Tipos de Protocolos -Nivel Enlace-

Dichos protocolos cubren básicamente las funciones de control de flujo y control de errores. Además, todos los protocolos del nivel de enlace especifican el formato de trama utilizado para la transmisión de los datos, incluyendo la Información que se incluye en la cabecera. Si es necesario, los protocolos también incluyen mecanismos de direccionamiento físico.

Para enlaces multipunto compartidos, donde es necesario llevar a cabo un control de acceso al medio, se suelen utilizar protocolos diferentes a los protocolos que cubren las funciones de control de errores y control de flujo. Incluso se utilizan subniveles diferentes, como ocurre en redes de área local IEEE donde el nivel de enlace se divide en dos subniveles: MAC y LLC. MAC se ocupa del control de acceso al medio y llc se ocupa del control de flujo y control de errores.

Los protocolos desarrollados en el nivel de enlace se pueden dividir en dos grupos:

Asíncronos:

• Protocolo Punto a Punto

Síncronos:

• Protocolo de comunicación síncrona binaria
• Protocolo de control de enlace de datos de alto nivel HDLC
• Protocolo Punto a Punto

Asíncronos

Los protocolos asíncronos son los primeros protocolos implementados en el nivel de enlace y se utilizaron sobre todo en las transmisiones de ficheros por Módem. su principal ventaja es que son fáciles (y, por tanto, baratos) de implementar. su principal desventaja es su lentitud. De hecho, actualmente apenas se utilizan y han sido sustituidos por protocolos síncronos, más rápidos. algunos ejemplos de los viejos protocolos asíncronos son XMODEM, YMODEM y ZMODEM.

Síncronos

Son protocolos más eficientes que los asíncronos. A su vez pueden ser orientados a carácter u orientados a bits. actualmente casi todos los protocolos en el nivel de enlace utilizados en las principales arquitecturas y tecnologías de red son orientados a bits, fundamentalmente por una razón: la eficiencia.

• Comunicación Síncrona Binaria

BSC (Binary Synchronuos Communication, comunicación síncrona binaria),  Protocolo orientado a carácter (es el Protocolo más importente), desarrollado por IBM en los años 60. Este Protocolo se puede utilizar tanto en comunicaciones punto a punto como en multipunto, y utiliza la técnica de parada y espera con ARQ para el control de flujo y errores. La mayor parte de los protocolos utilizados en el nivel de enlace en las diferentes arquitecturas y tecnologías de red se basan en el estándar propuesto por la ISO, llamado HDLC. Originalmente se desarrollaron varias recomendaciones para completar el Protocolo, pero actualmente están todos los aspectos del mismo agrupados en la recomendación ISO 13239.

• Control de enlace de datos de alto nivel

HDLC (High-level Data Link Control, control de enlace de datos de alto nivel) es un Protocolo del nivel de enlace orientado a bits que se puede utilizar para comunicaciones half-dúplex o full-dúplex y en configuraciones punto a punto o multipunto.

Este Protocolo tiene tres fases:

• Iniciación
• Transferencia de datos
• Desconexión

En HDLC se usa el término para referirse a una entidad independiente de datos que se transmite de una estación a otra a través del enlace. Existen tres tipos de tramas:

Las tramas con formato de Información sirven para transmitir datos de usuario entre dos dispositivos. También pueden emplearse como aceptación de los datos de una estación transmisora. Asimismo, pueden llevar a cabo un limitado número de funciones, por ejemplo funcionar como comando de Sondeo.

Las tramas con formato de supervisión realizan funciones diversas, como aceptar o confirmar tramas, pedir que se retransmitan tramas, o solicitar una interrupción temporal de la transmisión de las mismas. El uso concreto de este tipo de tramas depende del modo de funcionamiento del enlace (repuesta normal, modo equilibrado asíncrono o modo de respuesta asíncrona).

Las tramas con formato no numerado también realizan funciones de control. Sirven para inicializar un enlace, para desconectarlo, o para otras funciones de control del canal. Incluye cinco posiciones de bits, que permiten definir hasta 32 comandos y 32 respuestas. El tipo de comando o respuesta dependerá de la Clase de Procedimiento HDLC de que se trate.

A su vez, la ITU-T modificó HDLC para crear su familia de protocolos LAP (Link Access Procedure) a partir de la cual se especificaron varios protocolos:

• LAPB (Link Access Procedure Balanced) como Protocolo del nivel de enlace para redes X.25.
• LAPD (Link Access Procedure – channel D) como Protocolo del nivel de enlace de RDSI.
• LAPM (Link Access Procedure for Modems), Protocolo incluido en la norma v.42bis como Protocolo de corrección de errores para módems.
• LAPF (Link Access Procedure – Frame), Protocolo de nivel de enlace para Frame Relay.

La organización IEEE también utilizó HDLC para crear su estándar IEEE 802.2, también conocido como LLC (Logical Link Control). El organismo IETF (internet engineering task Force) desarrolló el Protocolo PPP (Point to Point Protocol), cómo no, utilizando como base el Protocolo HDLC.

Protocolo Punto a Punto

Este Protocolo se puede considerar como una versión libre del Protocolo HDLC con ciertas diferencias. PPP puede funcionar tanto de manera síncrona como asíncrona, lo que permite bastante flexibilidad a lahora de trabajar con enlaces de tipo serie, paralelo, óptico, eléctrico, etc. Habitualmente se utiliza en particular en los modem tipo ADSL, además permite una clave de acceso para establecer seguridad en la conexión.

Establecimiento de datos PPP:

1. Establecimiento de conexión: durante esta fase, una computadora contacta con la otra y negocian los parámetros relativos al enlace usando el Protocolo LCP. Este Protocolo es una parte fundamental de PPP y por ello está definido en el mismo RFC. Usando LCP se negocia el método de autenticación que se va a utilizar, el tamaño de los datagramas, números mágicos para usar durante la autenticación, …
2. Autenticación: no es obligatorio. Existen dos protocolos de autenticación. El más básico e inseguro es Password Authentication Protocol (PAP), aunque no se recomienda dado que manda el nombre de usuario y la contraseña en claro. Un método más avanzado y preferido por muchos ISP es CHAP, en el cual la contraseña se manda cifrada.
3. Configuración de red: en esta fase se negocian parámetros dependientes del Protocolo de red que se esté usando. PPP puede llevar muchos protocolos de red al mismo tiempo y es necesario configurar individualmente cada uno de estos protocolos. Para configurar un Protocolo de red se usa el Protocolo NCPcorrespondiente. Por ejemplo, si la red es IP, se usa el Protocolo IPCP para asignar la dirección IP del cliente y sus servidores DNS.
4. Transmisión: durante esta fase se manda y recibe la Información de red. LCP se encarga de comprobar que la línea está activa durante periodos de inactividad. Obsérvese que PPP no proporciona cifrado de datos.
5. Terminación: la conexión puede ser finalizada en cualquier momento y por cualquier motivo.