Fundamentos de Redes: Capas, Topologías y Métodos de Acceso

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La Capa de Enlace de Datos: Subcapas y Funciones

La capa de enlace de datos se divide en dos subcapas principales:

  • LLC (Logical Link Control): Control de Enlace Lógico.
    • Funciones: Control de flujo, control de errores, multiplexación, entre otras.
  • MAC (Media Access Control): Control de Acceso al Medio.
    • Función principal: Determina quién tiene derecho a acceder al canal de comunicación.
    • Las tarjetas de red poseen una dirección MAC única para su identificación.

Estructura TCP/IP y la Fragmentación de Datos

La información que viaja por la red se denomina datos, los cuales se dividen en paquetes de datos.

Las ventajas de esta división en paquetes son:

  • La información fragmentada no ocupa todo el ancho de banda de forma continua.
  • Si falla la transmisión de un paquete, solo es necesario retransmitir ese paquete específico, lo que optimiza el rendimiento.
  • Los paquetes pueden enviarse por diferentes caminos (rutas) para evitar la saturación de la red y mejorar la resiliencia.

El Modelo OSI: Capas y Beneficios

Capas del Modelo OSI (de la 7 a la 1):

  1. Aplicación
  2. Presentación
  3. Sesión
  4. Transporte
  5. Red
  6. Enlace de Datos
  7. Física

Ventajas del Modelo OSI:

  • Facilita la conectividad de redes sin necesidad de usar pasarelas (dispositivos que transforman protocolos).
  • Permite una fácil integración de productos y tecnologías en la red.
  • La configuración se realiza siguiendo la estructura de las 7 capas, lo que simplifica el diseño y la resolución de problemas.
  • Ofrece un amplio margen de suministradores y, por ende, precios más competitivos.
  • Promueve el desarrollo de nuevas generaciones de tecnologías de red.

Topologías de Red Comunes

TopologíaRedes TípicasMétodo de AccesoNormativaCableado Común
BusEthernetCSMA/CDIEEE 802.3Coaxial
EstrellaEthernetCSMA/CDIEEE 802.3Par Trenzado, Fibra Óptica
AnilloToken RingPaso de Testigo (Token Passing)IEEE 802.5Fibra Óptica

Características de las Topologías:

Topología de Bus:

  • Instalación sencilla.
  • Coste reducido.
  • Flexibilidad en el número de estaciones.

Topología de Anillo:

  • Cada nodo actúa como repetidor.
  • Fácil mantenimiento.
  • Desventaja: Si un ordenador falla, toda la red puede caer.

Topología de Estrella:

  • Requiere un nodo central (hub o switch).
  • Fácil mantenimiento de equipos individuales.
  • Desventaja: Si el nodo central falla, toda la red deja de funcionar.

Métodos de Acceso al Medio

CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection)

CSMA/CD significa Acceso Múltiple con Escucha de Portador y Detección de Colisión.

  • Es el método más utilizado en las redes Ethernet.
  • Normativa: IEEE 802.3.
  • Si dos ordenadores comienzan a transmitir al mismo tiempo, se produce una colisión.
  • Ambos detienen la transmisión y esperan un tiempo aleatorio antes de intentar retransmitir.
  • Las colisiones afectan a toda la red. Las señales de colisión suelen tener entre 32 y 48 bits.

Token Passing (Paso de Testigo)

El Paso de Testigo es un método de acceso donde un testigo (un conjunto de bits) circula por la red.

  • Topologías asociadas:
    • Token Bus: IEEE 802.4
    • Token Ring: IEEE 802.5
  • Un ordenador solo puede transmitir si el testigo, que circula por el bus o anillo, pasa por él y está libre.
  • La información viaja junto con el testigo.
  • El receptor envía una confirmación de recepción al emisor.

FDDI (Fiber Distributed Data Interface)

FDDI significa Fiber Distributed Data Interface.

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