Resumen

MODELO DE REFERENCIA OSI Y ARQUITECTURA TCP/IP

En toda computadora conectada en red, corre una torre de protocolos que permite que una aplicación que se está ejecutando pueda enviar datos a través de una red a otra aplicación corriendo en un ordenador remoto.

Una aplicación que intercambia datos con otra aplicación en otro ordenador, utilizan el mismo protocolo para ello.

El modelo OSI es un ejemplo de torre de protocolos. Es un modelo muy completo pero no se usa en realidad. En la práctica, en las redes de ordenadores se utiliza un modelo simplificado: arquitectura TCP/IP.

Modelo OSI

El modelo de referencia OSI distingue las siguientes capas:

• Capa física: recoge las especificaciones del envío de datos a través del medio de transmisión así como las características de la interfaz entre el elemento de red y el medio de transmisión.
• Capa de enlace: ofrece el envío de datos libre de errores entre dos elementos de red conectados punto a punto.
• Capa de red: ofrece la posibilidad de enviar datos entre un origen y un destino aunque la información tenga que pasar por otros elementos de red. Entre las funciones importantes de esta capa está el encaminamientos de los datos que puede ser estático o dinámico.
• Capa de transporte: La función principal de esta capa es ofrecer a las capas superiores una conexión libre de errores entre un origen y un destino, aunque para ello haya que pasar por otros elementos de red.
• Capa de sesión: se encarga de la gestión de las sesiones activas de un ordenador.
• Capa de presentación: maneja estructuras de datos abstractas y posibilita que cada ordenador pueda utilizar su propia representación de la información.
• Capa de aplicación: se encarga de ofrecer a los programas de usuario el acceso a las capas inferiores. Se encuentra en lo alto de la torre de protocolos.

Arquitectura TCP/IP

Tiene las siguientes características:

• Es parecida al modelo OSI pero simplificado.
• Se especifica muy poco en las capas inferiores del modelo dejando interfaces muy abiertos que pueden variar mucho dependiendo del medio de transmisión elegido.
• Se aligeran las capas superiores: no hay capa de presentación y algunas funciones de la capa de sesión se deja para la capa de transporte.
• TCP/IP tiene algunas desventajas como la falta de modularidad o independencia entre capas.
• La clave del éxito de TCP/IP radica en sus protocolos más importantes:

- IP (Internet Protocol) asegura una entrega de paquetes de origen a destino incluso pasando por elementos de red intermedios.
- TCP (Transmission Control Protocol) es un protocolo orientado a la conexión y asegura una entrega de datos fiables.
- UDP (User Datagram Protocol) es un protocolo que ofrece una entrega de datos no fiable entre un origen y un destino.

COMPONENTES DE UNA RED

Los componentes fundamentales de una red son los dispositivos de red, el medio de comunicación, los terminales y los servidores.

En las redes de ordenadores, es normal que el medio de transmisión para intercambiar datos entre ordenadores sea compartido. Cuando se tiene un medio compartido, es posible que se den colisiones cuando dos ordenadores tratan de acceder al medio a la vez.
Para resolver las colisiones, se tiene que establecer un procedimiento que controle de forma eficiente el acceso al canal.
En las redes Ethernet se utilizar CSMA/CD para detectar y manejar colisones (CSMA/CD - Acceso Múltiple por Detección de Portadora y Detección de Colisiones).

DISPOSITIVOS DE INTERCONEXIÓN A NIVEL DE ENLACE

Cuando un hub recibe tramas por uno de sus puertos, las reenvía por todos sus puertos excepto por el que las recibió.
Cuando un switch recibe tramas por uno de sus puertos dirigidas a un ordenador concreto, las reenvía únicamente por el puerto donde está conectado ese ordenador, dejando el resto libre para posibles comunicaciones.
Un switch es un hub inteligente.

Los conceptos principales relacionados con un AP (Access Point) son los siguientes:

• Se utilizan para dotar flexibilidad a una red local.
• Complementan una red cableada para que sea posible conectarse a ella de forma inalámbrica.
• Se puede decir que tiene la función de un repetidor ya que se encarga de enviar los datos de un ordenador hacia un elemento de red de una LAN y también hace la función contraria, la de dirigir el tráfico de la LAN hacia un ordenador concreto.

PROTOCOLOS DE RED Y TRANSPORTE

- El protocolo IP: El protocolo IP (Internet Protocol) es el protocolo que se utiliza en Internet. Corresponde al nivel de red o nivel 3 y es uno de los responsables del éxito de Internet.

- Router o encaminador de paquetes: Posiblemente sea el elemento más importante en una red. Se encarga de dirigir los paquetes que entran por alguno de sus interfaces y, de acuerdo a unas tablas de encaminamiento que dispone, selecciona el interfaz de salida en función de la dirección de destino del paquete.

Direcciones IP

Las direcciones IP pueden ser públicas o privadas. Las direcciones públicas son únicas y un equipo conectado a Internet, solo puede tener una dirección única en la red. En cambio, las direcciones IP privadas se usan en las redes locales, para identificar a los equipos dentro de la red local. Dos equipos de distintas redes privadas pueden tener la misma dirección privada ya que no es posible que haya una comunicación entre ambos. Un equipo no puede enviar datos en Internet con paquetes IP en los que aparezca la dirección IP privada como dirección de origen.

Protocolos de transporte

Dos ordenadores que siguen una arquitectura TCP/IP para comunicarse pueden utilizar TCP como protocolo de transporte.

La capa de transporte ofrece la fiabilidad necesaria para el intercambio de datos entre un origen y un destino.

Los protocolos de la capa de transporte son:

• Protocolo UDP (Protocolo de Datagrama de Usuario) para el intercambio de datos no fiable entre un origen y un destino.
• Protocolo TCP (Protocolo de Control de Transmisión) para el intercambio de datos fiable entre un origen y un destino.

Para poder acceder a las aplicaciones que usan los servicios de la capa de transporte se tienen los puertos. Los que son menores de 1024 son puertos muy conocidos como es el caso del puerto 21 para ftp o el puerto 80 de “http”.

Arquitecturas de red

La mayoría de los sistemas informáticos que se tienen actualmente son sistemas distribuidos donde el procesamiento se distribuye sobre todos los elementos de la red. Presentan ventajas frente a los centralizados (compartición de recursos, escalabilidad, tolerancia a fallos, etc.).

Los modelos de red más habituales:

- Arquitectura cliente - servidor: un servidor ofrece un servicios para atender a los clientes a través de las peticiones de servicio.

- Servicios proporcionados por múltiples servidores.

- Servidores proxy y cachés.

- Procesos de igual a igual. Los componentes de este modelo hacen una actividad distribuida trabajando de una forma cooperativa para llevarla a cabo.

- Variaciones en el modelo cliente - servidor: código móvil (applet), agentes móviles, computadores en red, clientes ligeros (solo implementan la interfaz gráfica y las aplicaciones se ejecutan en un servidor externo).

Hay distintas formas de implementar el modelo cliente - servidor:

• Atendiendo a la naturaleza del servicio que ofrecen. Hay tanto servidores como servicios posibles que pueden ser ofrecidos. Ejemplo: servidores de impresión, servidores de ficheros, servidores web, servidor de base de datos, etc.
• Atendiendo al tamaño de los elementos:

- Fat client (Thin server). Se aprovecha la potencia de los clientes. En ellos, residen la capa de presentación y de negocios.

- Fat server (Thin client). En el cliente solo reside la capa de presentación. Todo el procesamiento y la gestión de datos se deja para el servidor.