Redes De Información
Unidad 1: Modelos de Referencia (OSI, TCP/IP)
(Cap. 1 libro)
Podemos comenzar por explicar que las redes de computadoras actuales poseen software de
redes altamente estructurados.
Por ello, para que una red funcione bien organizada y simple, internamente se las organiza en
capas o niveles, construidas una sobre la otra.
Cada capa se comunica con su capa inmediatamente superior mediante una Interfaz, la cual
define los servicios y operaciones que dicha capa le brinda a su capa superior. Los Servicios son
las operaciones primitivas que la capa le ofrece a su capa superior.
Además las capas de un mismo nivel se comunican mediante Protocolos que determinan
como se debe llevar a cabo la comunicación entre iguales. Estos rigen el formato y el
significado del mensaje que se intercambiará.
O sea que, por ejemplo, una capa 3 de una máquina se comunica con otra capa 3 de otra
máquina mediante un protocolo de capa 3, pero esta comunicación no es directa sino que
primero debe ir hacia la capa 2 (por medio de la interfaz y sus servicios) y a la capa 1 del
emisor, pasar por el medio físico, llegar a la capa 1 del receptor, la capa 2 del receptor y recién
llega a la capa 3 del receptor, que interpretará el mensaje de acuerdo al protocolo.
Un conjunto de capas y protocolos se denomina una Arquitectura de Red. La lista de
protocolos de una arquitectura se denomina Pila de Protocolos.
Las capas pueden brindar 2 tipos de servicios a sus capas inmediatamente superiores:
Servicios Orientados a la Conexión:
Estos necesitan primeramente establecer una conexión con el receptor antes de
comenzar a transmitir información, luego la utiliza para ello y finalmente la abandona.
Este tipo de servicios tiene 2 variantes de servicios confiables:
o Flujo de mensajes
o Flujo de Bytes
Y un servicio no confiable:
o Conexión no confiable
Los servicios confiables nunca pierden datos pero introducen sobrecargas y retardos,
por lo que depende del servicio que se necesite para su elección.
Servicios no Orientados a la conexión:
1
, Estos servicios no necesitan conexión, solo se envían a través del sistema con la
dirección de destino. Aquí también podemos dividir en servicios confiables y no
confiables. Los confiables son 2:
o Datagrama confirmado (envía una confirmación de recepción)
o Solicitud-Respuesta (se emite una solicitud y el receptor la responde)
Y existe uno no confiable:
o Datagrama
Vale aclarar que en muchas ocasiones los servicios confiables podrían no estar
disponibles (Ethernet).
Modelo de Referencia OSI (Interconexión de Sistemas abiertos)
Este modelo fue creado por la ISO y posee 7 capas:
Capa 1 o Física:
Esta capa es la encargada de convertir las tramas recibidas de la capa 2 a bits para ser
transmitidos por el medio físico y viceversa. Sus aspectos de diseño tienen que ver con
interfaces eléctricas, mecánicas, etc. relacionadas al medio físico.
Sus dispositivos son los repetidores y los concentradores (HUB).
Capa 2 o de Enlace de Datos:
Esta capa recibe paquetes de la capa de red y arma tramas poniéndole el encabezado y
fin de estas. Además ofrece servicios de control de errores y control de flujo. También
posee un aspecto adicional que es controlar el acceso al canal compartido (subcapa de
Control de Acceso al Medio), utilizado en las redes de difusión.
Sus dispositivos son los puentes (Bridges) y los switchs.
Capa 3 o de Red:
La capa de red maneja paquetes, y su servicio esencial es enrutar dichos paquetes
desde su origen hasta su destino. En este sentido se incluye controlar la congestión de
los paquetes (responsabilidad compartida con la capa de transporte). En general, la
calidad de servicio proporcionado corresponde en gran proporción a la capa de red.
En las redes de difusión el enrutamiento es simple por lo que esta capa es muy
delgada.
Sus dispositivos son los routers.
De la capa 1 a la 3 se conforma lo que se denomina Subred de Comunicación, hasta
aquí no hay una conexión extremo a extremo real, sino que los protocolos operan entre
la máquina emisora y sus vecinos inmediatos, y no quizás con la máquina receptora
final.
Capa 4 o de Transporte:
Su función básica es recibir la información de las capas superiores y dividirlos en
unidades más pequeñas si es necesario (UDPT o TPDU– Unidad de datos de protocolo
de transporte), pasárselos a la capa de red y verificar que estos lleguen correctamente
2
, al receptor. Además debe hacerlo con eficiencia y aislando a las capas superiores de
diferencias tecnológicas en el hardware.
Sus dispositivos son las Puertas de Enlace de Transporte (Gateway).
Capa 5 o de Sesión:
Permite que los usuarios de máquinas diferentes establezcan sesiones entre ellos. Las
sesiones pueden ofrecer varios servicios como:
o Control de Diálogo
o Administración de Token
o Sincronización
Su unidad de datos es la UDPS.
Capa 6 o de Presentación:
Le corresponde la sintaxis y semántica de la información transmitida. Maneja
estructura de datos abstractos. Su unidad de datos es la UDPP.
Capa 7 o de Aplicación:
Contiene protocolos que los usuarios utilizan con frecuencia como HTTP, FTP, SMTP,
DNS, etc. Su unidad de datos es la UDPA.
Modelo de Referencia TCP/IP
Este modelo fue creado para ARPANET y posee solo 4 capas:
Capa 1 o de Host a Red:
El modelo no dice mucho de esta capa, solo que se tienen que conectar a la red
mediante el mismo protocolo para que le puedan enviar paquetes IP.
Capa 2 o de Inter red:
Es la base del modelo. Define un paquete de formato y el protocolo IP. Su trabajo es
entregar los paquetes IP a sus destinos, teniendo en cuenta la congestión (similar a la
capa de red de OSI).
Capa 3 o de Transporte:
Permite a las entidades iguales en los hosts de origen y destino llevar a cabo una
conversación. Define 2 protocolos:
o TCP (protocolo de control de transmisión): Protocolo confiable, orientado a la
conexión que permite un flujo confiable de bytes. Maneja control de errores y
de flujo.
o UDP (protocolo de datagrama de usuario): Protocolo no confiable, no
orientado a la conexión, para aplicaciones que no deseen control de flujo y
secuenciación. Tiene amplio uso en consultas solicitud-respuesta y
aplicaciones de entrega puntual.
Capa 4 o de Aplicación:
3
, Contiene todos los protocolos de nivel más alto.
Comparación entre OSI y TCP/IP
Los 2 se basan en capas y una pila de protocolos, y aunque OSI posee 3 capas más, la
funcionalidad de las capas es muy parecida.
Ahora, poseen muchas diferencias y ventajas uno de otro:
OSI incorpora algo muy valioso que es la distinción clara entre Protocolos, Interfaces y
Servicios, mientras que TCP/IP no incluía esa distinción, aunque ahora hay adaptaciones. Esto
hace que los protocolos de OSI estén más ocultos y sean mucho más fáciles de cambiar y
adaptar. Además, TCP/IP se creó en base a los protocolos y OSI en base al modelo, por lo que
los protocolos de TCP/IP son mucho mejores, pero su modelo solo trabaja sobre estos
protocolos únicamente.
Otra diferencia es que OSI solo soporta comunicación orientada y no orientada a la conexión
en la capa de red y no en la de transporte, donde solo soporta comunicación orientada a la
conexión, y es justamente donde es importante optar. TCP/IP, en cambio, soporta ambos en la
capa de transporte, pero solo comunicación no orientada a la conexión en la capa de red (lo
que es mejor).
Finalmente vale decir que las capas de sesión y presentación de OSI han demostrado ser
obsoletas, capas que TCP/IP no posee. Pero en las demás capas OSI es más robusto.
Por todo esto, el modelo ideal sería un modelo de 5 capas: Física, Enlace de datos, Red,
Transporte y Aplicación; utilizando los protocolos de TCP/IP y algunos otros nuevos.
4
, Unidad 2: Medios de Transmisión
(Cap. 2 libro - carpeta)
El propósito de la capa física es transportar un flujo de datos (bits) de una máquina a otra. Para
ello, la capa física necesita un medio de transmisión físico que lleve los bits entre las máquinas.
Estos medios podemos dividirlos en 2 clases, confinados (o guiados) y no confinados (o no
guiados). Los confinados son los que están acotados a su medio, mientras que los no
confinados se propagan por el aire.
Medios Confinados:
Par Trenzado: El par trenzado puede ser blindado (STP) o no (UTP). El más utilizado
por lejos es el UTP y es el que explicaremos, el STP es más caro aunque es mejor ante
el ruido, pero en precio/calidad ha quedado por detrás del UTP por lejos. El UTP es el
medio de menor costo y tiene un muy buen rendimiento, especialmente para
distancias no muy largas. Estos cables se pueden utilizar tanto para la conexión
analógica como para la digital, y su ancho de banda depende de su grosor (categorías).
Este cable consta de 8 hilos de cobre, los cuales se trenzan de a pares para evitar
interferencia entre los hilos, y a su vez también se trenzan los pares entre sí para evitar
la interferencia entre estos (diafonía). Su mayor problema se da en la conexión a la
ficha (RJ45), por eso es importante que dicha conexión se haga correctamente y se
pruebe.
Existen categorías estandarizadas para estos cables, las cuales ofrecen distintas
velocidades de transmisión y distintos costos. Las más utilizadas hoy en día son la 5e
(100 MHz), quien reemplazó a la 3 (16 MHz); y la 6 (250 MHz). La categoría 7 (600
MHz) todavía no se utiliza prácticamente. Para la categoría 5, de los 4 pares solo se
utilizan 2, de los cuales uno es para enviar (par 1-2) y el otro para recibir (par 3-6).
Coaxial: El cable coaxial se compone de un conductor de cobre recubierto por una
malla aislante. Este tiene 2 variantes, el fino o de banda base (50 Ohm y 500 MHz) y el
grueso o de banda ancha (75 ohm y 1,2 GHz). Este último se utiliza para las redes
troncales de cable módem, junto con la fibra óptica. El coaxial es más rápido, tiene
mayor ancho de banda y menos interferencia que el UTP, pero es más caro. Además
solo sirve para señales analógicas y tiene un grave problema en las conexiones de
ficha, por lo que no se utiliza para redes de datos LAN.
Fibra Óptica: Es una fibra de vidrio de alta pureza la cual transmite luz. Es el medio
guiado de mayor velocidad y el de menor atenuación por lejos, aunque es el más caro
también. Además no posee ninguna interferencia por ruidos. La fibra en sí posee un
ancho de banda enorme, pero las limitaciones se dan en los extremos donde se utiliza
un led como trasmisor y un fotodiodo como receptor. Estos tardan en convertir la
electricidad a luz y viceversa, por lo que la verdadera velocidad de transmisión está
dada por ellos. Otra consideración son los empalmes de tramos de fibra. Estos pueden
5
Unidad 1: Modelos de Referencia (OSI, TCP/IP)
(Cap. 1 libro)
Podemos comenzar por explicar que las redes de computadoras actuales poseen software de
redes altamente estructurados.
Por ello, para que una red funcione bien organizada y simple, internamente se las organiza en
capas o niveles, construidas una sobre la otra.
Cada capa se comunica con su capa inmediatamente superior mediante una Interfaz, la cual
define los servicios y operaciones que dicha capa le brinda a su capa superior. Los Servicios son
las operaciones primitivas que la capa le ofrece a su capa superior.
Además las capas de un mismo nivel se comunican mediante Protocolos que determinan
como se debe llevar a cabo la comunicación entre iguales. Estos rigen el formato y el
significado del mensaje que se intercambiará.
O sea que, por ejemplo, una capa 3 de una máquina se comunica con otra capa 3 de otra
máquina mediante un protocolo de capa 3, pero esta comunicación no es directa sino que
primero debe ir hacia la capa 2 (por medio de la interfaz y sus servicios) y a la capa 1 del
emisor, pasar por el medio físico, llegar a la capa 1 del receptor, la capa 2 del receptor y recién
llega a la capa 3 del receptor, que interpretará el mensaje de acuerdo al protocolo.
Un conjunto de capas y protocolos se denomina una Arquitectura de Red. La lista de
protocolos de una arquitectura se denomina Pila de Protocolos.
Las capas pueden brindar 2 tipos de servicios a sus capas inmediatamente superiores:
Servicios Orientados a la Conexión:
Estos necesitan primeramente establecer una conexión con el receptor antes de
comenzar a transmitir información, luego la utiliza para ello y finalmente la abandona.
Este tipo de servicios tiene 2 variantes de servicios confiables:
o Flujo de mensajes
o Flujo de Bytes
Y un servicio no confiable:
o Conexión no confiable
Los servicios confiables nunca pierden datos pero introducen sobrecargas y retardos,
por lo que depende del servicio que se necesite para su elección.
Servicios no Orientados a la conexión:
1
, Estos servicios no necesitan conexión, solo se envían a través del sistema con la
dirección de destino. Aquí también podemos dividir en servicios confiables y no
confiables. Los confiables son 2:
o Datagrama confirmado (envía una confirmación de recepción)
o Solicitud-Respuesta (se emite una solicitud y el receptor la responde)
Y existe uno no confiable:
o Datagrama
Vale aclarar que en muchas ocasiones los servicios confiables podrían no estar
disponibles (Ethernet).
Modelo de Referencia OSI (Interconexión de Sistemas abiertos)
Este modelo fue creado por la ISO y posee 7 capas:
Capa 1 o Física:
Esta capa es la encargada de convertir las tramas recibidas de la capa 2 a bits para ser
transmitidos por el medio físico y viceversa. Sus aspectos de diseño tienen que ver con
interfaces eléctricas, mecánicas, etc. relacionadas al medio físico.
Sus dispositivos son los repetidores y los concentradores (HUB).
Capa 2 o de Enlace de Datos:
Esta capa recibe paquetes de la capa de red y arma tramas poniéndole el encabezado y
fin de estas. Además ofrece servicios de control de errores y control de flujo. También
posee un aspecto adicional que es controlar el acceso al canal compartido (subcapa de
Control de Acceso al Medio), utilizado en las redes de difusión.
Sus dispositivos son los puentes (Bridges) y los switchs.
Capa 3 o de Red:
La capa de red maneja paquetes, y su servicio esencial es enrutar dichos paquetes
desde su origen hasta su destino. En este sentido se incluye controlar la congestión de
los paquetes (responsabilidad compartida con la capa de transporte). En general, la
calidad de servicio proporcionado corresponde en gran proporción a la capa de red.
En las redes de difusión el enrutamiento es simple por lo que esta capa es muy
delgada.
Sus dispositivos son los routers.
De la capa 1 a la 3 se conforma lo que se denomina Subred de Comunicación, hasta
aquí no hay una conexión extremo a extremo real, sino que los protocolos operan entre
la máquina emisora y sus vecinos inmediatos, y no quizás con la máquina receptora
final.
Capa 4 o de Transporte:
Su función básica es recibir la información de las capas superiores y dividirlos en
unidades más pequeñas si es necesario (UDPT o TPDU– Unidad de datos de protocolo
de transporte), pasárselos a la capa de red y verificar que estos lleguen correctamente
2
, al receptor. Además debe hacerlo con eficiencia y aislando a las capas superiores de
diferencias tecnológicas en el hardware.
Sus dispositivos son las Puertas de Enlace de Transporte (Gateway).
Capa 5 o de Sesión:
Permite que los usuarios de máquinas diferentes establezcan sesiones entre ellos. Las
sesiones pueden ofrecer varios servicios como:
o Control de Diálogo
o Administración de Token
o Sincronización
Su unidad de datos es la UDPS.
Capa 6 o de Presentación:
Le corresponde la sintaxis y semántica de la información transmitida. Maneja
estructura de datos abstractos. Su unidad de datos es la UDPP.
Capa 7 o de Aplicación:
Contiene protocolos que los usuarios utilizan con frecuencia como HTTP, FTP, SMTP,
DNS, etc. Su unidad de datos es la UDPA.
Modelo de Referencia TCP/IP
Este modelo fue creado para ARPANET y posee solo 4 capas:
Capa 1 o de Host a Red:
El modelo no dice mucho de esta capa, solo que se tienen que conectar a la red
mediante el mismo protocolo para que le puedan enviar paquetes IP.
Capa 2 o de Inter red:
Es la base del modelo. Define un paquete de formato y el protocolo IP. Su trabajo es
entregar los paquetes IP a sus destinos, teniendo en cuenta la congestión (similar a la
capa de red de OSI).
Capa 3 o de Transporte:
Permite a las entidades iguales en los hosts de origen y destino llevar a cabo una
conversación. Define 2 protocolos:
o TCP (protocolo de control de transmisión): Protocolo confiable, orientado a la
conexión que permite un flujo confiable de bytes. Maneja control de errores y
de flujo.
o UDP (protocolo de datagrama de usuario): Protocolo no confiable, no
orientado a la conexión, para aplicaciones que no deseen control de flujo y
secuenciación. Tiene amplio uso en consultas solicitud-respuesta y
aplicaciones de entrega puntual.
Capa 4 o de Aplicación:
3
, Contiene todos los protocolos de nivel más alto.
Comparación entre OSI y TCP/IP
Los 2 se basan en capas y una pila de protocolos, y aunque OSI posee 3 capas más, la
funcionalidad de las capas es muy parecida.
Ahora, poseen muchas diferencias y ventajas uno de otro:
OSI incorpora algo muy valioso que es la distinción clara entre Protocolos, Interfaces y
Servicios, mientras que TCP/IP no incluía esa distinción, aunque ahora hay adaptaciones. Esto
hace que los protocolos de OSI estén más ocultos y sean mucho más fáciles de cambiar y
adaptar. Además, TCP/IP se creó en base a los protocolos y OSI en base al modelo, por lo que
los protocolos de TCP/IP son mucho mejores, pero su modelo solo trabaja sobre estos
protocolos únicamente.
Otra diferencia es que OSI solo soporta comunicación orientada y no orientada a la conexión
en la capa de red y no en la de transporte, donde solo soporta comunicación orientada a la
conexión, y es justamente donde es importante optar. TCP/IP, en cambio, soporta ambos en la
capa de transporte, pero solo comunicación no orientada a la conexión en la capa de red (lo
que es mejor).
Finalmente vale decir que las capas de sesión y presentación de OSI han demostrado ser
obsoletas, capas que TCP/IP no posee. Pero en las demás capas OSI es más robusto.
Por todo esto, el modelo ideal sería un modelo de 5 capas: Física, Enlace de datos, Red,
Transporte y Aplicación; utilizando los protocolos de TCP/IP y algunos otros nuevos.
4
, Unidad 2: Medios de Transmisión
(Cap. 2 libro - carpeta)
El propósito de la capa física es transportar un flujo de datos (bits) de una máquina a otra. Para
ello, la capa física necesita un medio de transmisión físico que lleve los bits entre las máquinas.
Estos medios podemos dividirlos en 2 clases, confinados (o guiados) y no confinados (o no
guiados). Los confinados son los que están acotados a su medio, mientras que los no
confinados se propagan por el aire.
Medios Confinados:
Par Trenzado: El par trenzado puede ser blindado (STP) o no (UTP). El más utilizado
por lejos es el UTP y es el que explicaremos, el STP es más caro aunque es mejor ante
el ruido, pero en precio/calidad ha quedado por detrás del UTP por lejos. El UTP es el
medio de menor costo y tiene un muy buen rendimiento, especialmente para
distancias no muy largas. Estos cables se pueden utilizar tanto para la conexión
analógica como para la digital, y su ancho de banda depende de su grosor (categorías).
Este cable consta de 8 hilos de cobre, los cuales se trenzan de a pares para evitar
interferencia entre los hilos, y a su vez también se trenzan los pares entre sí para evitar
la interferencia entre estos (diafonía). Su mayor problema se da en la conexión a la
ficha (RJ45), por eso es importante que dicha conexión se haga correctamente y se
pruebe.
Existen categorías estandarizadas para estos cables, las cuales ofrecen distintas
velocidades de transmisión y distintos costos. Las más utilizadas hoy en día son la 5e
(100 MHz), quien reemplazó a la 3 (16 MHz); y la 6 (250 MHz). La categoría 7 (600
MHz) todavía no se utiliza prácticamente. Para la categoría 5, de los 4 pares solo se
utilizan 2, de los cuales uno es para enviar (par 1-2) y el otro para recibir (par 3-6).
Coaxial: El cable coaxial se compone de un conductor de cobre recubierto por una
malla aislante. Este tiene 2 variantes, el fino o de banda base (50 Ohm y 500 MHz) y el
grueso o de banda ancha (75 ohm y 1,2 GHz). Este último se utiliza para las redes
troncales de cable módem, junto con la fibra óptica. El coaxial es más rápido, tiene
mayor ancho de banda y menos interferencia que el UTP, pero es más caro. Además
solo sirve para señales analógicas y tiene un grave problema en las conexiones de
ficha, por lo que no se utiliza para redes de datos LAN.
Fibra Óptica: Es una fibra de vidrio de alta pureza la cual transmite luz. Es el medio
guiado de mayor velocidad y el de menor atenuación por lejos, aunque es el más caro
también. Además no posee ninguna interferencia por ruidos. La fibra en sí posee un
ancho de banda enorme, pero las limitaciones se dan en los extremos donde se utiliza
un led como trasmisor y un fotodiodo como receptor. Estos tardan en convertir la
electricidad a luz y viceversa, por lo que la verdadera velocidad de transmisión está
dada por ellos. Otra consideración son los empalmes de tramos de fibra. Estos pueden
5
