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<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
<meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="ie=edge">
<link rel="stylesheet" href="main.css">
<title>06-Capa de enlace</title>
</head>
<body>
<h1>06- Capa de enlace.</h1>
<p>
Es la capa 2 de la arquitectura OSI. Se encarga de conseguir que la comunicación de datos se produzca correctamente
a través de un medio físico de transmisión. Para lograr que dos dispositivos adyacentes se comuniquen, se necesita un
control de intercambio de datos: el control del enlace. <br>
La capa de enlace proporciona a la capa de Red un servicio de transporte de bits fiable(asegura que los bit se transmiten
correctamente por el medio físico). <br>
El bloque de datos transmitido se denomina <b>trama</b>.
</p>
<h2>Funciones de la capa de enlace</h2>
<p>
Sincronización a nivel de trama. <br>
Control de flujo: las estaciones deben ponerser de acuerdo en el ritmo de transmisión de datos. <br>
Control de errores: los enlaces no son perfectos, hay que controlar que no haya errores en la transmisión. <br>
Direccionamiento: si hay varios posibles destinos, es necesario identificar a quien va dirigida la trama. <br>
Gestión del enlace:
<ul>
<li>Inicio de la transmisión</li>
<li>Mantenimiento de la transmisión</li>
<li>Finalización de la transmisión</li>
</ul>
</p>
<h2>MAC y LLC</h2>
<p>
En la arquitectura IEEE 802, el nicel de enlace se divide en dos subcapas:
<ul>
<li>
LLC: Se encarga de las funciones comunes de la capa independientemente del medio físico usando:
<ul>
<li>Control de errores</li>
<li>Direccionamiento</li>
<li>Sus funciones han sido definidas por el subgrupo 802.2</li>
</ul>
</li>
<li>
MAC: Se encarga del acceso al medio (gestión del enlace).
</li>
</ul>
</p>
<h2>Tramas</h2>
<p>
Una trama es un bloque de bits agrupados que son enviados por la línea.
El tamaño de la trama depende del tipo de red. <br>
Agrupar los bits en tramas facilita:
<ul>
<li>La detección y corrección de errores</li>
<li>La compartición del medio</li>
</ul>
Una trama se compone de tres partes:
<ul>
<li>información sobre la trama</li>
<li>Datos</li>
<li>Redundancia</li>
</ul>
</p>
<h2>Control de flujo</h2>
<p>
Algunos protocolos de nivel 2 lo soportan. No es el caso de Ethernet.
</p>
<h2>Acceso al medio</h2>
<p>
<h3>Calsificación general</h3>
<p>
<ul>
<li>Medio repartido:
<ul>
<li><b>FDM</b>: Multiplexación en frecuencias.
Cada vez menos usado: se puede infrautilizar el ancho de banda.
</li>
<li><b>TDM</b>: Multiplexación en tiempo</li>
</ul>
</li>
<li>Medio compartido:
<ul>
<li>
Sin colisiones
<ul>
<li>Sondeo</li>
<li><b>Paso de testigo (Token Bus)</b></li>
</ul>
</li>
<li>
Con colisiones
<ul>
<li>CSMA/CD(Ethernet)</li>
<li>CSMA/CA(Wifi)</li>
</ul>
</li>
</ul>
</li>
</ul>
</p>
</p>
<h2>FDM</h2>
<p>
Se multiplexa el canal por frecuencia. Cada canal se asigna a un nodo de la red.
Usado en:
<ul>
<li>Red telefónica(analógica)</li>
<li>Radio FM/AM</li>
<li>DSL</li>
</ul>
</p>
<h2>TDM</h2>
<p>
Se multiplexa el canal por tiempo (a la Round Robin). Cada canal se asigna a un nodo de la red.
Más común en transmisiones digitales:
<ul>
<li>GSM</li>
<li>SONET</li>
</ul>
</p>
<h2>Paso de testigo</h2>
<p>
Cada nodo debe esperar a tener el turno de emisión. El turno se utiliza, y se cede al siguiente por un testigo.
<ul>
<li>Un mensaje especial que indica que no se quiere emitir más</li>
<li>Y señala el siguiente equipo que emitirá.</li>
</ul>
Ejemplos: Token Bus
</p>
<h2>CSMA/CD</h2>
<p>
<i>Carrier-sense multiple access with collision detection</i> <br>
Multiple access: Cualquiera puede emitir usando el mismo medio. <br>
Carrier-sense: Antes de emitir, se comprueba que nadie más esté emitiendo. <br>
Collision detection:
<ul>
<li>Durante la transmisión, detecto si otro también emite</li>
<li>si se produce una colisión, dejo de emitir</li>
<li>Y espero un timepo aleatorio para volver a intentarlo.</li>
</ul>
</p>
<h2>CSMA/CA</h2>
<p>
<i>Carrier-sense multiple access with collision avoidance</i> <br>
Similar a CSMA/CD <br>
Collision avoidance para evitar los nodos ocultos:
<ul>
<li>Antes de emitir los datos se envían un RTS(request to send) <br>
<p>Es un mensaje pequeño, con poca probabilidad de colisión</p></li>
<li>Un nodo central recibe los RTS y determina quién recibe un CTS (clear to send)</li>
<li>El que recibe el CTS puede enviar sus datos sin problema</li>
</ul>
</p>
<h2>Control de errores</h2>
<p>
Consiste en enviar algunos bits añadidos a los datos con información que permita detectar o corregir los errores. <br>
El procentaje de redundancia se calcula como:
<pre>
bits_de_control
___________________ x 100
bits_totales
</pre>
Los errores pueden:
<ul>
<li>Detectarse.</li>
<li>Adicionalmente, corregirse.</li>
</ul>
</p>
<h2>Errores</h2>
<p>
- Un único bit, más comunes en transmisiones en paralelo. <br>
- Ráfaga de bits, una interferencia actúa sobre los medios de transmisión. Perturban varios bits seguidos.
Afectan más a comunicaciones en serie.
</p>
<h2>Detección de errores</h2>
<p>
<h3>ECO</h3>
<p>
El recpetor envía una copia exacta de la información recibida al emisor. <br>
El emisor confirma con otra trama que la información es correcta.
</p>
<h3>Paridad lineal</h3>
<p>
Se añade un bit extra, indicando si el número de bits con valor a 1 es par o impar.
<ul>
<li>
100100 - Con paridad par, se envía como 100100 <b>0</b>
</li>
<li>
100100 - Con paridad impar, se envía como 100100 <b>1</b>
</li>
</ul>
</p>
<h3>Paridad de bloque</h3>
<pre>
Datos Paridad lineal
1100 0 01 0
0110 1 10 0
1011 0 10 0
1001 1 11 1
0111 0 01 0
1100 1 11 1
1010 0 00 0
___________________________________
Paridad de bloque 0001 0 00 0
</pre>
<h3>Conclusión</h3>
<ul>
<li>Si falla un bit, puedo arreglarlo</li>
<li>Si fallan dos bits, lo detecto</li>
<li>Si fallan más,</li>
<ul>
<li>Puedo no enterarme</li>
<li>Puede parecer que ha fallado solo uno</li>
<li>Puedo detectar el error</li>
</ul>
</ul>
</p>
<h2>Distancia de Hamming</h2>
<p>
Cuando se produce un error, cambian algunos bits. <br>
Según la codificación utilizada, no todas las combinaciones de 0's y 1's son posibles. Ej: 4B/5B. <br>
La distancia de <b>Hamming</b> de un código es la cantidad de bits que hay que cambiar en una combinación válida para
llegar a otra combinación válida. <br>
Cuanto mayor sea la distancia, más robusto es el código frente a errores.
<ul>
<li>Si la distancia es <i>d</i>, se pueden detectar errores de hasta <i>d-1</i> bits</li>
<li>Si la distancia es <i>d</i>, se pueden corregir errores de hasta <i>[(d-1)/2]</i> bits.</li>
</ul>
</p>
<h2>CRC</h2>
<p>
Al principio de la comunicación, emisor y recpetor acuerdad un Polinomio Generador.
Al iniciar la transmisión se añaden un número predeterminado de ceros a la información a enviar y se divide utilizando el
polinomio generador. <br>
El receptor realiza nuevamente una división sobre los datos recibidos y si el resto es 0 indica que la trama se ha recibido sin
errores. <br>
Finalmente, se descartan los bits añadidos en el transmisor para quedarnos con el mensaje original.
<h3>¿Por qué CRC?</h3>
Hay versiones de CRC para diferentes longitudes de polinomio: CRC16, CRC32,... <br>
Los errores se producen típicamente a ráfagas. Para un <i>CRC</i> de <i>n bits:</i>
<ul>
<li>Se detectan todos los errores de ráfagas de menos de <i>n</i> bits incorrectos</li>
<li>Se detecta una fracción de las ráfagas más largas. (1-2<sup>-n</sup> )</li>
</ul>
</p>
<h2>Corrección de errores</h2>
<p>
La detección de errores es el principal paso, una vez detectado:
<ul>
<li>
Se puede ignorar ( las capas más altas deben arreglar el error)
</li>
<li>
Se puede corregir
</li>
</ul>
Ethernet no corrige errores, pero veremos algunas técnicas que pueden usar otras capas 2.
</p>
<h2>Retransmisión</h2>
<p>
Es el método de corrección más sencillo. Se detecta el error y se pide al emisor que vuelva a enviar la trama. <br>
Se tienen que memorizar las tramas enviadas hasta la recepción de un ACK que confirme que el envío de información fue exitosa.
</p>
<h2>Corrección: Código Hamming</h2>
<p>
Codificación que permite la detección y la corrección de un bit. <b>Tiene distancia 3.</b> <br>
Se influyen bits de paridad de la siguiente forma:
<ul>
<li>
Los bits de las posiciones s= 2 <sup>(p-1)</sup> son de paridad: 1,2,4,8,...
</li>
<li>
El resto son de datos.
</li>
<li>
El bit de la posición <i>'s'</i> se incluye en el bit de paridad <i>'p'</i> si la expresión de 's'en binario
tiene a 1 el bit 'p'.
</li>
</ul>
Ejemplo Hamming(11,7). Para la transmisión de 0110101
<pre>
p1 p2 d1 p3 d2 d3 d4 p4 d5 d6 d7
s1 s2 s3 s4 s5 s6 s7 s8 s9 s10 s11
Datos 0 1 1 0 1 0 1
p1 0 1 0 1 1
p2 0 1 0 0 1
p3 1 1 0
p4 1 0 1
</pre>
</p>
<h2>¿Y si hay más de un error?</h2>
<p>
Su distancia de Hamming es 3, así que no se puede detectar. <br>
En Hamming extendido se añade un bit de paridad adicional, permite detectar errores de dos bits, pero no corregirlos.
</p>
<address>
Human Computing 3.0 ©
</address>
</body>
</html>