Arquitectura de Redes: Niveles, Características y Desafíos Técnicos

Características Fundamentales de las Redes

Las redes informáticas se definen por una serie de características esenciales que determinan su funcionamiento y eficiencia:

Topología

Es la organización de su cableado, ya que define la configuración básica de la interconexión de estaciones y el camino de una transmisión de datos sobre el cable.

Método de Acceso al Cable

Todas las redes que poseen un medio compartido para transmitir la información necesitan ponerse de acuerdo a la hora de enviarla, ya que no pueden hacerlo a la vez. Si no poseen un medio compartido, no es necesario llevar a cabo ningún control para transmitir.

Protocolos de Comunicación

Son las reglas y procedimientos utilizados en una red para realizar la conexión.

Niveles de Protocolo

Los protocolos se clasifican en dos niveles principales:

Alto Nivel

Definen cómo se comunican las aplicaciones.

Bajo Nivel

Definen cómo se transmiten las señales por el cable.

Organización de Redes por Capas

Las redes se organizan en capas o niveles para reducir la complejidad de su diseño. Esta metodología se heredó de la programación modular.

Reglas de la Organización por Capas

• Cada nivel dispone de un conjunto de servicios.
• Los servicios están definidos mediante protocolos estándares.
• Cada nivel se comunica solamente con el nivel inmediato superior e inmediato inferior.
• Cada uno de los niveles inferiores proporcionan servicios a su nivel superior.

División del Problema en Capas (Modelo de Capas)

Consiste en dividir el problema en trozos más pequeños y tratarlos individualmente.

Nivel 1: Transmisión y Recepción

Funciones de transmisión y recepción. Envían o reciben datos, controlando la comunicación y evitando conflictos. Son las funciones que están más cerca del medio de transmisión.

Nivel 2: Codificación y Decodificación

Funciones de codificación y decodificación. Se encargan de codificar el mensaje convenientemente, además de codificarlo o decodificar el recibido.

Nivel 3: Funciones Principales de Transmisión

Funciones principales de transmisión y recepción. Utilizan las funciones del nivel anterior para enviar o recibir datos.

Problemas Comunes en la Comunicación de Redes

Durante la comunicación en red, pueden surgir diversos problemas que requieren soluciones específicas:

• Encaminamiento

  Cuando existen diferentes rutas posibles entre el origen y el destino, se debe elegir una de ellas.

• Direccionamiento

  La PC debe especificar con quién quiere comunicarse. Hay varios mecanismos para realizarlo.

• Acceso al Medio

  Si existe un medio de comunicación de difusión, debe existir un mecanismo que controle el orden de los interlocutores. Si no, todas las transmisiones interfieren y no es posible comunicarse.

• Saturación del Receptor

  Un emisor rápido puede saturar un receptor lento. La solución es hacer que el receptor envíe un mensaje cuando quiere más datos.

• Mantenimiento del Orden

  Algunas redes desordenan los mensajes que envían. Se soluciona incorporando un mecanismo que le permita volver a ordenar los mensajes en el destino, por ejemplo, la numeración de los fragmentos.

• Control de Errores

  Los medios de transmisión poseen una tasa de error. El emisor y el receptor deben ponerse de acuerdo qué mecanismos van a utilizar para detectar y corregir errores.

• Multiplexación

  Cuando la red tiene tramos donde se comparte el medio de transmisión y debe ser compartido por comunicaciones que no tienen relación entre sí.