Conceptos Clave de Redes de Computadoras, Comunicación de Datos y Arquitectura OSI

Fundamentos de Redes de Computadoras y Comunicación de Datos

Definición de Red de Computadoras

Una red de computadoras es un conjunto de equipos informáticos conectados entre sí por medio de dispositivos físicos que envían y reciben impulsos eléctricos, ondas electromagnéticas o cualquier otro medio para el transporte de datos, con el objetivo de compartir información y recursos. Este término también engloba los medios técnicos que permiten compartir dicha información.

Conceptos Esenciales: Datos e Información

• Datos: Son hechos simples que describen entidades y sucesos. Los datos por sí mismos no tienen utilidad.
• Información: Es la integración de datos de forma sinérgica.

Ejemplo: {2, 0, 1, 1} son datos o un conjunto de datos. 2011 es información.

La información debe ser de utilidad para quien la recibe, por lo que debe ser un conjunto de datos significativos.

Clasificación de Redes y Modelos de Transmisión

Clasificación de Redes Según su Tipo de Conexión

Medios Guiados (Cableados)

• Cable coaxial.
• Cable de par trenzado.
• Fibra óptica.

Medios No Guiados (Inalámbricos)

• Red por radio.
• Red por infrarrojos.
• Red por microondas.

Modelo de Comunicación Simple

Este modelo describe los componentes básicos necesarios para la transmisión de datos:

1. Fuente: Genera los datos a ser transmitidos.
2. Transmisor: Convierte los datos en señales según el medio.
3. Sistema de Transmisión: Transporta los datos.
4. Receptor: Convierte las señales recibidas de vuelta en datos.
5. Destinación: Toma los datos que le llegan.

Tipos de Comunicación y Arquitectura de Protocolos

Modos de Transmisión

• Unicast: Envío de información (en una o más unidades de datos o datagramas IP) desde una máquina origen a una única máquina destinataria o receptor final.
• Broadcast: Envío desde un origen a todas las máquinas de una red de área local.
• Red Punto a Punto: Solo están involucrados un emisor y un receptor. (Unicast forzado. No presenta problemas de direccionamiento y enrutamiento).
• Red de Comunicación Multipunto: Múltiples receptores y emisores. Permite modos Unicast, Broadcast y Multicast. Puede estar formada por un conjunto de redes punto a punto.

Protocolos y Arquitectura de Niveles

• Protocolo: Conjunto de reglas que posibilitan la comunicación entre dos o más dispositivos.
• Arquitectura de Niveles: El propósito de la arquitectura de niveles es reducir la complejidad de la comunicación de datos agrupando lógicamente ciertas funciones en áreas de responsabilidad (niveles).

El Modelo de Referencia OSI (Open Systems Interconnection)

El Modelo de Referencia OSI es un marco conceptual que estandariza las funciones de un sistema de comunicación en siete capas lógicas.

Las 7 Capas del Modelo OSI

1. Nivel Físico: Dirige la transmisión de flujos de bits, sin estructura aparente, sobre un medio de conexión.
2. Nivel de Enlace de Datos: Encargado de alojar en una estructura lógica los datos de los niveles superiores (tramas).
3. Nivel de Red: Responsable del direccionamiento de mensajes, incluyendo la conversión de las direcciones lógicas y nombres en direcciones físicas (enrutamiento).
4. Nivel de Transporte: Encargado de la recuperación de errores y de informar a los niveles superiores del estatus de la red, asegurando la entrega de extremo a extremo.
5. Nivel de Sesión: Realiza reconocimientos de nombre y las funciones necesarias para que dos aplicaciones se comuniquen a través de la red (establecimiento, gestión y finalización de sesiones).
6. Nivel de Presentación: Se encarga de la representación de los datos, incluyendo la encriptación. Es llamado también el traductor de la red.
7. Nivel de Aplicación: Es la ventana para acceder a los procesos que requieren utilizar los servicios de red (interfaz de usuario).

Simbología de Conexión y Señalización

A continuación, se listan diferentes tipos de conexiones o señales utilizadas en sistemas de control o instrumentación:

1. Conexión a proceso o enlace mecánico, o alimentación de instrumentos.
2. Señal neumática o señal sin definir en una línea de proceso.
3. Señal eléctrica.
4. Tubo capilar.
5. Señal hidráulica.
6. Señal electromagnética o sónica (sin hilo ni tubo).