Medios de Red y Protocolos: Fundamentos de la Comunicación Digital

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Medios de Red

La comunicación a través de una red es transportada por un medio. El medio proporciona el canal por el cual viaja el mensaje desde el origen hasta el destino.

Principales Medios de Red

  • Cobre
  • Cable de fibra óptica
  • Tecnología inalámbrica

Cada uno de estos medios tiene propiedades físicamente muy diferentes y utiliza métodos distintos para codificar los mensajes. La codificación de los mensajes se refiere a cómo se convierten los datos en patrones de energía eléctrica, luminosa o electromagnética, y cómo se transporta por el medio.

Tipos de Codificación

  • Cobre: Cable de par trenzada se codifica en pulsos eléctricos.
  • Fibra Óptica: Fibras de cristal o plásticas se codifican en pulsos luminosos.
  • Inalámbrico: Conecta usuarios locales a través del aire y se codifica en ondas electromagnéticas.

Los diferentes tipos de medios de red tienen diferentes características y beneficios. No todos los medios de red tienen las mismas características ni son adecuados para el mismo fin. Los criterios para elegir un medio de red son:

  • La distancia en la cual el medio puede transportar exitosamente una señal.
  • El ambiente en el cual se instalará el medio.
  • La cantidad de datos y la velocidad a la que se deben transmitir.
  • El costo del medio y de la instalación.

LANs, WANs e Internetworks

Las infraestructuras de red pueden variar en gran medida en términos de:

  • El tamaño del área cubierta.
  • La cantidad de usuarios conectados.
  • La cantidad y tipos de servicios disponibles.

Tres grupos distintos de redes engloban los diferentes grupos y límites geográficos: redes de área local (LAN), redes de área amplia (WAN) e internetworks.

Redes de Área Local

Una red de área local (LAN) es un grupo de dispositivos y usuarios finales que se encuentra bajo el control de una administración común. El término local significaba en un primer momento que las computadoras se agrupaban geográficamente cercanas entre sí y que tenían el mismo propósito en una compañía.

Redes de Área Amplia o Extensa

Una red de área amplia (WAN) es una red que se utiliza para conectar LANs ubicadas geográficamente alejadas. El único propósito de las WANs es el de conectar las LANs, y por regla general no hay ningún usuario final en las WANs.

Internet: Una Red de Redes

Una internetwork es una colección de dos o más LANs conectadas mediante WANs. A las internetworks también se las denomina indistintamente redes de datos o simplemente redes. La internetwork más popular es Internet.

Con la capacidad de que las LANs se puedan comunicar con otras LANs utilizando WANs, muchas compañías desarrollaron intranets. Una intranet es una web privada de redes cerradas al público pero abiertas para que los empleados puedan explorarlas.

Los proveedores de servicios de Internet (ISP) que a menudo también reciben el nombre de TSPs, conectan a sus clientes a Internet. El cliente puede ser un usuario doméstico, una compañía o una institución gubernamental. Todos los usuarios de Internet acceden a la Web a través de los ISPs. Los ISPs cooperan con los TSPs y otros ISPs para asegurarse de que todos los clientes tienen acceso a la Web. Esto implica implementar una serie de reglas y estándares que permitan que cualquier usuario pueda comunicarse con cualquier otro usuario independientemente de la ubicación y el tipo de equipo.

Representaciones de Red

  • Tarjeta de Interfaz de Red (NIC): Una NIC, o adaptador LAN, proporciona la conexión física del PC o de otro dispositivo host con la red. El medio que conecta el PC con el dispositivo de networking se conecta directamente a la NIC. Cada NIC tiene una dirección física única que la identifica en la LAN.
  • Puerto Físico: Es un conector o enchufe en un dispositivo de networking donde los medios se conectan a un host u otro dispositivo de networking.
  • Interfaz: Este término se refiere a cómo el dispositivo puede permitir que dos redes diferentes se comuniquen. Los routers conectan con redes diferentes, y las NICs especializadas de los routers simplemente reciben el nombre de las interfaces. La interfaz en un dispositivo router tiene una dirección física exclusiva y aparece como un host en la red local.

Protocolos

Toda comunicación está gobernada por unas reglas predeterminadas denominadas protocolos. La comunicación por red sigue protocolos similares a los utilizados en la comunicación humana. Los protocolos son reglas que cualquiera puede usar para comunicarse con otro.

La necesidad de unos protocolos también es aplicable a los dispositivos de red. Las computadoras no tienen forma de aprender protocolos, por lo que los ingenieros de redes han escrito unas reglas de comunicación que deben ser seguidas estrictamente para que la comunicación de host a host sea un éxito. Estas reglas se aplican a las diferentes capas de sofisticación, como las conexiones físicas que hay que utilizar, cómo deben de escuchar los hosts, cómo interrumpir, cómo despedirse, qué lenguaje usar, y muchas otras. Estas reglas, o protocolos, que funcionan conjuntamente para garantizar una comunicación satisfactoria se agrupan en lo que se conoce como suite de protocolos.

Protocolos de Red

A fin de que los dispositivos se comuniquen en una red, deben seguir diferentes protocolos que llevan a cabo las muchas tareas que deben completarse. Los protocolos definen lo siguiente:

  • El formato del mensaje, como la cantidad de datos que hay que colocar en cada segmento.
  • De qué modo los dispositivos intermediarios comparten información sobre la ruta hacia el destino.
  • El método para manipular mensajes de actualización entre dispositivos intermediarios.
  • El proceso para iniciar y terminar las comunicaciones entre hosts.

Suites de Protocolos y Estándares Industriales

Esto permite a los usuarios de sistemas operativos distintos tener un acceso común a la comunicación por red. Las organizaciones que estandarizan los protocolos de networking son el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) y el Grupo de Ingeniería de Internet (IETF).

Interacción de Protocolos

Un ejemplo del uso de una suite de protocolos en las comunicaciones por red es la interacción entre un servidor web y un navegador web. Los diferentes protocolos funcionan conjuntamente para garantizar que los mensajes son recibidos y comprendidos por ambas partes. Ejemplos:

  • Protocolo de Transferencia de Hipertexto (HTTP): Es un protocolo común que gobierna la forma en que interactúan un servidor web y un cliente web. HTTP define el contenido y el formateo de las solicitudes y las respuestas que el cliente y el servidor se intercambian. Tanto el cliente como el software de servidor web implementan HTTP como parte de la aplicación. El protocolo HTTP confía en otros protocolos para gobernar cómo los mensajes son transportados entre el cliente y el servidor.
  • Protocolo de Control de Transmisión (TCP): Es el protocolo de transporte que administra las conversaciones individuales entre los servidores web y los clientes web. TCP divide los mensajes HTTP en piezas más pequeñas, denominadas segmentos, que son enviadas al cliente de destino. También es el responsable de controlar el tamaño y la velocidad con la que se intercambian los mensajes entre el servidor y el cliente.

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