Modelo de referencia

Modelo de referencia: 

Las primeras redes digitales fueron diseñadas para interconectar computadoras; la proliferación de diferentes arquitecturas de cómputo dificultaba la construcción de una tecnología de red para comunicar máquinas diferentes. Para resolver estas dificultades se recurrió a la estrategia de “divide y vencerás” organizando el problema de comunicación en una estructura jerárquica de capas. Cada capa es responsable de resolver una tarea.

El modelo de capas más conocido es el marco de referencia OSI (Open Systems Interconnection) de la Organización Internacional de Estándares (ISO, International Standards Organization). Se trata de un modelo de siete capas. La función de cada capa se describe brevemente a continuación:

1. Capa Física. Define las características de los elementos necesarios para la conexión así como las de los bits enviados (características eléctricas, ópticas, etc.).

2. Capa de Enlace de Datos: Se encarga de dar formato y de proveer una transmisión libre de errores entre dos elementos conectados directamente. En esta capa entra una parte importante de las funciones realizadas por los protocolos de red de área local como Ethernet.

3. Capa de Red. Establece los mecanismos necesarios para encaminar eficientemente la información entre los equipos terminales En Internet, estas funciones las realiza el protocolo IP (Internet Protocol).

4. Capa de Transporte. Provee la transferencia transparente de datos de extremo a extremo de la red. Esta capa puede encargarse de garantizar que la información llega a su destino correctamente, como lo hace el protocolo TCP (Transmission Control Protocol) en Internet.

5. Capa de Sesión. Se encarga de controlar el establecimiento y el fin de un diálogo entre dispositivos. No existen protocolos en la pila TCP/IP definidos específicamente para realizar las funciones de esta capa, ni de la de presentación.

6. Capa de Presentación. Transforma datos para proveer una representación estándar e interoperable entre los equipos terminales.

7. Capa de Aplicación. A través de esta capa los usuarios acceden a los servicios de la red. En ella se definen, por ejemplo, los protocolos SMTP, FTP y HTTP utilizados, respectivamente, para intercambiar mensajes de correo electrónico, transferir archivos y navegar a través de las páginas Web.

Taxonomía:

Existen diversas maneras en las que las redes digitales pueden ser clasificadas, por ejemplo, por los servicios que ofrecen (telefonía fija y móvil, televisión, intercambio de información); por su función en la arquitectura de red (redes de acceso, redes de transporte); por la población de usuarios que las utilizan (redes públicas, privadas,corporativas, para el hogar); por su cobertura geográfica. Esta última clasificación es muy común en la literatura, por lo que se presentará brevemente.

    Redes de área de área personal (PAN, Personal Área Network): Son redes típicamente inalámbricas que interconectan dispositivos de cómputo en un área de cobertura pequeña, alrededor de 10 metros. Las primeras redes PAN utilizaban enlaces infrarrojo para la interconexión, ofrecían velocidades de 2.4kb/s hasta 16Mb/s en un rango de hasta un metro pero los dispositivos debían contar con una trayectoria directa entre ellos, es decir, sin objetos que la obstruyeran. A esto se le conoce en telecomunicaciones como línea de vista (LOS, line of sight).

Redes de área local (LAN, Local Área Network):  Son las más conocidas en las organizaciones y, de manera creciente, en los hogares.Permiten conectar dispositivos con una cobertura de cientos de metros hasta un par de kilómetros.

Redes de área metropolitana (MAN, Metropolitan Área Network): Con una cobertura de decenas de kilómetros, en esta categoría suelen concentrarse dos grupos de tecnologías: aquellas utilizadas principalmente para interconectar redes locales dentro de una ciudad y aquellas utilizadas como redes de acceso, principalmente a Internet.

Redes de área amplia (WAN, Wide Área Network): En esta categoría, en la que también se incluyen las redes de área regional (RAN, Regional área network), se cubren grandes extensiones, incluso varios países. La mayoría de estas redes está integrada a la infraestructura de transporte (alambrada) de los grandes operadores. Típicamente están formadas por nodos de conmutación de gran velocidad interconectados entre sí con enlaces de fibra óptica utilizando tecnologías como ATM, SONET/SDH y WDM. Posee la gran ventaja de no interferir con dispositivos usando frecuencias con licencia. Esta tecnología resulta de particular interés en países en desarrollo y en áreas rurales.

Topologías de red:

 Es la disposición física en la que se conecta una red de ordenadores. Si las redes se unen y tienen topologías diversas, la misma red conformada tendría topología mixta. 

Topologías más comunes: 

• Red en anillo: Topología de red en la que las estaciones se conectan formando un anillo. Cada estación está conectada a la siguiente y la última está conectada a la primera. Cada estación tiene un receptor y un transmisor que hace la función de repetidor, pasando la señal a la siguiente estación del anillo. Cabe mencionar que si algún nodo de la red se cae (termino informático para decir que esta en mal funcionamiento o no funciona para nada) la comunicación en todo el anillo se pierde.
  

Red en bus: Topología de red en la que todas las estaciones están conectadas a un único canal de comunicaciones por medio de unidades interfaz y derivadores. Las estaciones utilizan este canal para comunicarse con el resto.

La topología de bus tiene todos sus nodos conectados directamente a un enlace y no tiene ninguna otra conexión entre nodos. Físicamente cada host está conectado a un cable común, por lo que se pueden comunicar directamente, aunque la ruptura del cable hace que los hosts queden desconectados.

La topología de bus permite que todos los dispositivos de la red puedan ver todas las señales de todos los demás dispositivos, lo que puede ser ventajoso si desea que todos los dispositivos obtengan esta información. Sin embargo, puede representar una desventaja, ya que es común que se produzcan problemas de tráfico y colisiones, que se pueden paliar segmentando la red en varias partes.

• Red en estrella: Red en la cual las estaciones están conectadas directamente al servidor u ordenador y todas las comunicaciones se han de hacer necesariamente a través de él. Todas las estaciones están conectadas por separado a un centro de comunicaciones, concentrador o nodo central, pero no están conectadas entre sí.La fiabilidad de este tipo de red es que el mal funcionamiento de un ordenador no afecta en nada a la red entera, puesto que cada ordenar se conecta independientemente del hub, el costo del cableado puede llegar a ser muy alto. Su punto débil consta en el hub ya que es el que sostiene la red en uno. 
  

• Red inalámbrica WI-FI: Las nuevas redes sin cables hacen posible que se pueda conectar a una red local cualquier dispositivo sin necesidad de instalación, lo que permite que nos podamos pasear libremente por la oficina con nuestro ordenador portátil conectado a la red o conectar sin cables cámaras de vigilancia en los lugares más inaccesibles. También se puede instalar en locales públicos y dar el servicio de acceso a Internet sin cables.

• Seguridad: Uno de los problemas más graves a los cuales se enfrenta actualmente la tecnología Wi-Fi es la seguridad. Un muy elevado porcentaje de redes se han instalado por administradores de sistemas o de redes por su simplicidad de implementación, sin tener en consideración la seguridad y por tanto han convertido sus redes en redes abiertas, sin proteger el acceso a la información que por ellas circulan.