TIPOS DE REDES Y COMPONENTES

TIPOS DE REDES Y COMPONENTES.

• Conocer el modelo de referencia OSI en las comunicaciones en red.

El modelo de Interconexión de Sistemas Abiertos, llamado OSI por sus siglas en inglés, fue diseñado por el organismo de estandarización ISO a finales de los años 70 con el objetivo de conectar entre sí sistemas desarrollados por fabricantes distintos. Y es que parémonos a pensar un momento: en aquella época cada fabricante desarrollaba sus propios protocolos, sus propios sistemas y en definitiva, su propia forma de trabajar, hecho que hacía difícil y tedioso interconectar redes con hardware de diferentes marcas.

El modelo OSI resolvió este problema estableciendo una serie de 7 capas universales independientes entre ellas que ofrecían sus servicios a la inmediatamente superior, así la capa 1 proporcionaría sus servicios a la capa 2, la 2 a su vez proporcionaría sus servicios a la 3 y así sucesivamente. Cada capa se ocupa de una tarea específica dentro de la comunicación entre dos sistemas, de hecho, sus nombres ya son bastante descriptivos y nos dan una idea de a lo que se enfocan. Así, pasando por todas las capas el mensaje pasa por todas las fases necesarias para poder ser enviado de un dispositivo a otro. De todas formas, a lo largo de este artículo las veremos en detalle una a una. Recalcar que el modelo OSI no es en ningún caso un protocolo ni una topología de red ni define qué protocolos se deben usar. Simplemente es un marco de actuación común que define un estándar a cumplir.

Cómo funciona el modelo OSI

Para explicar cómo funciona el modelo OSI nos tenemos que centrar en cómo viaja la información a través de Internet. Sin conocer aún que función realiza cada capa, nos tenemos que imaginar que la información que emite el usuario (los datos del mensaje) lo hace por la capa 7. En esta se le añade una cabecera con la información pertinente a la capa 7 y a continuación va bajando por las otras capas, que encapsulan la información de la capa inmediatamente superior mediante su propia cabecera con la información de su nivel. De esta forma se va creando la Protocol Data Unit (PDU), que no es más que la unidad de información que se enviará. En la siguiente imagen vemos como cada capa (layer en inglés, de aquí L7, L6, L5, etc.) añade su propia cabecera a los datos proporcionados por la capa superior.

[pic 1]

De esta forma se consigue que el mensaje llegue a la capa 1, la física, que es la de más bajo nivel y se centra en temas eléctricos y de pulsos de transmisión. Una vez el mensaje es enviado pasa por hubs, switches y routers hasta llegar al huésped receptor.

La función del receptor del mensaje es desencapsular las cabeceras capa a capa del mensaje, de esta forma la capa 1 del emisor se comunica con la capa 1 del receptor, la capa 2 del emisor se comunica con la 2 del receptor y así sucesivamente con todas. Por lo tanto, decimos que tenemos una comunicación horizontal entre las capas del mismo nivel.

[pic 2]De esta forma cada nivel o capa se independiza de los otros, realiza su función y proporciona servicios a la capa inmediatamente superior. Mediante esta estructura o marco común en todos los equipos de telecomunicaciones, que se debe respetar, equipos de diferentes marcas se ponen de acuerdo y la información puede viajar satisfactoriamente. Veamos ahora de qué se debe ocupar cada capa.

Capas del Modelo OSI

Como he dicho anteriormente el modelo OSI se compone de 7 capas, empezaremos por la física, la de más bajo nivel e iremos subiendo por la torre de niveles hasta llegar a la más cercana al usuario, la capa de aplicación.

1.- Capa Física.

La capa 1 es la más baja de la torre de protocolos OSI y se la relaciona con el tratamiento del hardware de los sistemas. Define el medio físico (par trenzado, coaxial, fibra óptica, etc.) a través del cual viajará la información cuando esta sea enviada. La comunicación nivel 1 establecida entre dos dispositivos se denomina flujo y consiste en la emisión de bits (1 o 0) representados por impulsos eléctricos (o de luz en el caso de la fibra óptica) que viajan a través del medio físico definido. 1 indica voltaje o luz y 0 la ausencia de estos.

En esta capa se definen los niveles de voltaje requeridos, el tipo de transmisión (half-duplex, full-duplex), tasas de transferencia de datos, así como la velocidad de transmisión y la garantización de la conexión.

[pic 3]

Se garantiza la conexión, pero no su fiabilidad. Es decir, siempre habrá conexión ya que la capa 1 gestiona la creación, mantenimiento y liberación del enlace de conexión, pero puede ser que los bits del flujo sean erróneos, y es que es muy importante recalcar que en esta capa no existe ningún tipo de inteligencia en las operaciones que se realizan. En la capa 1 el dispositivo recibe y emite la información que le llega sin modificarla en ninguna instancia.

Finalmente recalcar que la elección del medio físico y del protocolo encargado de gestionar la capa 1 es muy importante ya que condicionará a las capas superiores. Eso es así debido a que hay protocolos de capas superiores que no pueden trabajar sobre ciertos medios físicos. Los protocolos más conocidos de la capa 1 son Ethernet identificado por el estándar IEEE 802.3 y en el caso de redes de ondas, el protocolo WLAN, identificado por el estándar IEEE 802.11. El elemento hardware específico de la capa 1 es el hub o concentrador.

2.- Capa de Enlace de Datos.

La capa 2 es la encargada de asegurar la fiabilidad del enlace físico. Mediante el direccionamiento físico o direccionamiento de nivel 2 identifica en la red de forma única a los dispositivos (gracias a la dirección MAC). El direccionamiento físico permite controlar la sesión del dispositivo, controlar el flujo de datos, la detección de errores y nos permite establecer canales punto a punto y punto a multipunto entre dispositivos para mayor seguridad en la transmisión.

A la información que fluye por el nivel 2 se le denomina trama, frame o marco. Los protocolos más conocidos de la capa 2 son el ARP (Address Resolution Protocol), que sirve para conseguir una dirección MAC que identifique únicamente al dispositivo dentro de la red, o el PPP (Point to Point Protocol). El elemento hardware específico de la capa 2 es el switch o conmutador.

3.- Capa de Red.

Podríamos decir que la capa de red es la capa a la que se le da más importancia (aunque todas la tienen). Eso es porque se ocupa del enrutamiento de paquetes y del direccionamiento lógico. Básicamente permite que los paquetes fluyan más allá de la red local posibilitando así la conexión entre dos dispositivos situados en redes distintas.

La capa 2, gracias a la dirección MAC, permite justamente eso, pero solamente si se encuentran dentro de la misma red local, es decir, las tramas no pueden cruzar routers, en cambio los paquetes de nivel 3 sí.

El enrutamiento consiste en el establecimiento de rutas lógicas (dinámicas o estáticas) que nos permiten conectar equipos de diferentes redes entre sí. Para realizar el enrutamiento los dispositivos se tienen que identificar de forma única en la red. En el nivel 2 la dirección MAC cumplía esta función, en el nivel 3 la encargada es la dirección IP. Todos los elementos intermedios que formen la ruta en sí se llaman routers o enrutadores y cada uno de ellos es un hop o salto de la ruta. Cada router tiene una tabla de routing con las diferentes rutas que pueden ofrecer y en función de la información del mensaje (dirección IP de destino) lo encaminan hacia una ruta u otra.

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