TEMA 2 - Arquitectura de Redes

La comunicación entre dos estaciones conectadas a una rede de datos es un proceso complejo. Para afrontarlo con éxito se utiliza la técnica de "divide y vencerás" , que consiste , fundamentalmente en dividir el problema en tareas mas sencillas de resolver.

Otro termino importante del tema , es el modelo OSI.

Es el modelo de red descriptivo, que fue creado por la Organización Internacional para la Estandarización (ISO) en el año 1980. Es un marco de referencia para la definición de arquitecturas en la interconexión de los sistemas de comunicaciones.

Los problemas del modelo OSI se divide en niveles (plantas) ;

• En la tercera planta se ubican los distintos departamentos de cada edificio
• En la segunda planta se encuentra el servicio de gestión interna del edificio
• En la primera planta están las personas a cargo de la recepción, que reciben y envían por correo externo las cartas que se intercambian entre edificios.

Otro termino importante en el tema es el de Estándar : Un conjunto de normas, acuerdos y recomendaciones técnicas que regulan la transmisión de los sistemas de comunicación.

El modelo OSI define siete capas o niveles :

• Capa física: Representa las funciones del proceso de comunicación que traducen la información en fenómenos físicos capaces de transmitirse por el canal de comunicación empleado. Se encarga de las especificaciones mecánicas, eléctricas, funcionales y de procedimientos de la transmisión física.
• Capa de enlace de datos : representa las funciones encargadas de proporcionar un servicio de datos seguto. SE encarga de que los mensajes entre los dos puntos de la red lleguen sin errores.
• Capa de transporte : representa las funciones que establecen el camino real por el cual viajarán los datos entre puntos finales.
• Capa de sesión: representa las funciones que traducen entre diferentes representaciones de la información empleadas por las aplicaciones.
• Capa de aplicación: representa las funciones que proporcionan acceso al entorno de OSI.

2.2.2 - Entidades

Una entidad es cualquier elemento activo del sistema perteneciente a alguna de las capas del modelo.

Cada una de las entidades usa un protocolo para comunicarse con su entidad homónima en el otro extremo de la comunicación.

A esas entidades que comparten el mismo protocolo, pero que están ubicadas en distintos ordenadores , se llaman entidades pares, mientras que el protocolo que comparten se llama protocolo par.

2.2.3 - Servicios

Cada capa del modelo OSI se encarga de realizar ciertas funciones que forman parte del proceso de comunicación. El modelo OSI establece las funciones que deben realizar cada una de las captas definiendolos limites entre las diferentes capas.

A cada una de las funciones que una capa ofrece a la capa inmediatamente superior se le denomina servicio.

Se pueden definir dos tipos de servicios :

• Servicios Orientado a la Conexión (SOC). Son aquellos servicios que requieren el establecimiento de una conexión antes de poder transmitir cualquier dato. Durante dicho establecimiento, los nodos que van a comunicarse pueden decidir ciertos parámetros de la comunicación

• Servicio No Orientados a la Conexión (SNOC). Son los servicios que requieren el establecimiento de una conexión

UNIDADES DE INFORMACIÓN 

Todos los elementos empleados de "gestion interna" usen las mismas palabras para indentificar a los distintos departamentos.

A esos mensajes se les denomina ( en el modelo OSI) PDU . Lo habitual es ponerle como prefijo un numero que indica el nivel o capa a la que pertenece ( 2-PDU, 3-PDU, ETC.)

NIVELES OSI DETALLADOS

• Nivel Fisico

Capa que se encarga de definir todos los aspectos relacionados con los elementos físicos que intervienen en la transmisión de datos.

También es la encargada de definir cuatro tipos de características de los elementos de interconexión.

• Nivel de Red

Proporciona los medios necesarios para la transferencia de información entre sistemas a través de un tipo de red de datos. Se encarga de encaminar nuestra petición a través de Internet para que llegue al sitio adecuado.La PDU de este nivel se llama datagrama o paquete.

Tienes las siguentes funcionalidades:

• Direcccionamiento: Permite indentificar a cada ordenador de forma unica en toda la red.

• Encaminamiento o enruteamiento: La tarea mas importante de este nivel. Permite que las peticiones que hacen los ordenadores lleguen a su destino, tambien tendran que pasar por elementos intermedios llamados routers.

• Interconexion de tareas: Permite interconectar distintas LAN.

• Tarificacion: Permite saber el trafico generado o recibido de un nodo de la red.
• Otras tareas: control de la congestión

• Nivel de Transporte

Proporciona mecanismos de intercambio de datos entre sistemas finales o extremo a extremo. La PDU de este nivel se llama segmento.

Tiene las siguientes funcionalidades:

Proporciona funcionalidad similar al nivel de enlace de datos (pero extremo a extremo): Control de errores, control de flujo, establecimiento/cierre de la conexión, etc.

Permite recibir datos del nivel superior y dividirlos: Para enviarlos en varios trozos,para optimizar el uso del nivel de red.

Direcciona los puntos de servicio: Permite identificar a las distintas entidades de nivel superior que pudiera haber.

• Nivel de Sesión : 

El nivel de sesión ofrece una funcionalidad que es , en muchos casos , parcial o totalmente prescindible, por lo que en muchas ocasiones no se suele implementar este nivel. Proporciona , entre otras , las siguientes funcionalidades: 

• Control del diálogo : establece de qué forma van a intercambiar datos de las entidades de nivel superior.
• Puntos de sincronización: establece puntos de control que permiten recuperar el intercambio de datos previo conocido.

• Nivel de Presentación: 

Traduce las distintas representaciones de los datos que pudieran tener los protocolos de nivel de aplicación.

• Define y traduce el formato y la sintaxis de los datos que se intercambian
• Realiza funciones de comprensión y cifrado de datos 

• Nivel de Aplicación 

El nivel de aplicación es el nivel más alto dentro del modelo OSI. Proporciona a los programas de ordenador un medio para poder acceder al entorno OSI y por tanto enviar información a través de una red de datos.

2.3. Arquitectura TCP/IP

La Aquitectura TCP/IP es la arquitectura más adoptada para la interconexión de sistemas. Al , principio esta red estaba montada sobre lineas telefonicas alquiladas ; Posibilita la interconexión de múltiples redes de manera sencilla y exigía la permanencia de la comunicación mientras funcionaran los nodos extremos.

La familia de protocolos TCP/IP presenta las siguientes caracterisiticas :

1. Son estándares abiertos y gratuitos
2. Están pensados para interconectar máquinas diferentes
3. Proporcionan un esquema de direccionamiento común que permite localizar cualquier dispositivo localizado en cualquier punto de la red

Las críticas habituales recibidad por la arquitectura TCP/IP hacen referencia a los siguientes aspectos:

1. Es una mala guía de diseño porque no distingue claramente entre servicio, interfaz y protocolos
2. No es un modelo general que describe cualquier pila de protocolos, sino que se define una implementación concreta.
3. No es un modelo apropiado a seguir, ya que no hace distinción entre la capa física y la capa de enlace de datos.

CAPAS

• Acceso a la red: Define las características del medio de trasmisión y las características físicas de la trasmisión. Se encarga de la comunicación entre el sistema final y la red

• Internet: Establece las herramientas necesarios para definir el camino seguido por los datos desde el origen hacia el destino a través de una o más redes conectadas mediante dispositivos de encaminamiento o routers 

• Transporte: extremo a extremo (host a host). Proporciona un servicio de transferencia de datos entre sistemas finales, ocultando detalles de la red o redes subyacentes

• Aplicación: Permite la comunicación entre aplicaciones de equipos remotos

Acceso a la red (host a red)

Esta capa define las características de la interfaz física entre el nodo y el medio de trasmisión. Se encarga de definir aspectos como el tipo de señales, la velocidad de trasmisión, etc. Es la responsable del intercambio de datos entre el sistema final y la red. Traduce direcciones de invel de red (ip) a direcciones físicas, genera tramas de datos en la señal física

Internet

Proporciona los mecanismos necesarios para realizar encaminamiento de los datos. Cuando dos nodos conectados a redes diferentes quieran intercambiar datos, es necesario determinar el camino empleado para transportar dichos datos, atravesando las distintas redes interconectadas. Esta capa ofrece servicios a nivel de trasporte y usa los servicios del nivel de acceso a red, es tarea del protocolo de esta capa controlar la congestión de la red. EL protocolo IP se dedica a identificar los nodos de la red mediante el empleo de direcciones de la red

Transporte

Proporciona un servicio de comunicación de datos para que estos sean recibidos en el destino. DOs tipos de protocolos en este nivel dependiendo del tipo de servicio ofrecido, orientado a la conexión (TCP) o no orientado a la conexión (UPD)

Aplicación

Se encarga de ofrecer mecanismos que permitan e intercambio de datos entre las aplicaciones, ya sea como flujo continuo de datos o como secuencias de mensajes individuales

COMPARATIVA ENTRE OSI Y TCP/IP

Ambos describen una arquitectura jerárquica en capas. La funcionalidad de las capas guarda cierta correspondencia

                                             

Diferencias:

• EL modelo OSI se fundamenta en los conceptos de servicios, interfaces y protocolos, mientras que en TCP/IP se obvian
• El modelo OSI oculta mejor los protocolos presentando una mayor modularidad e independencia
• EL modelo OSI se desarrolló con anterioridad al desarrollo de sus protocolos, mientras que en TCP/IP primero se implementaron los protocolos y posteriormente surgió el modelo
• La cantidad de capas definidas es diferente
• En el nivel trasporte de TCP/IP se permiten comunicaciones orientadas a la conexión y no orientadas a la conexión, mientras que en este nivel el modelo OSI se permiten ambos tipos

Arquitectura de redes locales

La capa de red de OSI proporciona los medios necesarios para la trasferencia de información entre sistemas finales a través de la red independientemente de la tecnología usada, por lo que los protocolos definidos para los niveles uperiores son aplicables a cualquier LAN


Nivel físico: La capa del modelo IEEE 802 es la misma que la decinida por OSI y se encarga de funciones tales como la codificación/decodificación de señales, la generación/eliminación del preámbulo (sincronismo de trama) y la trasmisión/recepción de bits


Nivel de enlace: El nivel de enlace se divide en dos subniveles MAC y LLC. Con esta división se permite añadir los mecanismos necesarios para gestionar el acceso a un medio compartido, que no incluyen entre las funciones asociadas a la capa 3 descritas en OSI y posibilita el empleo de varios MAC para el mismo LLC. El subnivel de control de acceso al medio (MAC) se encarga de la creación de las tramas con los datos pasados por el subnivel LLC y la información de control pertinente, del desensamblado de las tramas en recepción y del control del acceso al medio de trasmisión compartido. LLC sirve de interfaz con los niveles superiores y realiza el control de errores de flujo

ESQUEMA/RESUMEN DEL TEMA 02
SISTEMAS DE COMUNICACIONES Y REDES

1.1 - Componentes  

       

        - Transmisor

        - Canal de transmisión

        - Receptor

1.2 - Redes de datos

  

      1.2.1 -  Componentes → Nodos → Enlaces

      1.2.2 -  Ventajas del uso de redes    —→ Recursos Compartidos
                                                          → Acceso a la información

                                                  → Procesamiento distribuido
                                     → Uso de nuevas alternativas de comunicación 

1.3 - Tipos de Redes
 
     1.3.1 - Área de distribución
         
            ► BAN :  red de área corporal, es una red de comunicación inalámbrica entre dispositivos de baja potencia utilizados en el cuerpo, consiste en un conjunto móvil y compacto de comunicación entre, por ejemplo micrófonos, auriculares, sensores, etc.

            ► CAN : es una red de computadoras que conecta redes de área local a través de un área geográfica limitada, como un campus universitario, o una base militar. 

            ► PAN : es una red de computadoras para la comunicación entre distintos dispositivos (tanto computadoras, puntos de acceso a internet, teléfonos celulares,dispositivos de audio, impresoras) cercanos al punto de acceso

            ► MAN : es una red de alta velocidad ]]) que da cobertura en un área geográfica extensa, proporcionando capacidad de integración de múltiples servicios mediante la transmisión de datos, voz y vídeo, sobre medios de transmisión tales como fibra óptica y par trenzado

            ► LAN : Son las siglas de Local Area Network, Red de área local. Una LAN es una red que conecta los ordenadores en un área relativamente pequeña y predeterminada (como una habitación, un edificio,

            ► WAN : es una red de computadoras que abarca varias ubicaciones físicas, proveyendo servicio a una zona, un país, incluso varios continentes.


1.3.2 - Tecnología de transmisión  ★ Red de difusión : Las redes de difusión son aquéllas en las que la señal emitida por un transmisor es recibida por cualquier terminal conectado a la red, por lo que todos los usuarios reciben la misma información y a la vez. 

                                                              ★ Red conmutada : se define como el conjunto de elementos constituido por todos los medios de transmisión y conmutación necesarios para enlazar a voluntad dos equipos terminales mediante un circuito físico que se establece específicamente para la comunicación y que desaparece una vez que se ha completado la misma

1.3.3 - Titularidad de la red
       
          ♦ Redes privadas : Cuando los datos hay que enviarlos a largas distancias (e incluso a no tan largas), generalmente deben pasar por varios nodos intermedios. Estos nodos son los encargados de encauzar los datos para que lleguen a su destino.


          ♦ Redes publicas :  Una red publica es una red que puede usar cualquier persona y no como las redes que están configuradas con clave de acceso personal. Es una red de computadoras interconectados, capaz de compartir información y que permite comunicar a usuarios sin importar su ubicación geográfica. 


          ♦ Redes dedicadas : Una red dedicada es una denominación que usualmente se reserva para redes de comunicaciones en las cuáles existe un único tipo de tráfico con objetivos de calidad establecidos explícitamente en el contrato entre el operador y el usuarios. Normalmente se utilizan para garantizar la disponibilidad de una cierta capacidad de transporte en ciertas condiciones a grandes usuarios de comunicaciones.
          

PRESENTACIÓN DE REDES 

Para ver la presentacion