Objeto del tema 1. Fundamentos de redes

Objeto del tema 1. Fundamentos de redes

Modelo OSI y protocolos de comunicación

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El modelo de referencia OSI (Open Systems Interconnection) brinda una base firme para el estudio de la transmisión de datos, ya que permite que dos sistemas distintos puedan comunicarse independiente de la arquitectura que los soporta y se considera la base para el diseño de una arquitectura de red flexible y robusta.

Este modelo creado por la International Organization for Standarization (ISO) en 1984 está compuesto por 7 capas separadas pero relacionadas en las que se basa el proceso requerido para trasladar información a través de una red:

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Imagen obtenida de Tanenbaum, A. y Wetherall, D. (2013). Redes de Computadoras (5ª ed.). México: Pearson. Sólo para fines educativos.

El modelo OSI requiere de protocolos para lograr la comunicación. Los protocolos  son un conjunto de reglas y convenciones que gobiernan la comunicación de las computadoras en una red de datos. Un protocolo implementa las funciones de una o más capas del modelo OSI.

Los protocolos son los siguientes:

• Protocolos de subred de comunicación interna: son los que operan en las 3 capas más bajas del modelo OSI y definen la comunicación.
• Protocolos de red: son los que operan en las 4 capas más altas del modelo OSI:

• Protocolo de transporte: se encarga de la transferencia de errores de datos entre receptor y emisor.
• Protocolo de sesión: se encarga de controlar el diálogo y enlace entre las aplicaciones funcionales del sistema.
• Protocolo de presentación: se encarga de que los datos lleguen en formato reconocible aunque existan diferentes representaciones de la información.
• Protocolo de aplicación: se encarga de brindar aplicaciones para que los usuarios finales puedan acceder a los servicios del resto de las capas del modelo OSI.

Un punto importante en la transmisión de datos es la lógica de comunicación entre capas, la cual seguiría un proceso similar al siguiente: una capa del modelo OSI se puede comunicar entablando conexión con las 2 capas que están alrededor de la capa en cuestión, y su contraparte en la red. Por ejemplo, si la capa de enlace se tiene que comunicar, establece comunicación con la capa de red, la capa física y su contraparte con el otro sistema.

Las capas del modelo OSI utilizan varias formas de control de información para comunicarse con otras capas de otros sistemas. Este control se da por dos formas.

• Headers: encabezados que se anteponen a los datos al ser transmitidos a capa inferiores.
• Trailers: son tramas de datos que se agregan a los datos originales cuando son transmitidos hacia abajo de capas superiores.

Capa física

Esta capa es la encargada de la conexión física de un sistema hacia la red, lo que implica transmitir bits puros a través de un canal de comunicación. Los aspectos de diseño incluyen las especificaciones eléctricas, mecánicas, procesales y funcionales para activar, mantener y desactivar una conexión. Como ejemplos de estas especificaciones tenemos: niveles de voltaje, ciclos de voltaje, velocidades físicas, distancia máxima de transmisiones y los conectores físicos.

Veamos la siguiente figura de implementación de la capa física:

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Imagen obtenida de Huidobro Moya, J. M. y Luque Ordoñez, J. (2014). Telecomunicaciones. Tecnologías, Redes y Servicios (2ª Ed.). Sólo para fines educativos

Capa de enlace de datos

Esta capa es la encargada de realizar la transportación de datos del origen a su destino independientemente de la red física. Para esta función, debe dividir los datos en unidades pequeñas para poder enviar a la capa de red y asegurar, de manera eficiente, la recepción correcta en la secuencia apropiada. Aquí se maneja el control de flujo de información donde nos aseguramos que no se transmitan más datos que los que el receptor puede recibir, también es posible observar los protocolos TCP y UDP.

Finalmente, en esta capa se define el tipo de servicio que se brindará a la capa de sesión y a los usuarios de la red.

Capa de sesión

Esta capa establece la sesión de comunicación, sesión de petición y respuesta desde las aplicaciones localizadas en diferentes dispositivos de red. La finalidad de esta capa es asegurar que, iniciada una sesión de comunicación, se pueda completar la misma realizando reanudaciones de comunicación en caso de interrupción. Algunos de los protocolos que podemos ver en esta capa son: ZIP, Apple Talk, SCP.

Capa de presentación

En esta capa se crea la sintaxis y semántica de la información transmitida con el objetivo de que computadoras con distintas representaciones de datos se puedan comunicar, además permite cifrar datos y comprimirlos. 
Dentro de los formatos que podemos ver en esta capa esta: MPEG, Quick Time, GIF, JPEG, TIFF.

Capa de aplicación

Es la capa más cercana al usuario final, en donde el modelo OSI interactúa con el usuario directamente a través de una aplicación de software. Algunos ejemplos de las funciones que se dan en esta capa son: TELNET, FTP, SMTP.
Es importante mencionar que el usuario final no interactúa con la capa de aplicación, el enlace se realiza a través de programas que establecen la conexión ocultando la complejidad del modelo y mostrando una interfaz amigable.

1.2 Tecnologías de redes LAN

Iniciaremos el análisis del hardware de redes con la tecnología de red LAN. Una LAN es una red de alta velocidad en un área geográfica pequeña, donde puedes encontrar usuarios, estaciones de trabajo, impresoras, servidores y otros dispositivos. Un ejemplo puede ser un edificio. A continuación, se presenta una clasificación por escala para que puedas visualizar el alcance de la red LAN:

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Imagen obtenida de Tanenbaum, A. y Wetherall, D. (2013). Redes de Computadoras (5ª ed.). México: Pearson. Sólo para fines educativos

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