tema 1 redes locales

7/26/2019 Tema 1 redes locales

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CARACTERSTICAS GENERALES DE LAS

REDES LOCALES

A lo largo de la historia la comunicacin ha representado un elemento esencial para la vida.De hecho, la comunicacin es casi tan importante para nosotros como el aire, el agua, los

alimentos y un lugar para vivir.

Los mtodos que utilizamos para compartir ideas e informacin estn en constante cambio y

evolucin. Mientras la red humana estuvo limitada a conversaciones cara a cara, el avance de

los medios ha ampliado el alcance de nuestras comunicaciones. Desde la prensa escrita hasta

la televisin, cada nuevo desarrollo ha mejorado la comunicacin.

Al igual que con cada avance en la tecnologa de comunicacin, la creacin e interconexin

deredesde datos slidas tiene un profundo efecto.

Las primeras redes de datos estaban limitadas a intercambiar informacin basada en simples

secuencias decaracteresentre sistemas informticos conectados. Las redes actuales

evolucionaron para agregarle voz, flujos de video, texto y grficos, a los diferentes tipos de

dispositivos. Las formas de comunicacin anteriormente individuales y diferentes se unieron en

una plataforma comn. Esta plataforma proporciona acceso a una amplia variedad de mtodos

de comunicacin alternativos y nuevos que permiten a las personas interactuar directamente

con otras en forma casi instantnea.

La naturaleza inmediata de las comunicaciones enInternetalienta la formacin de

comunidades globales. Estas comunidades motivan la interaccin social que depende de laubicacin o el huso horario.

Es increble la rapidez con la que Internet lleg a ser una parte integral de nuestra rutina diaria.

La compleja interconexin de dispositivos y medios electrnicos que abarca la red es evidente

para los millones de usuarios que hacen de sta una parte personal y valiosa de sus vidas.

Las redes de datos que fueron alguna vez el transporte de informacin entre negocios se

replanificaron para mejorar la calidad de vida de todas las personas. En el transcurso del da,

los recursos disponibles en Internet pueden ayudarlo a:

decidir cmo vestirse consultando en lnea las condiciones actuales del clima,

buscar el camino menos congestionado hacia su destino observando vdeos de

cmaras Web que muestran el clima y el trfico,

consultar su estado de cuenta bancario y pagar electrnicamente las boletas,

recibir y enviar correo electrnico o realizar una llamada telefnica a travs de Internet

durante el almuerzo en un bar con Internet,

obtener informacin sobre la salud y consejos sobre nutricin de parte de expertos detodo el mundo y compartir en un foro esa informacin o tratamientos,
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descargar nuevas recetas y tcnicas de cocina para crear cenas fabulosas, o enviar y

compartir sus fotografas, vdeos caseros y experiencias con amigos o con el mundo.

Algunos ejemplos de las herramientas de comunicacin mas populares son el correo

electrnico, mensajera instantnea, redes sociales, foros,blogs, wikis,podcastings,

herramientas de colaboracin,streamingsaudio/video.

El proceso de comunicacin

Las tecnologas de la informacin y la comunicacin (TIC) y en concreto la teleinformtica viven

actualmente su mayor auge . La sociedad no puede avanzar sin informacin y la teleinformtica

trata del modo de acceso a la misma.

Podemos definir la teleinformtica como la tcnica que trata la COMUNICACIN remota (a

distancia) entre sistemas informticos. Debe ocuparse de los siguientes aspectos:

Interconectabilidad fsica (forma del conector, tipo de seal, parmetro elctricos)

Especificaciones lgicas: protocolos de comunicacin, deteccin y correccin de

errores, compatibilidad de distintas redes etc.

La base de cualquiercomunicacines la transmisin de una seal. No debemos confundir la

comunicacin con la transmisin sobre la que se basa.

La transmisin es el proceso telemtico por el que se transporta seales de un lugar a otro.

Ejemplos de transmisin seran una comunicacin telefnica, la radiacin solar, la televisin, laradio, etc.

Las seales son entidades de naturaleza diversa principalmente electromagnticas y

mecnicas: luminosa, elctrica y magntica capaces de transportar informacin. Representa lo

transmitido.

En todo proceso de comunicacin hay necesariamente transmisin de seales, pero lo

contrario no es cierto: no siempre que existe transmisin de seales se opera una

comunicacin. Pongamos como ejemplo la radiacin estelar que constantemente llega a la

tierra. Las seales luminosas que nos llegan de las estrellas se transmiten a travs del espaciointerestelar y, sin embargo, no nos sentimos en absoluto participantes en comunicacin alguna.

Por tanto podemos concretar la comunicacin como el proceso telemtico por el que se

transporta INFORMACIN, viajando sobre una SEAL que se transmite. El emisor y receptor

se ponen de acuerdo en una serie de normas por las que se entienden. Como ejemplo

podemos considerar la comunicacin telefnica de voz. La comunicacin se produce por que el

emisor y el receptor se ponen de acuerdo en una serie de normas por las que se entienden. Si

se diera el caso, por ejemplo, de que los interlocutores no compartieran el mismo idioma,

seguira habiendo transmisin de seales, pero no existira comunicacin de informacin: los

interlocutores no se entenderan.
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La transmisin se refiere al transporte de la seales fsicas necesarias para que se produzca un

fenmeno telemtico, mientras que la comunicacin se refiera mas bien al transporte de la

informacin, de los datos que significan algo concreto tanto en el emisor como el receptor.

Podemos afirmar, por tanto, que la seal es a la transmisin lo que la informacin es a la

comunicacin.

Modelo de las comunicaciones

Para que se produzca una comunicacin deben intervenir una serie de elementos que tienen

como objetivo el intercambiar informacin entre dos entidades. Comenzaremos nuestro estudio

considerando el modelo sencillo de sistema de comunicacin mostrado en la siguiente figura en

la que se propone un diagrama de bloques.

Sus elementos claves son:

Fuente u origen: Dispositivo que genera los datos a transmitir. Se le denomina

terminal o Equipo terminal de datos (ETD o DTE). En informtica se suele emplear el

trmino Terminal. Como ejemplo de terminales pueden ser los seres humanos,

ordenadores, cajeros, etc.

Transmisor o codificador: Transforma ycodificala informacin, susceptible de sertransmitida a travs de un sistema de comunicacin. Como ejemplo el mdem,

telfono, antena.

Sistema de transmisin: Constituye elcanal. Elemento que se encarga del transporte

de la seal sobre la que viaja la informacin que intercambian emisor y receptor Puede

ser una sencilla lnea de transmisin hasta una compleja red que conecte a la fuente

con el destino. Por ejemplo la atmsfera, cables, etc.

Receptor o decodificador: Acepta la seal proveniente de la lnea de transmisin y la

transforma de manera que pueda ser manejada por el dispositivo de destino. Los

ejemplos son similares al transmisor.

Destino o destinatario: Toma los datos del receptor. Los ejemplos son similares al

transmisor.

Como ejemplo en la siguiente figura muestra un ejemplo particular de comunicacin entre dos

personas a travs de una red telefnica pblica.

Otro posible ejemplo consiste en el intercambio de informacin entre dos ordenadores a travs

de la misma red anterior.
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Aunque el modelo presentado pueda aparecer aparentemente sencillo, en realidad implica una

gran complejidad. Para hacerse una idea de la magnitud de ella, a continuacin mostramos

algunas de las tareas claves que se debe realizar en un sistema de comunicaciones para que la

fuente y el destino se pueda comunicar:

1.-Utilizacin de los sistemas de comunicaciones. Uso eficaz de los recursos usados en eltransmisin los cules se suelen compartir entre una serie de dispositivos de comunicacin.

2.-Implementacin de la interfaz de comunicacin.Elemento a travs del cul

undispositivopuede transmitir informacin.

3.-Generacin de la seala transmitir

4.-Sincronizacin del receptor y el emisor.El receptor debe ser capaz de determinar cuando

comienza y cuando acaba la seal transmitida. Adems deber saber cunto dura la seal

transmitida.

5.-Gestin de intercambio. Si se necesita intercambiar datos durante un largo tiempo, ambas

partes deben cooperar. Por ejemplo se deber determinar si ambas entidades pueden transmitir

simultneamente o por turnos, se deber decidir la cantidad y el formato de los datos que se

transmiten cada vez y se debe especificar qu hacer en caso de que se den ciertas

contingencias como por ejemplo la deteccin de un error. Tambin hay que evitar que la fuente

sature al destino transmitiendo datos ms rpidamente de lo que el receptor pueda procesar y

absorber, por lo que se necesita una serie de procedimientos de control de flujo.

8.-Direccionamiento y encaminamiento. Cuando cierto recurso (por ejemplo medio de

transmisin) se comparte por ms de dos dispositivos el sistema fuente deber de alguna

manera garantizar que los datos lleguen al destino adecuado. Incluso el sistema de transmisin

puede ser una red en la que exista la posibilidad de mas de un camino para alcanzar el destino;

en este caso se necesitar, por tanto, la eleccin de una entre las posible rutas.

9.-Recuperacin. Es un concepto distinto a la de correccin de errores. En ciertas situaciones

en la que el intercambio de informacin, por ejemplo una operacin bancaria, se vea

interrumpida por algn fallo, se necesitar un mecanismo de recuperacin. El objetivo ser

pues, o bien ser capaz de continuar transmitiendo desde donde se produjo la interrupcin o al

menos recuperar el estado donde se encontraban los sistemas involucrados antes de comenzar

la recuperacin.

10.-Formato de mensajes. Est relacionado con el acuerdo que debe existir entre las dos

partes respecto al formato de los datos intercambiados, por ejemplo el cdigo binario utilizado

para represental los caracteres.

Adems, frecuentemente es necesario dotar al sistema de algunas medidas deseguridad. El

emisor debe asegurarse de que slo el destino deseado reciba los datos. Igualmente, el

receptor querr estar seguro de que los datos recibidos no se han alterado en la transmisin y

que dichos datos proceden realmente del supuesto emisor.
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Por ltimo, todo el sistema de comunicacin es lo suficientemente complejo como para ser

diseado y utilizado sin ms, es decir, se necesita la habilidad de un gestor de red que

configure el sistema, monitorice el estado, reaccione ante fallos y sobrecargas, y planifique con

aciertos los crecimientos futuros.

Las redes de ordenadores

Las empresas necesitaban una solucin que resolviera con xito las tres preguntas siguientes:

Cmo evitar la duplicacin de equipos informticos y de otros recursos de forma

innecesaria?

Cmo comunicarse con eficiencia?

Cmo configurar y administrar un conjunto de equipos informticos?

Las empresas se dieron cuenta de que podran ahorrar mucho dinero y aumentar la

productividad con la tecnologa de red. Empezaron agregando redes y expandiendo las redes

existentes casi tan rpidamente como se produca la introduccin de nuevas tecnologas y

productos de red. Como resultado, a principios de los 80, se produjo una tremenda expansin

de las redes.

Una red de datos es un conjunto de dos o mas equipos (ordenadores, impresoras, y

dispositivos perifricos y de interconexin) conectados entre s por medio de cables, seales,

ondas o cualquier otro mtodo de transporte de datos, que comparten informacin (archivos),recursos (CD-ROM, impresoras, etc.), servicios (acceso a internet, e-mail, chat, juegos),

incrementando la eficiencia y productividad de las personas.

Por qu razn se han desarrollada las redes?

1.- Redes en el mundo empresarial:

Compartir recursos (ordenadores, impresoras, conexin a internet, programas, datos,..)

de forma que estn disponibles para cualquiera en la red sin importar la localizacin

fsica de los usuarios y de los recursos.

Mejorar la seguridad al contar con fuentes alternativas de recursos.

Ahorro de dinero al no tener que duplicar recursos al estar disponible a travs de la red.

Escalabilidad, es decir la capacidad para incrementar su rendimiento de la red

gradualmente cuando la carga de trabajo crece aadiendo o mejorando los recursos.

Medio de comunicacin de los empleados que se encuentran distantes.

2.- Redes para la gente:


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Todas las motivaciones arriba citadas para construir redes de ordenadores son de naturaleza

econmica y tecnolgica. En los aos 90 las redes empezaron a prestar servicios que se

extendieron a particulares. Tres son las grandes razones de esta evolucin:

Acceso a informacin remota. Por ejemplo plataformas de formacin on-line, WWW

(World Wide Web) o navegacin web, blogs, informacin multimedia, prensa,exploracin de lugares de forma interactiva, FTP (protocolo de transferencia de

ficheros), redes P2P (emule),

Comunicacin persona a persona. Por ejemplo hablar por telfono o videoconferencias,

mensajera instantnea, correo electrnico, redes sociales, foros, planificacin y

colaboracin en proyectos comunes,

Entretenimiento interactivo. Por ejemplo juegos en lnea o competir con los amigos en

general.

Clasificaciones de las redes

Para facilitar su estudio, la mayora de las redes de datos se han clasificado atendiendo a

distintos criterios como son la distancia, la tecnologa, la ubicacin de los recursos y/o servicios,

etc. Vamos a estudiar las siguientes clasificaciones:

1. Clasificacin de las redes atendiendo a la Titularidad de la red

2. Clasificacin de las redes atendiendo a latopologa

3. Clasificacin de las redes atendiendo a la transferencia de la informacin

4. Clasificacin de las redes atendiendo a la localizacin geogrfica

5. Clasificacin de las redes atendiendo a la tecnologa

6. Clasificacin de las redes atendiendo a la relacin funcional

Clasificacin de las redes atendiendo a la

titularidad de la red

Esta clasificacin atiende a la propiedad de la red: redes privadas dedicadas y redes

compartidas.

Redes dedicadas o privadas: Tienen un propietario no pblico. Todo su recorrido es

propiedad del poseedor de la red. Tambin puede ocurrir que determinadas redes sean

alquiladas a compaas de comunicaciones (pblicas o privadas) para su uso

exclusivo.
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Redes compartidas o pblicas: Son redes de titularidad pblica. Normalmente en

poder de compaas telefnicas (movistar) o de cable (ono). Las lneas de

comunicacin soportan informacin de diferentes usuarios. Se trata en todo caso de

redes de servicio pblico ofertadas por compaas de telecomunicaciones bajo cuotas

de alquiler en funcin de la utilizacin realizada. Pertenece a este grupo la redes

telefnicas conmutadas y las redes especiales para transmisin de datos (Telefnica,ONO, GSM, 3G).


topologa

Esta clasificacin tiene en cuenta la arquitectura de la red, es decir, la forma en la que se

interconectan los diferentes equipos informticos o usuarios a ella:

Malla: Es una interconexin total de todos los nodos, con la ventaja de que, si una rutafalla, se puede seleccionar otra alternativa. Este tipo de red es ms costoso de construir

ya que hace falta ms cable.

Estrella: Los equipos se conectarn a un nodo central con funciones de distribucin,

conmutacin y control. Si el nodo central falla, quedar inutilizada toda la red; si es un

nodo de los extremos, slo ste quedar aislado. Normalmente, el nodo central no

funciona como estacin sino que mas bien suele tratarse de dispositivos especficos.

Bus: Utiliza un nico cable para conectar los equipos. Esta configuracin es la que

requiere menos cableado, pero tiene el inconveniente de que si, si falla algn enlace,todos los nodos quedan aislados.

rbol: Es una forma de conectar nodos como una estructura jerarquizada. Esta

topologa es la menos utilizada, y se prefiere la topologa irregular, ya que el fallo de un

nodo o enlace deja a conjunto de nodos incomunicados entre s.

Anillo: Todos los nodos estn conectados a una nica va con sus dos extremos

unidos. Al igual que ocurre con la topologa en bus, si falla algn enlace, la red deja de

funcionar completamente.

Irregular: Cada nodo debe estar conectado, como mnimo, por un enlace, pero no

existen ms restricciones. Esta topologa es la ms utilizada en redes que ocupan

zonas geogrficas amplias.


transferencia de la informacin

Esta clasificacin tiene en cuenta la tcnica empleada para transferir la informacin desde el

origen al destino. Por lo tanto, tambin depende de la topologa de la red y, si se ha separado


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de la clasificacin anterior, ha sido porque existen diferentes topologas que comparten el

mismo mtodo de transmisin.

Redes conmutadas (punto a punto): En este tipo de redes, un equipo origen (emisor)

selecciona un equipo con el que quiere conectarse (receptor) y la red es la encargada de

habilitar una va de conexin entre los dos equipos. Normalmente pueden seleccionarse varioscaminos candidatos para esta va de comunicacin que puede o no dedicarse exclusivamente a

la misma. Existen tres mtodos para la transmisin de la informacin y la habilitacin de la

conexin:

Conmutacin de circuitos: Se establece un camino dedicado. La ruta que sigue la

informacin se establece durante todo el proceso de conexin, aunque existan tramos

de esta ruta que se compartan con otras rutas diferentes. Una vez finalizada la

comunicacin, es necesario liberar la conexin.

Conmutacin de paquetes: En este caso, el mensaje a enviar se divide enfragmentos, cada uno de los cules es enviado a la red y circula por sta hasta quellega a su destino. Cada fragmento denominado paquete, contiene parte de la

informacin a transmitir, informacin de control adems de los nmeros o direcciones

que identifican el origen y el destino.

Conmutacin de mensajes: La informacin que enva el emisor se aloja en un nico

mensaje con la direccin de destino y se enva al siguiente nodo. ste almacena la

informacin hasta que hay un camino libre, dando lugar a su vez al envo al siguiente

nodo hasta que finalmente llegue al destino.

Redes de difusin (multipunto o broadcast): En este caso un equipo o nodo enva la

informacin a todos los equipos y es el destinatario el encargado de seleccionar y captar esa

informacin. La red debe tener una topologa en bus o anillo o debe estar basada en enlaces

por ondas de radio.

Clasificacin de las redes atendiendo al tamao

La localizacin geogrfica de la red es un factor a tener en cuenta a la hora de disearla ymontarla. No es lo mismo montar una red para un aula de informtica que interconectar las

oficinas de dos sucursales que la misma empresa tiene instalada en diferentes pases. Sin

embargo, esta clasificacin resulta confusa o arbitraria, ya que se basa en criterios vagamentes

definidos.

Subred o segmento de red: Un segmento de red est formado por un conjunto de

ordenadores u estaciones de trabajo que comparten el mismo medio de transmisin

(normalmente conectados con el mismo cable). El segmento est limitado en espacio al

departamento de una empresa, un aula de informtica etc. Se considera el segmento como la

red de comunicacin ms pequea, y todas las redes de mayor tamao estn constituidas por

la unin de varios segmentos de red.

GW Simulations.CC 2.0.Procedencia
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/47/BusNetwork.svghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/47/BusNetwork.svg


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Red de rea local o Local Area Network (LAN): Una red de rea local es un sistema que

permite la interconexin de equipos informticos que estn prximos fsicamente. Entendemos

por prximo todo lo que no sea cruzar una va pblica: una habitacin, un edificio, un campus

universitario, etc.

En el momento en que una red debe cruzar una calle, o una va pblica en general, es precisoque una compaa de telecomunicaciones establezca la comunicacin, puesto que son las

nicas autorizadas para pasar lneas por zonas pblicas.

Otra definicin ms precisa de red de rea local, prescinde de la distancia entre las estaciones

y especifica que su carcter distintivo reside en que los mecanismos de enlace entre estaciones

deben estar completamente bajo el control de la persona o entidad que establece dicha red.

Por lo tanto, podemos considerar el trmino red local como un trmino vago que se refiere a

uno o varios segmentos de red conectados mediante dispositivos especiales. Generalmente se

encuentran en su totalidad dentro del mismo edificio o grupo de edificios. Van desde unospocos metros a unos pocos kilmetros.

Las redes locales supusieron una solucin al crecimiento de soluciones de redes totalmente

incompatibles planteadas por distintos fabricantes. Las tecnologas que implementan

permitieron conectar de forma eficiente equipos informticos tales como las estaciones de

trabajo, dispositivos perifricos, terminales y otros dispositivos ubicados dentro de un mismo

edificio.

Sus principales caractersticas son:

Tamao: Restringidas a un edificio, planta edificio, campus. De 10m a 1Km.

Topologa: Bus, estrella y anillo.

Tasa de transferencia:Relativamente elevada (de 10Mbps a 10Gbps)

Tecnologa: Medio de transmisin como el par trenzado y fibra ptica. Incluso medios

inalmbricos en forma de ondas de radio. El medio suele ser compartido aunque

ltimamente se emplean tcnicas de conmutacin con los medios cableados para

mejorar su rendimiento

Tasa de errores: Fiables, muy seguras, pocos errores.

Privacidad: Toda la red pertenece a la misma organizacin

Aplicaciones: Las mismas que las redes en general

LasLANsmas conocidas y extendidas son la Ethernet, Token Ring , LAN inalmbrica, etc.

Red de Campus: Se extiende entre varios edificios dentro de un mismo polgono industrial que

se conectan generalmente a un tendido de cable principal. Normalmente, la empresa es
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propietaria del terreno por el que se extiende el cable y tiene libertad para poner cuantos cables

sean necesarios sin tener que solicitar permisos especiales.

Red de rea metropolitana o Metropolitan Area Network (MAN): Generalmente est

confinada dentro de una misma ciudad y se haya sujeta a regulaciones locales. Puede constar

de varios recursos pblicos o privados, como el sistema de telefona local, sistemas demicroondas locales o cables enterrados de fibra ptica (redes de cable). Una empresa local

construye y mantiene la red, y la pone a disposicin del pblico. Puede conectar sus redes a la

MAN y utilizarla para transferir informacin entre redes de otras ubicaciones de la empresa

dentro del rea metropolitana.

Las MAN mas conocidas son la FDDI, ATM, Wimax (Inalmbrica)

Red de rea extensa o Wide Area Network (WAN):A medida que el uso de los ordenadores

en las empresas aumentaba, pronto result obvio que incluso las redes locales (LAN) no eran

suficientes. En un sistema LAN, cada departamento o empresa, era una especie de islaelectrnica.

Lo que se necesitaba era una forma de que la informacin se pudiera transferir rpidamente y

con eficiencia, no solamente dentro de una misma empresa sino de una empresa a otra.

Entonces, la solucin fue la creacin de redes de rea metropolitana (MAN) y redes de rea

amplia (WAN). Como las WAN podan conectar redes de usuarios dentro de reas geogrficas

extensas, permitieron que las empresas se comunicaran entre s a travs de grandes distancias

Una red de rea extendida (WAN) abarca varias ciudades, regiones o pases. Los enlaces WAN

son ofrecidos generalmente por empresas de telecomunicaciones pblicas o privadas que

utilizan enlaces de fibra ptica, microondas o va satlite. Actualmente, el mtodo empleadopara conectar una WAN utiliza lneas telefnicas estndar o lneas telefnicas modificadas para

ofrecer un servicio ms rpido.

Las WAN mas conocidas son ofrecidas por las compaas telefnicas (Telefnica,..), redes de

cable (ONO, ), Redes de telefona Mvil (Movistar, Vodafone, Orange, ), Enlaces va satlite,

etc.

Tambin podramos aadir a nuestra clasificacin otros tipos de redes como son los siguientes:

Red de rea personal o Personal Area Network (PAN):Incluye el entono de usuario (PC;PDA, Pocket PC, Mvil, Ipod, porttiles, Palms, etc). Normalmente son redes inalmbricas que

utilizan tecnologas bluetooth (radio) o irda (infrarojos)..

Red de rea local inalmbricas wireless local area network (WLAN): Representan otra

mejora importante de las redes locales (cableadas) en las que el enlace entre equipos

informticos no se lleva a cabo por medio de cables, sino por medio de enlaces radioelctricos

(ondas de radio). Las ventajas de este tipo de enlaces, en cuanto a movilidad y facilidad de

instalacin, son evidentes.

Las WLAN mas conocidas son las redesWifie incluso la Wimax.


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tecnologa

Redes broadcast (multipunto o multidifusin). Medio de transmisin compartido por todos

ordenadores interconectados. Caracteriza las primeras LAN.

Redes punto a punto. Se construyen por medio de conexiones entre pares de entidades,

tambin llamadas lneas, enlaces, circuitos o canales. Una vez un paquete es depositado en la

lnea el destino es conocido de forma unvoca y no es preciso en principio que lleve la direccin

de destino.


relacin funcional

La principal funcin de las redes consiste en que los ordenadores de la red puedan compartir

recursos entre todos los usuarios autorizados del sistema, mediante el intercambio de tramas

de datos entre los distintos equipos conectados a las lneas de transmisin.

La capacidad ofrecida por un ordenador a otros en una red se llama servicio o recurso. Los

ordenadores que usan un servicio se llaman clientes y los que lo ofrecen se denominan

servidores.

Hay dos maneras fundamentales de establecer la conexin de los ordenadores en la red segn

la ubicacin de los recursos.

Redes ENTRE IGUALES o Peer to Peer (P2P): Cualquier ordenador puede ser cliente y/o

servidor. No est claramente definida tal funcin. Todos los ordenadores ponen a disposicin de

los dems los recursos que disponen, fundamentalmente discos e impresora. Esta estructuraes muy simple pero se hace difcil el control de los recursos.

Redes CLIENTE-SERVIDOR: En este tipo de distribucin est claramente definido los

ordenadores que son servidores y cules clientes. En este caso se privilegia a uno o varios

ordenadores confirindoles capacidades aadidas en forma de servicios, denominndose

servidores o servers. El resto de los ordenadores solicitan servicios a estos servidores que

estarn altamente especializados en la funcin para la que fueron diseados creando as una

estructura centralizada. Este tipo de organizacin es mucho mas fcil de administrar.

Wierzbadark. CC 2.0.Procedencia

Xezed. CC 2.0.Procedencia

Alancaio. CC 2.0.Procedencia

Alancaio. CC 2.0.Procedencia
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/35/Magistrala.jpeghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/35/Magistrala.jpeghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/9a/Siatkaa.JPGhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e9/ProjetoP2P.jpeghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e9/ProjetoP2P.jpeghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/69/Cliente-servidor.jpeghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/35/Magistrala.jpeghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/9a/Siatkaa.JPGhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e9/ProjetoP2P.jpeghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/69/Cliente-servidor.jpeg


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Ejemplos de servidores: Impresin, discos(o ficheros), aplicaciones, web, correo electrnico,

fax, etc.

Incluso podemos considerar redes hbridas donde se combina los dos modelos anteriores.

Elementos de una red

Para construir una red local, se precisan bsicamente dos cosas:

-Elementos fsicos o hardware: Est formado por equipos informticos (ordenadores y

dispositivos de naturaleza variada) y medios de transmisin que posibilitan implementacin

fsica de la red. Como ejemplo tendramos ordenadores, estaciones de trabajo, servidores,

tarjeta de red, mdem, dispositivos de interconexin, dispositivos de impresin, cables, etc.

-Elementos lgicos o software:Ofrece los las capacidades necesarias para que los usuarios

y sus aplicaciones puedan acceder y utilizar los recursos o servicios de la red. Normalmente

estas capacidades se integran en forma de programas en los propios sistemas operativos.

Tampoco podramos olvidar los propios recursos o servicios como por ejemplo las aplicaciones

de red, los datos, los mensajes, etc.

A modo de ejemplo describimos algunos elementos que podemos encontrarnos en una red:

-Dispositivos finales: La mayora de los componentes de una red media son los ordenadores

individuales, tambin denominadoshost;generalmente son sitios de trabajo o servidores. Cadaordenador conectado a la red conserva la capacidad de funcionar de manera independiente,

realizando sus propios procesos. Asimismo, los ordenadores se convierten en estaciones de

trabajo en red, con acceso a la informacin y recursos contenidos en el servidor de archivos de

la misma. Una estacin de trabajo no comparte sus propios recursos con otros ordenadores.

-Servidores: Son tambin dispositivos finales. Son aquellos ordenadores capaces de

compartir sus recursos con otros. Los recursos compartidos pueden incluir impresoras,

unidades de disco, CD-ROM, directorios en disco duro e incluso archivos individuales. Los tipos

de servidores obtienen el nombre dependiendo del recurso que comparten. Algunos de ellos

son: servidor de discos, servidor de archivos, servidor de archivos distribuido, servidores dearchivos dedicados y no dedicados, servidor de terminales, servidor de impresoras, servidor de

discos compactos, servidor web, servidor de correo, etc.

-Medio de transmisin: La LAN debe tener un sistema de cableado que conecte las

estaciones de trabajo individuales con los servidores de archivos y otros perifricos. Si slo

hubiera un tipo de cableado disponible, la decisin sera sencilla. Lo cierto es que hay muchos

tipos de cableado, cada uno con sus propios defensores y como existe una gran variedad en

cuanto al costo y capacidad, la seleccin no debe ser un asunto trivial. Ejemplos de cables

usados en la redes locales son el par trenzado, coaxial y fibra ptica. Tampoco debemos olvidar

el desarrollo de los medios de transmisin sin cables (inalmbricos).

ISFTIC.Uso educativo-nc.Procedencia
http://educacionadistancia.juntadeandalucia.es/cursos/pluginfile.php/693330/mod_scorm/content/0/http://educacionadistancia.juntadeandalucia.es/cursos/pluginfile.php/693330/mod_scorm/content/0/http://educacionadistancia.juntadeandalucia.es/cursos/pluginfile.php/693330/mod_scorm/content/0/http://recursostic.educacion.es/bancoimagenes/ArchivosImagenes/DVD08/CD02/13893__43_m_1.jpghttp://educacionadistancia.juntadeandalucia.es/cursos/pluginfile.php/693330/mod_scorm/content/0/http://recursostic.educacion.es/bancoimagenes/ArchivosImagenes/DVD08/CD02/13893__43_m_1.jpg


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-Dispositivos intermedios: Tambin conocidos como dispositivos de interconexin. Se

encargan de implementar el direccionamiento y administracin de los mensajes en la red de

forma que los equipos informticos se puedan comunicar entre s. Ejemplos de dispositivo de

interconexin son loshubs,switchs,routers, etc.

-Tarjeta de interfaz de red o Network Interface Card (NIC): Para comunicarse con el restode la red, cada ordenador debe tener instalado una tarjeta de interfaz de red. Se les llama

tambin adaptadores de red o slo tarjetas de red. En la mayora de los casos, la tarjeta se

adapta en la ranura de expansin de la computadora, aunque algunas son unidades externas

que se conectan a sta a travs de un puerto USB. La tarjeta de interfaz obtiene la informacin

del PC, la convierte al formato adecuado y la enva a travs del medio de transmisin a otra

tarjeta de interfaz de la red local. Esta tarjeta recibe la informacin, la traduce para que el PC

pueda entenderla y la entrega al PC.

-Softwarebase: Tambin conocido comoSistema operativo de red o Network operating

system (NOS): Despus de cumplir todos los requerimientos de hardware para instalar una

LAN, se necesita instalar un sistema operativo de red, que administre y coordine todas las

operaciones de dicha red. Los sistemas operativos de red tienen una gran variedad de formas y

tamaos, debido a que cada organizacin que los emplea tiene diferentes necesidades.

Algunos sistemas operativos se comportan excelentemente en redes pequeas, as como otros

se especializan en conectar muchas redes pequeas en reas bastante amplias. Ej: Windows

7.

-Software de aplicacin: Son el conjunto de programas a travs de los cules los usuarios

utiliza los recursos de la red tanto locales como remotos. Este software puede ser tan amplio

como se necesite ya que puede incluir procesadores de texto, hojas de clculo, clientes de

correo electrnico, etc. Ej: Internet Explorer.

Normas y asociaciones de estndares

A partir de entonces, se comprob que era necesario definir un conjunto comn de normas que

permitieran coordinar a todos los fabricantes.

El proceso de comunicacin requiere que los distintos fabricantes, organismos internacionales yestados se pongan de acuerdo en el modo que se llevar a cabo la comunicacin. Para ello se

establecen una serie de normas o estndares.

Los estndares pueden ser de dos tipos:

-De facto o de hecho: Aceptado en el mercado por su uso generalizado. Tenemos algunos

ejemplos como el ordenador personal o PC de IBM, el sistema operativo UNIX o los protocolos

TCP/IP.

-De iure o de derecho: Estndar propuesto por una asociacin de estndares que se propone

a los fabricantes.

Helix 84. CC 2.0.Procedencia
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Tenemos algunos ejemplos de ambos tipos:

-ITU(Unin Internacional de comunicaciones):

Nombre actual del antiguo CCITT. Se encarga

de realizar recomendaciones tcnicas sobre telfonos, telgrafo y comunicaciones de datos.

Ejemplos: Recomendacin V.24 o EIA 232/RS 232, Serie V(V.32, V.34, V.90, V.92,), Serie Xsobre redes de datos (X.25, X.400), RDSI(Acceso Bsico y Acceso Primario), RDSIBA( ATM

FORUM), etc.

-ISO(Organizacin Internacional para Estandarizacin). Regula aspectos sobre la red de fibra

ptica FDDI, el modelo de comunicaciones OSI, comunicaciones e interconexin de redes,

sistemas de gestin de calidad, etc.

-ANSI: Miembro de OSI. Trabaja con empresas americanas. Trabaja con caractersticas de

monitores, telecomunicaciones digitales, fibra ptica (FDDI), etc.

-IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers). Se ocupan de aspectos acerca del

funcionamiento de las redes locales (LAN) a travs de los estndares 802.

-Internet Society (ISOC): Absorbi la Internet

Asociation Board (IAB). Se encarga de supervisar la aparicin de nuevos estndares y

protocolos para internet. Los acuerdos aparecen publicados en unos documentos denominados

RFC (Request for comments).

-ICANN(Internet Corporation for Assigned Names and Numbers). Su funcin principal consiste

en mantener un registro central de nmeros asociados con los protocolos de internet, adems

de los nombres de dominio y direcciones de red.

Arquitectura de redes

Como se mencion en apartados anteriores, el software de red es el conjunto de programas

encargado de gestionar la red, controlar su uso, realizar deteccin y correccin de errores, etc.

Al igual que un sistema operativo realiza una gestin eficiente de los recursos de una mquina

de cara a su utilizacin por los usuarios y las aplicaciones, el software de red realiza esta

misma tarea de cara a los recursos fsicos de la red (hardware de red).

La arquitectura de una red viene definida por tres caractersticas fundamentales, que dependen

de la tecnologa que se utilice en su construccin:

Topologa: la topologa de una red es la organizacin de su cableado, ya que define la

configuracin bsica de la interconexin de estaciones y, en algunos casos, el camino

de una transmisin de datos sobre el cable.

Mtodo de acceso a la red: todas las redes que poseen un medio compartido paratransmitir la informacin necesitan ponerse de acuerdo a la hora de enviar informacin,

Luis M. Garca. Uso ducativo-nc.Elaboracin propia

Luis M. Garca. Uso ducativo-nc.Elaboracin propia

LordT.CC 2.0.Procedencia
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ya que no pueden hacerlo a la vez. En este caso, si dos estaciones transmiten a la vez

en la misma frecuencia, la seal recogida en los receptores ser una mezcla de las

dos. Para las redes que no posean un medio compartido, el mtodo de acceso al cable

es trivial y no es necesario llevar a cabo ningn control para transmitir.

Protocolos de comunicaciones: Son las normas y procedimientos utilizados en unared para realizar la comunicacin. Esas normas tienen en cuenta el mtodo utilizado

para corregir errores, establecer una comunicacin, velocidad de transmisin, tipo de

informacin, formato de los mensajes, etc.

Existen diferentes niveles de protocolos segn el contexto en el que se aplique.

Losprotocolosde altoniveldefinen cmo se comunican las aplicaciones (programas de

ordenador) y los protocolos de bajo nivel definen cmo se transmiten las seales por el cable.

Entre los protocolos de alto y bajo nivel, hay protocolos intermedios que realizan otras

funciones, como establecer y mantener sesiones de comunicaciones y controlar las

transmisiones para detectar errores. Observe que los protocolos de bajo nivel son especficosdel tipo de cableado utilizado para la red.

Por ejemplo, podemos hacer la analoga con el sistema telefnico. En este caso, los servicios

proporcionados pueden ser transmisin de voz, transmisin de datos, llamada en espera,

llamada a tres, etc. As mismo, el protocolo para establecer una comunicacin (transmisin de

voz) debe seguir estrictamente los siguientes pasos:

1.Descolgar el telfono.

2.Comprobar si hay lnea.

3.Si no hay, colgar y volver al paso 1.

4.Marcar nmero del otro usuario.

5.Esperar tono.

6.Si el tono es comunicando, colgar y volver al paso 1.

7.Si da mas de 6 tonos y no contesta, ir al paso 8.

8.Hablar cuando el otro usuario conteste.

9.Colgar.

Si no se siguen las reglas delprotocoloestrictamente, la comunicacin no se realizar en

condiciones. Resulta absurdo que el usuario comience a hablar antes de tiempo porque la otra

persona no oira la conversacin; as mismo si cuelga de forma precipitada, tambin se perder

una parte de la conversacin.

Este es un ejemplo de protocolo al que estamos habituados. En comunicacin de datos, los

protocolos empleados son mas complejos porque deben ser capaces de corregir errores; en el
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caso de una comunicacin normal, si el usuario no entiende, slo tiene que decir cmo dices?

Sin embargo para ambos casos, la idea de base es la misma.

Problemas en el diseo de la arquitectura de red

Aunque a primera vista parezca que el diseo de un sistema de comunicacin parece simple,

cuando se aborda resulta mucho ms complejo, ya que es necesario resolver una serie de

problemas. Algunos de los problemas ms importantes a los que se enfrentan los diseadores

de redes de comunicaciones son:

-Encaminamiento: cuando existen diferentes rutas posibles entre el origen y el destino (si la

red tiene una topologa de malla o irregular), se debe elegir una de ellas (normalmente, la ms

corta o la que tenga un trfico menor).

-Direccionamiento: puesto que una red normalmente tiene muchos ordenadores conectados,

algunos de los cuales tienen mltiples procesos (programas), se requiere un mecanismo para

que un proceso en una mquina especifique con quin quiere comunicarse. Como

consecuencia de tener varios destinos, se necesita alguna forma de direccionamiento que

permita determinar un destino especfico. Suele ser normal que un equipo tenga asignadas

varias direcciones diferentes, relacionadas con niveles diferentes de la arquitectura. En este

caso, tambin habr que establecer alguna, correspondencia entre esas direcciones.

-Acceso al medio: en las redes donde existe un medio de comunicacin de difusin, debe

existir algn mecanismo que controle el orden de transmisin de los interlocutores. De no seras, todas las transmisiones se interfieren y no es posible llevar a cabo una comunicacin en

ptimas condiciones. El control de acceso al medio en una red es muy similar a una

comunicacin mediante walkie-talkie, donde los dos interlocutores deben evitar hablar a la vez

o se producir una colisin. Esta situacin es indeseable en las redes que usan un medio

compartido, ya que los mensajes se mezclan y resulta imposible interpretarlos.

- Saturacin del receptor: esta cuestin suele plantearse a todos los niveles de la arquitectura

y consiste en que un emisor rpido pueda saturar a un receptor lento. En determinadas

condiciones el proceso en el otro extremo necesita un tiempo para procesar la informacin que

le llega. Si ese tiempo es demasiado grande en comparacin con la velocidad con la que lellega la informacin, ser posible que se pierdan datos. Una posible solucin a este problema

consiste en que el receptor enve un mensaje al emisor indicndole que est listo para recibir

ms datos.

-Mantenimiento del orden: algunas redes de transmisin de datos desordenan los mensajes

que envan, de forma que, si los mensajes se envan en una secuencia determinada, no se

asegura que lleguen en esa misma secuencia. Para solucionar esto, el protocolo debe

incorporar un mecanismo que le permita volver a ordenar los mensajes en el destino. Este

mecanismo puede ser la numeracin de los fragmentos, por ejemplo.

.Control de errores: todas las redes de comunicacin de datos transmiten la informacin con

una pequea tasa de error, que en ningn caso es nula. Esto se debe a que los medios de



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transmisin son imperfectos. Tanto emisor como receptor deben ponerse de acuerdo a la hora

de establecer qu mecanismos se van a utilizar para detectar y corregir errores, y si se va a

notificar al emisor que los mensajes llegan correctamente.

.Multiplexacin: en determinadas condiciones, la red puede tener tramos en los que existe un

nico medio de transmisin que, por cuestiones econmicas, debe ser compartido pordiferentes comunicaciones que no tienen relacin entre s. As, el protocolo deber asegurar

que todas las comunicaciones que comparten el mismo medio no se interfieran entre s.

Caractersticas de las arquitecturas por niveles

Como se ha podido comprobar en el apartado anterior, el diseo de un sistema de

comunicacin requiere de la resolucin de muchos y complejos problemas. Por este motivo, las

redes se organizan encapas o nivelespara reducir la complejidad de su diseo. Esta tcnica

se ha heredado de la metodologa de programacin consistente en dividir el problema en

subproblemas ms sencillos de tratar y en la programacin modular (" Divide y vencers").

Cada una de estas capas o subniveles (equivalente a un mdulo) se construye sobre su

predecesor (es decir, utiliza; los servicios o funciones diseados en l) y cada nivel es

responsable de ofrecer servicios a niveles superiores.

Dentro de cada nivel de la arquitectura coexisten diferentes servicios. As, los servicios de los

niveles superiores pueden elegir cualquiera de los ofrecidos por las capas inferiores,

dependiendo de la funcin que se quiera realizar. A la arquitectura por niveles tambin se le

llamajerarqua o pila de protocolos. Si los fabricantes quieren desarrollar productoscompatibles, debern ajustarse a los protocolos definidos para esa red. Por lo tanto, en una

jerarqua de protocolos se sigue las siguientes reglas:

Cada nivel dispone de un conjunto de servicios.

Los servicios estn definidos mediante protocolos estndares.

Cada nivel se comunica solamente con el nivel inmediato superior y con el inmediato

inferior.

Cada uno de los niveles inferiores proporciona servicios a su nivel superior.

Cuando se comunican dos ordenadores que utilizan la misma arquitectura de red, los

protocolos que se encuentran al mismo nivel de la jerarqua deben coordinar el proceso de

comunicacin. Por ejemplo, el nivel 2 de un equipo (transmitiendo, por ejemplo) coordina sus

actividades con el nivel 2 del otro extremo (que se encargara de recibir). Esto quiere decir que

ambos deben ponerse de acuerdo y utilizar las mismas reglas de transmisin (es decir, el

mismo protocolo).

En general, el nivel n de una mquina se comunica de forma indirecta con el nivel n homnimo

de la otra mquina. Como se ha mencionado anteriormente, las reglas y convenciones usadasen esa comunicacin se conocen como protocolo de nivel n. A los elementos activos de cada

Luis M. Garca. Uso educativo-nc.Elaboracin propia.
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capa se les llama entidades oprocesosy son stos los que se comunican mediante el uso

delprotocolo. Al grupo formado por las entidades o procesos en mquinas diferentes que estn

al mismo nivel se llaman entidades o procesospares.

El modelo de arquitectura por niveles necesita informacin adicional para que los procesos

pares puedan comunicarse a un determinado nivel.

Estos datos adicionales dependen del protocolo utilizado y slo se conoce su verdadero

significado a ese nivel; normalmente, los niveles inferiores los tratan como si fuera informacin

propiamente dicha. A ese aadido se le llama generalmente cabecera o informacin de control

y suele ir al principio y/o al final del mensaje. Este proceso comnmente se conoce como

encapsulacin.

La forma que adopta una seccin de datos en cualquier capa se denominaunidad de datos de

protocolo(PDU). Durante la encapsulacin, cada capa encapsula las PDU que recibe de la

capa superior de acuerdo con el protocolo que se utiliza. En cada etapa del proceso, una PDUtiene un nombre distinto para reflejar su nuevo aspecto. Aunque no existe una convencin

universal de nombres para las PDU, en este curso se denominan de acuerdo con los protocolos

de la arquitectura TCP/IP:

Datos: el trmino general para las PDU que se utilizan en la capa de aplicacin.

Segmento: PDU de la capa de transporte.

Paquete: PDU de la capa de Internetwork.

Trama: PDU de la capa de enlace.

Bits: PDU que se utiliza cuando se transmiten fsicamente datos a travs de un medio.

Cuando veamos ejemplos de arquitecturas de redes reales, comprobaremos que en todas sus

capas se aaden cabeceras de control para la comunicacin y todas ellas dependen del

protocolo usado a ese nivel. Como ejemplo, una arquitectura de siete capas aade seis

cabeceras de control para transmisin al mensaje original, como se muestra en la figura. La

ltima capa no suele aadir informacin adicional ya que se encarga de enviar losdgitosbinariospor el cable.

Aunque a primera vista parezca que la transmisin de un mensaje necesita el envo de gran

cantidad de informacin de control (hay veces que se enva ms cantidad que datos), este

desperdicio no es muy superior al que sucede en una arquitectura diseada sin niveles. La

razn fundamental es que, como se ha dicho, cadacapase encarga de realizar una funcin

diferente y necesita de una cabecera distinta. Sin embargo, puede ocurrir que la divisin por

niveles tenga el efecto lateral de que algunas capas aadan informacin que se repita en otras

capas, sobre todo si no se ha hecho un buen diseo de la arquitectura.

Luis M. Garca. Uso educativo-nc.Elaboracin propia

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A modo de ejemplo, para entender como es el proceso de comunicacin entre dos ordenadores

conectados en red vamos a utilizar como ejemplo una de las arquitecturas por niveles ms

extendida: la arquitectura/modelo TCP/IP.

Unaaplicacin(proceso 1) en el ordenador 1 desea enviar cierto mensaje (por ejemplo un

email) a otra aplicacin (proceso 2) del ordenador 2. El proceso de comunicacin incluye lossiguientes pasos:

1.El proceso 1 crea los datos a nivel de la capa de aplicacin y realiza una llamada al

servicio al servicio correspondiente en la capa de transporte y le entrega el mensaje

2.La capa de transporte de red y transporte aaden una cabecera o encabezado

(encapsulacin) generando lo que se llama un paquete y lo entrega a la capa de enlace

a travs de la correspondiente solicitud de servicio. Puede ocurrir que debido al tamao

de los datos generados, la capa de transporte y de red se vean obligados a partir el

mensaje (segmentacin).

3. En la capa de enlace se repite el mismo proceso hasta llegar a la capa fsica.

4.Transporte de los datos a travs de la red hasta el ordenador 2.

5. Cuando los datos llegan al nivel fsico de la mquina destino (ordenador 2), se produce

justamente el proceso contrario al anterior: cada capa recibe los datos, le quita y

analiza su cabecera (desencapsulacin) correspondiente y si todo es correcto los pasa

al nivel superior. En el caso de que los datos se hayan segmentado, debern ser

rearmados por la capa de red o transporte del ordenador 2.

6.Entrega de los datos al proceso 2 (ordenador 2).

Para entender en qu consiste el proceso de encapsulacin, se puede asemejar a las muecas

rusas omatrioska. Su originalidad consiste en que se encuentran huecas por dentro, de tal

manera que en su interior albergan una nueva mueca, y sta a su vez a otra, y sta a su vez

otra, en un nmero variable.

Otro ejemplo, podra ser el proceso de dividir comunicaciones complejas en tareas mspequeas y separadas se podra comparar con el proceso de construccin de un automvil.

Visto globalmente, el diseo, la fabricacin y el ensamblaje de un automvil es un proceso de

gran complejidad. Es poco probable que una sola persona sepa cmo realizar todas las tareas

requeridas para la construccin de un automvil desde cero. Es por ello que los ingenieros

mecnicos disean el automvil, los ingenieros de fabricacin disean los moldes para fabricar

las partes y los tcnicos de ensamblaje ensamblan cada uno una parte del auto.

El crecimiento tan rpido sufrido por las redes locales, que hoy en da se han expandido hasta

formar la red Internet, ha impedido la consolidacin de un estndar global que definiera el punto

de partida sobre las especificaciones y protocolos de transmisin de datos. Se han realizadoesfuerzos considerables para obtener un estndar comn para todas las redes de los diferentes

Turelio.CC 2.0.Procedencia
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fabricantes (como es el modelo 0SI), pero se ha comprobado que esos esfuerzos que se han

realizado han llegado demasiado tarde. En los siguientes apartados se vern los modelos ms

utilizados actualmente para redes de ordenadores.

Modelo de referencia OSIEl modeloOSI(Open Systems Interconnection o Interconexin de Sistemas Abiertos) est

basado en una propuesta establecida en el ao 1983 por la organizacin internacional de

normas ISO (ISO 7498) como un avance hacia la normalizacin a nivel mundial de protocolos.

El modelo se llama modelo de referencia OSI de la ISO, puesto que se ocupa de la conexin de

sistemas abiertos, esto es, sistemas que estn preparados para la comunicacin con sistemas

diferentes. Usualmente lo llamaremos slo modelo OSI para acortar.

OSI emplea una arquitectura en niveles a fin de dividir los problemas de interconexin en partes

manejables. Posteriores estndares de ISO definieron las implementaciones en cada nivel para

asegurar que se consigue una compatibilidad total entre ellos. Como se vio en el apartado

anterior, la aproximacin en niveles asegura modularidad y facilita que el software pueda

mejorarse sin necesidad de introducir cambios revolucionarios, adems de permitir la

compatibilidad entre equipos diferentes. Consta de siete niveles, mostrados en la tabla

siguiente.

Pero, cmo lleg la ISO, partiendo desde cero, a definir una arquitectura a siete niveles de

esas caractersticas? Los principios tericos en los que se basaron para la realizacin de OSI

fueron fundamentalmente los expuestos en el apartado anterior y algunos ms. Podemos

resumirlos en los siguientes:

Cada capa de la arquitectura est pensada para realizar una funcin bien definida.

El nmero de niveles debe ser suficiente para que no se agrupen funciones distintas,

pero no tan grande que haga la arquitectura inmanejable.

Debe crearse una nueva capa siempre que se necesite realizar una funcin bien

diferenciada del resto.

Las divisiones en las capas deben establecerse de forma que se minimice el flujo de

informacin entre ellas, es decir, que la interfaz sea ms sencilla.

Permitir que las modificaciones de funciones o protocolos que se realicen en una capa

no afecten a los niveles contiguos.

Utilizar la experiencia de protocolos anteriores. Las fronteras entre niveles deben

situarse donde la experiencia ha demostrado que son convenientes.

Cada nivel debe interaccionar nicamente con los niveles contiguos a l (es decir, el

superior y el inferior).

La funcin de cada capa se debe elegir pensando en la definicin de protocolosestandarizados internacional mente.


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OSI est definido ms bien como modelo, y no como arquitectura La razn principal es que la

ISO defini solamente la funcin general que debe realizar cada capa, pero no mencion en

absoluto losserviciosy protocolos que se deben usar en cada una de ellas. Esto quiere decir

que, al contrario que el resto de arquitecturas de redes, el modelo OSI se defini antes de que

se disearan los protocolos. Recurdese la definicin de arquitectura que aparece en el

apartado anterior.

Las funciones encomendadas a cada una de las capas de OSI son las siguientes:

Nivel fsico: tiene que ver con la transmisin de dgitosbinariospor uncanalde comunicacin.

Las consideraciones de diseo tienen que ver con el propsito de asegurarse de que, cuando

un lado enve un "1", se reciba en el otro lado como "1", no como "0". Las preguntas tpicas

aqu son: qu voltaje deber usarse para representar un 1 y para representar un O?, cuntos

microsegundos dura cada dgito?, en qu frecuencia de radio se va a transmitir?, cuntaspuntas tiene el conectar de la red y para qu sirve cada una?, etc. Aqu las consideraciones de

diseo tienen mucho que ver con las interfaces mecnica, elctrica y de procedimientos y con

el medio de transmisin fsico que est bajo la capa fsica.

Nivel de enlace de datos: su tarea principal es detectar y corregir todos los errores que se

produzcan en la lnea de comunicacin. Tambin se encarga de controlar que un emisor rpido

no sature a un receptor lento, ni se pierdan datos innecesariamente. Finalmente, en redes

donde existe un nico medio compartido por el que circula la informacin, este nivel se encarga

de repartir su utilizacin entre las estaciones. La unidad mnima de datos que se transfiere

entre entidades pares a este nivel se llamatramao marco.

Nivel de red: se ocupa de determinar cul es la mejor ruta por la que enviar la informacin.

Esta decisin tiene que ver con el camino ms corto, el ms rpido, el que tenga menor trfico,

etc. Por todo esto, la capa de red debe controlar tambin la congestin de la red, intentando

repartir la carga lo ms equilibrada posible entre las distintas rutas. Tambin a este nivel se

realiza gran parte del trabajo de convertir y adaptar los mensajes que circulan entre redes

heterogneas. La unidad mnima de informacin que se transfiere a este nivel se

llamapaquete.

Nivel de transporte: es el nivel ms bajo que tiene independencia total del tipo de red utilizada

y su funcin bsica es tomar los datos procedentes del nivel de sesin y pasarlos a la capa dered, asegurando que lleguen correctamente al nivel de sesin del otro extremo. A este nivel, la

conexin es realmente de extremo a extremo ya que no se establece ninguna conversacin con

los niveles de transporte de todas las mquinas intermedias.

.Nivel de sesin: a este nivel se establecen sesiones (conexiones) de comunicacin entre los

dos extremos para el transporte ordinario de datos. A diferencia del nivel de transporte, a este

nivel se proporcionan algunos servicios. mejorados, como la reanudacin de la conversacin

despus de un fallo en la red o una interrupcin, etc.

.Nivel de presentacin

: a este nivel se controla el significado de la informacin que se

transmite, lo que permite la traduccin de los datos entre las estaciones. Por ejemplo, si una

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estacin trabaja con un cdigo concreto y la estacin del otro extremo maneja uno diferente, el

nivel de presentacin es el encargado de realizar esta conversin. Para conversaciones

confidenciales, este nivel tambin codifica yencriptalos datos para hacerlos incomprensibles a

posibles escuchas ilegales.

.Nivel de aplicacin: es el nivel que est en contacto directo con los programas o aplicacionesinformticas de las estaciones y contiene los servicios de comunicacin ms utilizados en las

redes. Como ejemplos de servicios a este nivel se puede mencionar la transferencia de

archivos, el correo electrnico, etc.

Este modelo no es perfecto y, de hecho, algunas cuestiones adolecen de un mal diseo. La

ms importante, en lo que se refiere a las capas, es que algunas de ellas estn prcticamente

vacas (es decir, hay muy pocos protocolos definidos dentro de stas y a la vez son bastante

triviales), mientras que otras estn llenas a rebosar. Por ejemplo, las capas de sesin y

presentacin no se usan en la mayora de las aplicaciones, mientras que las capas ms

inferiores estn tan saturadas que en revisiones posteriores se han dividido en mltiplessubcapas.

Otro problema que tiene OSI es que existen algunas funciones que se repiten en muchas de las

capas, lo que hace que muchos servicios y programas estn duplicados, a la vez que

contribuye a un aumento del tamao de las cabeceras de control de los bloques de informacin

que se transmiten.

Arquitectura TCP/IP

TCP/IPse suele confundir muchas veces con un protocolo de comunicaciones concreto,cuando, en realidad, es una compleja arquitectura de red que incluye varios de ellos, apilados

por capas. Es, sin lugar a dudas, la ms utilizada del mundo, ya que es la base de

comunicacin de Internet y tambin se utiliza ampliamente en las distintas versiones de

lossistemas operativosUnixyLinux(aunque debido a su gran utilizacin ha sido tambin

implantado en otros sistemas como Windows).

En el ao 1973, el DoD (Departamento de Defensa de Estados Unidos) inici un programa de

investigacin para el desarrollo de tecnologas de comunicacin de redes de transmisin de

datos. El objetivo fundamental era desarrollar una red de comunicacin que cumpliera las

siguientes caractersticas:

Permita interconectar redes diferentes. Esto quiere decir que la red en general puede

estar formada por tramos que usan tecnologa de transmisin diferente.

Sea tolerante a fallos. El DoD deseaba una red que fuera capaz de soportar ataques

terroristas o incluso alguna guerra nuclear sin perderse datos y manteniendo las

comunicaciones establecidas.

Permita el uso de aplicaciones diferentes: transferencia de archivos, comunicacin en

tiempo real, etc.
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Todos estos objetivos implicaron el diseo de una red con topologa irregular donde la

informacin se fragmentaba para seguir rutas diferentes hacia el destinatario. Si alguna de esas

rutas fallaba repentinamente, la informacin podra seguir rutas alternativas. As, surgieron dos

redes distintas: una dedicada a la investigacin, ARPANET, y otra de uso exclusivamente

militar, MILNET.

El DoD permiti a varias universidades que colaboraran en el proyecto, y ARPANET se

expandi gracias a la interconexin de esas universidades e instalaciones del Gobierno. Este

modelo se nombr despus como arquitectura TCP/IP, por las iniciales de sus dos protocolos

ms importantes. En 1980, TCP/IP se incluy en Unix 4.2 de Berkeley y fue el protocolo militar

estndar en 1983. En ese mismo ao naci la red global Internet, que utiliza tambin esta

arquitectura de comunicacin. ARPANET dej de funcionar oficialmente en 1990.

Algunos de los motivos de la popularidad alcanzada por esta arquitectura son:

Es independiente de los fabricantes y las marcas comerciales.

Soporta mltiples tecnologas de redes.

Es capaz de interconectar redes de diferentes tecnologas y fabricantes.

Puede funcionar en mquinas de cualquier tamao, desde ordenadores personales a

grandes supercomputadores.

Se ha convertido en estndar de comunicacin en EEUU desde 1983.

La arquitectura de TCP/IP se construy diseando inicialmente los protocolos para,posteriormente, integrarlos por capas en la arquitectura. Por esta razn, a TCP/IP muchas

veces se la califica como pila de protocolos. Su modelo por niveles es algo diferente a OSI de

ISO, como demuestra la tabla siguiente.

Obsrvese que TCP/IP slo tiene definida 5 capas (si incluimos enlace y fsica) mientras que

OSI tiene siete. Las funciones que realizan cada una de ellas son las siguientes:

Capa de subred (o acceso a la red): el modelo no da mucha informacin de esta capa, ysolamente se especifica que debe existir algn protocolo que conecte la estacin con la red. La

razn fundamental es que, como TCP/IP se dise para su funcionamiento sobre redes

diferentes, esta capa depende de la tecnologa utilizada y no se especifica de antemano.

Capa de internet: esta capa es la ms importante de la arquitectura y su misin consiste en

permitir que las estaciones enven informacin (paquetes) a la red y los hagan viajar de forma

independiente hacia su destino. Durante ese viaje, los paquetes pueden atravesar redes

diferentes y llegar desordenados. Esta capa no se responsabiliza de la tarea de ordenar de

nuevo los mensajes en el destino. El protocolo ms importante de esta capa se llama IP

(Internet Protocolo Protocolo de Interred), aunque tambin existen otros protocolos.

Lord T.CC 2.0.Procedencia


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Capa de transporte: sta cumple la funcin de establecer una conversacin entre el origen y el

destino, de igual forma que hace la capa de transporte en el modelo OSI. Puesto que las capas

inferiores no se responsabilizan del control de errores ni de la ordenacin de los mensajes, sta

debe realizar todo ese trabajo. Aqu tambin se han definido varios protocolos, entre los que

destacan TCP (Transmission Control Protocolo Protocolo de Control de la Transmisin),

orientado a la conexin y fiable, y UDP (User Oatagram Protocolo Protocolo de Oatagrama deUsuario), no orientado a la conexin y no fiable.

Capa de aplicacin: esta capa contiene, al igual que la capa de aplicacin de OSI, todos los

protocolos de alto nivel que utilizan los programas para comunicarse. Aqu se encuentra el

protocolo de terminal virtual (TELNET), el de transferencia de archivos (FTP), el protocolo

HTTP que usan los navegadores para recuperar pginas en la World Wide Web, los protocolos

de gestin del correo electrnico, etc.

Las capas de sesin y presentacin no existen en la arquitectura TCP/IP, ya que los

diseadores pensaron que no se necesitaban. La experiencia obtenida con los trabajosrealizados en el modelo OSI ha comprobado que esta visin fue correcta: se utilizan muy poco

en la mayora de las aplicaciones de comunicacin. En caso de que alguna aplicacin desee

utilizar un servicio deencriptacinde datos o recuperacin ante cadas, ser necesario

incluirlos dentro del propioprogramade aplicacin.

El modelo TCP/IP original no distingua los conceptos de capa, servicio,interfazy protocolo,

aunque revisiones posteriores han incluido parte de esta nomenclatura. Por esta razn, el

modelo OSI es ms flexible a los cambios, ya que la interaccin y encapsulacin entre capas es

ms estricta.

Arquitectura de las redes locales

Hoy en da existen multitud de estndares y protocolos de redes locales, algunos de los cuales

han quedado en desuso. Las redes locales utilizan diferentes protocolos de nivel fsico y nivel

de enlace de datos, mientras que para los niveles superiores se utilizan las arquitecturas de

redes introducidas en los apartados anteriores. Entre las redes locales ms importantes

podemos destacar las redes Ethernet, las redes Token Ring, FDDI y Wi-fi.

La arquitectura de las redes locales sigue un esquema parecido que la arquitectura OSI de ISO

con pequeas diferencias que afectan a las dos capas inferiores: enlace y fsica.

El nivel fsico corresponde al hardware: a la tarjeta de red, a las seales electromagnticas que

viajan por el medio de transmisin, a los dispositivos que generan estas seales a partir de bits,

etc.

El nivel de enlace, como ya sabemos, proporciona fiabilidad en el intercambio de tramas entre

las estaciones: bsicamente control de errores y control de flujo. Pero, por el hecho de usar un

medio compartido (redes boradcast o de difusin) que caracteriza las redes locales, ser

necesario establecer mecanismos para que todas las estaciones puedan usarlo cuando loprecisen, pero sin molestarse.

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Si dos estaciones ponentramas(o paquetes) en el medio de transmisin de forma simultnea,

stas se mezclarn de manera que se convertirn en algo ininteligible. Esta situacin se

conoce comocolisinde tramasy necesitamos mecanismos para controlar el acceso al medio

compartido de manera que no se produzcan, o que si se producen, la red pueda recuperarse y

seguir funcionando.

La inclusin de estos mecanismos en la torre OSI se poda llevar a cabo aadiendo un nivel

ms a la torre o, cmo al final sucedi, incluyndolos en el nivel de enlace. As, en contextos de

rea local, el nivel de enlace incluye dos subniveles:

MAC (medium access controlo control de acceso al medio), que se encarga

prpiamente de la poltica de acceso al medio.

LLC (logical link controlo control del enlace lgico), que se encarga de los servicios

tpicos de enlace: control de errores y control de flujo.

El primer estndar deEthernetfue diseado en 1976 por Xerox y, posteriormente, revisado por

Intel, DEC y Xerox, permitiendo una velocidad de transmisin de 10Mbps. Ms adelante se

adapt para ser compatible con el estndarIEEE802.3, que fue elaborado en 1990 por la

organizacin IEEE (lnstitute of Electrical and Electronics Engineers o Instituto de Ingenieros

Elctricos y Electrnicos) para la comunicacin en redes locales.

Dentro de este estndar se han definido varios tipos de redes locales en lo que se refiere al tipo

de cableado utilizado, velocidad de transmisin, formato de los bloques de informacin

enviados, reparto del medio, etc. Por ejemplo tenemos el 10BASE2, 10BASET, etc que

veremos en prximos captulos Estos aspectos estn definidos exclusivamente a nivel fsico y a

nivel de enlace, por lo que IEEE 802 slo cubre los protocolos de estas dos capas.

IEEE 802 est dividido en varias especificaciones diferentes. Por un lado est IEEE 802.1, que

define la interfaz con los niveles superiores (normalmente, con el nivel de red). En IEEE 802.2

se encuentra normalizada la parte superior del nivel de enlace (llamado LLC o Control del

Enlace Lgico). El resto de especificaciones, que van desde la IEEE 802.3 a la IEEE 802.12,

tienen que ver con la parte inferior del nivel de enlace (llamada MAC o Subcapa de Acceso al

Medio) y la capa fsica. Cada una de ellas establece un tipo de LAN diferente, que resultan

incompatibles entre s.

IEEE 802.3 es un estndar que define una familia completa de configuraciones, abarcando

diferentes velocidades, topologas y cableado.

Token Ring es otro popular mtodo para conectar redes locales, aunque su uso se est

reduciendo en estos ltimos aos en favor del estndar Ethernet. Usan el estndar 802.5. Su

principal caracterstica es que, aunque utiliza una topologa fsica en forma de estrella, sta

funciona como una estructura lgica en anillo. Esto se consigue gracias a la utilizacin de un

concentrador de cableado llamado MAU (Unidad de Acceso Multiestacn) como nodo central

de la estrella.

Las redes locales inalmbricas que siguen el estndar IEEE 802.11 transmiten datos a travs

de ondas de radio a una velocidad que depende de la versin utilizada (1,5 Mbps es la primeraversin, de 5,5 a 11 Mbps en el estndar IEEE 802.11 b o 54 Mbps en el estndar IEEE 802.11

Llario.CC 2.0.Procedencia
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g). Algunos adaptadores que siguen el estndar IEEE 802.11 b pueden llegar a transmitir hasta

100 Mbps.

Este tipo de redes se clasifica como LAN, ya que habitualmente se instala dentro del mbito de

un edificio. Su topologa est distribuida en emisores y receptores de ondas de radio que estn

conectados entre s y dispersados por toda la organizacin. De esta forma, cualquier equipo

que disponga tambin de un emisor y receptor estar permanentemente conectado encualquier lugar, sin necesidad de utilizar cables.

tema 1 redes locales

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