Introducció

La capa d'enllaç de dades és la segona capa del model OSI (Open Systems Interconnection). Aquesta capa és responsable de la transferència fiable de dades entre dos dispositius adjacents en una xarxa. La seva funció principal és detectar i corregir errors que poden ocórrer a la capa física, així com gestionar l'accés al medi de transmissió.

Funcions Principals

  1. Framing (Enquadrament):

    • Divideix el flux de bits en marcs (frames) per facilitar la transmissió i la detecció d'errors.
    • Cada marc conté una capçalera (header) i una cua (trailer) que inclouen informació de control.
  2. Adreçament Físic:

    • Utilitza adreces MAC (Media Access Control) per identificar de manera única cada dispositiu en una xarxa local.
    • Les adreces MAC són assignades per l'IEEE i són úniques per a cada interfície de xarxa.
  3. Control d'Accés al Medi (MAC):

    • Gestiona l'accés al medi de transmissió per evitar col·lisions.
    • Protocols com CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) i CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) són utilitzats en Ethernet i Wi-Fi respectivament.
  4. Detecció i Correcció d'Errors:

    • Utilitza tècniques com CRC (Cyclic Redundancy Check) per detectar errors en els marcs.
    • Alguns protocols poden corregir errors menors sense necessitat de retransmissió.
  5. Control de Flux:

    • Assegura que el transmissor no sobrecarregui el receptor enviant dades massa ràpidament.
    • Utilitza mecanismes com el control de flux basat en finestres.

Protocols de la Capa d'Enllaç de Dades

Ethernet

  • Descripció:

    • Ethernet és el protocol més utilitzat en xarxes locals (LAN).
    • Defineix estàndards per a la capa física i la capa d'enllaç de dades.
  • Característiques:

    • Utilitza adreces MAC per a l'adreçament.
    • Suporta velocitats de transmissió des de 10 Mbps fins a 100 Gbps.
    • Utilitza CSMA/CD per gestionar l'accés al medi.
  • Exemple de Trama Ethernet:

+-------------------+-------------------+-------------------+-------------------+
| Preambul | Adreça MAC Destí | Adreça MAC Origen | Tipus/EtherType | Dades | CRC |
+-------------------+-------------------+-------------------+-------------------+

Wi-Fi (IEEE 802.11)

  • Descripció:

    • Wi-Fi és un protocol per a xarxes sense fils.
    • Defineix estàndards per a la capa física i la capa d'enllaç de dades.
  • Característiques:

    • Utilitza adreces MAC per a l'adreçament.
    • Suporta diverses velocitats de transmissió, depenent de l'estàndard (802.11a/b/g/n/ac/ax).
    • Utilitza CSMA/CA per evitar col·lisions.
  • Exemple de Trama Wi-Fi:

+-------------------+-------------------+-------------------+-------------------+
| Frame Control | Duració/ID | Adreça MAC 1 | Adreça MAC 2 | Adreça MAC 3 | Seqüència | Dades | CRC |
+-------------------+-------------------+-------------------+-------------------+

Exercici Pràctic

Exercici 1: Identificació de Components d'una Trama Ethernet

Objectiu: Identificar i descriure els components d'una trama Ethernet.

Trama Ethernet Exemple:

| Preambul | Adreça MAC Destí | Adreça MAC Origen | Tipus/EtherType | Dades | CRC |
| 7 bytes  | 6 bytes          | 6 bytes           | 2 bytes         | 46-1500 bytes | 4 bytes |

Tasques:

  1. Preambul: Descriu la funció del preambul en una trama Ethernet.
  2. Adreça MAC Destí: Explica la importància de l'adreça MAC de destí.
  3. Adreça MAC Origen: Explica la importància de l'adreça MAC d'origen.
  4. Tipus/EtherType: Quina informació proporciona el camp Tipus/EtherType?
  5. Dades: Quina és la longitud mínima i màxima del camp de dades?
  6. CRC: Quina és la funció del CRC en una trama Ethernet?

Solució:

  1. Preambul: El preambul és una seqüència de 7 bytes utilitzada per sincronitzar els rellotges del transmissor i el receptor.
  2. Adreça MAC Destí: L'adreça MAC de destí identifica el dispositiu destinatari de la trama.
  3. Adreça MAC Origen: L'adreça MAC d'origen identifica el dispositiu que envia la trama.
  4. Tipus/EtherType: El camp Tipus/EtherType indica el protocol de la capa superior encapsulat en la trama (per exemple, IPv4, IPv6).
  5. Dades: La longitud mínima del camp de dades és de 46 bytes i la màxima és de 1500 bytes.
  6. CRC: El CRC (Cyclic Redundancy Check) és un codi de 4 bytes utilitzat per detectar errors en la trama.

Resum

La capa d'enllaç de dades és essencial per a la transmissió fiable de dades en una xarxa. Gestiona l'enquadrament, l'adreçament físic, el control d'accés al medi, la detecció i correcció d'errors, i el control de flux. Protocols com Ethernet i Wi-Fi són exemples clars de com aquesta capa opera en diferents tipus de xarxes. Amb una comprensió sòlida d'aquesta capa, els professionals poden diagnosticar i resoldre problemes de xarxa de manera més eficient.

© Copyright 2024. Tots els drets reservats