Redes de Área Local (LAN): Conceptos, Modelo OSI y Topologías Esenciales

Introducción a las Redes de Área Local (LAN)

Una Red de Área Local (LAN) es la interconexión de varios ordenadores. Su extensión está limitada físicamente a un edificio o a un entorno de pocos kilómetros. Su aplicación más extendida es para **compartir recursos** e **intercambiar datos y aplicaciones**.

Cuando se necesita enviar datos de un ordenador a otro, tiene lugar un saludo entre los equipos conectados. Este proceso establece parámetros tales como la velocidad, el tamaño de los bloques de datos, los tiempos de espera, etc., lo que se denomina **protocolo**.

Ventajas de las Redes de Área Local (LAN)

• Se pueden compartir **recursos** (impresoras, archivos, etc.).
• Facilita el intercambio de **grandes volúmenes de información** y simplifica el uso y la **actualización de bases de datos**.
• Permite el uso de **correo electrónico interno** y ofrece **acceso rápido a la información**.
• Ofrece **seguridad**, permitiendo controlar el acceso a la información mediante **nombres de usuario y claves de acceso**, e incluso restringir la modificación de datos a ciertos usuarios.

El Modelo OSI: Un Estándar de Comunicación

Existe un modelo de referencia en las comunicaciones entre ordenadores: el **Modelo OSI** (Open Systems Interconnection). Este modelo estructura el proceso de comunicación en varias **capas** que interactúan entre sí.

Cada capa proporciona servicios a la capa superior y, a su vez, utiliza los servicios de la capa inferior. De esta forma, el problema complejo de la comunicación se divide en **subproblemas más pequeños y manejables**.

Aunque la capa más alta del sistema emisor se comunica lógicamente con la capa más alta del sistema receptor, esta comunicación se realiza físicamente a través de las capas inferiores. Cada capa tiene la capacidad de **segmentar los datos** que recibe en trozos más pequeños para su procesamiento, los cuales serán reensamblados en la capa paritaria de la estación de destino.

Capas del Modelo OSI

Capa Física (Capa 1)

Se encarga de la transmisión de **bits** a través del **medio físico** y de suministrar servicios a la capa de enlace de datos. Para ello, debe conocer las características **mecánicas, eléctricas, funcionales y de procedimiento** del medio físico utilizado.

Capa de Enlace de Datos (Capa 2)

Esta capa se encarga de asegurar que los datos se envíen de forma **segura y libre de errores** a su destino. Cuando la conexión no es punto a punto, esta capa no puede asegurar completamente su cometido, y es la capa de red (superior) quien asume parte de esta responsabilidad.

Capa de Red (Capa 3)

Se encarga de **enlazar con la red** y de **encaminar los datos** hacia sus direcciones de destino. Para ello, se establece un diálogo con la red para definir **prioridades y rutas (encaminamientos)**. Esta capa, junto con las dos inferiores, gestiona todo el proceso externo al propio sistema, estando presente tanto en terminales como en dispositivos de enlace o repetidores.

Capa de Transporte (Capa 4)

Se encarga de asegurar que los datos enviados y recibidos lleguen **en orden, sin duplicaciones y sin errores**. Puede ofrecer un servicio de transporte **orientado a conexión** o **sin conexión**.

Tipos de Topologías de Red de Área Local

La forma física en la que se realiza el cableado de una red se define como **topología**. A continuación, se describen las principales topologías según la forma de conexión de los equipos:

Topología Bus

Una conexión en **bus** utiliza un único cable principal al que se conectan todas las estaciones, con terminaciones definidas en los extremos. La información generada por cualquier estación se difunde por todo el medio hacia el resto de estaciones. La capacidad de la red decrece a medida que aumenta el número de ordenadores conectados. Un fallo en el cable principal puede hacer que toda la red deje de funcionar.

Topología Estrella

La topología en **estrella** dispone de cables o canales específicos para cada equipo, que convergen en un **elemento central** (como un hub o switch). Todas las comunicaciones entre los ordenadores deben pasar por este elemento central. Un fallo en un ordenador o en su cableado es fácil de detectar, pero un fallo en el elemento central desactiva la red por completo.

Topología Anillo

La red en **anillo** tiene un camino unidireccional cerrado que conecta todos los ordenadores a través de líneas punto a punto, formando un anillo. Una comunicación entre dos ordenadores debe pasar necesariamente por los ordenadores intermedios. Si falla el cable en cualquier punto, la red puede fallar. A mayor número de ordenadores interconectados, mayor retardo y disminución de las prestaciones de la red.

Topología Árbol

Las redes en **árbol** son una extensión de las redes en bus, que consisten en una serie de bifurcaciones que convergen indirectamente en un punto central denominado **cabecera**. Tienen un único camino de comunicación entre dos estaciones cualquiera.

A nivel de enlace de datos, algunas de las tecnologías más utilizadas en el ámbito de pequeñas redes son:

• Ethernet: Generalmente se configura con una topología en estrella.
• Token Ring: Es una red con topología en anillo.

Medios de Transmisión en Redes Locales

• Cable de pares trenzados (UTP/STP): Comúnmente utilizado con conectores **RJ45**.
• Fibra Óptica: Permite alcanzar distancias de hasta 20 km entre equipos, a menudo basada en tecnología de doble anillo para redundancia.
• Redes Inalámbricas (Wi-Fi): Utilizan ondas de radio para la comunicación, ofreciendo flexibilidad y movilidad.