Conceptos Fundamentales de Redes de Comunicaciones

CORRECCIÓN DE ERRORES

Corrección hacia adelante

Este método intenta reconstruir el posible error utilizando información redundante introducida por el emisor en el mensaje. El receptor localiza los bits erróneos y reconstruye el mensaje original. El inconveniente reside en que el número de bits necesarios para reconstruir la cadena de bits original es muy grande, lo que disminuye la eficiencia del sistema. Algunos ejemplos de este método son: Hamming, Orchard, Reed-Muller.

Corrección hacia atrás o retransmisión de la trama

En este caso, el receptor no puede corregir el error por sí mismo, por lo que solicita al emisor que retransmita el mensaje erróneo. A cambio, se mantiene ocupada durante más tiempo la línea de comunicación, lo que aumenta el coste de la transmisión.

TOPOLOGÍA DE REDES

Punto a Punto

Es la topología más sencilla, consiste en una conexión directa entre dos equipos.

Características:

• No es necesario incluir las direcciones de origen y destino.
• Se pueden comunicar en modo Half Dúplex o Full Dúplex.
• Cableado sencillo y, en ocasiones, sin adaptadores de red.

Ventajas:

• Topología simple de instalar.
• Fácil control de acceso a la red.
• Si un nodo falla, el resto puede seguir funcionando.
• Posibilidad de evolución hacia la topología estrella.

Desventajas:

• Válida para pocos nodos debido a la complejidad del cableado.
• Requiere múltiples tarjetas de comunicaciones.

Aplicaciones:

• Redes con pocas estaciones y distancias cortas.

Bus

Topología con una única línea compartida por todos los nodos de la red.

Características:

• Solo un mensaje puede circular por el canal a la vez.
• Si una estación emite mientras otra está transmitiendo, se produce una colisión.

Ventajas:

• Bajo coste de instalación.
• Control de flujo sencillo.
• Aplicaciones sencillas.
• Todos los nodos pueden comunicarse entre sí.

Desventajas:

• Distancia limitada (10 km).
• Necesidad de repetidores.
• Alta probabilidad de colisiones.

Aplicaciones:

• Redes industriales.
• Redes LAN Ethernet (obsoleto).

Árbol

Formada por un grupo de buses conectados entre sí. Se consigue mayor alcance que el bus simple, aunque se incrementa el problema de la atenuación.

Anillo

Es un caso especial de la conexión en bus, donde los dos extremos se unen formando un anillo cerrado.

Características:

• Flujo de datos en un único sentido.
• El mensaje circula por el anillo hasta llegar al receptor.
• Pueden circular varios mensajes simultáneamente.
• Rendimiento de la red muy elevado.
• La velocidad la determina el equipo más lento.

Ventajas:

• No hay problemas de encaminamiento.
• Todos los mensajes circulan por el mismo camino.
• No se producen colisiones.
• Alto rendimiento.

Desventajas:

• El fallo de un equipo deja el anillo fuera de servicio.
• Válida para distancias cortas.

Estrella

Todos los puestos de trabajo están conectados a un nodo central llamado concentrador o HUB, que controla toda la información.

Ventajas:

• Mayor rendimiento.
• Fácil conexión.
• Admite diferentes velocidades.

Desventajas:

• Si falla el HUB, la red deja de funcionar.
• Un HUB lento puede producir retrasos importantes.

Aplicaciones:

• Redes LAN.
• Fast Ethernet.
• Ethernet.

MÉTODOS DE ACCESO A LA RED CON CONTROL

Métodos de Sondeo y Selección

Polling/Sondeo:

La estación central (MASTER) interroga secuencialmente al resto de estaciones (POLL). Cuando una estación esclava recibe el POLL, puede transmitir información si la tiene.

Selección:

La estación MASTER envía un SELECT a la estación esclava para indicarle que tiene información para ella. La estación esclava confirma si está preparada para recibirla y, en caso afirmativo, se realiza la transmisión.

Métodos de Paso de Testigo

Utilizados en redes donde todas las estaciones tienen la misma prioridad.

Paso de Testigo en Bus o Token-Bus:

Requiere configuración previa para determinar las estaciones anterior y posterior, permitiendo la circulación del testigo.

Paso de Testigo en Anillo o Token-Ring:

Aplicado en sistemas donde no hay estaciones con diferentes prioridades, cualquier estación puede iniciar la comunicación.

MÉTODOS DE ACCESO A LA RED ALEATORIOS

En esta técnica, ninguna estación tiene prioridad. Cada ordenador controla su comunicación, iniciando la transmisión sin esperar permiso de otras estaciones.

SISTEMAS DETERMINISTAS Y PROBABILÍSTICOS

Determinista:

El tiempo de transmisión es fijo y conocido. Por ejemplo, en la comunicación AS-i, la emisión/recepción tarda 5 ms.

Probabilístico:

El tiempo de transmisión es aleatorio y no se conoce de antemano. Por ejemplo, en la red Ethernet.

INTERCONEXIÓN DE REDES

Al diseñar una red, se incorporan los dispositivos necesarios. Con el tiempo, puede ser necesario ampliarla con elementos como: Repetidores, Puentes, Routers, Gateways.

Repetidor:

Regenera las señales y garantiza la conexión entre los elementos de la red (ej: AS-i cada 100 m).

Puente:

Almacena y reenvía las tramas recibidas en función de su contenido.

Router:

Dispositivos de software o hardware que encaminan o convierten paquetes entre sus puertos utilizando la dirección lógica correspondiente.

Gateway:

Puerta de enlace que une dos redes con diferente estructura (bus, anillo, estrella, etc.), tipo (Ethernet, Token Ring, Master/Slave) y protocolo (Profibus, AS-i, TCP).

Función:

• Reconocimiento o almacenamiento.
• Adaptación de formatos.
• Envío del mensaje a la red.
• Conexión física.