Introducción a las Redes de Computadoras: Capas, Protocolos y Tecnologías

Introducción a las Redes de Computadoras

El Modelo OSI

El modelo OSI (Open Systems Interconnection), desarrollado por ISO (International Standards Organization), divide el problema de la comunicación en red en partes o capas.

Ventajas del Modelo OSI:

• Reduce la complejidad
• Estandariza interfaces
• Ingeniería modular
• Asegura interoperabilidad
• Acelera la evolución
• Simplifica el aprendizaje

Capas del Modelo OSI:

1. Capa Física: Crea la señal física óptima a partir de los datos de su transmisión.
2. Capa de Enlace: Verifica la transmisión de los datos vigilando el orden y la velocidad a la que se envían.
3. Capa de Red: Suministra información de las rutas a seguir.
4. Capa de Transporte: Verifica la correcta transmisión de los datos vigilando el orden y la velocidad a la que se envían.
5. Capa de Sesión: Establece y cierra conexiones.
6. Capa de Presentación: Da a los datos el formato adecuado teniendo en cuenta las posibles codificaciones, compresiones, etc.
7. Capa de Aplicación: Ejecuta las aplicaciones de red.

Diafonía (Crosstalk)

La diafonía es un fenómeno que ocurre cuando parte de la potencia de un canal se acopla en el canal adyacente. La diafonía aumenta con la frecuencia y se mitiga utilizando frecuencias diferentes o apantallamientos.

• NEXT (dB): PTX(dB) – PNE (dB)
• FEXT (dB): PTX(dB) – PFE (dB)

Cuando hay más de 2 enlaces se acumulan las contribuciones de todos (PS-NEXT, PS-FEXT).

Modelo Híbrido TCP/IP

El modelo TCP/IP es un modelo híbrido que combina algunas capas del modelo OSI.

Capas del Modelo TCP/IP:

1. Aplicación
2. Transporte
3. Internet
4. Red

Capas del Modelo Híbrido:

1. Aplicación
2. Transporte
3. Red
4. Enlace (LLC, MAC)
5. Física

Tipos de Cableado

• Coaxial: Atenuación
• Par Trenzado: Diafonía
• Fibra Óptica: Atenuación y dispersión

Cableado Vertical:

Es el cableado de conexión entre el MDF (Main Distribution Frame) y los IDF (Intermediate Distribution Frame).

Cableado Horizontal:

Es el cableado de conexión entre el IDF y los hosts.

Estándares de Red

• Ethernet: 802.3
• Enlace Trunk: 802.1d
• Spanning Tree: 802.1d y 802.1w
• Bluetooth: 802.15
• Wi-Fi: 802.11

Switch Ethernet

Modos de Conmutación:

• Store and Forward: Almacena la trama, comprueba que no hay errores y la reenvía (lenta y fiable).
• Cut Through: Comienza a conmutar tras leer la MAC de destino.
• Fragment Free: Comienza a conmutar tras leer correctamente los primeros 64 bytes (estadísticamente es donde se dan más errores).
• Híbridos: Modifica el modo de conmutación en función del número de errores. Comienza con Cut Through pero si detecta muchos errores pasa a Store and Forward.

VLAN y Trunk

• El enlace Trunk reduce el número de conexiones entre switches y entre switch y router.
• La conexión Trunk pertenece a todas las VLAN.
• El encapsulado Trunk (802.1q) añade 4 bytes y emplea 12 bits para identificar VLANs (etiqueta VLAN ID).
• El switch aprende las MAC en su respectiva VLAN.
• El router también soporta interfaces Trunk.
• Permite definir subinterfaces (FastEthernet 0/0.2).
• Cada subinterfaz tiene su dirección IP.