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Este trabajo trata de la normalización OSI y la topología LAN
Tipologia: Notas de estudo
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ÍNDICE ÍNDICE
**1. Normalización: Modelo de referencia OSI
● Servir como una herramienta educativa y de diseño, que permita a ingenieros y técnicos comprender con claridad el funcionamiento de las redes y la interacción entre sus diferentes componentes. Las siete capas del modelo OSI Importancia de la normalización OSI La importancia de esta normalización radica en que permite que productos y tecnologías de distintos desarrolladores puedan trabajar juntos dentro de una misma red. Gracias a la estandarización del modelo OSI, los fabricantes pueden diseñar equipos y software que, aunque sean diferentes en su implementación interna, funcionen correctamente al seguir las reglas comunes del modelo. Además, el modelo OSI ha sido fundamental en el desarrollo de la tecnología de redes modernas, al permitir la evolución de protocolos y servicios bajo una estructura organizada, donde cada capa puede ser desarrollada, mejorada o reemplazada sin afectar a las demás.
Capas del Modelo OSI
1. Capa Física (Physical Layer) La capa física es la primera y más baja capa del modelo de referencia OSI. Su función principal es transmitir bits sin estructura (es decir, 0s y 1s) a través de un medio físico de comunicación. Esta capa se encarga de todos los aspectos eléctricos, mecánicos, procedimentales y funcionales necesarios para activar, mantener y desactivar el enlace físico entre sistemas de red. Funciones principales 1. Transmisión y recepción de bits: Convierte los datos digitales (bits) en señales eléctricas, ópticas o de radiofrecuencia, y viceversa, según el medio utilizado (cables, fibra óptica, aire). 2. Especificación del medio de transmisión: Define las características del medio físico, como el tipo de cableado (par trenzado, coaxial, fibra óptica) o el espectro de radiofrecuencia. 3. Codificación de señales: Establece cómo se representan los bits como señales: por ejemplo, mediante codificación NRZ, Manchester, etc. 4. Topología física: Determina la disposición física de los dispositivos en red (estrella, bus, anillo, etc.). 5. Control de la sincronización de bits: Asegura que el transmisor y el receptor estén sincronizados para interpretar correctamente las señales.
● Detección y, en algunos casos, corrección de errores: Verifica que los datos lleguen sin errores, utilizando técnicas como CRC (Cyclic Redundancy Check). Algunas implementaciones corrigen errores menores. ● Control de flujo: Asegura que el transmisor no envíe datos más rápido de lo que el receptor puede procesar. ● Control de acceso al medio (MAC): Gestiona cómo los dispositivos acceden al medio compartido para evitar colisiones, especialmente en redes como Ethernet o Wi-Fi. ● Direccionamiento físico: Utiliza direcciones MAC (Media Access Control), únicas para cada interfaz de red, para identificar los dispositivos de origen y destino dentro de una red local. ● Reconocimiento y retransmisión: En algunas subcapas o protocolos, se incluye un mecanismo de confirmación (ACK) y retransmisión si se detecta un error. Subcapas: ● MAC (Medium Access Control): Gestiona direcciones físicas (MAC addresses) y control de acceso (ej: CSMA/CD en Ethernet). ● LLC (Logical Link Control): Control de flujo y errores. Protocolos: Ethernet (IEEE 802.3), Wi-Fi (IEEE 802.11), PPP, HDLC. Dispositivos: Switches, bridges.
3. Capa de Red (Network Layer) La Capa de Red es la tercera capa del modelo OSI. Su función principal es encargarse del direccionamiento lógico y del enrutamiento de datos a través de una o varias redes interconectadas, es decir, permite que los paquetes de datos viajen desde el dispositivo de origen hasta el de destino, incluso si estos se encuentran en redes distintas.
Mientras que la capa de enlace de datos opera solo dentro de una red local (por ejemplo, dentro de una LAN), la capa de red se ocupa de transportar los datos entre redes diferentes, tomando decisiones sobre la mejor ruta que deben seguir los paquetes para llegar a su destino. Funciones principales
5. Capa de Sesión (Session Layer) La Capa de Sesión es la quinta capa del modelo OSI y su función principal es establecer, gestionar y finalizar sesiones de comunicación entre dos dispositivos o aplicaciones. Esta capa permite que dos sistemas se comuniquen de manera organizada durante un período de tiempo, controlando el inicio, la duración y el cierre de una sesión. También se encarga de sincronizar la comunicación, para que si ocurre un error, se pueda continuar desde un punto seguro (no desde cero). Funciones principales 1. Establecimiento de sesión: Inicia y configura los parámetros de una sesión entre dos aplicaciones. Por ejemplo, cuándo comienza la comunicación entre un cliente y un servidor. 2. Mantenimiento y control de la sesión: Supervisa la conexión y gestiona la comunicación continua. Asegura que ambas partes estén sincronizadas durante la transmisión. 3. Sincronización: Inserta puntos de control o sincronización (checkpoints) en la transmisión de datos. Si hay una interrupción, la comunicación puede reanudarse desde el último punto, no desde el principio. 4. Recuperación ante fallos: Si la conexión se interrumpe, esta capa puede intentar restaurarla y continuar la transmisión desde el último punto guardado. 5. Finalización de la sesión: Cierra la sesión de forma ordenada, liberando recursos cuando ambas partes finalizan la comunicación. Ejemplos: Autenticación, reconexión automática, sincronización. Protocolos: NetBIOS, RPC, SIP (para VoIP).
6. Capa de Presentación (Presentation Layer) La Capa de Presentación es la sexta capa del modelo OSI. Su función principal es traducir, transformar y preparar los datos que se intercambian entre aplicaciones para que puedan ser entendidos por ambas partes, sin importar sus diferencias en formato, codificación o sistema operativo. En otras palabras, actúa como un intérprete entre la Capa de Aplicación y la Capa de Sesión, asegurando que los datos que se envían desde una aplicación en un sistema lleguen en un formato comprensible a la aplicación del otro sistema. Funciones principales 1. Traducción de formatos de datos: Convierte datos entre distintos formatos utilizados por las aplicaciones (por ejemplo, entre EBCDIC y ASCII). 2. Codificación y decodificación: Codifica los datos antes de enviarlos y los decodifica al recibirlos. Por ejemplo, para video, audio o imágenes. 3. Compresión y descompresión de datos: Reduce el tamaño de los datos antes de transmitirlos para optimizar el ancho de banda, y luego los expande al recibirlos. 4. Cifrado y descifrado (seguridad): Cifra los datos para proteger la privacidad durante la transmisión y los descifra en el receptor. Ejemplos: SSL/TLS. 5. Formateo de datos: Define cómo deben estructurarse los datos para que puedan ser visualizados correctamente por la aplicación (por ejemplo, JSON, XML, HTML). Ejemplos: ● Cifrado: SSL/TLS (aunque en la práctica suele integrarse en capas superiores). ● Codificación: ASCII, JPEG, MPEG.
8. Flujo de Datos en el Modelo OSI ● Encapsulación: Los datos bajan desde la capa 7 a la 1, añadiendo encabezados (headers) en cada capa. ○ Ejemplo: Datos → Segmentos → Paquetes → Tramas →Bits. ● Desencapsulación: En el destino, los datos suben desde la capa 1 a la 7, eliminando encabezados.
Las Redes de Área Local (LAN) son sistemas de comunicación que permiten conectar diferentes dispositivos (computadoras, impresoras, servidores, etc.) dentro de un área geográfica limitada, como una oficina, una escuela o un edificio. Su función principal es facilitar el intercambio de datos y la compartición de recursos entre los dispositivos de la red.
Entre sus beneficios, se encuentran: ● Ahorro de Costos: Permiten compartir recursos como impresoras, discos duros, y conexión a internet, lo que reduce la necesidad de hardware redundante. ● Comunicaciones Eficientes: A través de correos electrónicos, mensajería instantánea, y llamadas de voz, los empleados pueden comunicarse de manera rápida y eficaz. ● Productividad Mejorada: Los usuarios pueden acceder a bases de datos compartidas, colaborar en documentos y realizar tareas sin necesidad de mover físicamente los archivos. ● Acceso Remoto: Muchas LAN permiten a los usuarios conectarse a la red de manera remota, lo que facilita el trabajo desde diferentes ubicaciones. 2.1 Clasificación de redes según su extensión geográfica Las redes se pueden clasificar principalmente según su extensión geográfica y el propósito que cumplen, desde redes locales que conectan dispositivos cercanos hasta redes globales que interconectan dispositivos en todo el mundo. Esta clasificación cubre desde las pequeñas redes dentro de una oficina hasta redes globales complejas como Internet. ❖ Red de área local (LAN) Una LAN (Red de Área Local) es una red que cubre un área geográfica pequeña, como una oficina, un hogar, o un campus universitario. Su principal característica es que conecta varios dispositivos, como computadoras, impresoras y servidores, en una zona limitada. Las LANs están diseñadas para permitir la transmisión de datos rápida y eficiente dentro de esa área restringida. Dado su tamaño y alcance, suelen tener una infraestructura de bajo costo, ya que los dispositivos están relativamente cerca unos de otros, lo que facilita la gestión y el mantenimiento de la red.
óptica o microondas, para garantizar altas velocidades de transmisión en distancias más largas. Esta red puede ser utilizada por empresas que necesitan conectar diversas sedes en una misma ciudad o por proveedores de servicios de telecomunicaciones para ofrecer acceso a Internet a nivel local. ❖ Red de Área Amplia (WAN) Una WAN (Red de Área Amplia) cubre un área geográfica extensa, que puede abarcar desde varias ciudades hasta países o incluso continentes. La WAN conecta diferentes redes locales (LANs) y redes metropolitanas (MANs), y generalmente depende de proveedores de servicios externos que proporcionan la infraestructura necesaria para las conexiones de larga distancia. A diferencia de las LANs, las WANs suelen tener una mayor latencia debido a las distancias físicas y la infraestructura utilizada, y los costos asociados con la implementación y el mantenimiento son significativamente más altos. Una característica clave de las WANs es que permiten la comunicación entre dispositivos que están físicamente separados por largas distancias, como entre las oficinas de una empresa internacional.
❖ Internet Internet es la red más grande y global, que conecta miles de millones de dispositivos en todo el mundo. Aunque técnicamente se puede considerar una WAN global, Internet se distingue por su enorme escala y la diversidad de redes privadas y públicas que interconecta. A través de Internet, los dispositivos pueden comunicarse entre sí y acceder a una vasta cantidad de información, servicios y aplicaciones. La infraestructura de Internet se basa en un conjunto de protocolos estandarizados, como TCP/IP, que aseguran la interoperabilidad entre diferentes redes, independientemente del hardware o el software utilizado. 2.2 Tipos de Transmisión
1. Unicast (Transmisión unidireccional Punto a Punto) El unicast es el tipo de transmisión más común y se refiere a la comunicación punto a punto entre un único emisor y un único receptor. En este tipo de transmisión, los datos enviados por el emisor son recibidos solo por el dispositivo de destino, y ningún otro dispositivo en la red recibe esos datos. Este es el modo de transmisión en el que la mayoría de las aplicaciones de red operan, como las conexiones TCP/IP entre computadoras, la navegación por la web, el envío de correos electrónicos, etc.
destinatarios.
3. Multicast (Transmisión a un grupo específico de dispositivos) El multicast es un tipo de transmisión que se encuentra entre el unicast y el broadcast. En este caso, los datos se envían desde un emisor hacia un grupo específico de receptores que están interesados en recibir esos datos. Los dispositivos que forman parte del grupo multicast deben unirse explícitamente a un grupo, lo que implica que no todos los dispositivos de la red recibirán los datos, solo aquellos que han expresado su interés al unirse al grupo. ● Funcionamiento : Los paquetes multicast se envían a una dirección especial de grupo, que es diferente de la dirección de unicast (específica para un solo dispositivo) o la de broadcast (para todos los dispositivos). Los routers y switches, al recibir un paquete multicast, lo distribuyen solo a aquellos dispositivos que han mostrado interés en ese grupo. El multicast se utiliza en aplicaciones que necesitan enviar datos a múltiples destinatarios sin sobrecargar la red, como videoconferencias, streaming de audio o video en vivo, o actualizaciones de software para múltiples computadoras. ● Ventaja : Reduce la carga en la red al permitir que los datos solo sean enviados a los dispositivos interesados, a diferencia del broadcast, que envía los mismos datos a todos los dispositivos en la red.
2.3 Clasificación de redes según el tipo de transferencia de datos El tipo de transferencia de datos se refiere a cómo los dispositivos de la red pueden enviar y recibir información, y si pueden hacerlo simultáneamente o no. Simplex En las redes simplex, los datos se transmiten en una sola dirección. Un dispositivo transmite la información, pero no espera ninguna respuesta ni confirmación del receptor. Este tipo de comunicación es más común en aplicaciones como la radio o la televisión, donde un transmisor envía información a una audiencia sin esperar interacción directa. Half-Duplex Las redes half-duplex permiten la transmisión de datos en ambas direcciones, pero no de manera simultánea. Esto significa que, en un momento dado, solo un dispositivo puede estar transmitiendo datos, mientras que el otro está recibiendo. Un ejemplo típico de esta comunicación es el uso de walkie-talkies, donde solo una persona puede hablar a la vez, y la otra debe esperar su turno para responder.
