Redes de Computadoras: Conceptos Fundamentales, Tipos y Servicios Esenciales
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Conceptos Fundamentales de Redes de Computadoras
Definición de Red
Una red consiste en dos o más computadoras interconectadas de forma autónoma y capaces de intercambiar información.
Tipos de Redes
Redes de Difusión
Las redes de difusión tienen un solo canal de comunicación compartido por todas las máquinas de la red. Un dispositivo (como un bus) puede iniciar la transmisión de un mensaje, y se espera que las otras máquinas se abstengan de enviar mensajes simultáneamente. Estas redes ofrecen la posibilidad de dirigir un paquete a todos los nodos. Cuando se transmite un paquete con un código específico, cada máquina de la red lo recibe y lo procesa. A este modo de operación se le llama Difusión (broadcasting).
La transmisión a un subconjunto de las máquinas se conoce como multidifusión.
Redes Punto a Punto
Consisten en muchas conexiones entre pares individuales de máquinas.
Local Area Network (LAN)
Las LAN (Local Area Network) son redes de propiedad privada, generalmente confinadas a un mismo edificio o campus. Las LAN tradicionales operan a velocidades de 10 a 100 Mbps.
En una red Ethernet, los dispositivos están conectados a la misma línea de transmisión y utilizan un protocolo denominado CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detect / Detección de Portadora y Detección de Colisiones).
En una red de tipo Token Ring, un token (testigo) es pasado de computadora en computadora. Cuando una de ellas desea transmitir datos, debe esperar la llegada del token vacío, el cual tomará e introducirá los datos a transmitir, y enviará el token con los datos al destino. Estas redes operan a velocidades de 4 y 16 Mbps.
Metropolitan Area Network (MAN)
La razón principal para distinguir las MAN (Metropolitan Area Network) como una categoría especial es que se ha adoptado un estándar para ellas: el llamado DQDB (Distributed Queue Dual Bus / Bus Dual de Cola Distribuida) o estándar 802.6 de la norma IEEE.
Consiste en dos buses (cables) unidireccionales, a los cuales se conectan las computadoras de la red.
Cada bus tiene una cabeza terminal (head end), un dispositivo que inicia la actividad de transmisión.
Wide Area Network (WAN)
Una WAN (Wide Area Network) contiene una colección de máquinas dedicadas a ejecutar programas de usuario (aplicaciones); estas computadoras reciben el nombre de host.
Los hosts están conectados por una subred de comunicación o simplemente subred. Esta subred tiene dos componentes principales:
- Las líneas de transmisión (también llamadas circuitos, canales o troncales), que mueven los bits de una máquina a otra.
- Los elementos de conmutación (computadoras especializadas que conectan dos o más líneas de transmisión).
La función de una subred es conducir los mensajes de un host a otro.
Como término genérico para designar a las computadoras de conmutación, utilizaremos las palabras ruteador, enrutador o routers.
Interfaces y Servicios en Redes
La función de cada capa es proporcionar servicios a la capa que está encima de ella.
Los elementos activos de cada capa generalmente se llaman entidades.
A las entidades de la misma capa en diferentes máquinas se les llama entidades pares.
Las entidades de la capa n implementan un servicio que usa la capa n+1. En este caso, la capa n se llama proveedor del servicio, y la capa n+1 se llama usuario del servicio.
Los servicios están disponibles en los SAP (Service Access Points - Puntos de Acceso al Servicio).
En una interfaz típica, la entidad de la capa n+1 pasa una IDU (Interface Data Unit - Unidad de Datos de la Interfaz) a la entidad de la capa n a través del SAP.
Una IDU está formada por una SDU (Service Data Unit - Unidad de Datos de Servicio) y por cierta Información de Control de la Interfaz (ICI - Interface Control Information).
Primitivas de Servicio
Un servicio se especifica de manera formal con un conjunto de primitivas (operaciones) disponibles para que el usuario u otra entidad acceda al servicio. A continuación, se presenta un ejemplo ilustrativo:
- CONNECT.request: Graciela marca el número telefónico de su tía.
- CONNECT.indication: El teléfono de la tía suena.
- CONNECT.response: La tía descuelga el teléfono.
- CONNECT.confirm: Graciela escucha que la conexión ha sido establecida.
- DATA.request: Graciela invita a su tía a tomar café.
- DATA.indication: La tía escucha la invitación.
- DATA.response: La tía acepta y dice que estaría encantada.