miércoles, 19 de diciembre de 2018
lunes, 3 de diciembre de 2018
jueves, 29 de noviembre de 2018
Redes informáticas: componentes y funcionamiento
Las redes informáticas han
facilitado mucho el trabajo en las oficinas y los hogares. Muchas personas se
limitan a contratar su conexión a Internet + Router, la instalan y empiezan a
navegar por la red con total libertad. Sin embargo, muchas veces desconocemos
los conceptos básicos y el funcionamiento de las redes informáticas.
Al cabo de un tiempo, alguno se da cuenta de que ha calculado mal y no
tiene suficiente bando de ancha para
el número de dispositivos con el que quiere trabajar. O está navegando con una
red inalámbrica a una baja velocidad, cuando con cable estructurado podría
navegar por Internet de forma mucha más rápida.
Para entender algunos de los problemas de conexión que a veces nos podemos encontrar, es
necesario entender algunas cosas más sobre las redes informáticas. ¿Qué es lo
que se produce al instalar una red informática? ¿Cuáles son los componentes de
las redes informáticas y cómo funcionan? Te lo explicamos de forma sencilla.
Componentes de una red informática: cómo
funcionan
Una red es un conjunto de ordenadores,
computadoras o dispositivos interconectados que permite
intercambiar información y recursos de uno a otro, tales como impresoras,
discos duros, etc. Las redes Wifi que todos conocemos son redes informáticas,
pero sin cables. Pueden ser por cable de par trenzado, UTP, fibra óptima,
comunicación inalámbrica u otros medios.
En cualquier caso, los componentes que encontramos para que se pueda
crear una red informática son los siguientes:
Emisor: crea una señal o petición desde el ordenador.
Codificador: codifica la señal para que se transmita a
través del cable. Puede ser una tarjeta de red, que viene incorporada en los
ordenadores, y se ocupa de convertir la petición enviada en un formato (bits)
que se pueda transmitir. Para esto, se utiliza un protocolo, como el TCP/IP. Además,
las tarjetas de red tienen una dirección MAC(Media Access
Control), que les permite identificarse claramente, para que la información
llegue al receptor adecuado.
Línea: en las redes alámbricas los medios de transmisión serán los cables de
red, mientras que en las inalámbricas las ondas de radiofrecuencia o los
infrarrojos. Conducen la información recibida a la dirección del dispositivo
que se ha indicado a través de la interfaz.
Decodificador: el dispositivo con el que se va a compartir
la información o los recursos también dispone de su propio sistema para
convertir las señales eléctricas en datos que pueda procesar el ordenador. Son
los adaptadores de red, o PCI. Estos vienen integrados en la placa madre y
pueden funcionar a distintas velocidades.
Receptor: es el dispositivo que recibe la señal que ha
transmitido el emisor convertida en datos procesables por el ordenador.
Aunque estos son los elementos básicos, muchas redes no conectan
directamente los equipos informáticos entre sí, sino que se conectan a
un router, un switch o un puente de red, que son los que reciben y envían
las señales a sus respectivos receptores. (Julià, s.f.)
Red de área local (Local Area Network,
o LAN)
Una red de área local (Local Area
Network, o LAN) es un grupo de equipos de cómputo y dispositivos asociados
que comparten una línea de comunicación común o un enlace inalámbrico con un
servidor. Normalmente, una LAN abarca computadoras y periféricos conectados a
un servidor dentro de un área geográfica distinta, como una oficina o un
establecimiento comercial. Las computadoras y otros dispositivos móviles
utilizan una conexión LAN para compartir recursos como una impresora o un
almacenamiento en red
Una red
de área local puede servir a sólo dos o tres usuarios (por ejemplo, en una red
de oficina pequeña) o a varios cientos de usuarios en una oficina más grande.
Las redes LAN incluyen cables, conmutadores, enrutadores y otros componentes
que permiten a los usuarios conectarse a servidores internos, sitios web y
otras redes LAN a través de redes de área extensa (WAN).
Ethernet
y Wi-Fi son las dos principales formas de habilitar las conexiones LAN.
Ethernet es una especificación que permite a las computadoras comunicarse entre
sí. Wi-Fi utiliza ondas de radio para conectar computadoras a la LAN. Otras
tecnologías LAN, incluyendo Token Ring, Fiber
Distributed Data Interface y ARCNET, han perdido votos a medida que
las velocidades Ethernet y
Wi-Fi han aumentado. El aumento de la virtualización ha impulsado el desarrollo
de LAN virtuales, lo que permite a los administradores de redes agrupar de
manera lógica los nodos de red y particionar sus redes sin necesidad de grandes
cambios de infraestructura.
Normalmente,
se puede mantener un conjunto de programas de aplicación en el servidor LAN.
Los usuarios que necesitan una aplicación frecuentemente pueden descargarla una
vez y luego ejecutarla desde su dispositivo local. Los usuarios pueden
solicitar impresión y otros servicios según sea necesario a través de las
aplicaciones que se ejecuten en el servidor LAN. Un usuario puede compartir
archivos con otros almacenados en el servidor LAN; el acceso de lectura y
escritura es mantenido por un administrador de red. Un servidor LAN también
puede utilizarse como servidor web si se toman precauciones para proteger las
aplicaciones internas y los datos del acceso externo. (Rouse,
2016)
Red de área
metropolitana (MAN)
Una Red
de área metropolitana (MAN) conecta diversas LAN cercanas
geográficamente (en un área de alrededor de cincuenta kilómetros) entre sí a
alta velocidad. Por lo tanto, una MAN permite que dos nodos remotos
se comuniquen como si fueran parte de la misma Red
de Área Local.
Una
MAN está compuesta por conmutadores o router conectados
entre sí con conexiones de alta velocidad (generalmente cables de fibra óptica).
Aplicaciones
Las
redes de área metropolitana tienen muchas y variadas aplicaciones, las
principales son:
·
Despliegue de servicios de
VoIP, en el ámbito metropolitano, permitiendo eliminar las
"obsoletas" líneas tradicionales de telefonía analógica o RDSI,
eliminando el gasto corriente de estas líneas.
·
Interconexión de redes de área
local (LAN)
·
Despliegue de Zonas Wifi sin
Backhaul inalámbrico (Femtocell) liberando la totalidad de canales Wifi para
acceso), esto en la práctica supone más del 60% de mejora en la conexión de
usuarios Wifi.
·
Interconexión de ordenador a
ordenador
·
Sistemas de Videovigilancia
Municipal.
·
Transmisión CAD/CAM
·
Pasarelas para red de área extensa (WAN)
MAN pública y privada
Una
red de área metropolitana puede ser pública o privada.
Un
ejemplo de MAN privada sería un gran departamento o administración con
edificios distribuidos por la ciudad, transportando todo el tráfico de voz y
datos entre edificios por medio de su propia MAN y encaminando la información externa por medio de los
operadores públicos.
Los
datos podrían ser transportados entre los diferentes edificios, bien en forma
de paquetes o sobre canales de ancho de banda fijos. Aplicaciones de vídeo pueden
enlazar los edificios para reuniones, simulaciones o colaboración de proyectos.
Un
ejemplo de MAN pública es la infraestructura que un operador de
telecomunicaciones instala en una ciudad con el fin de ofrecer servicios de
banda ancha a sus clientes localizados en esta área geográfica.
Funcionalidades básicas
Componentes
de una red de área metropolitana
Los
componentes de una red de área metropolitana son:
Puestos
de trabajo
Son
los sistemas desde los cuales el usuario demanda las aplicaciones y servicios
proporcionados por la red.
Dentro
de los puestos de trabajo se incluyen:
·
Estaciones de trabajo.
·
Ordenadores centrales.
·
PCs o
compatibles.
Nodos de red
Son
dispositivos encargados de proporcionar servicio a los puestos de trabajo que
forman parte de la red. Sus principales funciones son:
·
Almacenamiento temporal de
información a transmitir hasta que el canal de transmisión se libere.
·
Filtrado de la información
circulante por la red, aceptando sólo la propia.
·
Conversión de la información
de la red, en serie, a información del puesto de trabajo, octetos.
·
Obtención de los derechos de
acceso al medio de transmisión.
Sistema de cableado
Está
constituido por el cable utilizado para conectar entre sí los nodos de red y
los puestos de trabajo.
Protocolos
de comunicación
Son
las reglas y procedimientos utilizados en una red para establecer la
comunicación entre nodos. En los protocolos se
definen distintos niveles de comunicación. Así, las redes de área metropolitana
soportan el nivel 1 y parte del nivel 2, dando servicio a los protocolos de
nivel superior que siguen la jerarquía OSI para
sistemas abiertos.
Servicios de una red de área metropolitana
A continuación,
se presenta una clasificación de los posibles servicios que ofrecen las redes
de área metropolitana:
·
Servicios "No orientados
a Conexión": Permite el transporte de datos sin establecer conexión
previa.
·
Servicios "Orientados a
Conexión": Es necesario establecer una conexión previa al transporte de
los datos del usuario.
·
Servicios Isócronos: Se
utilizan cuando se tienen unos requisitos estrictos de ancho de banda como son
los casos de transmisión de determinados servicios de audio y vídeo.
Determinadas aplicaciones requieren la transferencia constante de información a
intervalos definidos (isócronos). En este
caso no todas las tecnologías soportan dichas aplicaciones, tal es el caso
de FDDI,
si bien existe una nueva norma FDDI-II que
soporta el tráfico isócrono.
Razones para la instalación de una MAN
Las
razones por las cuales se hace necesaria la instalación de una red de área
metropolitana a nivel corporativo o el acceso a una red pública de las mismas
características se resumen a continuación:
Ancho de banda
El
elevado ancho de banda requerido por
grandes ordenadores y aplicaciones compartidas en red es la principal razón
para usar redes de área metropolitana en lugar de redes de área local.
Nodos de red
Las
redes de área metropolitana permiten superar los 500 nodos de acceso a la red,
por lo que se hace muy eficaz para entornos públicos y privados con un gran
número de puestos de trabajo.
Extensión de red
Las
redes de área metropolitana permiten alcanzar un diámetro entorno a los 50 kms,
dependiendo el alcance entre nodos de red del tipo de cable utilizado, así como
de la tecnología empleada. Este diámetro se considera suficiente para abarcar
un área metropolitana.
Distancia entre nodos
Las redes
de área metropolitana permiten distancias entre nodos de acceso de varios
kilómetros, dependiendo del tipo de cable. Estas distancias se consideran
suficientes para conectar diferentes edificios en un área metropolitana o
campus privado.
Tráfico en tiempo real
Las
redes de área metropolitana garantizan unos tiempos de acceso a la red mínimos,
lo cual permite la inclusión de servicios síncronos necesarios
para aplicaciones en tiempo real, donde es importante que ciertos mensajes
atraviesen la red sin retraso incluso cuando la carga de red es elevada.
Integración voz/datos/vídeo
Adicionalmente
a los tiempos mínimos de acceso, los servicios síncronos requieren una reserva
de ancho de banda; tal es el caso del tráfico de voz y vídeo. Por este motivo
las redes de área metropolitana son redes óptimas para entornos de
tráfico multimedia, si bien no todas las redes
metropolitanas soportan tráficos isócronos (transmisión de información a
intervalos constantes).
Alta disponibilidad
Disponibilidad
referida al porcentaje de tiempo en el cual la red trabaja sin fallos. Las redes
de área metropolitana tienen mecanismos automáticos de recuperación frente a
fallos, lo cual permite a la red recuperar la operación normal después de uno.
Cualquier fallo en un nodo de acceso o cable es detectado rápidamente y
aislado. Las redes MAN son apropiadas para entornos como control de tráfico
aéreo, aprovisionamiento de almacenes, bancos y otras aplicaciones comerciales
donde la indisponibilidad de la red tiene graves consecuencias.
Alta fiabilidad
Fiabilidad
referida a la tasa de error de la red mientras se encuentra en operación. Se
entiende por tasa de error el número de bits erróneos
que se transmiten por la red. En general la tasa de error para fibra óptica es
menor que la del cable de cobre a igualdad de longitud. La tasa de error no
detectada por los mecanismos de detección de errores es del orden de 10-20.
Esta característica permite a las redes de área metropolitana trabajar en
entornos donde los errores pueden resultar desastrosos como es el caso del
control de tráfico aéreo.
Alta seguridad
La
fibra óptica ofrece un medio seguro porque no es posible leer o cambiar la
señal óptica sin interrumpir físicamente el enlace. La rotura de un cable y la
inserción de mecanismos ajenos a la red implican una caída del enlace de forma
temporal.
Inmunidad al ruido
En
lugares críticos donde la red sufre interferencias electromagnéticas
considerables la fibra óptica ofrece un medio de comunicación libre de ruidos.
Red de Área
Amplia o WAN
Red de Área Extensa, también llamada Red de Área
Amplia o WAN (sigla inglesa Wide Area Network), son redes de comunicaciones que
conectan equipos destinados a ejecutar programas de usuario (en el nivel de aplicación)
en áreas geográficas de cientos o incluso miles de kilómetros cuadrados
(regiones, países, continentes…).
Cada uno de los equipos terminales suele denominarse nodo o host,
y se llama subred de comunicación (o, simplemente, subred) al conjunto de
líneas de transmisión y encaminadores (o router) que
permiten que los hosts se comuniquen entre sí. Distintas subredes pueden
combinarse entre sí dando lugar a redes de área extensa más grandes, como en el
caso de Internet.
Lo más habitual es que los hosts se conecten a las redes de
área extensa a través de local o LAN, pero también
puede haber terminales que se conecten directamente a un router, sin necesidad
de estar integrados en ningún otro tipo de red. Cuando un host envía una secuencia
de paquetes de datos, cada router los almacena y espera a que la línea de
transmisión que considera óptima esté libre para reenviarlos hasta el siguiente
router, y así hasta llegar al destino.
Constitución de una red de
área extensa
La red consiste en ECD (Computadores de
conmutación) interconectados por canales alquilados de alta
velocidad (por ejemplo, líneas de 56 kbit / s). Cada ECD utiliza un protocolo responsable
de encaminar correctamente los datos y de proporcionar soporte a los
computadores y terminales de los usuarios finales conectados a los mismos. La
función de soporte ETD (Terminales/computadores
de usuario). La función soporte del ETD se denomina a veces PAD(Packet Assembly
Disasembly – ensamblador / desensamblador de paquetes).
Para los ETD, el ECD es un dispositivo que los aísla de la red. El centro de
control de red (CCR) es el responsable de la eficiencia y fiabilidad de las
operaciones de la red.
Clasificaciones líneas de
conmutación
Líneas Conmutadas: Líneas que requieren de marcar un
código para establecer comunicación con el otro extremo de la conexión.
Líneas Dedicadas: Líneas de comunicación que mantienen
una permanente conexión entre dos o más puntos. Estas pueden ser de dos o
cuatro hilos.
Líneas Punto a Punto: Enlazan dos DTE Líneas Multipunto:
Enlazan tres o más DTE
Líneas Digitales: En este tipo de línea, los bits son
transmitidos en forma de señales digitales. Cada bit se
representa por una variación de voltaje y esta se realiza mediante codificación
digital.
Tipos de redes WAN
Conmutadas por Circuitos: Redes en las cuales, para establecer
comunicación se debe efectuar una llamada y cuando se establece la conexión,
los usuarios disponen de un enlace directo a través de los distintos segmentos
de la red.
Conmutadas por Mensaje: En este tipo de redes el conmutador
suele ser un computador que se encarga de aceptar tráfico de los computadores y
terminales conectados a él. El computador examina la dirección que aparece en
la cabecera del mensaje hacia el DTE que debe recibirlo. Esta tecnología
permite grabar la información para
atenderla después. El usuario puede borrar, almacenar, redirigir o contestar el
mensaje de forma automática.
Conmutadas por Paquetes: En este tipo de red los datos de los
usuarios se descomponen en trozos más pequeños. Estos fragmentos o paquetes,
estás insertados dentro de informaciones del protocolo y recorren la red como
entidades independientes.
Redes Orientadas a Conexión: En estas redes existe el concepto de
multiplexión de canales y puertos conocido como circuito o canal virtual,
debido a que el usuario aparenta disponer de un recurso dedicado, cuando en
realidad lo comparte con otros pues lo que ocurre es que atienden a ráfagas de
tráfico de distintos usuarios.
Redes no orientadas a
conexión: Llamadas Datagramas, pasan
directamente del estado libre al modo de transferencia de datos. Estas redes no
ofrecen confirmaciones, control de flujo ni recuperación de errores aplicables
a toda la red, aunque estas funciones si existen para cada enlace particular.
Un ejemplo de este tipo de red es Internet.
Red Pública de Conmutación
Telefónica (PSTN): Esta
red fue diseñada originalmente para el uso de la voz y sistemas análogos.
La conmutación consiste en el establecimiento de la conexión previo acuerdo de
haber marcado un número que corresponde con la identificación numérica del
punto de destino.
Topologías de redes de área
extensa
Sin entrar en cuestiones lógicas como la caracterización de
los dispositivos conectados a una WAN o el direccionamiento empleado, las redes
de área extensa pueden presentar diversas tipologías físicas, según la forma en
que están dispuestos los Router y las líneas de transmisión de la
subred:
Red punto a punto: Cada nodo se conecta con los demás a
través de circuitos dedicados, que siempre están disponibles para la
comunicación entre dos puntos.
Red en anillo: Los nodos quedan comunicados entre sí por
líneas que forman un anillo, de manera que un paquete puede llegar a su destino
por, al menos, dos caminos (uno en cada sentido que recorre el anillo).
Red en
Intersección de anillos: Dos topologías de
anillo quedan unidas por uno o más nodos.
Red en
árbol: Existe una jerarquía de nodos en forma de árbol, de manera
que para pasar de una rama a otra contigua es necesario que los paquetes pasen
por un nodo de nivel superior.
Red Completa: Todos los nodos están conectados el resto
directamente.
Red en
estrella: un nodo central sirve de nexo para comunicar todos los
demás nodos de la subred entre sí.
Red Irregular: En la mayoría de los casos, la topología
de las WAN es irregular, sin un patrón estricto que domine, en ocasiones fruto
de la unión de subredes con distintas topologías originales.
miércoles, 28 de noviembre de 2018
La capa de enlace de datos
La capa de enlace de datos
La capa de enlace de
datos es la responsable de del intercambio de datos entre un host cualquiera, y
la red a la que está conectado. Permitiendo una correcta comunicación entre las
capas superiores (Red, Transporte y Aplicación) y el medio físico de transporte
de datos. Su principal objetivo es la de proveer una comunicación segura entre
dos nodos pertenecientes a una misma red o subred, para ello se encarga de la
notificación de errores, de la topología de la red y el control del flujo en la
transmisión de las tramas.
Si ambos nodos
pertenecen a la misma red/subred (comunicación punto a punto) esta capa se
encarga de que los datos se envíen con seguridad a través del medio físico y
sin errores en la transmisión. Por este motivo podemos afirmar que la Capa
de Enlace de Datos es la encargada de la transmisión y direccionamiento de
datos entre host situados en la misma red/subred, mientras que la capa de Red
(Internet) es la encargada de la transmisión y direccionamiento de datos entre
host situados en redes diferentes.
La Capa de Enlace de
Datos proporciona sus servicios a la Capa de Red, suministrando un tránsito de
datos confiable a través de un enlace físico. Al hacerlo, la capa de enlace de
datos se ocupa del direccionamiento físico (comparado con el lógico), la
topología de red, el acceso a la red, la notificación de errores, formación y
entrega ordenada de tramas y control de flujo. Por lo tanto, su principal
misión es convertir el medio de transmisión en un medio libre de errores de
cualquier tipo. En la fig. 1 Se muestra como es el flujo de los datos a
partir de la capa de enlace de acuerdo al modelo OSI, de manera virtual lo
datos fluyen de la capa de red a la capa de enlace de datos y de ahí al la capa
de enlace en el siguiente nodo, la cual los prepara para enviarlos a la capa de
red. La trayectoria real incluye el paso de estos datos por la capa física del
modelo.
Característica de enlace de dato
La tarea primordial de esta capa es la de corrección de
errores. Hace que el emisor trocee la entrada de datos en tramas, las transmita
en forma secuencial y procese las tramas de asentimiento devueltas por el
receptor. Es esta capa la que debe reconocer los límites de las tramas. Si la
trama es modificada por una ráfaga de ruido, el software de la capa de enlace
de la máquina emisora debe hacer una retransmisión de la trama. Es también en
esta capa donde se debe evitar que un transmisor muy rápido sature con datos a
un receptor lento. En esta capa se ubican los bridges y switches. Protocolos
utilizados: HDLC y LLC.
Principales funciones
Establece los
medios necesarios para una comunicación confiable y eficiente entre dos
máquinas en red. Define el tipo de servicio.
* Agrega una
secuencia especial de bits al principio y al final del flujo inicial de bits de
los paquetes, estructurando este flujo bajo un formato predefinido llamado
trama o marco, que suele ser de unos cientos de bytes. Los sucesivos marcos forman
trenes de bits, que serán entregados a la Capa Física para su transmisión.
* Sincroniza
el envío de las tramas, transfiriéndolas de una forma confiable libre de
errores. Para detectar y controlar los errores se añaden bits de paridad, se
usan CRC (Códigos Cíclicos Redundantes) y envío de acuses de recibo positivos y
negativos, y para evitar tramas repetidas se usan números de secuencia en
ellas.
* Envía
los paquetes de nodo a nodo, ya sea usando un circuito virtual o como
datagramas.
* Controla
la congestión de la red.
* Regula
la velocidad de tráfico de datos.
* Controla
el flujo de tramas mediante protocolos que prohíben que el remitente envíe
tramas sin la autorización explícita del receptor, sincronizando así su emisión
y recepción.
* Se encarga
de la de secuencia, de enlace lógico y de acceso al medio (soportes físicos de
la red).
* Define
los procedimientos para la gestión del enlace:
+ Inicio
+ Mantenimiento
+ Liberación
del enlace
Subcapas de enlace de datos
Control de enlace lógico
El control de enlace
lógico (LLC) coloca información en la trama que identifica qué protocolo de
capa de red está siendo utilizado por la trama. Esta información permite que
varios protocolos de la Capa 3, tales como IP e IPX, utilicen la misma interfaz
de red y los mismos medios.
· Control de acceso al medio (MAC)
El control de acceso al medio (MAC) proporciona a la capa de enlace de
datos el direccionamiento y la delimitación de datos de acuerdo con
los requisitos de señalización física del medio y al tipo de protocolo de capa
de enlace de datos en uso.
Protocolos de Capa 2:
·
PPP: el protocolo PPP permite establecer
una comunicación a nivel de la capa de enlace TCP/IP entre dos computadoras.
Generalmente, se utiliza para establecer la conexión a Internet de un
particular con su proveedor de acceso a través de un módem telefónico
·
Ethernet: define el uso de los dos
niveles inferiores de la arquitectura OSI (capas física y de enlace de datos),
especificando sus normas de funcionamiento en una WLAN. Los protocolos de la
rama 802.x definen la tecnología de redes de área local y redes de área
metropolitana.
·
HDLC: es un estándar a nivel de
enlace de datos que incluye mecanismos para la detección y corrección de
errores. Se utiliza en RDSI y en X.25, aunque no se siguen sus especificaciones
completas, ya que es un protocolo muy extenso
·
Frame Relay: es una técnica de
comunicación mediante retransmisión de tramas para redes de circuito virtual.
Consiste en una forma simplificada de tecnología de conmutación de paquetes que
transmite una variedad de tamaños de tramas para datos, perfecto para la
transmisión de grandes cantidades de datos.
·
ATM: es un modo de transferencia no
síncrono que se hizo popular en 1988 cuando se decidió que esta tecnología de
conmutación seria la usada por las futuras redes ISDN en banda ancha. El tamaño
ideal de las celdas de este protocolo fue motivo de discusión decidiendo que
serían de 53 bytes, divididos en octetos.
Protocolo de Ventana Deslizante
El protocolo de ventana deslizante permite al emisor transmitir múltiples
segmentos de información antes de comenzar la espera para que el receptor le
confirme la recepción de los segmentos, tal confirmación se llama validación, y
consiste en el envío de mensajes denominados ACK del receptor al emisor. La
validación se realiza desde el receptor al emisor y contiene el número de la
siguiente trama que espera recibir el receptor, o el de la última trama
recibida con éxito, ACK n (siendo n el número de la trama indicada). Con esta
indicación el emisor es capaz de distinguir el número de los envíos realizados
con éxito, los envíos perdidos y envíos que se esperan recibir.
Control de flujo
El control de flujo es necesario para no saturar
al receptor de uno a más emisores. Utiliza mecanismos de retroalimentación.
Suele ir unido a la corrección de errores y no debe limitar la eficiencia del
canal. El control de flujo conlleva dos acciones importantísimas que son la
detección de errores y la corrección de errores.
La detección de errores se utiliza para detectar errores a la
hora de enviar tramas al receptor e intentar solucionarlos. Se realiza mediante
diversos tipos de códigos del que hay que resaltar el CRC, simple paridad
(puede ser par, números de “1” par, o impar), paridad cruzada (Paridad horizontal
y vertical) y Suma de verificación.
La corrección de errores surge a partir de la detección para
corregir errores detectados y necesitan añadir a la información útil un número
de bits redundantes bastante superior al necesario para detectar y
retransmitir. Sus técnicas son variadas. El Código Hamming, Repetición,
que cada bit se repite tres veces y en caso de fallo se toma el bit que más se
repite; También puede hacerse mediante verificación de paridad
cruzada, Reed-Solomon y de goyle.
También cabe destacar los protocolos HDLC que es un control de
enlace de datos a alto nivel, orientado a bit y obedece a una ARQ de
ventana deslizante o continuo. También existen protocolos orientados a
carácter.
CAPA FISICA
La
capa física
La función de la
capa física de OSI es la de codificar en señales los dígitos binarios que
representan las tramas de la capa de Enlace de datos, además de transmitir y
recibir estas señales a través de los medios físicos (alambres de cobre, fibra
óptica o medio inalámbrico) que conectan los dispositivos de la red
La capa física de OSI proporciona los
medios de transporte para los bits que conforman la trama de la capa de Enlace
de datos a través de los medios de red. Esta capa acepta una trama completa
desde la capa de Enlace de datos y lo codifica como una secuencia de señales
que se transmiten en los medios locales. Un dispositivo final o un dispositivo
intermedio reciben los bits codificados que componen una trama.
El envío de tramas a través de medios de transmisión requiere los siguientes
El envío de tramas a través de medios de transmisión requiere los siguientes
Elementos
de la capa física:
La capa física se
encarga de definir todos los aspectos relacionados con los elementos físicos de
conexión de los dispositivos a la red, así como de establecer los
procedimientos para transmitir la información sobre la serial física empleada.
En este sentido, puede decirse que la capa física es la encargada de definir
cuatro tipos de características de los elementos de interconexión:
- Mecánicas: se refiere a las características físicas del elemento de conexión
con la red, es decir, a las propiedades de la interfaz física con el medio
de comunicación. Por ejemplo, las dimensiones y forma del conector, el
número de cables usados en la conexión, el número de pines del conector.
el tamaño del cable, el tipo de antena, etc.
- Eléctricas: especifica las características eléctricas empleadas, por ejemplo, la
tensión usada, velocidad de transmisión, intensidad en los pines. etc.
- Funcionales: define las funciones de cada uno de los
circuitos del elemento de interconexión a la red, por ejemplo, pin X para
transmitir, pin Y para recibir, etc.
- De procedimiento: establece los pasos a realizar para transmitir
información a través del medio físico.
Esta capa ofrece a los
niveles superiores un servicio de transmisión de datos, es decir, proporciona
un mecanismo para enviar y recibir bits empleando el canal de comunicación. Es
la capa de más bajo nivel.
Algunos protocolos y
estándares que regulan aspectos de la capa física
- ANSI/TIA/EIA
568 A y B.
- ISO/IEC
11801.
- Parte
de Ethernet y del estándar IEEE 802.3.
La transmisión de
datos entre un emisor y un receptor siempre se realiza a través de un medio de
transmisión. Los medios de transmisión se pueden clasificar como guiados
y no guiados. En ambos casos, la comunicación se realiza usando
ondas electromagnéticas. En los medios guiados, por ejemplo en pares
trenzados, en cables coaxiales y en fibras ópticas, las ondas se transmiten
confinándolas a lo largo de un camino físico. Por el contrario, los medios no
guiados, también denominados inalámbricos, proporcionan un medio para transmitir
las ondas electromagnéticas sin confinarlas, como por ejemplo en la propagación
a través del aire, el mar o el vacío.
El término enlace
directo se usa para designar un camino de transmisión entre dos
dispositivos en el que la señal se propague directamente del emisor al receptor
sin ningún otro dispositivo intermedio que no sea un amplificador o
repetidor. Estos últimos se usan para incrementar la energía de la señal.
Obsérvese que este término se puede aplicar tanto a medios guiados como no
guiados.
Un medio de
transmisión guiado es punto a punto si proporciona un enlace
directo entre dos dispositivos que comparten el medio, no existiendo ningún
otro dispositivo conectado. En una configuración guiada multipunto,
el mismo medio es compartido por más de dos dispositivos.
Un medio de
transmisión puede ser simplex, half-duplex o full-duplex. En la
transmisión simplex, las señales se transmiten sólo en una única dirección;
siendo una estación la emisora y otra la receptora. En half-duplex, ambas
estaciones pueden transmitir, pero no simultáneamente. En fullduplex, ambas
estaciones pueden igualmente transmitir y recibir, pero ahora simultáneamente.
En este último caso, el medio transporta señales en ambos sentidos al mismo
tiempo.
Medios
físicos y conectores asociados.
Una representación de los bits en los
medios.
Codificación de los datos y de la
información de control.
Sistema
de circuitos del receptor y transmisor en los dispositivos de red.
En este momento del proceso de
comunicación, la capa de transporte ha segmentado los datos del usuario, la
capa de red los ha colocado en paquetes y luego la capa de enlace de datos los
ha encapsulado como tramas. El objetivo de la capa física es crear la señal
óptica, eléctrica o de microondas que representa a los bits en cada trama.
Luego, estas señales se envían por los medios una a la vez.
Otra función de la capa física es la de recuperar estas señales individuales desde los medios, restaurarlas para sus representaciones de bit y enviar los bits hacia la capa de Enlace de datos como una trama completa.
Otra función de la capa física es la de recuperar estas señales individuales desde los medios, restaurarlas para sus representaciones de bit y enviar los bits hacia la capa de Enlace de datos como una trama completa.
FUNCIONAMIENTO
Los medios no transportan la trama
como una única entidad. Los medios transportan señales, una por vez, para
representar los bits que conforman la trama.
Existen tres tipos básicos de medios de red en los cuales se representan los datos:
Existen tres tipos básicos de medios de red en los cuales se representan los datos:
Ø
Cable de cobre
Ø Fibra
Ø
Inalámbrico
La presentación de los bits -es decir,
el tipo de señal- depende del tipo de medio. Para los medios de cable de cobre,
las señales son patrones de pulsos eléctricos. Para los medios de fibra, las
señales son patrones de luz. Para los medios inalámbricos, las señales son
patrones de transmisiones de radio.
Identificación de una trama
Identificación de una trama
Cuando la capa física codifica los
bits en señales para un medio específico, también debe distinguir dónde termina
una trama y dónde se inicia la próxima. De lo contrario, los dispositivos de
los medios no reconocerían cuándo se ha recibido exitosamente una trama. En tal
caso, el dispositivo de destino sólo recibiría una secuencia de señales y no
sería capaz de reconstruir la trama correctamente. Como se describió en el
capítulo anterior, indicar el comienzo de la trama es a menudo una función de
la capa de Enlace de datos. Sin embargo, en muchas tecnologías, la capa física
puede agregar sus propias señales para indicar el comienzo y el final de la
trama.
Para habilitar un dispositivo receptor
a fin de reconocer de manera clara el límite de una trama, el dispositivo
transmisor agrega señales para designar el comienzo y el final de una trama.
Estas señales representan patrones específicos de bits que sólo se utilizan
para indicar el comienzo y el final de una trama.
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