La capa de enlace de datos. Estos principios de diseño están enfocados en lograr una comunicación fiable y eficiente de unidades completas de información llamadas tramas, en vez de los bits individuales como en la capa física, entre dos máquinas adyacentes que pueden estar conectadas por medio de un cable de par trenzado o un canal inalámbrico y que permite la entrega de los bits en el mismo orden en el que se enviaron.



Como en ocasiones los canales de comunicación comenten errores debido a que sólo tienen una tasa de transmisión de datos finita y hay un retardo de propagación distinto de cero entre el momento en que se envía un bit y el momento en que se recibe, estas limitaciones tienen implicaciones importantes para la eficiencia de la transferencia de datos, de allí que la unidad aborda también el tema: control de errores.

Control de enlace de datos

La capa de enlace de datos provee la transmisión física de los datos y maneja la notificación de errores, la topología de red y el control de flujo. Es decir, que la capa de enlace de datos asegura que los mensajes son entregados al dispositivo correcto en la red, utilizando direcciones de hardware y transforma los mensajes (paquetes) de la capa de red a bits para ser transmitidos en la capa física.


Control de flujo

Un problema de asignación que ocurre en todas las capas es cómo evitar que un emisor rápido inunde de datos a un receptor lento. Con frecuencia se utiliza retroalimentación del receptor al emisor. A este tema se le denomina control de flujo. Algunas veces el problema es que la red sufre un exceso de solicitudes debido a que hay demasiadas computadoras que desean enviar una gran cantidad de información y la red no lo puede entregar todo. A esta sobrecarga de la red se le conoce como congestión. Una estrategia es que cada computadora reduzca su demanda cuando experimenta congestión.

Por lo anterior, este es otro tema de diseño importante que se presenta en la capa de enlace para saber qué hacer con un emisor que quiere transmitir tramas de manera sistemática y a mayor velocidad que aquella con que puede aceptarlos el receptor. Esta situación puede ocurrir cuando el emisor opera en una computadora rápida y el receptor trabaja en una máquina lenta. Una situación común es cuando un teléfono inteligente solicita una página web de un servidor mucho más poderoso. Aunque la transmisión esté libre de errores, en cierto punto el receptor simplemente no será capaz de manejar las tramas conforme lleguen y comenzará a perder algunas.

Detección de errores

Los protocolos de la capa de enlace de datos agregan un tráiler en el extremo de cada trama. El tráiler se utiliza para determinar si la trama llegó sin errores. Este proceso se denomina detección de errores. Es diferente de la corrección de errores. La detección de errores se logra colocando un resumen lógico o matemático de los bits que comprenden la trama en el tráiler


Control de errores

Una vez resuelto el problema de marcar el inicio y el fin de cada trama, el siguiente dilema es: cómo asegurar que todas las tramas realmente se entreguen en el orden apropiado a la capa de red del destino.

Suponga por un momento que el receptor puede saber si una trama que recibe contiene la información correcta o errónea. Para un servicio sin conexión ni confirmación de recepción sería ideal si el emisor siguiera enviando tramas sin importarle si llegan en forma adecuada. Pero para un servicio confiable orientado a conexión no sería nada bueno. La manera normal de asegurar la entrega confiable de datos es proporcionar retroalimentación al emisor sobre lo que está ocurriendo en el otro lado de la línea.

Por lo general, el protocolo exige que el receptor devuelva tramas de control especiales que contengan confirmaciones de recepción positivas o negativas de las tramas que llegan. Si el emisor recibe una confirmación de recepción positiva de una trama, sabe que la trama llegó de manera correcta. Por otra parte, una confirmación de recepción negativa significa que algo falló y que se debe transmitir la trama otra vez.



Control de enlace de datos de alto nivel

HDLC es un grupo de protocolos de enlace de datos (capa 2) utilizados para transmitir paquetes de datos sincrónicos entre nodos punto a punto. Los datos se organizan en marcos direccionables. Este formato se ha utilizado para otros protocolos multipunto a multipunto, e inspiró el protocolo de encuadre similar a HDLC descrito en RFC 1662.

HDLC utiliza un proceso de inserción / eliminación cero (relleno de bits) para garantizar el patrón de bits del delimitador. La trama HDLC es síncrona y, por lo tanto, depende de la capa física (Capa 1) para sincronizar la transmisión y recepción de tramas. 

HDLC es un protocolo desarrollado por la Organización Internacional de Normalización (ISO). Cumple con las normas ISO 3309 e ISO 4335. Se ha encontrado que se utiliza en todo el mundo. Se ha implementado ampliamente porque admite líneas de comunicación semidúplex y dúplex completo, redes punto a punto (punto a punto) y multipunto.

HDLC especifica los siguientes tres tipos de estaciones para el control de enlace de datos:

• Estación primaria: Dentro de una red que usa HDLC como protocolo de enlace de datos, si se usa una configuración en la que hay una estación primaria, se usa como la estación de control en el enlace. Tiene la responsabilidad de controlar todas las otras estaciones en el enlace (generalmente estaciones secundarias). A pesar de este importante aspecto de estar en el enlace, la estación principal también es responsable de la organización del flujo de datos en el enlace. También se ocupa de la recuperación de errores en el nivel de enlace de datos (capa 2 del modelo OSI). El marco o trama emitida se llama Comando.


• Estación secundaria: Si el protocolo de enlace de datos que se usa es HDLC, y hay una estación primaria presente, una estación secundaria también debe estar presente en el enlace de datos. La estación secundaria está bajo el control de la estación primaria. No tiene capacidad ni responsabilidad directa para controlar el enlace. Solo se activa cuando lo solicita la estación principal. Solo responde a la estación primaria. Las tramas de la estación secundaria se denominan respuestas. Solo puede enviar tramas de respuesta cuando lo solicita la estación principal.


• Estación combinada: Una estación combinada es una combinación de una estación primaria y una secundaria. En el enlace, todas las estaciones combinadas pueden enviar y recibir comandos y respuestas sin ningún permiso de ninguna otra estación en el enlace. Cada estación combinada tiene el control total de sí misma y no depende de ninguna otra estación en el enlace. Ninguna otra estación puede controlar una estación combinada.