Tramas: Campos y Las direcciones de capa 2

La capa de enlace de datos que se menciona a mayor detalle en el articulo anterior. Prepara los datos encapsulados generalmente de un paquete generado por el protocolo IPv4 e IPv6 para el transporte a través de los medios locales encapsulandolos con un encabezado y un trailer para crear una trama

Como se explico en el articulo anterior articulo anterior. El protocolo de enlace de datos es el responsable de la comunuicacion de NIC a NIC dentro de la misma red. Aun que existen distintos protocolos de capa 2 todos tiene tres partes basicas

• Encabezado

• Datos

• Tráiler

El tamaño de una trama puede variar en un rango de 64 bytes a 1518 bytes, incluyendo todos los bytes desde el campo de la dirección MAC de destino hasta el campo de secuencia de verificación de trama (FCS).

Si una trama pesa menos de 64 bytes, se considera un fragmento de colisión o una trama corta, y es descartada automáticamente por los nodos receptores. Por el contrario, las tramas de más de 1500 bytes se consideran tramas jumbo o tramas bebé gigantes. Estas tramas suelen ser compatibles con la mayoría de los switches y NICs de Fast Ethernet y Gigabit Ethernet.

Campos de una Trama

Hay que tener en cuenta que el tramado divide la transmisión en agrupaciones descifrables, con la información de control insertada en el encabezado y tráiler como valores en campos diferentes. Este formato es útil porque proporciona a las señales físicas una estructura que los nodos pueden reconocer y decodificar en paquetes en el destino.

Los campos de trama incluyen los siguientes:

• Indicadores de arranque y detención de trama - Se utilizan para identificar los límites de comienzo y finalización de la trama.

• Direccionamiento - Indica los nodos de origen y destino en los medios.

• Tipo - Identifica el protocolo de capa 3 en el campo de datos.

• Control - Identifica los servicios especiales de control de flujo, como calidad de servicio (QoS). QoS otorga prioridad de reenvío a ciertos tipos de mensajes.

• Datos - Incluye el contenido de la trama (es decir, el encabezado del paquete, el encabezado del segmento y los datos).

• Detección de Errores - Se incluye después de los datos para formar el tráiler.

Un campo de suma importancia para una trama Ethernet se encuentra en el tráiler de la trama, es conocido como CRC y tiene el valor de comprobación de redundancia cíclica. Este valor se coloca en el campo de secuencia de verificación de la trama (FSC) para representar el contenido de la trama. Proporciona un método para que el nodo receptor determine si la trama experimentó errores de transmisión.

Procesamiento de una Trama

Cuando una NIC recibe una trama Ethernet, examina la dirección MAC de destino para verificar si coincide con la dirección MAC física almacenada en la RAM. Si no hay coincidencia, el dispositivo descarta la trama. Si hay coincidencia, envía la trama a las capas superiores del modelo OSI, donde ocurre el proceso de desencapsulamiento.

Direcciones de Capa 2

Las direcciones MAC juegan un papel clave en el funcionamiento de nuestras redes. Son como las etiquetas de identificación que permiten que los mensajes lleguen a donde deben ir.

Como se mencionó en el artículo anterior sobre sistemas numéricos, la dirección de capa 2, mejor conocida como dirección física o MAC, utiliza un sistema hexadecimal. Está formada por un total de 12 dígitos hexadecimales, equivalentes a 6 bytes o 48 bits.

Una característica fundamental que deben cumplir las direcciones MAC es ser únicas para cada dispositivo o interfaz Ethernet. De esta característica se encargan los proveedores que venden dispositivos Ethernet, quienes deben registrarse con la IEEE para obtener un código hexadecimal único de 6 dígitos (24 bits o 3 bytes) denominado Identificador Único de Organización (OUI).

Cuando un proveedor asigna una dirección MAC a un dispositivo o interfaz Ethernet, debe:

• Utilizar su OUI asignado como los primeros 6 dígitos hexadecimales.

• Asignar un valor único en los últimos 6 dígitos hexadecimales.

Cuando un dispositivo envía información a través de la red, coloca estas etiquetas (direcciones MAC) al principio del mensaje. Esto es muy útil porque permite que la tarjeta de red (NIC) del dispositivo receptor pueda revisar rápidamente si el mensaje es para él. Imagina que la NIC es como un portero de un edificio de apartamentos. Cuando llega una carta, lo primero que hace es mirar el nombre en el sobre. Si el nombre coincide con algún residente, acepta la carta. Si no, la rechaza. De manera similar, la tarjeta de red mira la dirección MAC de destino y decide si debe procesar el resto del mensaje o ignorarlo.

Un detalle importante: estas direcciones MAC solo funcionan para comunicarse con dispositivos que están en la misma red física. Es como hablar directamente con alguien que está en la misma habitación que tú. Para hablar con alguien que está en otra habitación (otra red), necesitarías otro sistema de direcciones (como las direcciones IP).

Dirección MAC de Unicast

En las redes Ethernet, se utilizan diferentes tipos de direcciones MAC para distintas formas de comunicación. Una dirección MAC de unicast es como un nombre único que identifica a un solo dispositivo. Cuando un dispositivo quiere enviar información directamente a otro dispositivo específico, usa esta dirección única, como si enviara una carta con el nombre exacto del destinatario.

Dirección MAC de Broadcast

Cuando un dispositivo necesita hablar con todos los demás dispositivos de la red al mismo tiempo, usa una dirección de broadcast. Es como gritar en una habitación para que todos te escuchen. Estas son sus características:

• Usa una dirección especial: FF-FF-FF-FF-FF-FF, que todos los dispositivos reconocen como "esto es para todos"

• Cuando llega a un switch (un dispositivo que conecta equipos en una red), éste envía el mensaje a todos sus puertos excepto por donde llegó

• Los routers no reenvían estos mensajes a otras redes

• En las redes IPv4, la dirección de destino sería algo como 192.168.1.255, indicando "todos en esta red"

Cuando se prepara un mensaje broadcast para enviarlo, se coloca esta dirección especial FF-FF-FF-FF-FF-FF como destinatario.

Dirección MAC de Multicast

Un mensaje multicast está dirigido a un grupo específico de dispositivos, no a todos. Es como hablar en una reunión donde solo los miembros de cierto equipo están invitados. Sus características son:

• Las direcciones comienzan con 01-00-5E para grupos IPv4 y con 33-33 para grupos IPv6

• Existen otras direcciones de multicast reservadas para protocolos especiales como STP (que evita bucles en la red) y LLDP (que descubre dispositivos vecinos)

• Los switches envían estos mensajes a todos los puertos (excepto el de entrada) a menos que estén configurados con funciones especiales de multicast

• Los routers normalmente no reenvían estos mensajes, salvo que estén configurados específicamente para hacerlo

Los dispositivos que quieren recibir mensajes de un grupo multicast se "suscriben" a una dirección especial:

• Para IPv4, estas direcciones van desde 224.0.0.0 hasta 239.255.255.255

• Para IPv6, comienzan con ff00::

Es importante recordar que las direcciones multicast solo se usan como destino, nunca como origen. El remitente siempre usa su dirección individual (unicast) cuando envía mensajes a un grupo.

Referencias

CCNA: Introduction to Networks. (n.d.). https://www.netacad.com/es/courses/ccna-introduction-networks?courseLang=es-XL&instance_id=da70b1a4-51ec-40b3-8d6a-67a5c9dd2146