Fundamentos Esenciales de Redes de Computadoras y Protocolos de Comunicación

Conceptos Fundamentales en Redes y Telecomunicaciones

Protocolos de Acceso al Medio

CSMA con Detección de Colisión (CSMA/CD)

El dispositivo monitorea el medio para detectar la presencia de una señal de datos. Si no hay una señal que indique que el medio está libre, el dispositivo transmite los datos.

CSMA con Prevención de Colisión (CSMA/CA)

El dispositivo examina los medios para detectar la presencia de una señal de datos. Si el medio está libre, el dispositivo envía una notificación a través del medio.

Operaciones Básicas de Confiabilidad

Las operaciones básicas de confiabilidad incluyen:

• Seguimiento de los datos transmitidos.
• Acuse de recibo (ACK) de los datos recibidos.
• Retransmisión de cualquier dato sin acuse de recibo.

Elementos de una Comunicación

Los tres elementos comunes de comunicación son:

1. El origen del mensaje.
2. El canal (medio de transmisión).
3. El destino del mensaje.

Tipos de Redes y Conmutación

Redes Orientadas a la Conexión por Circuito

Una vez establecido el circuito, aunque no exista comunicación entre las personas en ninguno de los extremos de la llamada, el circuito permanece conectado y los recursos se reservan hasta que una de las partes desconecta la llamada.

Redes Sin Conexión Conmutada por Paquetes

Es una red conmutada porque no existe la necesidad de un circuito reservado y simple de extremo a extremo. Cualquier parte del mensaje puede enviarse a través de la red utilizando una ruta disponible.

Factores que Afectan la Comunicación

Factores Externos que Afectan la Comunicación

• La calidad de la ruta entre el emisor y el receptor.
• La cantidad de veces que el mensaje tiene que ser retransmitido.
• La cantidad de veces que el mensaje tiene que ser redireccionado.
• La cantidad de mensajes adicionales que se transmiten simultáneamente en la red.

Factores Internos que Afectan la Comunicación

Los factores internos incluyen:

• El tamaño del mensaje.
• La complejidad del mensaje.
• La importancia del mensaje.

Protocolos para el Éxito en la Comunicación

Los protocolos que rigen el éxito en la comunicación incluyen:

• Emisor y receptor identificados.
• Método de comunicación consensuado.
• Idioma o gramáticas comunes.
• Velocidad y puntualidad en la entrega.
• Requisitos de confirmación.

Elementos Constitutivos de una Red

Reglas (Protocolos)

Son las normas o protocolos que especifican la manera en que se envían los mensajes, cómo se direccionan a través de la red y cómo se interpretan en los dispositivos de destino.

Medios

El medio por el cual se envía y está conectado, ya sea por una red inalámbrica, por cable o fibra.

Mensaje

Todos los tipos de mensaje tienen que ser convertidos a bits, señales digitales codificadas en binario antes de ser enviados a destino, esto sin importar el formato del mensaje original (texto, video, voz o datos informáticos).

Dispositivos

El dispositivo por el cual se envía (ejemplos: cámara, teléfono, impresoras).

Redes Convergentes y Calidad de Servicio

Redes Convergentes

Una red convergente se dice que puede enviar flujo de voz, video y datos que viajan en la misma red, eliminando la necesidad de crear redes separadas.

Calidad de Servicio (QoS)

La calidad de estos servicios se mide con la capacidad de experimentar la misma presentación de audio y video que en persona.

Dispositivos Intermediarios

Se clasifican en:

• Dispositivos de acceso a la red: hubs, switches y APs.
• Dispositivos de interconexión (Inter-networking): routers.
• Dispositivos de seguridad: firewalls.

Proceso de Comunicación de TCP/IP

El proceso general sigue estos pasos:

1. Creación de datos a nivel de la capa de aplicación del dispositivo final de origen.
2. Segmentación y encapsulación de datos que pasan.
3. Generación de los datos sobre el medio en la capa de acceso a la red.
4. Transporte de los datos a través de la internetwork.
5. Recepción de datos en la capa de acceso a la red del dispositivo final.
6. Desencapsulación y rearmado de los datos cuando pasan.
7. Traspaso de esos datos a la aplicación de destino.

Establecimiento de la Conexión TCP (Three-Way Handshake)

El proceso de establecimiento de conexión TCP se realiza en tres pasos:

1. El cliente que inicia la conexión envía un segmento que contiene un valor de secuencia inicial (SYN), que actúa como solicitud para el servidor para comenzar una sesión de comunicación.
2. El servidor responde con un segmento que contiene un valor de reconocimiento (ACK) igual al valor de secuencia recibido más 1, además de su propio valor de secuencia de sincronización (SYN).
3. El cliente que inicia la conexión responde con un valor de reconocimiento (ACK) igual al valor de secuencia que recibió más uno.

Clasificación de Direcciones IP (Clases Tradicionales)

Las clases de direcciones IP se definen por el rango del primer octeto:

• Clase A: 1 a 127
• Clase B: 128 a 191
• Clase C: 192 a 223
• Clase D: 224 a 239 (Multicast)
• Clase E: 240 a 255 (Experimental)