Protocolos de Red: La Base de la Comunicación

Los protocolos forman la base de una red. Establecen el lenguaje de comunicación para que los dispositivos (PCs) de una red transmitan datos entre sí. Definen las reglas que regulan el intercambio de información entre los nodos de una red.

Su complejidad radica en dos aspectos fundamentales:

• El número de estaciones involucradas a través de un medio de transmisión.
• El método de acceso al canal.

Tipos de Protocolos

Protocolo Orientado al Carácter

Fueron los primeros protocolos utilizados. Garantizan la calidad de los caracteres en la comunicación. Ejemplos: ASCII, EBCDIC.

Protocolos Orientados al Bit

Transmiten la información bit a bit. Son protocolos más modernos que los orientados al carácter. Sus ventajas incluyen:

• Independencia del código utilizado.
• Gran eficiencia y fiabilidad de la transmisión.

Funciones Esenciales de los Protocolos

Los protocolos cumplen diversas funciones críticas para la comunicación:

• Control de errores.
• Orden de los datos.
• Control de flujo de datos.
• Identificación del camino (enrutamiento).
• Formato de los datos.
• Codificación.

Métodos de Conmutación de Tramas

Conmutadores de Almacenamiento y Envío (Store-and-Forward)

El conmutador acepta la trama completa y la envía por su puerto correspondiente. Tienen menor rendimiento, pero garantizan la integridad de la transmisión.

Conmutadores Rápidos (Cut-Through)

La trama se envía tan pronto como se recibe la dirección de destino. Ofrece mayor rendimiento. Sin embargo, la trama se puede enviar con errores porque no comprueba el CRC (Comprobación de Redundancia Cíclica).

Métodos de Acceso al Medio

CSMA/CD (Acceso Múltiple con Detección de Portadora y Colisión)

Técnica de acceso probabilístico. La estación transmite si está libre el medio. Si dos estaciones transmiten a la vez, ocurre una colisión y no se envían datos.

Paso de Testigo (Token Passing)

Siempre se tendrá acceso a la red. Funciona mediante una trama especial llamada testigo (token) que va pasando de una estación a otra. Si el testigo falla, cae toda la red.

Polling (Llamada Selectiva)

Es un método de acceso a la red que requiere un control centralizado de todas las estaciones. Una estación central (maestra) se encarga de preguntar o llamar a cada estación para saber si tiene algún mensaje que transmitir.

Acceso Conmutado

Utilizado para redes con topología física en estrella, las más empleadas en la actualidad.

Modelos de Referencia de Redes

Modelo OSI (Interconexión de Sistemas Abiertos)

Modelo de transmisión de 7 capas que estandariza cómo se deben mandar los datos.

Capa de Aplicación (Capa 7)

Provee el conjunto de aplicaciones de red (ejemplo: transferencia de archivos, correo electrónico). Protocolos: FTP, NFS, etc.

Capa de Presentación (Capa 6)

Actúa como traductor entre la red y la aplicación, garantizando la legibilidad y la seguridad. Protocolos: ASCII, EBCDIC, etc.

Capa de Sesión (Capa 5)

Establece, mantiene y finaliza las conexiones de las sesiones de comunicación entre los programas.

Capa de Transporte (Capa 4)

Define los mecanismos para mantener la fiabilidad de las comunicaciones de la red. Funciones: asegurar una transmisión fiable, intercambio de datos y regulación del flujo de mensajes. Protocolos: UDP, TCP, etc.

Capa de Red (Capa 3)

Se encarga de seleccionar la mejor ruta para enviar paquetes. Funciones: enrutamiento de paquetes en la red y control de la congestión. Protocolos: IP, IPX, VTAM, etc.

Capa de Enlace de Datos (Capa 2)

Define el protocolo de comunicación que usan los nodos de la red para acceder al medio de transmisión. Funciones: controlar el acceso al canal y detectar y corregir errores. Protocolos: LAN – Ethernet, WAN – SDLC, PPP.

Capa Física (Capa 1)

Define la conexión física entre el nodo y la red en aspectos físicos, mecánicos y eléctricos. Funciones: transmitir bits sobre el canal de comunicación. Estándares: V.24, V.35.

Modelo TCP/IP

Modelo que define cómo se comunican en Internet, organizado en capas de protocolos.

Capa de Aplicación

Permite la comunicación entre aplicaciones de equipos remotos. Sustituye a las capas de Aplicación, Presentación y Sesión del modelo OSI.

Capa de Transporte

Proporciona un servicio de transferencia de datos entre sistemas finales, ocultando detalles de la red. Incluye dos protocolos principales:

• Protocolo UDP: Envío de datos sin conexión.
• Protocolo TCP: Envío fiable por más datos de la señal (asegura la entrega).

Capa de Internet

Define el camino para los datos; es análoga a la Capa de Red de OSI.

Capa de Acceso a la Red

Especifica las características físicas, el medio de transmisión, la velocidad, etc. Traduce las direcciones IP.

Servicios de Transporte

Servicio Orientado a la Conexión

Comunicación basada en un circuito virtual permanente entre dos nodos. Incluye detección y corrección de errores, mayor uso de ancho de banda y entrega de mensajes en el mismo orden de envío.

Servicio No Orientado a la Conexión

No se establece un circuito entre nodos; cada mensaje se enruta de forma independiente. Puede llegar en distinto orden y consume menos ancho de banda al no usar detección ni corrección de errores.