La Capa de Enlace de Datos: Tramas, Control de Errores y Flujo en Redes

La Capa de Enlace de Datos: Fundamentos y Mecanismos de Control

En el ámbito de las redes de telecomunicaciones, la Capa de Enlace de Datos (también conocida como Capa 2 del modelo OSI) juega un papel crucial en la transferencia fiable de información a través de un circuito de transmisión. En el modelo TCP/IP, esta capa se corresponde con la segunda capa, encargándose de la organización y el intercambio lógico de datos.

Tramas: La Unidad Fundamental de la Capa de Enlace

En la capa de enlace, los datos se organizan en unidades lógicas denominadas tramas. Cada trama posee una estructura definida que incluye:

• Cabecera: Contiene información esencial como la dirección de origen y destino, así como datos de control necesarios para la gestión de la trama.
• Cola: Se utiliza principalmente para la detección de errores, asegurando la integridad de los datos transmitidos.

La composición de la cabecera de una trama varía según el tipo de red:

• En una Red de Área Local (LAN), la cabecera incluye las direcciones físicas (MAC) del origen y el destino dentro de la LAN.
• En una Red de Área Extensa (WAN), la cabecera contiene un identificador de circuito en su campo de dirección, facilitando la comunicación a través de enlaces de mayor alcance.

Es importante recordar que un enlace puede ser una red de área local, una línea punto a punto, o cualquier otra facilidad de área extensa que permita la comunicación entre sistemas mediante un protocolo de la capa de enlace de datos.

Funciones Clave de la Capa de Enlace de Datos

La capa de enlace de datos es responsable de la transferencia fiable de información a través de un circuito de transmisión de datos. Esto se logra mediante el uso de tramas, que son las unidades de información con sentido lógico para el intercambio de datos en esta capa. Sus principales funciones son:

• Iniciación, terminación e identificación de enlaces.
• Segmentación y bloqueo de datos.
• Sincronización de octeto y carácter.
• Delimitación de trama y transparencia.
• Control de errores.
• Control de flujo.
• Recuperación de fallos.
• Gestión y coordinación de la comunicación.

Control de Flujo: Evitando la Saturación del Receptor

El control de flujo es un mecanismo esencial para evitar la sobrecarga del receptor. Se implementa comúnmente a nivel de transporte, aunque también puede aplicarse a nivel de enlace. Este control utiliza mecanismos de retroalimentación y, si bien suele ir unido a la corrección de errores, no debe limitar la eficiencia del canal. El control de flujo implica dos acciones fundamentales: la detección de errores y la corrección de errores.

Detección de Errores: Identificando Fallos en la Transmisión

La detección de errores se utiliza para identificar anomalías durante el envío de tramas al receptor, con el fin de intentar solucionarlas. Se realiza mediante diversos tipos de códigos, entre los que destacan:

• CRC (Códigos de Redundancia Cíclica): Ampliamente utilizados por su eficiencia.
• Paridad Simple: Puede ser par (número de unos par) o impar.
• Paridad Cruzada: Incluye la Paridad Horizontal y Vertical.
• Suma de Verificación: Un método sencillo para verificar la integridad.

Corrección de Errores: Restaurando la Integridad de los Datos

La corrección de errores surge como una extensión de la detección, buscando subsanar los errores identificados. Para ello, es necesario añadir a la información útil un número de bits redundantes significativamente superior al requerido solo para la detección. Las técnicas de corrección de errores son variadas e incluyen:

• Código Hamming: Permite detectar y corregir errores de un solo bit.
• Repetición: Cada bit se repite un número determinado de veces (ej., 3 veces), y en caso de fallo, se toma el bit que más se repite por mayoría.
• Verificación de Paridad Cruzada: También puede usarse para corrección en ciertos contextos.
• Reed-Solomon: Códigos potentes utilizados en diversas aplicaciones, como almacenamiento de datos y comunicaciones.
• Códigos de Golay: Otro tipo de código corrector de errores.

Protocolos Destacados en la Capa de Enlace

Dentro de los protocolos de la capa de enlace, cabe destacar el HDLC (High-Level Data Link Control). Este es un protocolo de control de enlace de datos de alto nivel, orientado a bit, que obedece a una estrategia de ARQ de ventana deslizante o continuo. Además de los protocolos orientados a bit, también existen protocolos orientados a carácter.