La Comunicación

Características y componentes básicos de las redes locales

1. ¿Qué es una red local?

Es un sistema informático que permite la interconexión de una o varias computadoras y periféricos que se encuentran físicamente próximos entre sí, con una finalidad específica.

1.1. Beneficios de las redes locales

• Compartición de recursos.
• Ficheros y datos compartidos.
• Administración centralizada.

1.2. Características de las redes locales

• El tipo de cableado.
• La velocidad de transmisión.
• La longitud máxima de los cables.

2. Componentes básicos de una red local

El término host se usa en informática para referirse a las computadoras u otros dispositivos conectados a una red que proveen y utilizan servicios de ella.

2.2. Servicios y protocolos

Existen multitud de servicios dentro de una red. Algunos de los más comunes son:

• DHCP (Protocolo de Configuración Dinámica de Host)
• DNS (Sistema de Nombres de Dominio)
• Correo electrónico (SMTP, POP3, IMAP)
• Servicio de impresión

2.3. Medios de transmisión

• Cable telefónico.
• Cable coaxial.
• Cable UTP (Par Trenzado No Apantallado).
• Cable STP (Par Trenzado Apantallado).
• Cable de fibra óptica.

2.4. Elementos de conexión

• Tarjetas de red (NIC).
• Conectores (RJ45, etc.).
• Antenas (para redes inalámbricas).

2.5. Equipos intermedios

• Concentrador o hub.
• Puente o bridge.
• Conmutador o switch.
• Enrutador o router.
• Módem.
• Cablemódem.

Clasificación de las redes según su topología

• Malla
• Estrella
• Bus
• Árbol
• Anillo
• Irregular

Clasificación de las redes según su tamaño

• WAN (Wide Area Network – Red de Área Amplia)
• MAN (Metropolitan Area Network – Red de Área Metropolitana)
• LAN (Local Area Network – Red de Área Local)
• PAN (Personal Area Network – Red de Área Personal)

Arquitectura de redes

Características de la arquitectura de red

• Topología.
• Método de acceso a la red.
• Protocolos de comunicaciones.

Ejemplo de protocolo (establecimiento de una llamada telefónica)

1. Descolgar el teléfono.
2. Comprobar si hay línea.
3. Si no hay línea, colgar y volver al paso 1.
4. Marcar el número del otro usuario.
5. Esperar tono.
6. Si el tono es de comunicando, colgar y volver al paso 1.
7. Si da más de 6 tonos y no contesta, ir al paso 9.
8. Hablar cuando el otro usuario conteste.
9. Colgar.

El modelo de referencia OSI

El modelo OSI está basado en una propuesta establecida en el año 1983 por la Organización Internacional de Normalización (ISO) como un avance hacia la normalización mundial de protocolos. El modelo se llama modelo de referencia OSI de la ISO, puesto que se ocupa de la conexión de sistemas abiertos; es decir, sistemas que están preparados para la comunicación con sistemas diferentes. Usualmente lo llamaremos solo modelo OSI para abreviar. OSI emplea una arquitectura en niveles a fin de dividir los problemas de interconexión en partes manejables. Posteriores estándares de ISO definieron las implementaciones en cada nivel. Los principios teóricos en los que se basaron para la realización de OSI podemos resumirlos en los siguientes:

• Cada capa de la arquitectura está pensada para realizar una función bien definida.
• El número 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 función bien diferenciada del resto.
• Las divisiones en las capas deben establecerse de forma que se minimice el flujo de información entre ellas, es decir, que la interfaz sea más 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 únicamente con los niveles contiguos a él.
• La función de cada capa se debe elegir pensando en la definición de protocolos estandarizados.

Nivel Físico (Capa 1)

Tiene que ver con la transmisión de dígitos binarios (bits) por un canal de comunicación. Las consideraciones de diseño se centran en asegurar que, cuando un lado envíe un bit “1”, se reciba en el otro lado como “1” y no como “0”. Define las especificaciones eléctricas, mecánicas, funcionales y de procedimiento de la interfaz física.

Nivel de Enlace de Datos (Capa 2)

Su tarea principal es detectar y corregir los errores que se produzcan en la línea de comunicación entre nodos adyacentes. También se encarga de controlar el flujo para que un emisor rápido no sature a un receptor lento y no se pierdan datos innecesariamente. Finalmente, en redes donde existe un único medio compartido por el que circula la información, este nivel se encarga de gestionar el acceso al medio entre las estaciones. La unidad mínima de datos que se transfiere entre entidades pares a este nivel se llama trama (o frame).

Nivel de Red (Capa 3)

Se ocupa de determinar la mejor ruta para enviar la información a través de la red (encaminamiento o routing) desde el origen al destino, pudiendo atravesar múltiples redes intermedias. Esta decisión considera factores como el camino más corto, el más rápido o el de menor tráfico. Maneja el direccionamiento lógico (ej. direcciones IP). La unidad de datos en esta capa es el paquete.

Nivel de Transporte (Capa 4)

Es el nivel más bajo que ofrece independencia total del tipo de red utilizada. Su función básica es tomar los datos procedentes del nivel de sesión, segmentarlos si es necesario, y pasarlos al nivel de red, asegurando que lleguen correctamente y, si se requiere, en orden al nivel de sesión del otro extremo. Proporciona una comunicación extremo a extremo fiable (ej. TCP) o no fiable (ej. UDP), control de flujo y corrección de errores de extremo a extremo.

Nivel de Sesión (Capa 5)

En este nivel se establecen, mantienen, sincronizan y finalizan las sesiones de comunicación (diálogos) entre las aplicaciones de los dos extremos para el transporte ordenado de datos. Administra el control del diálogo (quién transmite, cuándo, por cuánto tiempo).

Nivel de Presentación (Capa 6)

Este nivel se encarga de la sintaxis y semántica de la información transmitida. Realiza funciones como la traducción de formatos de datos (ej. ASCII a EBCDIC), la codificación de caracteres, la compresión de datos y el cifrado/descifrado, permitiendo la comunicación entre sistemas con diferentes representaciones internas de datos.

Nivel de Aplicación (Capa 7)

Es el nivel que está en contacto directo con los programas o aplicaciones informáticas de los usuarios. Contiene los protocolos y servicios de comunicación que las aplicaciones utilizan directamente para interactuar en la red (por ejemplo, HTTP para la web, FTP para transferencia de archivos, SMTP para correo electrónico, DNS para resolución de nombres).

Arquitectura TCP/IP

TCP/IP (Protocolo de Control de Transmisión/Protocolo de Internet) a menudo se confunde con un protocolo de comunicaciones concreto, cuando, en realidad, es una compleja arquitectura de red que incluye varios protocolos apilados por capas. Es, sin lugar a dudas, la arquitectura más utilizada del mundo, ya que es la base de comunicación de Internet y también se emplea ampliamente en diversas versiones de los sistemas operativos Unix y Linux. Presenta las siguientes características:

• Interconexión de redes heterogéneas: Permite interconectar redes diferentes. Esto significa que la red global puede estar formada por segmentos que utilizan tecnologías de transmisión distintas.
• Tolerancia a fallos: Originalmente diseñada por el Departamento de Defensa de EE. UU. (DoD), la red debía ser capaz de soportar fallos significativos (como ataques o desastres) sin perder datos y manteniendo las comunicaciones establecidas en la medida de lo posible, mediante el reencaminamiento dinámico.
• Soporte para diversas aplicaciones: Permite el uso de una amplia gama de aplicaciones, como transferencia de archivos (FTP), correo electrónico (SMTP), navegación web (HTTP), comunicación en tiempo real, etc., cada una con sus propios protocolos de aplicación.