Redes de Comunicaciones: Tipos de Conexión, Métodos de Acceso, Primitivas de Servicio y Protocolos

Tipos de servicios de red

Dependiendo del tipo de conexión

Servicios orientados a la conexión: antes de comenzar a transmitir es necesario que ambos sistemas se intercambien cierta información de control. Cuando se establece la conexión se envían los datos; si se desea finalizar, hay que terminar también dicha conexión.

Servicios no orientados a la conexión: no se establece una conexión previa para transferir datos; se envían directamente. Como no hay conexión, el mensaje debe llevar la dirección del destinatario.

Dependiendo del método de acceso

Servicios confirmados: son aquellos en los que la estación que envía información recibe una confirmación de que el mensaje llegó correctamente al destinatario. Si no llega la confirmación, el emisor sabrá que debe volver a enviar el mensaje.

Servicios no confirmados: al contrario que el anterior, el emisor envía un mensaje pero no sabe si el destinatario lo recibió correctamente, ya que no recibe ninguna confirmación posterior.

Primitivas de servicio

Un servicio está definido por un conjunto de operaciones y sentencias, llamadas primitivas. En general se utilizan para realizar alguna acción o para informar de un proceso ocurrido en la entidad par.

• Request (solicitud): para realizar una acción.
• Indication (notificación): de que ha ocurrido un suceso.
• Response (respuesta): solicitud de respuesta a un suceso.
• Confirm (confirmación): notificación de que ha llegado la respuesta a la acción anterior.

Las líneas discontinuas representan la comunicación virtual entre procesos pares, mientras que las líneas continuas representan la trayectoria real de la comunicación.

Ejemplo

Queremos establecer una conexión utilizando la notación normal para primitivas y servicios, sin tener en cuenta las distintas capas de la red. El orden de acciones que se realiza es el siguiente:

1. La estación 1, que desea establecer la conexión, realiza una llamada a la primitiva CONNECT.request, lo que produce el envío de un mensaje de control al extremo distante.
2. La estación 2 recibe la notificación CONNECT.indication, que la advierte de que existe una entidad de su mismo nivel que quiere establecer la conexión con ella, ya que ha recibido un mensaje de control.
3. La estación 2 llama a la primitiva CONNECT.response para que se envíe otro mensaje de control como respuesta, aceptando las condiciones para el establecimiento de la comunicación.
4. La estación 1 recibe la respuesta a su solicitud, advertida por el evento CONNECT.confirm. En ese momento sabrá si se ha aceptado o denegado la solicitud de conexión, examinando el contenido del mensaje de control recibido.

Características fundamentales de las redes

Topología

Es la organización de su cableado, ya que define la configuración básica de la interconexión de estaciones y el camino de la transmisión de datos sobre el cable.

Método de acceso al cable

Todas las redes que poseen un medio compartido para transmitir la información necesitan ponerse de acuerdo sobre la hora de enviarla, ya que no pueden accederlo a la vez. Si no poseen medio compartido, no es necesario llevar a cabo ningún control para transmitir.

Protocolos de comunicación

Son las reglas y procedimientos utilizados en la red para realizar la conexión.

Niveles de protocolo

Los niveles de protocolo son alto y bajo. El nivel alto define cómo se comunican las aplicaciones; el bajo define cómo se transmiten las señales por el cable. Entre estos dos protocolos existen protocolos intermedios que realizan otras funciones, como establecer y mantener sesiones de comunicación y controlar las transmisiones para detectar errores.

Organización en capas

Las redes se organizan en capas o niveles para reducir la complejidad de su diseño. Es fruto de la metodología de la programación modular.

• Cada nivel dispone de un conjunto de servicios.
• Los servicios están definidos mediante protocolos estándares.
• Cada nivel se comunica solamente con el nivel inmediato superior e inmediato inferior.
• Cada uno de los niveles inferiores proporciona servicios a su nivel superior.

Consiste en dividir el problema en trozos más pequeños y tratarlos individualmente.

Nivel 1

Funciones de transmisión y recepción: envían o reciben datos, controlando la comunicación y evitando conflictos. Son las funciones más cercanas al medio de transmisión.

Nivel 2

Funciones de codificación y decodificación: se encargan de codificar el mensaje convenientemente, además de codificarlo o decodificar el recibido.

Nivel 3

Funciones principales de transmisión y recepción: utilizan las funciones del nivel anterior para enviar o recibir datos. Se puede establecer una jerarquía de subprogramas, de modo que lo que se encuentra en un determinado nivel inferior es utilizado a su vez por subprogramas de un nivel superior.

Problemas diferentes en las redes

• Encaminamiento: cuando existen distintas rutas posibles entre el origen y el destino, se debe elegir una de ellas.
• Direccionamiento: la PC debe especificar con quién quiere comunicarse. Existen varios mecanismos para realizarlo.
• Acceso al medio: si existe un medio de comunicación de difusión, debe existir un mecanismo que controle el orden de los interlocutores; de lo contrario, todas las transmisiones interferirán y no será posible comunicarse.
• Saturación del receptor: un emisor rápido puede saturar a un receptor lento. La solución consiste en que el receptor envíe un mensaje cuando quiera más datos.
• Mantenimiento del orden: algunas redes desordenan los mensajes que envían. Se soluciona incorporando un mecanismo que permita volver a ordenarlos en el destino, como la numeración de los fragmentos.
• Control de errores: los medios de transmisión presentan una tasa de error. El emisor y el receptor deben ponerse de acuerdo sobre los mecanismos a utilizar para detectar y corregir errores.
• Multiplexación: cuando la red tiene tramos donde se comparte el medio de transmisión, este debe ser compartido por comunicaciones que no tienen relación entre sí.