Redes de Computadoras: Problemas, Arquitectura, Modelos OSI y TCP/IP y Tecnologías de Comunicación

Problemas en la red de datos

• Encaminamiento
• Direccionamiento: identificación biunívoca entre un identificador y un equipo, incluso una aplicación dentro de un equipo.
• Acceso al medio: caso especial de medio de comunicación de difusión.
• Saturación del receptor: el emisor envía más rápido de lo que el receptor puede procesar. Provoca pérdida de datos.
• Mantenimiento del orden: si los paquetes que forman un mensaje toman caminos distintos a través de la red para llegar al destino, al final se han de ordenar todos los paquetes.
• Control de errores
• Multiplexación: utilización del mismo medio para más de una comunicación.

Arquitectura de red

Resuelve los problemas planteados y permite que la comunicación sea lo más eficaz posible. Se define por:

• Topología: define la organización del medio.
• Método de acceso al medio: (no se comparte el medio / sí se comparte el medio).

Reglas de la jerarquía de protocolos

• Cada nivel dispone de un conjunto de servicios.
• Los servicios están definidos por protocolos estándares.
• Cada nivel se comunica solo con el nivel inmediatamente superior y con el inferior.
• Cada uno de los niveles inferiores ofrece un servicio al superior.

OSI

Pretende resolver la comunicación entre dos sistemas cualesquiera.

Etapas

• Aplicación: contacto directo con los programas o aplicaciones; proporciona servicios de administración y mecanismos para permitir comunicar con otros equipos.
• Presentación: la información es independiente del formato que se emplee. Define una sintaxis común entre entidades y debe proporcionar mecanismos para seleccionar y modificar la representación utilizada.
• Sesión: independencia de la estabilidad de la red frente a fallos y tipos de conexión.
• Transporte: la comunicación entre dispositivos finales es independiente de la configuración de la red. Los nodos intermedios son transparentes para este nivel. En los extremos se debe garantizar que lo transmitido esté libre de errores, en orden y sin pérdidas ni duplicaciones.
• Red: resuelve el problema de enrutado e identificación de equipos. Controla la congestión de la red, intentando mantener el tráfico lo más equilibrado posible. Unidad mínima transmitida: paquete.
• Enlace: resuelve la comunicación entre dos nodos directamente conectados por un medio físico. Detecta y corrige errores. En caso de medios compartidos, resuelve el problema de acceso al medio. Unidad mínima: trama o marco.
• Físico: debe permitir la identificación correcta de dígitos binarios entre dos estaciones contiguas, totalmente determinadas por las características del medio que las une.

TCP/IP

Es la más utilizada; en ella se basa Internet. La mayoría de los sistemas operativos la tienen implementada. Se originó en 1973 para conectar distintas redes, ser tolerante a fallos y permitir que funcionen distintas aplicaciones. Como resultado se obtuvo una topología irregular donde la información se fragmenta y se envía por rutas diferentes hasta el destino. Surgió con ARPANET.

¿Popularizó TCP/IP?

• Es independiente de fabricantes y marcas comerciales.
• Soporta distintas tecnologías de red.
• Puede funcionar tanto con equipos personales como con grandes PC.
• Es estándar desde 1983.

4 capas

• Aplicación: similar a OSI. Dispone de protocolos de alto nivel necesarios para que las aplicaciones puedan comunicarse.
• Transporte: similar a OSI. Permite establecer la comunicación entre origen y destino. Funciones: control de errores y ordenación de paquetes. Protocolos: TCP y UDP.
• Internet: permite que cada estación envíe paquetes a la red y los haga viajar independientemente hasta su destino. Protocolo más destacado: IP.
• De red o subred: funciona sobre redes ya establecidas, por lo que el problema del medio debe ser solucionado por estas.

ATM

Definida por la ITU. Fue diseñada para redes de alta velocidad y con baja tasa de errores. Se basa en la transmisión de bloques del mismo tamaño: celdas o células. Las celdas son la unidad de información que manejan todos los niveles.

3 capas

• Física: relacionada directamente con la red. No establece protocolos propios, sino los establecidos por la red que utilice.
• ATM: responsable del transporte de las celdas por la red, establecimiento y liberación de las conexiones, resolución del problema de enrutado y control de congestión.
• Adaptación a ATM: se encarga de dividir toda la información que se va a transferir en celdas y de ensamblarlas en el destino.

Tridimensional:

• Plano de usuario
• Plano de control
• Plano de gestión

Red telefónica conmutada

Diseñada para la transmisión de voz a través de corriente eléctrica por hilo de cable paralelo.

• Inicialmente era una red conmutada manual de circuitos.
• Asignación de número de usuario y uso de centralita automática.
• Servicios: transmisión de voz en tiempo real, tarifa por pasos, llamada en espera, desvío de llamada.

Telex

Servicio público ya en desuso. Formado por una red independiente. Ofrece servicios de comunicación de información textual.

Iberpac

Red de ámbito geográfico español. Da servicio a sucursales bancarias y cajeros automáticos. Baja velocidad de transmisión, pero ofrece fiabilidad y seguridad.

Red digital de servicios integrados (RDSI)

Diseñada para la transmisión de información digital de extremo a extremo. Dispone de su propio cableado, que usa como red de área extensa. No puede funcionar por las líneas RTC.

• Protocolos a nivel: físico, enlace y red.
• Servicios: voz, imagen y sonido en tiempo real, y datos.

Internet

Formada por multitud de redes y ordenadores individuales que permiten el intercambio de información entre ellos.

3 niveles

• De tránsito o transporte internacional
• Regionales y de proveedores de conexión
• De usuario final

Servicios: transferencia de ficheros, sesión remota, correo electrónico, grupos de noticias, World Wide Web.

DSL y redes de cable

Distribuyen la señal de TV por cable. Permiten gran capacidad de transmisión. Cable coaxial hasta el usuario final y fibra óptica entre las conexiones de centralitas.

• Servicios: voz, datos, TV y vídeo.