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Actualizado el 21 de Marzo del 2018 (Publicado el 6 de Marzo del 2018)
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REDES DE COMPUTADORES

Laboratorio

Práctica 4: Funciones generales de la capa de Enlace

Grado en Ingeniería Informática

Curso 2015/16

Universidad de Alcalá
Departamento de Automática


OBJETIVOS

Laboratorio: Redes de Computadores
Grado en Ingeniería Informática

Realizar la configuración básica de un Switch CISCO

Poder implementar 2 simulaciones que expliquen las funciones de capa 2 desarrolladas por un
dispositivo Conmutador/Switch

Evaluar los parámetros de las diversas tramas (PDU capa2) generados por cada dispositivo
terminal e intermedio de la red.

Diferenciar los conceptos de “Dominio de Difusión” y ”Dominio de Colisión”



FUNCIONES GENERALES DE LA CAPA 2 OSI

La capa 2 OSI de Enlace de datos proporciona un transito de datos “fiable” a través de un enlace
físico de red. De este modo, la capa de enlace de datos se ocupa de los siguientes “Aspectos
Claves” dentro de una LAN:

• Direccionamiento Físico de
host/dispositivo conectado a la red.

los dispositivos: genera una

identificación única a cada

• Implementa las Topologías lógicas de una LAN: mediante diversos tipos de dispositivos y
protocolos.

• Acceso de Usuarios a una red, Notificación de Errores: emite alertas a los protocolos de las
capas OSI superiores cuando ocurre un error de transmisión

• Distribución Ordenada de Tramas: genera una secuencia de tramas para transmitir los “Datos” de
un Emisor y en el Receptor se reordenan las tramas recibidas (en desorden, fuera de secuencia)

• Control del Flujo de las comunicaciones dentro de la red: define una moderación de la
transmisión de datos de tal manera que el dispositivo receptor no se sobresature con más tráfico
que el que puede manejar a un tiempo.

No todas las funciones están implementadas en todos los protocolos: los hay más sofisticados y
los hay más básicos. Cada tipo de enlace tiene sus propias necesidades.

DISPOSITIVOS DE LA CAPA 2 OSI

Tarjetas de interfaz de red (NIC)

Una tarjeta de interfaz de red (NIC) es una placa de circuito impreso que proporciona las
capacidades de comunicación de red hacia y desde un computador personal. También se le
denomina adaptador de LAN y se enchufa en la “placa-base” para así proporcionar un puerto de
conexión a una red.

Las NIC están consideradas como dispositivos de la capa 2 OSI porque cada una de ellas tiene un
código único, denominado dirección de control de acceso al medio (MAC: media access control, o
MAC, establecida por la IEEE). Dicha dirección controla la comunicación de datos para el host en
la LAN. Las NIC controlan el acceso del host al medio de la red.

La tarjeta de red actúa como una interfaz física entre el cable de red y la computadora. Existen
diferentes tipos de medios sobre los cuales operan las tarjetas de red, pero estas no se conectan
directamente al medio ya que necesitan un componente adicional llamado conector, el cual es
diferente para cada tipo de medio en el que se usará.










Curso 2015/16
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Universidad de Alcalá
Departamento de Automática


Puente o Bridge

Laboratorio: Redes de Computadores
Grado en Ingeniería Informática



Un puente es un dispositivo de la capa 2 diseñado para dividir a una LAN en dos segmentos,
gracias a que constan de 2 puertos de conexión de red. En otras palabras, divide el dominio de
colisión inicial, y cada segmento de esta LAN define un dominio de colisión separado.

El propósito de un puente es filtrar el tráfico de una LAN a nivel de la Capa de Enlace de
Datos, para que el tráfico local siga siendo local, pero permitiendo que el tráfico que va
dirigido hacia ese segmento, pueda ser conectado con otras partes (segmentos) dentro de
una LAN.

¿Cómo puede detectar el puente cuál es el tráfico local y cuál no lo es? El puente verifica la
dirección local. Cada dispositivo de networking tiene una dirección MAC exclusiva en su NIC, y el
puente rastrea cuáles son las direcciones MAC que están ubicadas a cada lado del puente (en
cada puerto). Así toma sus decisiones basándose en esta lista de direcciones MAC.

Como los puentes solo se fijan en las direcciones MAC, no se ocupan de los protocolos de la capa
3. En consecuencia, los puentes solo se preocupan de que las tramas pasen o no pasen de un
puerto a otro, basándose en sus direcciones MAC destino.

Además, esta función hace que las redes sean más eficientes, al permitir que los datos se
transmitan al mismo tiempo a diferentes segmentos de la red LAN, pero sin que colisionen las
tramas.



Función de segmentación de una red hecha por un Puente

Cuando el puente recibe una trama en una de sus interfaces, analiza la dirección MAC del emisor
y del destino. Si un puente no reconoce al emisor, almacena su dirección en una Tabla de
direcciones MAC para “así recordar, en qué lado de la red se encuentra el emisor de la
Trama”. De esta manera, el puente puede averiguar si el emisor y el destino se encuentran del
mismo lado o en lados opuestos del puente.

En otras palabras, si la MAC del emisor y destino de una Trama se encuentran en…

… el mismo puerto, el puente ignora/descarta la trama

… en puertos diferentes del puente, este último hace una copia de la trama, para enviarla hacia
el otro puerto donde se encuentra el destino.

Este mecanismo permite un “aprendizaje automático” de todas las MAC conectadas en cada uno
de los 2 puertos de un Bridge.

















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Switch | Conmutador

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Grado en Ingeniería Informática

Un switch, al igual que un puente, es un dispositivo de la capa 2.



De hecho, al switch se le denomina un puente multipuerto, así como el hub se denomina
repetidor multipuerto. A primera vista, un switch se parece a menudo un hub. Tanto los hubs
como los switches tienen varios puertos de conexión, dado que una de las funciones de ambos es
la concentración de conectividad (permitir que varios dispositivos se conecten a un punto de la
red).

La diferencia básica entre un hub y un switch está dada por lo que sucede dentro del dispositivo.
Un switch toma decisiones basándose en las direcciones MAC y los hubs no toman ninguna
decisión.

Como los switches son capaces de tomar decisiones, hacen que una LAN sea mucho más
eficiente. Los switches hacen esta tarea "conmutando" las tramas hacia solamente el puerto al cual
está conectado el Host destino correspondiente.

Un hub en cambio, envía datos a través de todos sus puertos de modo que todos los hosts deben
ver y procesar (aceptar o rechazar) la trama enviada.

El propósito principal del switch es concentrar la conectividad, haciendo que la transmisión de
datos sea más eficiente. Piensa en el switch como un dispositivo de red que puede combinar la
conectividad de un hub con la regulación de tráfico de un puente en cada uno de sus puertos.



MAC ETHERNET (IEEE 802.3)

Ethernet es una Topología de Difusión de Medio Compartido (red lógica en bus) que puede
transmitir datos a diferentes velocidades (10 Mbps, 100 Mbps, Gigaethernet). Todos los
dispositivos ven las tramas transmitidas a través del Medio compartido, pero solo el host Destino
las procesa.

Utiliza un mecanismo de control de acceso al medio MAC denominado Acceso Múltiple con
detección de portadora y detección de colisiones (CSMA-CD: Carrier-Sense Multiple Access with
Collision Detection), el cual regula el tráfico de la red, permitiendo la transmisión en la red sólo
cuando esta esté despejada y no haya otro equipo transmitiendo. CSMA/CD permite que todos los
hosts de una LAN tengan acceso al medio físico común de red en condiciones similares.



Temporización Ethernet

Ethernet se diseñó para operar en una estructura de bus, lo cual significa que cada estación
siempre escucha todos los mensajes casi al mismo tiempo, utilizando el método CSMA/CD.

Las normas Ethernet establecen que cualquier estación en una red que quiere transmitir un
mensaje, primero escucha para asegurarse que no hay ninguna otra estación transmitiendo en ese
momento. Si el cable esta libre, la estación comienza su transmisión de inmediato. Pero las
señales eléctricas necesitan una cantidad de tiempo pequeña (llamada retardo de propagación)
para viajar a través del cable, y cada repetidor que encuentre la trama introduce una pequeña
latencia en el envío de la trama de un puerto al siguiente, lo que origina que más de una estación
comience a transmitir al mismo tiempo, provocando una Colisión.







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Manipulación de errores de la tecnología Ethernet

La condición de error más común en Ethernet es la colisión. La colisión es el mecanismo para
resolver el acceso a una LAN. Las colisiones solo son posibles en los segmentos semiduplex.

Las colisiones normalmente tienen lugar cuando dos o más estaciones Ethernet transmiten
simultáneamente dentro de un dominio de colisión. Al resultado de las colisiones (ya sean tramas
parciales o totalmente corruptas, que tienen menos de 64 octetos y un FCS no valido) se les
llaman a menud
  • Links de descarga
http://lwp-l.com/pdf9242

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