Borrador Protocolos y estándares de redes

4. 1 Introducción: La arquitectura de redes es una representación de la red como un sistema compuesto de varios elementos, cada uno de los cuales lleva a cabo una función específica. Todos los elementos de la red trabajan de manera coordinada con el fin de resolver la función común de interactuar entre las computadoras. En otras palabras, la arquitectura de red descompone un problema para interactuar en una serie de subproblemas que los elementos individuales de la red deben resolver.

Uno de los elementos más importantes de la arquitectura de red es el protocolo de comunicaciones, el cual puede definirse como el conjunto formal e las reglas para la interacción entre los nodos de la red. Swip next pase El desarrollo de la int 2 sus siglas en inglés) f u estandarización de la qui» Dicho modelo, diseñ resumió toda la expe lertos (OSI, por icativo en la s de computadoras. ada de 1980, a época.

El modelo OSI representa un estándar internacional y define el método para descomponer verticalmente el problema de la interacción entre computadoras al delegar capas de los protocolos de comunicaciones, los cuales se dividieron en siete capas. Las capas de los protocolos de comunicaciones forman una jerarquía conocida

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como la pila de protocolos, en la que cada apa utiliza la capa inferior como una herramienta apropiada para resolver sus tareas.

Las pilas de protocolos utilizadas en la actualidad to page (o las más populares hasta la fecha) reflejan en general la arquitectura del modelo OSI: sin embargo, cada pila de protocolos cuenta con características y diferencias especificas con respecto a la arquitectura del modelo OSI. De este modo, la pila TCP/IP, la más popular está formada por cuatro capas en lugar de siete. La arquitectura estándar de las redes de computadoras también determina la distribución de protocolos entre los elementos de a red, tales como los nodos terminales (computadoras) y los nodos de paso (interruptores y ruteadores).

Los nodos de paso solamente soportan un subconjunto limitado de las funciones de tráfico de red entre los nodos terminales. Estos a su vez soportan toda la pila de protocolos, ya que deben proporcionar servicios de información como el servicio web. Dicha distribución de las funciones transfiere las funciones intelectuales de la red hacia la periferia de la misma. 4. 2 Descomposición de la interacción de los nodos de red: Organizar la interacción entre dispositivos de red es una tarea muy compleja.

El método universal más conocido y común para resolver cualquier tipo de tareas complejas consiste en su descomposición (es decir, la división de un problema complejo en varias tareas más sencillas o módulos). La descomposición implica definir de manera estricta las funciones de cada módulo, así como la forma como interactúan. Esto se conoce con el nombre de Interfase entre módulos.

Cuando se utiliza este método, cada módulo puede considerarse una caja negra al ser sustraída de sus mecanismos internos y al concentrar toda la atención 22 considerarse una caja negra al ser sustra(da de sus mecanismos nternos y al concentrar toda la atención en la forma como interactúan. Si se simplifica este problema de manera lógica, es factible desarrollar, modificar y probar cada módulo de manera independiente. 4. 2. 1 Método multicapas: El método multicapas es un concepto aún más eficaz. Después de representar la tarea inicial como un conjunto de módulos, éstos se agrupan y ordenan por capas y forman una jerarquía.

Cuando se utiliza el principio de la jerarquía para cada capa intermedia, es posible especificar directamente las capas contiguas arriba y debajo de ésta. Cuando se lleve a cabo sus tareas, el grupo de módulos que orman cada capa debe requerir servicios solamente de los módulos de la capa ‘nferior. Dichos módulos han de transferir los resultados de su operación sólo a los módulos que pertenezcan a la capa ubicada intermediamente arriba de ellos. Esa descomposición jerárquica supone la definición clara de las funciones e interfaces no sólo de los módulos específicos, sino también de cada capa.

La Interfase entre capas, también conocida como interfase de servicio, define el conjunto de funciones que la capa inferior proporciona a la capa que se halla directamente arriba de ésta. Dicho método permite el desarrollo, prueba y modificación e capas especificas independientemente de las demás capas. Al moverse de las capas inferiores a las superiores, la descomposición jerárquica permite la creación de representaciones más abstractas de los problemas iniciales y, en consecuencia, más sencillas. El problema más abstractas de los problemas iniciales y, en consecuencia, más sencillas.

El problema implica la organización entre computadoras mediante el uso de la red puede representarse también como un conjunto de módulos organizados jerárquicamente. Por ejemplo, las tareas que aseguran la transmisión confiable e datos ntre nodos vecinos pueden delegarse a los módulos de la capa inferior; a su vez, los módulos de los niveles superiores pueden encargarse del transporte de mensajes a través de toda la red. Obviamente está última tarea -la organización de la interacción entre cualquier par de nodos, no necesariamente adyacentes- es más general.

Por lo tanto, este problema puede resolverse mediante el uso de solicitudes múltiples a la capa inferior. En consecuencia, la organización de la interacción de los nodos puede reducir a la conexión secuencial de pares de nodos de paso. 4. 2. 2 Protocolo y pila de protocolos: La representación multicapa de las herramientas de red tiene características especiales porque al menos hay dos instancias involucradas en el proceso de intercambio de mensajes. Esto significa que en este caso en particular es necesario organizar la operación coordinada de dos jerarquías de herramientas de red que se ejecutan en dos computadoras.

Ambos participantes del intercambio de red deben estar de acuerdo en varias convenciones; por ejemplo, ambos deben estar de acuerdo en los niveles y formas de las señales eléctricas, en el método para determinar el tamaño del mensaje y los métodos de detección de rrores. En otras palabras, los acuerdos tienen que hacerse en 4 22 y los métodos de detección de errores. En otras palabras, los acuerdos tienen que hacerse en todas las capas, desde la más inferior (la de transmisión de bits) hasta la más alta, encargada de implementar los servicios para los usuarios de red.

Al conjunto de protocolos organizados jerárquicamente y que es suficiente para llevar a cabo la interacción entre los nodos de una red se le conoce como pila de protocolos (o conjunto de protocolos o suite de protocolos). Los protocolos de las capas inferiores a menudo se implementan omo una combinación de hardware y software, en tanto que los niveles superiores sólo se implementan en software. Un módulo de software que cumple un protocolo específico se conoce como entidad del protocolo o simplemente protocolo. El mismo protocolo puede llevarse a cabo de manera más o menos eficaz.

Por esta razón, es necesario tener en cuenta la lógica de operación de protocolos y la calidad de su implementación cuando se comparan diferentes protocolos, además, la eficacia de la interacción entre los dispositivos de red depende de la calidad del conjunto de protocolos que forman la pila de protocolos. En particular, es necesario evaluar qué tan eficientemente están distribuidas las funciones entre los protocolos de las diversas capas y con cuanta claridad se encuentran definidas las interfases entre las capas de protocolos.

Las entidades de los protocolos de la misma capa de dos instancias que interactúan entre si, intercambian mensajes de acuerdo con las reglas del protocolo. por lo general, los mensajes comprenden el encabezado y el campo de da s 2 con las reglas del protocolo. Por lo general, los mensajes comprenden el encabezado y el campo de datos (que en ocasiones puede dejarse en blanco). El intercambio de mensajes es un tipo de lenguaje que utilizan las Instancias para explicarse una a otra qué debe hacerse en cada etapa de la interacción.

La operación de cada módulo del protocolo consiste en interpretar los encabezados de los mensajes de protocolos distintos poseen la estructuras diferentes que corresponden a la variedad en su funcionamiento. A medida que la estructura del encabezado del mensaje es más compleja, las funciones delegadas al protocolo correspondiente son más sofisticadas. 4. 3 Modelo OS: El protocolo representa un acuerdo entre dos nodos de red que nteractúan entre sí, sin embargo, esto no necesariamente sirve como evidencia de que este protocolo está estandarizado.

No obstante, en la práctica, los arquitectos de redes se esfuerzan en usar protocolos estándar cuando implantan redes. Dichos protocolos van de acuerdo con los estándares de los propietarios, ya sean nacionales o internacionales. A principios de la década de 1980, varias organizaciones internacionales de estándares, en las que se incluyen la Organización Internacional para la estandarización (ISO) y el Sector de Estandarización de las Telecomunicaciones del ITU (ITU- T), diseñaron el modelo de interconexión de sistemas abiertos (OSI).

Este modelo desempeña un papel muy importante en el desarrollo de las redes de computadoras. 4. 3. 1 Características generales del modelo OSI: A finales de la década de 1970 existía un gran número 6 22 Características generales del modelo OSI: A finales de la década de 1970 existía un gran número de pilas de protocolos de propietarios de comunicaciones, ejemplo de los cuales son DECnet y la arquitectura de redes del sistema (SNA, por sus siglas para System Network Architecture).

Esta variedad de herramientas de interconexión de redes puso en laro la incompatibilidad de dispositivos que utilizan protocolos diferentes. En esa época, una de las posibles formas de superar este problema parecía consistir en la migración hacia el uso de pilas de protocolos existentes. Dicho método académico para desarrollar la nueva pila de protocolos tuvo su origen en el diseño del modelo OS’, el cual no contiene descripciones de ninguna pila de protocolos en especifico pues su objetivo es diferente: proporcionar una descripción generalizada de las herramientas de interconectividad de redes.

El modelo OSI fue ideado como un ipo de lenguaje universal para los especialistas en la conectividad de redes. Por esta razón, a menudo se les conoce como modelo de referencia. El desarrollo del modelo OSI tomo siete años (de 1977 a 1984). El modelo OSI define lo siguiente: -Las capas de intercomunicación de los sistemas de redes de conmutación de paquetes. -Nombres estándar para dichas capas. -Las funciones que deben realizar dichas capas.

En el modelo OSI, las herramientas de intercomunicación se dividen en siete capas: la de aplicación, la de presentación, la de sesión, la de transporte, la de red, la de enlace de datos y la física. Cada capa tiene que ver con un aspecto de la conectividad de red 7 22 de enlace de datos y la física. Cada capa tiene que ver con un aspecto de la conectividad de redes estrictamente definido. Las aplicaciones pueden establecer sus protocolos de interacción mediante el uso del conjunto de siete capas de herramientas del sistema.

Para este fin, a los programadores se les proporciona una interfase de programación de aplicaciones (API) especial. De acuerdo con el diseño canónico del modelo OSI, la aplicación puede enviar sus solicitudes al nivel más alto de la jerarquía: la apa aplicación; Sin embargo, en la práctica, la mayoría de las pilas de protocolos de comunicaciones facilitan a los programadores llamar directamente a los servicios de las capas inferiores.

Por ejemplo, algunos DBMS cuentan con herramientas incorporadas para el acceso remoto a archivos. En este caso, la aplicacion no utiliza el servicio de archivos del sistema cuando accede al recurso remoto. En lugar de eso, se salta las capas superiores del modelo OSI y solicita directamente las herramientas del sistema responsables del transporte de mensajes, las cuales residen en las capas inferiores del modelo OSL 4. 2 capa física: Se encarga de la transmisión de la corriente de bytes mediante el uso de componentes físicos como el cable coaxial, el cable de par trenzado, el cable de fibra óptica o un circuito digital de larga distancia. Las funciones de las capas físicas se llevan a cabo en todos los dispositivos conectados a la red. Dentro de la computadora, las funciones de la capa física son realizadas por el adaptador de red o puerto serial. La especificación 10Base-T de 22 capa fisica son realizadas por el adaptador de red o puerto serial.

La especificación 10Base-T de la tecnología Ethernet puede servir omo ejemplo de protocolo de capa física. Esta especificación define el par trenzado sin protección categoría 3 con una impedancia de 100 ohms como cable, un conecto RJ-45, una longitud máxima de segmento de 100 metros, el código Manchester para la representación de datos en el cable y otras características del medio de transmisión y de señales eléctricas. A la capa física no le interesa el significado de la información que transmite.

Desde el punto de vista, tal información representa un flujo uniforme de bits que deben ser entregados en su destino sin distorsiones y de acuerdo con una frecuencia de reloj espec[fica el intervalo predefinido entre bits adyacentes). 4. 3. 3 Capa de enlaces de datos: La capa de enlaces de datos es la primera de abajo hacia arriba que opera en modo de conmutación de paquetes. En esta capa, al PDIJ generalmente se le conoce como tramas. Tanto en las LAN como en las WAN, las funciones de la capa de enlaces de datos se definen de forma diferente.

Cuando el modelo OSI estaba en construcción, las tecnologías LAN y WAN eran totalmente distintas que fue imposible generalizar sus operaciones de manera incondicional. por tanto las herramientas de la capa de enlaces de datos deben proporcionar las funciones iguientes: En las LAN: asegurar la entrega de tramas ente cualquier par de nodos de la red. Se supone que la red tiene una gran topología típica, como un bus, anillo, estrella o árbol (estrella jerárquica). Alg una gran topología típica, como un bus, anillo, estrella o árbol (estrella jerárquica).

Algunos ejemplos de redes cuyo uso está limitado a las topologías estándar incluyen Ethernet, FDDI y Token Ring. En las WAN: asegurar la entrega de tramas sólo entre dos nodos vecinos conectados mediante enlaces de comunicaciones independientes. Ejemplos de protocolos punto a punto (como menudo se llama dichos protocolos) incluyen aquellos ampliamente conocidos como el PPP y el HDLC. Es posible construir redes de cualquier topología con base en los enlaces de punto a punto.

Para interconectar LAN o asegurar la entrega de mensajes entre cualquier par de nodos de una WAN, es necesario utilizar herramientas de conectividad de redes de una capa superior. Una de las funciones que desempeña la capa de enlace de datos es soportar las interfases hacia la capa ffsica inferior y hacia la capa superior siguiente (capa de red). La capa de red envia los paquetes que deben ser transmitidos utilizando la red, hacia la apa de enlaces de datos y recibe de ésta paquetes que llegan desde la red.

La capa de enlace de datos usa la capa física como una herramienta que recibe una secuencia de bits de la red o transmite la secuencia de bits hacia ésta. Otra tarea de la capa de enlaces de datos es la detección y corrección de errores. Para lograr estas funciones, la capa de enlaces de datos limita las fronteras de la trama colocando una secuencia especial de bits tanto a su comienzo como en su final. Posteriormente, la capa de enlace de datos agrega una suma verificadora especial a la trama, también cono 0 DF 22