1 INTRODUCCIÓN A REDES_______________________________________1

1.1 Concepto de Red Local__________________________________________1

1.2 Introducción a las redes de equipos____________________________21.2.1 Compartir información (o datos)______________________________________41.2.2 Compartir hardware y software_______________________________________41.2.3 Centralización de la administración y el soporte______________________5

1.3 Configuración de redes__________________________________________5

1.4 Modelos de redes________________________________________________61.4.1 Cliente-servidor______________________________________________________61.4.2 Redes de pares (de igual a igual).____________________________________6

1.5 Redes LAN, MAN y WAN_________________________________________71.5.1 Redes de Área Local (LAN)___________________________________________71.5.2 Redes de Área Metropolitana (MAN)__________________________________71.5.3 Redes de Área Amplia (WAN)_________________________________________7

1.6 Topologías________________________________________________________81.6.1 Topología en Estrella_________________________________________________81.6.2 Topología en bus (lineal)_____________________________________________91.6.3 Tokenring (Anillo)___________________________________________________10

1.7 Tecnología de redes.____________________________________________111.7.1 Medios Físicos_______________________________________________________12

1.8 Configuración de Cableado_____________________________________15

2 El modelo OSI_____________________________________________________17

2.1 Modelo general de comunicación_______________________________________17

2.2 Origen, destino y paquetes de datos_____________________________________19

2.3 Medios_____________________________________________________________20

2.4 Protocolo___________________________________________________________21

2.5 Evolución de las normas de networking de ISO___________________________22

2.6 El modelo de referencia OSI___________________________________________232.6.1 Propósito del modelo de referencia OSI________________________________________232.6.2 Las siete capas del modelo de referencia OSI________________________242.6.3 Funciones de cada capa_____________________________________________________252.6.4 Encapsulamiento__________________________________________________________272.6.5 Nombres de los datos en cada capa del modelo OSI______________________________29

2.7 Comparación del modelo OSI y el modelo TCP/IP________________________302.7.1 El modelo de referencia TCP/IP______________________________________________302.7.2 Las capas del modelo de referencia TCP/IP_____________________________________31

2.8 Comparación entre el modelo OSI y el modelo TCP/IP_____________________332.8.1 Similitudes______________________________________________________________33

2.9 Diferencias_________________________________________________________33

2.10 Uso de los modelos OSI y TCP/IP______________________________________33

1 INTRODUCCIÓN A REDES

Cada uno de los tres siglos pasados ha estado dominado por una sola tecnología. El

siglo XVIII fue la etapa de los grandes sistemas mecánicos que acompañaron a la

Revolución Industrial. El siglo XIX fue la época de la máquina de vapor. Durante el

siglo XX, la tecnología clave ha sido la recolección, procesamiento y distribución de

información. Entre otros desarrollos, hemos asistido a la instalación de redes

telefónicas en todo el mundo, a la invención de la radio y la televisión, al nacimiento

y crecimiento sin precedente de la industria de los ordenadores (computadores), asÍ

como a la puesta en orbita de los satélites de comunicación.

En un principio, las computadoras eran elementos aislados que se constituían en

una estación de trabajo independiente o de "isla informática". Cada computadora

precisaba sus propios periféricos y contenía sus propios archivos, de tal forma que

cuando una persona necesitaba imprimir un documento y no disponía de una

impresora conectada directamente a su equipo, debía copiar éste en un disquete,

desplazarse a otro equipo con impresora instalada e imprimirlo desde allí; además,

era imposible implementar una administración conjunta de todos los equipos.

A medida en que las empresas e instituciones ampliaban su número de

computadoras, fue necesario unirlas entre sí, surgiendo el concepto de "redes de

cómputo" y de "trabajo en red" (networking) para poder, de esta forma, compartir

archivos y periféricos entre las diferentes computadoras.

1.1 Concepto de Red Local

La idea de las redes existe desde hace mucho tiempo, y ha tomado muchos

significados. Si consulta el término «red» en su diccionario, podría encontrar

cualquiera de las siguientes definiciones:

Malla, arte de pesca.

Un sistema de líneas, caminos o canales entrelazados.

Cualquier sistema interconectado; por ejemplo, una red de difusión de

televisión.

Un sistema en el que se conectan entre sí varias equipos independientes

para compartir datos y periféricos, como discos duros e impresoras.

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 En la definición, la palabra clave es «compartir». El propósito de las redes de

equipos es compartir. La capacidad de compartir información de forma eficiente es

lo que le da a las redes de equipos su potencia y atractivo. Y en lo que respecta a

compartir información, los seres humanos actúan en cierto modo como los equipos.

Así como los equipos son poco más que el conjunto de información que se les ha

introducido, en cierto modo, nosotros somos el conjunto de nuestras experiencias y

la información que se nos ha dado. Cuando queremos incrementar nuestros

conocimientos, ampliamos nuestra experiencia y recogemos más información. Por

ejemplo, para aprender más sobre los equipos, podríamos hablar informalmente

con amigos de la industria informática, volver a la escuela e ir a clase, o seguir un

curso de autoaprendizaje. Independientemente de la opción seleccionada, cuando

buscamos compartir el conocimiento y la experiencia de los demás, estamos

trabajando en red.

Otra forma de pensar en las redes es imaginarse una red como un equipo. Puede

ser un equipo deportivo, como un equipo de fútbol, o un equipo de proyecto.

Mediante el esfuerzo conjunto de todos los implicados (compartiendo tiempo,

talento y recursos) se alcanza una meta o se termina un proyecto. De forma similar,

gestionar una red de equipos no es muy distinto de dirigir un equipo de personas.

La comunicación y compartición puede ser fácil y simple (un jugador que pide a otro

la pelota) o compleja (un equipo de un proyecto virtual localizado en diferentes

zonas horarias del mundo que se comunica mediante teleconferencia, correo

electrónico y presentaciones multimedia por Internet para llevar a cabo un

proyecto).

1.2 Introducción a las redes de equipos

En su nivel más elemental, una red de equipos consiste en dos equipos conectados

entre sí con un cable que les permite compartir datos. Todas las redes de equipos,

independientemente de su nivel de sofisticación, surgen de este sistema tan simple.

Aunque puede que la idea de conectar dos equipos con un cable no parezca

extraordinaria, al mirar hacia atrás se comprueba que ha sido un gran logro a nivel

de comunicaciones.

Las redes de equipos surgen como respuesta a la necesidad de compartir datos de

forma rápida. Los equipos personales son herramientas potentes que pueden

procesar y manipular rápidamente grandes cantidades de datos, pero no permiten

que los usuarios compartan los datos de forma eficiente. Antes de la aparición de

2/34

las redes, los usuarios necesitaban imprimir sus documentos o copiar los archivos

de documentos en un disco para que otras personas pudieran editarlos o utilizarlos.

Si otras personas realizaban modificaciones en el documento, no existía un método

fácil para combinar los cambios. A este sistema se le llamaba, y se le sigue

llamando, «trabajo en un entorno independiente».

En ocasiones, al proceso de copiar archivos en disquetes y dárselos a otras

personas para copiarlos en sus equipos se le denomina «red de alpargata»

(sneakernet). Esta antigua versión de trabajo en red la hemos usado muchos de

nosotros, y puede que sigamos usándola actualmente.

Este sistema funciona bien en ciertas situaciones, y presenta sus ventajas (nos

permite tomar un café o hablar con un amigo mientras intercambiamos y

combinamos datos), pero resulta demasiado lento e ineficiente para cubrir las

necesidades y expectativas de los usuarios informáticos de hoy en día. La cantidad

de datos que se necesitan compartir y las distancias que deben cubrir los datos

superan con creces las posibilidades del intercambio de disquetes.

¿Pero qué sucedería si un equipo estuviera conectado a otros? Entonces podría

compartir datos con otros equipos, y enviar documentos a otras impresoras. Esta

interconexión de equipos y otros dispositivos se llama una red, y el concepto de

conectar equipos que comparten recursos es un sistema en red.

1.3 Objetivos de una red.

Las redes en general, consisten en "compartir recursos", y uno de sus objetivos es

hacer que todos los programas, datos y equipo estén disponibles para cualquiera de

la red que así lo solicite, sin importar la localización física del recurso y del usuario

Un segundo objetivo consiste en proporcionar una alta fiabilidad, al contar con

fuentes alternativas de suministro. Por ejemplo todos los archivos podrían

duplicarse en dos o tres máquinas, de tal manera que si una de ellas no se

encuentra disponible, podría utilizarse una de las otras copias. Además, la presencia

de múltiples CPU significa que si una de ellas deja de funcionar, las otras pueden

ser capaces de encargarse de su trabajo, aunque se tenga un rendimiento global

menor.

Otro objetivo es el ahorro económico. Los ordenadores pequeños tienen una mejor

relación costo / rendimiento, comparada con la ofrecida por las máquinas grandes.

Estas son, a grandes rasgos, diez veces más rápidas que el mas rápido de los

microprocesadores, pero su costo es miles de veces mayor.

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Beneficios:

1.3.1 Compartir información (o datos)

La capacidad de compartir información de forma rápida y económica ha

demostrado ser uno de los usos más populares de la tecnología de las redes. Hay

informes que afirman que el correo electrónico es, con diferencia, la principal

actividad de las personas que usan Internet. Muchas empresas han invertido en

redes específicamente para aprovechar los programas de correo electrónico y

planificación basados en red.

Al hacer que la información esté disponible para compartir, las redes pueden

reducir la necesidad de comunicación por escrito, incrementar la eficiencia y hacer

que prácticamente cualquier tipo de dato esté disponible simultáneamente para

cualquier usuario que lo necesite. Los directivos pueden usar estas utilidades para

comunicarse rápidamente de forma eficaz con grandes grupos de personas, y para

organizar y planificar reuniones con personas de toda una empresa u organización

de un modo mucho más fácil de lo que era posible anteriormente.

1.3.2 Compartir hardware y software

Antes de la aparición de las redes, los usuarios informáticos necesitaban sus

propias impresoras, trazadores y otros periféricos; el único modo en que los

usuarios podían compartir una impresora era hacer turnos para sentarse en el

equipo conectado a la impresora.

Las redes hacen posible que varias personas compartan simultáneamente datos y

periféricos. Si muchas personas necesitan usar una impresora, todos pueden usar la

impresora disponible en la red.

Las redes pueden usarse para compartir y estandarizar aplicaciones, como

tratamientos de texto, hojas de cálculo, bases de datos de existencias, etc., para

asegurarse de que todas las personas de la red utilizan las mismas aplicaciones y

las mismas versiones de estas aplicaciones. Esto permite compartir fácilmente los

documentos, y hace que la formación sea más eficiente: es más fácil que los

usuarios aprendan a usar bien una aplicación de tratamiento de textos que intentar

aprender cuatro o cinco aplicaciones distintas de tratamiento de textos.

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1.3.3 Centralización de la administración y el soporte

La conexión en red de los equipos también puede facilitar las tareas de soporte.

Para el personal técnico, es mucho más eficiente dar soporte a una versión de un

sistema operativo o aplicación y configurar todas los equipos del mismo modo que

dar soporte a muchos sistemas y configuraciones individuales y diferentes.

1.4 Configuración de redes

En general, todas las redes tienen ciertos componentes, funciones y características

comunes. Éstos incluyen:

Servidores: Equipos que ofrecen recursos compartidos a los usuarios de la

red. 

Clientes: Equipos que acceden a los recursos compartidos de la red

ofrecidos por los servidores. 

Medio: Los cables que mantienen las conexiones físicas. 

Datos compartidos: Archivos suministrados a los clientes por parte de los

servidores a través de la red.

Impresoras y otros periféricos compartidos: Recursos adicionales

ofrecidos por los servidores.

Recursos: Cualquier servicio o dispositivo, como archivos, impresoras u

otros elementos, disponible para su uso por los miembros de la red.

1.5 Modelos de redes

Los modelos más comunes son el Cliente- Servidor y el modelo Par a Par. En los

centros escolares nos encontramos con el modelo Par a Par o de Igual a Igual en

donde todas las estaciones de trabajo (equipos conectados a la red) pueden actuar

como clientes y como servidores. A continuación se muestran brevemente las

características de estos modelos.

1.5.1 Cliente-servidor

Este es un modelo de proceso en el que las tareas se reparten entre programas que

se ejecutan en el servidor y otros en la estación de trabajo del usuario. En una red

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cualquier equipo puede ser el servidor o el cliente. El cliente es la entidad que

solicita la realización de una tarea, el servidor es quien la realiza en nombre del

cliente. Este es el caso de aplicaciones de acceso a bases de datos, en las cuales las

estaciones ejecutan las tareas del interfaz de usuario (pantallas de entrada de datos

o consultas, listados, etc.) y el servidor realiza las actualizaciones y recuperaciones

de datos en la base.

1.5.2 Redes de pares (de igual a igual).

Este modelo permite la comunicación entre usuarios (estaciones) directamente sin

tener que pasar por un equipo central para la transferencia. Todos los equipos

conectados pueden desempeñar el papel de servidor y de estación de trabajo al

mismo tiempo. En este caso, si alguien quisiera compartir un recurso podría

ofrecerlo a los demás (incluso, por ejemplo, su disco duro) o utilizar los recursos

ofrecidos por otra computadora. Este es un tipo de red para trabajos simples, donde

el volumen de información intercambiado es pequeño y la seguridad no es un factor

crítico.

1.6 Redes LAN, MAN y WAN

Un criterio para clasificar redes de ordenadores es el que se basa en su extensión

geográfica, es en este sentido en el que hablamos de redes LAN, MAN y WAN,

aunque esta documentación se centra en las redes de área local (LAN), nos dará

una mejor perspectiva el conocer los otros dos tipos: MAN y WAN.

1.6.1 Redes de Área Local (LAN)

Son redes de propiedad privada, de hasta unos cuantos kilómetros de extensión.

Por ejemplo una oficina o un centro educativo.

Se usan para conectar computadoras personales o estaciones de trabajo, con objeto

de compartir recursos e intercambiar información.

Están restringidas en tamaño, lo cual significa que el tiempo de transmisión, en el

peor de los casos, se conoce, lo que permite cierto tipo de diseños (deterministas)

que de otro modo podrían resultar ineficientes. Además, simplifica la administración

de la red.

Suelen emplear tecnología de difusión mediante un cable sencillo al que están

conectadas todas las máquinas.

Operan a velocidades entre 10 y 100 Mbps.

Tienen bajo retardo y experimentan pocos errores.

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1.6.2 Redes de Área Metropolitana (MAN)

Son una versión mayor de la LAN y utilizan una tecnología muy similar. Actualmente

esta clasificación ha caído en desuso, normalmente sólo distinguiremos entre redes

LAN y WAN.

1.6.3 Redes de Área Amplia (WAN)

Son redes que se extienden sobre un área geográfica extensa. Contiene una

colección de máquinas dedicadas a ejecutar los programas de usuarios (hosts).

Estos están conectados por la red que lleva los mensajes de un host a otro. Estas

LAN de host acceden a la subred de la WAN por un router. Suelen ser por tanto

redes punto a punto.

La subred tiene varios elementos:

Líneas de comunicación: Mueven bits de una máquina a otra.

Elementos de conmutación: Máquinas especializadas que conectan dos o

más líneas de transmisión. Se suelen llamar encaminadores o routers.

Cada host está después conectado a una LAN en la cual está el

encaminador o enrutador (router) que se encarga de enviar la información

por la subred.

Una WAN contiene numerosos cables conectados a un par de enrutadores. Si dos

enrutadores que no comparten cable desean comunicarse, han de hacerlo a través

de enrutadores intermedios. El paquete se recibe completo en cada uno de los

intermedios y se almacena allí hasta que la línea de salida requerida esté libre.

Se pueden establecer WAN en sistemas de satélite o de radio en tierra en los que

cada enrutador tiene una antena con la cual poder enviar y recibir la información.

Por su naturaleza, las redes de satélite serán de difusión.

1.7 Topologías

Se entiende por topología de una red local la distribución física en la que se

encuentran dispuestos los ordenadores que la componen. De este modo, existen

tres tipos, que podíamos llamar "puros". Son los siguientes:

Estrella.

Bus.

Anillo

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1.7.1 Topología en Estrella

Todos los elementos de la red se encuentran conectados directamente mediante un

enlace punto a punto al nodo central de la red, quien se encarga de gestionar las

transmisiones de información por toda la estrella. Evidentemente, todas las tramas

de información que circulen por la red deben pasar por el nodo principal, con lo cual

un fallo en él provoca la caída de todo el sistema. Por otra parte, un fallo en un

determinado cable sólo afecta al nodo asociado a él; si bien esta topología obliga a

disponer de un cable propio para cada terminal adicional de la red. La topología de

Estrella es una buena elección siempre que se tenga varias unidades dependientes

de un procesador, esta es la situación de una típica mainframe, donde el personal

requiere estar accediendo frecuentemente esta computadora. En este caso, todos

los cables están conectados hacia un solo sitio, esto es, un panel central.

Equipo como unidades de multiplexaje, concentradores y pares de cables solo

reducen los requerimientos de cableado, sin eliminarlos y produce alguna economía

para esta topología. Resulta económico la instalación de un nodo cuando se tiene

bien planeado su establecimiento, ya que este requiere de una cable desde el panel

central, hasta el lugar donde se desea instalarlo.

1.7.2 Topología en bus (lineal)

En esta topología, los elementos que constituyen la red se disponen linealmente, es

decir, en serie y conectados por medio de un cable; el bus. Las tramas de

información emitidas por un nodo (terminal o servidor) se propagan por todo el

bus(en ambas direcciones), alcanzado a todos los demás nodos. Cada nodo de la

red se debe encargar de reconocer la información que recorre el bus, para así

determinar cual es la que le corresponde, la destinada a él.

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Es el tipo de instalación más sencillo y un fallo en un nodo no provoca la caída del

sistema de la red. Por otra parte, una ruptura del bus es difícil de

localizar(dependiendo de la longitud del cable y el número de terminales

conectados a él) y provoca la inutilidad de todo el sistema.

Como ejemplo más conocido de esta topología, encontramos la red Ethernet de

Xerox. El método de acceso utilizado es el CSMA/CD, método que gestiona el acceso

al bus por parte de los terminales y que por medio de un algoritmo resuelve los

conflictos causados en las colisiones de información. Cuando un nodo desea iniciar

una transmisión, debe en primer lugar escuchar el medio para saber si está

ocupado, debiendo esperar en caso afirmativo hasta que quede libre. Si se llega a

producir una colisión, las estaciones reiniciarán cada una su transmisión, pero

transcurrido un tiempo aleatorio distinto para cada estación. Esta es una breve

descripción del protocolo de acceso CSMA/CD, pues actualmente se encuentran

implementadas cantidad de variantes de dicho método con sus respectivas

peculiaridades. El bus es la parte básica para la construcción de redes Ethernet y

generalmente consiste de algunos segmentos de bus unidos ya sea por razones

geográficas, administrativas u otras.

1.7.3 Tokenring (Anillo)

Los nodos de la red se disponen en un anillo cerrado conectados a él mediante

enlaces punto a punto. La información describe una trayectoria circular en una

única dirección y el nodo principal es quien gestiona conflictos entre nodos al evitar

la colisión de tramas de información. En este tipo de topología, un fallo en un nodo

afecta a toda la red aunque actualmente hay tecnologías que permiten mediante

unos conectores especiales, la desconexión del nodo averiado para que el sistema

pueda seguir funcionando. La topología de anillo esta diseñada como una

arquitectura circular, con cada nodo conectado directamente a otros dos nodos.

Toda la información de la red pasa a través de cada nodo hasta que es tomado por

el nodo apropiado. Este esquema de cableado muestra alguna economía respecto al

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de estrella. El anillo es fácilmente expandido para conectar mas nodos, aunque en

este proceso interrumpe la operación de la red mientras se instala el nuevo nodo.

Así también, el movimiento físico de un nodo requiere de dos pasos separados:

desconectar para remover el nodo y otra vez reinstalar el nodo en su nuevo lugar.

1.8 Tecnología de redes.

Ethernet. La tecnología de red de Ethernet es la más popular para las

soluciones de red de casas y pequeñas empresas.

Gigabit Ethernet .Es la tecnología más rápida para el uso doméstico. Con

1.000 Mbps, o 1 gigabit por segundo (de ahí el nombre), es unas 10 veces

más rápido que otras tecnologías.

802.11. La tecnología siempre ha sido el mayor punto de apoyo de las redes

inalámbricas domésticas. Es la tecnología a la que mucha gente se refiere

cuando habla de "wireless" o "Wi-Fi."

Tecnología Velocidad Inalámbrico Coste

Ethernet 10/100 100 Mbps No Bajo

Gigabit Ethernet 1,000 Mbps No Muy alto

802.11b 11 Mbps Si Medio

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Tecnología Velocidad Inalámbrico Coste

802.11a 54 Mbps Si Alto

802.11g 54 Mbps Si Medio

Tecnología Bluetooth inalámbrica. Tecnología Bluetooth inalámbrica es lenta

pero en muchos aspectos es la tecnología de red más intrigante. Las

impresoras, los ratones, joysticks, teclados y PDA's, teléfonos móviles,

cámaras digitales, cualquier sitio en el que haya datos, las opciones son que

alguien cree un dispositivo inalámbrico Bluetooth para trasladarlos. A unos

1.5 Mbps, no se trata en realidad de una tecnología de red viable, pero no se

ha diseñado para crear una red entre los equipos. Su función principal es

conectar los equipos a dispositivos más pequeños. El alcance es de unos 9

metros. Para conexiones más específicas entre varios dispositivos modernos,

la tecnología Bluetooth es cada vez más popular.

1.8.1 Medios Físicos

Una parte importante en el diseño e instalación de una red Ethernet es la correcta

selección del medio físico apropiado al entorno existente. Actualmente, se emplean,

básicamente, cuatro tipos de cableados o medios físicos: coaxial grueso

("thickwire") para redes 10BASE5, coaxial fino ("thinwire") para redes 10BASE2, par

trenzado no apantallado (UTP) para redes 10BASE-T o 100Base-TX y fibra óptica

para redes 10BASE-FL o 100BASE-FX. Esta amplia variedad de medios físicos refleja

la evolución de Ethernet y la flexibilidad de la tecnología.

Cada tipo tiene sus ventajas e inconvenientes. La adecuada selección del tipo de

medio apropiado para cada caso, evitará costes de recableado, según vaya

creciendo la red.

1.8.1.1 Cable Coaxial Grueso

El cable coaxial grueso o Ethernet 10Base-5, se empleaba, generalmente, para

crear grandes troncales ("backbones"). Un troncal une muchos pequeños

segmentos de red en una gran LAN. El cable coaxial grueso es un troncal excelente

porque puede soportar muchos nodos en una topología de bus y el segmento puede

ser muy largo. Puede ir de un grupo de trabajo al siguiente, donde las redes

departamentales pueden ser interconectadas al troncal. Un segmento de cable

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coaxial grueso puede tener hasta 500 metros de longitud y máximo de 100 nodos

conectados.

El cable coaxial grueso es pesado, rígido, caro y difícil de instalar. Sin embargo es

inmune a niveles corrientes de ruido eléctrico, lo que ayuda a la conservación de la

integridad de las señales de la red. El cable no ha de ser cortado para instalar

nuevos nodos, sino "taladrado" con un dispositivo comúnmente denominado

"vampiro". Los nodos deben de ser espaciados exactamente en incrementos de 2.5

metros para prevenir la interferencia de la señales. Debido a esta combinación de

ventajas e inconvenientes, el cable coaxial grueso es más apropiado, aunque no

limitado a, aplicaciones de troncal.

1.8.1.2 Cable Coaxial Fino

El cable coaxial fino, o Ethernet 10Base-2, ofrece muchas de las ventajas de la

topología de bus del coaxial grueso, con un coste menor y una instalación más

sencilla. El cable coaxial fino es considerablemente más delgado y más flexible,

pero sólo puede soportar 30 nodos, cada uno separado por un mínimo de 0.5

metros, y cada segmento no puede superar los 185 metros. Aún sujeto a estas

restricciones, el cable coaxial fino puede ser usado para crear troncales, aunque

con menos nodos.

Un segmento de cable coaxial fino esta compuesto por muchos cables de diferentes

longitudes, cada uno con un conector de tipo BNC en cada uno de los extremos.

Cada cable se conecta al siguiente con un conector de tipo "T", donde se necesita

instalar un nodo.

Los nodos pueden ser conectados o desconectados de la "T", según se requiera, sin

afectar al resto de la red. El cable coaxial fino es una solución de bajo coste,

reconfigurable, y la topología de bus le hace atractivo para pequeñas redes, redes

departamentales, pequeños troncales, y para interconectar pocos nodos en una

sola habitación, como en un laboratorio.

1.8.1.3 Par Trenzado

El cable de par trenzado no apantallado, o UTP, ofrece muchas ventajas respecto de

los cables coaxiales, dado que los coaxiales son ligeramente caros y requieren

algún cuidado durante la instalación. El cable UTP es similar, o incluso el mismo, al

cable telefónico que puede estar instalado y disponible para la red en muchos

edificios.

Hoy, los esquemas de instalación de cableado más populares son 10BASE-T y

100BASE-TX, tanto con cable de par trenzado de tipo apantallado como sin

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apantallar (STP y UTP, respectivamente). Como hemos dicho es un cable similar al

telefónico y existe una gran variedad de calidades; a mejor calidad, mejores

prestaciones. El cable  de Categoría 5 es el de mejor calidad, más caro y ofrece

soporte para la transmisión de hasta 100 Mbps. (megabits por segundo). Los cables

de Categoría 4 y Categoría 3 son menos caros, pero no pueden soportar las mismas

velocidades para la transmisión de los datos, como 10 Mbps. (10Base-T). La norma

100BASE-T4 permite soportar Ethernet a 100 Mbps. sobre cable   de Categoría 3,

pero éste es un esquema torpe y por consiguiente 100BASE-T4 ha visto muy

limitada su popularidad.

El cable de Categoría 4 soporta velocidades de hasta 20 Mbps., y el de Categoría 3

de hasta 16 Mbps. Los cables de Categoría 1 y 2, los más asequibles, fueron

diseñados principalmente para aplicaciones de voz y transmisiones de baja

velocidad (menos de 5 Mbps.), y no deben de ser usados en redes 10Base-T.

Los segmentos UTP están limitados a 100 metros.

1.8.1.4 Fibra Optica

Para las aplicaciones especializadas son populares los segmentos Ethernet de fibra

óptica, o 10BASE-FL. El cable de fibra óptica es más caro, pero es inestimable para

las situaciones donde las emisiones electrónicas y los riesgos medioambientales

son una preocupación. El cable de fibra óptica puede ser útil en áreas donde hay

grandes cantidades de interferencias electromagnéticas, como en la planta de una

fábrica.

La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra óptica de dos kilómetros de

longitud, haciendo Ethernet a fibra óptica perfecto para conectar nodos y edificios

que de otro modo no podrían ser conectados con cableados de cobre.

Una inversión en cableado de fibra óptica puede ser algo revalorizable, dado que

según evolucionan las tecnologías de redes, y aumenta la demanda de velocidad,

se puede seguir utilizando el mismo cableado, evitando nuevos gastos de

instalación

1.9 Configuración de Cableado

Existen varios tipos de cableados para redes. Los más típicos son el RG-58 (coaxial)

y el UTP (Par Trenzado sin Apantallar). Aunque el coaxial aún se puede usar en

pequeñas redes caseras no es lo normar, usándose por el contrario el par trenzado.

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Norma de cableado “568-B” (Cable normal o paralelo)

Esta norma o estándar establece el siguiente y mismo código de colores en ambos extremos del cable: Conector 1 Nº Pin Nº Pin Conector 2

Blanco/Naranja Pin 1 a Pin 1 Blanco/Naranja

Naranja Pin 2 a Pin 2 Naranja

Blanco/Verde Pin 3 a Pin 3 Blanco/Verde

Azul Pin 4 a Pin 4 Azul

Blanco/Azul Pin 5 a Pin 5 Blanco/Azul

Verde Pin 6 a Pin 6 Verde

Blanco/Marrón Pin 7 a Pin 7 Blanco/Marrón

Marrón Pin 8 a Pin 8 Marrón Este cable lo usaremos para redes que tengan “Hub” o “Switch”, es decir, para unir los Pc´s con las rosetas y éstas con el Hub o Switch. NOTA: Siempre la “patilla” del conector RJ45 hacia abajo y de izqda. (pin 1) a dcha. (pin 8)

Norma de cableado “568-A” (Cable “Cruzado”)Esta norma o estándar establece el siguiente código de colores en cada extremo del cable: Conector 1 (568-B)

Nº Pin Nº Pin Conector 2 (568-A)

Blanco/Naranja Pin 1 Pin 1 Blanco/Verde

Naranja Pin 2 Pin 2 Verde

Blanco/Verde Pin 3 Pin 3 Blanco/Naranja

Azul Pin 4 Pin 4 Azul

Blanco/Azul Pin 5 Pin 5 Blanco/Azul

Verde Pin 6 Pin 6 Naranja

Blanco/Marrón Pin 7 Pin 7 Blanco/Marrón

Marrón Pin 8 Pin 8 Marrón Este cable lo usaremos para redes entre 2 Pc´s o para interconexionar Hubs o Switchs entre sí. NOTA: Siempre la “patilla” del conector RJ45 hacia abajo y de izqda. (pin 1) a dcha. (pin 8)

CÓDIGO DE COLORES PARA ROSETAS "MURALES" RJ45

2 El modelo OSI

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Durante las últimas dos décadas ha habido un enorme crecimiento en la cantidad y

tamaño de las redes. Muchas de ellas sin embargo, se desarrollaron utilizando

implementaciones de hardware y software diferentes. Como resultado, muchas de

las redes eran incompatibles y se volvió muy difícil para las redes que utilizaban

especificaciones distintas poder comunicarse entre sí. Para solucionar este

problema, la Organización Internacional para la Normalización (ISO) realizó varias

investigaciones acerca de los esquemas de red. La ISO reconoció que era necesario

crear un modelo de red que pudiera ayudar a los diseñadores de red a implementar

redes que pudieran comunicarse y trabajar en conjunto (interoperabilidad) y por lo

tanto, elaboraron el modelo de referencia OSI en 1984.

Este esta parte se explica de qué manera los estándares aseguran mayor

compatibilidad e interoperabilidad entre los distintos tipos de tecnologías de red. Se

aprenderá cómo el esquema de networking del modelo de referencia OSI acomoda

los estándares de networking. Además, se verá cómo la información o los datos

viajan desde los programas de aplicación (como por ejemplo las hojas de cálculo) a

través de un medio de red (como los cables) a otros programas de aplicación

ubicados en otros computadores de la red.

2.1 Modelo general de comunicación

Uso de las capas para analizar problemas

en un flujo de materiales. El concepto de

capas ayudará a comprender la acción

que se produce durante el proceso de

comunicación de un computador a otro.

En la figura se plantean preguntas que

involucran el movimiento de objetos

físicos como por ejemplo, el tráfico de

autopistas o los datos electrónicos. Este

desplazamiento de objetos, sea este físico

o lógico, se conoce como flujo. Existen

muchas capas que ayudan a describir los detalles del proceso de flujo. Otros

ejemplos de sistemas de flujo son el sistema de suministro de agua, el sistema de

autopistas, el sistema postal y el sistema telefónico.

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Ahora, examine la figura el cuadro "Comparación de redes". ¿Qué red está

examinando? ¿Qué fluye? ¿Cuáles son las distintas formas del objeto que fluye?

¿Cuáles son las normas para el flujo? ¿Dónde se produce el flujo? Las redes que

aparecen en este esquema le ofrecen más analogías para ayudarlo a comprender

las redes informáticas.

Otro ejemplo que

describe cómo puede

usar el concepto de

capas para analizar un

tema cotidiano es

examinar una

conversación entre dos

personas. Cuando usted

tiene una idea que

desea comunicarle a

otra persona, lo primero

que hace es elegir (a

menudo de modo

subconsciente) cómo desea expresar esa idea, luego decide cómo comunicarla de

forma adecuada y, por último, transmite esa idea. 

Imagínese a un joven que está sentado en uno de los extremos de una mesa muy

larga. En el otro extremo de la mesa, bastante lejos, está sentada su abuela. El

joven habla en inglés. Su abuela prefiere hablar en español. En la mesa se ha

servido una cena espléndida que ha preparado la abuela. Súbitamente, el joven

grita lo más alto posible, en inglés: "Hey you! Give me the rice!" (¡Oye, tú! ¡Dame el

arroz!) y extiende la mano sobre la mesa para agarrarlo. En la mayoría de los

lugares, esta acción se considera bastante grosera. ¿Qué es lo que el joven debería

haber hecho para comunicar sus deseos de forma aceptable?

Para ayudarlo a encontrar la respuesta a esta pregunta, analice el proceso de

comunicación por capas. En primer lugar está la idea – el joven desea el arroz;

luego está la representación de la idea– hablada en inglés (en lugar de español); a

continuación, el método de entrega – "Oye tú"; y finalmente el medio – gritar

(sonido) y extender la mano (acción física) sobre la mesa para tomar el arroz. 

A partir de este grupo de cuatro capas, se puede observar que tres de estas capas

impiden que el joven comunique su idea de forma adecuada/aceptable. La primera

capa (la idea) es aceptable. La segunda capa (representación), hablando en inglés

en lugar de en español, y la tercera capa (entrega), exigiendo en lugar de solicitar

con educación, definitivamente no obedecen a los protocolos sociales aceptados. La

17/34

cuarta capa (medio), gritar y agarrar las cosas de la mesa en lugar de solicitar

ayuda en forma educada a otra persona es un comportamiento inaceptable

prácticamente en cualquier situación social.

Si se analiza esta interacción desde el punto de vista de las capas se podrá

entender más claramente algunos de los problemas de la comunicación (entre las

personas o entre los computadores) y cómo es posible resolver estos problemas.

2.2 Origen, destino y paquetes de datos

El nivel básico de información

por computador se compone de

dígitos binarios o bits (0 y 1).

Los computadores que envían

uno o dos bits de información,

sin embargo, no serían

demasiado útiles, de modo que

se necesitan otras

agrupaciones: los bytes,

kilobytes, megabytes y

gigabytes.  Para que los computadores puedan enviar información a través de una

red, todas las comunicaciones de una red se inician en el origen, luego viajan hacia

su destino. 

Como lo ilustra la figura, la información que viaja a través de una red se conoce

como paquete, datos o paquete de datos. Un paquete de datos es una unidad de

información, lógicamente agrupada, que se desplaza entre los sistemas de

computación. Incluye la información de origen junto con otros elementos necesarios

para hacer que la comunicación sea factible y confiable en relación con los

dispositivos de destino. La dirección origen de un paquete especifica la identidad

del computador que envía el paquete. La dirección destino especifica la identidad

del computador que finalmente recibe el paquete.

2.3 Medios

Durante su estudio de networking, escuchará a menudo la palabra "medio". (Nota:

El plural de medio es medios). En networking, un medio es el material a través del

cual viajan los paquetes de datos. Puede ser cualquiera de los siguientes

materiales:

18/34

cables telefónicos

UTP de categoría 5 (se utiliza para Ethernet 10BASE-T)

cable coaxial (se utiliza para la TV por cable)

fibra óptica (delgadas fibras de vidrio que transportan luz)

Existen otros dos tipos de medios que son menos evidentes, pero que no

obstante se deben tener en cuenta en la comunicación por redes. En primer

lugar, está la atmósfera (en su mayor parte formada por oxígeno, nitrógeno

y agua) que transporta ondas de radio, microondas y luz.

La comunicación sin ningún tipo de alambres o cables se denomina inalámbrica o

comunicación de espacio abierto. Esto es posible utilizando ondas

electromagnéticas (EM). Entre las ondas EM, que en el vacío viajan a velocidad de la

luz, se incluyen las ondas de energía, ondas de radio, microondas, luz infrarroja, luz

visible, luz ultravioleta, rayos x y rayos gama. Las ondas EM viajan a través de la

atmósfera (principalmente compuesta de oxígeno, nitrógeno y agua), pero también

viajan a través del vacío del espacio exterior (donde no existe prácticamente

materia, ni moléculas ni átomos).

19/34

2.4 Protocolo

Para que los paquetes de datos puedan viajar desde el origen hasta su destino a

través de una red, es importante que todos los dispositivos de la red hablen el

mismo lenguaje o protocolo.  Un protocolo es un conjunto de reglas que hacen que

la comunicación en una red sea más eficiente. Los siguientes son algunos ejemplos

comunes:

En el Congreso de los Estados

Unidos, una forma de las Reglas

de Orden de Roberts hace posible

que cientos de Representantes

que desean expresar sus

opiniones lo hagan por turnos y

que transmitan sus ideas de

forma ordenada. 

Mientras se está conduciendo un

auto, otros autos envían (¡o

deberían hacerlo!) señales

cuando desean girar; si no lo

hicieran, las rutas serían un

caos. 

Al volar un avión, los pilotos obedecen reglas muy específicas para poder

comunicarse con otros aviones y con el control de tráfico aéreo. 

Al contestar el teléfono, alguien dice "Hola", y entonces la persona que realiza la

llamada dice "Hola, habla Fulano de Tal... ", y así sucesivamente. 

Una definición técnica de un protocolo de comunicaciones de datos es: un conjunto

de normas, o un acuerdo, que determina el formato y la transmisión de datos. La

capa n de un computador se comunica con la capa n de otro computador. Las

normas y convenciones que se utilizan en esta comunicación se denominan

colectivamente protocolo de la capa n.

2.5 Evolución de las normas de networking de ISO

20/34

Al principio de su desarrollo, las LAN, MAN y WAN eran en cierto modo caóticas. A

principios de la década de los 80 se produjo un enorme crecimiento en la cantidad y

el tamaño de las redes. A medida que las empresas se dieron cuenta de que

podrían ahorrar mucho dinero y aumentar la productividad con la tecnología de

networking, comenzaron a agregar redes y a expandir las redes existentes casi

simultáneamente con la aparición de nuevas tecnologías y productos de red. 

A mediados de los 80, estas empresas debieron enfrentar problemas cada vez más

serios debido a su expansión caótica. Resultaba cada vez más difícil que las redes

que usaban diferentes especificaciones pudieran comunicarse entre sí. Se dieron

cuenta que necesitaban salir de los sistemas de networking propietarios.

Los sistemas propietarios se

desarrollan, pertenecen y son

controlados por organizaciones

privadas. En la industria de la

informática, "propietario" es lo

contrario de "abierto". "Propietario"

significa que un pequeño grupo de

empresas controla el uso total de la

tecnología. Abierto significa que el

uso libre de la tecnología está disponible para todos.

Para enfrentar el problema de incompatibilidad de las redes  y su imposibilidad de

comunicarse entre sí, la Organización Internacional para la Normalización (ISO)

estudió esquemas de red como DECNET, SNA y TCP/IP a fin de encontrar un

conjunto de reglas. Como resultado de esta investigación, la ISO desarrolló un

modelo de red que ayudaría a los fabricantes a crear redes que fueran compatibles

y que pudieran operar con otras redes. 

El proceso de dividir comunicaciones complejas en tareas más pequeñas y

separadas se podría comparar con el proceso de construcción de un automóvil. 

Visto globalmente, el diseño, la fabricación y el ensamblaje de un automóvil es un

proceso de gran complejidad.  Es poco probable que una sola persona sepa cómo

realizar todas las tareas requeridas para la construcción de un automóvil desde

cero.  Es por ello que los ingenieros mecánicos diseñan el automóvil, los ingenieros

de fabricación diseñan los moldes para fabricar las partes y los técnicos de

ensamblaje ensamblan cada uno una parte del auto.

El modelo de referencia OSI (Nota: No debe confundirse con ISO.), lanzado en 1984,

fue el esquema descriptivo que crearon. Este modelo proporcionó a los fabricantes

un conjunto de estándares que aseguraron una mayor compatibilidad e

21/34

interoperabilidad entre los distintos tipos de tecnología de red utilizados por las

empresas a nivel mundial.

2.6 El modelo de referencia OSI

2.6.1 Propósito del modelo de referencia OSI

El modelo de referencia OSI es el

modelo principal para las

comunicaciones por red. Aunque

existen otros modelos, en la

actualidad la mayoría de los

fabricantes de redes relacionan

sus productos con el modelo de

referencia OSI, especialmente

cuando desean enseñar a los

usuarios cómo utilizar sus

productos. Los fabricantes

consideran que es la mejor herramienta disponible para enseñar cómo enviar y

recibir datos a través de una red.

El modelo de referencia OSI permite que los usuarios vean las funciones de red que

se producen en cada capa. Más importante aún, el modelo de referencia OSI es un

marco que se puede utilizar para comprender cómo viaja la información a través de

una red. Además, puede usar el modelo de referencia OSI para visualizar cómo la

información o los paquetes de datos viajan desde los programas de aplicación (por

ej., hojas de cálculo, documentos, etc.), a través de un medio de red (por ej., cables,

etc.), hasta otro programa de aplicación ubicado en otro computador de la red, aún

cuando el transmisor y el receptor tengan distintos tipos de medios de red.

En el modelo de referencia OSI, hay siete capas numeradas, cada una de las cuales

ilustra una función de red específica. Esta división de las funciones de networking

se denomina división en capas. Si la red se divide en estas siete capas, se obtienen

las siguientes ventajas:

Divide la comunicación de red en partes más pequeñas y sencillas.

Normaliza los componentes de red para permitir el desarrollo y el soporte de

los productos de diferentes fabricantes.

22/34

Permite a los distintos tipos de hardware y software de red comunicarse

entre sí.

Impide que los cambios en una capa puedan afectar las demás capas, para

que se puedan desarrollar con más rapidez.

Divide la comunicación de red en partes más pequeñas para simplificar el

aprendizaje.

2.6.2 Las siete capas del modelo de referencia OSI

El problema de trasladar información entre computadores se divide en siete

problemas más pequeños y de tratamiento más simple en el modelo de referencia

OSI. Cada uno de los siete problemas más pequeños está representado por su

propia capa en el modelo. Las siete capas del modelo de referencia OSI son:

Capa7: La capa de aplicación

Capa 6: La capa de presentación

Capa 5: La capa de sesión

Capa 4: La capa de transporte

Capa 3: La capa de red

Capa 2: La capa de enlace de datos

Capa 1: La capa física

2.6.3 Funciones de cada capa

Cada capa individual del modelo

OSI tiene un conjunto de funciones

que debe realizar para que los

paquetes de datos puedan viajar

en la red desde el origen hasta el

destino. A continuación,

presentamos una breve descripción

de cada capa del modelo de

referencia OSI tal como aparece en

la figura.

23/34

Capa 7: La capa de aplicación La capa de aplicación es la capa del

modelo OSI más cercana al usuario; suministra servicios de red a las

aplicaciones del usuario. Difiere de las demás capas debido a que no

proporciona servicios a ninguna otra capa OSI, sino solamente a aplicaciones

que se encuentran fuera del modelo OSI. Algunos ejemplos de aplicaciones

son los programas de hojas de cálculo, de procesamiento de texto y los de

las terminales bancarias. La capa de aplicación establece la disponibilidad de

los potenciales socios de comunicación, sincroniza y establece acuerdos

sobre los procedimientos de recuperación de errores y control de la

integridad de los datos. Si desea recordar a la Capa 7 en la menor cantidad

de palabras posible, piense en los navegadores de Web.

Capa 6: La capa de presentación La capa de presentación garantiza que

la información que envía la capa de aplicación de un sistema pueda ser leída

por la capa de aplicación de otro. De ser necesario, la capa de presentación

traduce entre varios formatos de datos utilizando un formato común. Si

desea recordar la Capa 6 en la menor cantidad de palabras posible, piense

en un formato de datos común.

Capa 5: La capa de sesión Como su nombre lo implica, la capa de sesión

establece, administra y finaliza las sesiones entre dos hosts que se están

comunicando. La capa de sesión proporciona sus servicios a la capa de

presentación. También sincroniza el diálogo entre las capas de presentación

de los dos hosts y administra su intercambio de datos. Además de regular la

sesión, la capa de sesión ofrece disposiciones para una eficiente

transferencia de datos, clase de servicio y un registro de excepciones acerca

de los problemas de la capa de sesión, presentación y aplicación. Si desea

recordar la Capa 5 en la menor cantidad de palabras posible, piense en

diálogos y conversaciones.

Capa 4: La capa de transporte La capa de transporte segmenta los datos

originados en el host emisor y los reensambla en una corriente de datos

dentro del sistema del host receptor. El límite entre la capa de transporte y

la capa de sesión puede imaginarse como el límite entre los protocolos de

aplicación y los protocolos de flujo de datos. Mientras que las capas de

aplicación, presentación y sesión están relacionadas con asuntos de

aplicaciones, las cuatro capas inferiores se encargan del transporte de datos.

La capa de transporte intenta suministrar un servicio de transporte de datos

que aísla las capas superiores de los detalles de implementación del

24/34

transporte. Específicamente, temas como la confiabilidad del transporte

entre dos hosts es responsabilidad de la capa de transporte. Al proporcionar

un servicio de comunicaciones, la capa de transporte establece, mantiene y

termina adecuadamente los circuitos virtuales. Al proporcionar un servicio

confiable, se utilizan dispositivos de detección y recuperación de errores de

transporte. Si desea recordar a la Capa 4 en la menor cantidad de palabras

posible, piense en calidad de servicio y confiabilidad.

Capa 3: La capa de red La capa de red es una capa compleja que

proporciona conectividad y selección de ruta entre dos sistemas de hosts

que pueden estar ubicados en redes geográficamente distintas. Si desea

recordar la Capa 3 en la menor cantidad de palabras posible, piense en

selección de ruta, direccionamiento y enrutamiento.

Capa 2: La capa de enlace de datos La capa de enlace de datos

proporciona 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, entrega ordenada de tramas y control de flujo. Si

desea recordar la Capa 2 en la menor cantidad de palabras posible, piense

en tramas y control de acceso al medio.

Capa 1: La capa física La capa física define las especificaciones

eléctricas, mecánicas, de procedimiento y funcionales para activar,

mantener y desactivar el enlace físico entre sistemas finales. Las

características tales como niveles de voltaje, temporización de cambios de

voltaje, velocidad de datos físicos, distancias de transmisión máximas,

conectores físicos y otros atributos similares son definidos por las

especificaciones de la capa física. Si desea recordar la Capa 1 en la menor

cantidad de palabras posible, piense en señales y medios.

2.6.4 Encapsulamiento

Usted sabe que todas las

comunicaciones de una red

parten de un origen y se envían

a un destino, y que la

información que se envía a

través de una red se denomina

datos o paquete de datos. Si un

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computador (host A) desea enviar datos a otro (host B), en primer término los datos

deben empaquetarse a través de un proceso denominado encapsulamiento. 

El encapsulamiento rodea los datos con la información de protocolo necesaria antes

de que se una al tránsito de la red. Por lo tanto, a medida que los datos se

desplazan a través de las capas del modelo OSI, reciben encabezados, información

final y otros tipos de información. (Nota: La palabra "encabezado" significa que se

ha agregado la información correspondiente a la dirección). 

Para ver cómo se produce el encapsulamiento, examine la forma en que los datos

viajan a través de las capas como lo ilustra la siguiente figura. Una vez que se

envían los datos desde el origen, como se describe en la siguiente figura, viajan a

través de la capa de aplicación y recorren todas las demás capas en sentido

descendiente.  Como puede ver, el empaquetamiento y el flujo de los datos que se

intercambian experimentan cambios a medida que las redes ofrecen sus servicios a

los usuarios finales. Como lo muestran las figuras, las redes deben realizar los

siguientes cinco pasos de conversión a fin de encapsular los datos:

Crear los datos.

Cuando un usuario

envía un mensaje de

correo electrónico, sus

caracteres

alfanuméricos se

convierten en datos

que pueden recorrer la

internetwork.

Empaquetar los datos

para ser transportados

de extremo a extremo.

Los datos se

empaquetan para ser

transportados por la internetwork. Al utilizar segmentos, la función de

transporte asegura que los hosts del mensaje en ambos extremos del

sistema de correo electrónico se puedan comunicar de forma confiable.

Anexar (agregar) la dirección de red al encabezado. Los datos se

colocan en un paquete o datagrama que contiene el encabezado de red con

las direcciones lógicas de origen y de destino. Estas direcciones ayudan a los

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dispositivos de red a enviar los paquetes a través de la red por una ruta

seleccionada.

Anexar (agregar) la dirección local al encabezado de enlace de

datos. Cada dispositivo de la red debe poner el paquete dentro de una

trama. La trama le permite conectarse al próximo dispositivo de red

conectado directamente en el enlace. Cada dispositivo en la ruta de red

seleccionada requiere el entramado para poder conectarse al siguiente

dispositivo.

Realizar la conversión a bits para su transmisión. La trama debe

convertirse en un patrón de unos y ceros (bits) para su transmisión a través

del medio (por lo general un cable). Una función de temporización permite

que los dispositivos distingan estos bits a medida que se trasladan por el

medio. El medio en la internetwork física puede variar a lo largo de la ruta

utilizada. Por ejemplo, el mensaje de correo electrónico puede originarse en

una LAN, cruzar el backbone de un campus y salir por un enlace WAN hasta

llegar a su destino en otra LAN remota. Los encabezados y la información

final se agregan a medida que los datos se desplazan a través de las capas

del modelo OSI.

2.6.5 Nombres de los datos en cada capa del modelo OSI

Para que los paquetes de datos puedan viajar desde el origen hasta su destino,

cada capa del modelo OSI en el origen debe comunicarse con su capa igual en el

lugar destino. Esta forma de comunicación se conoce como comunicaciones de par-

a-par.  Durante este proceso, cada protocolo de capa intercambia información, que

se conoce como  unidades de datos de protocolo (PDU), entre capas iguales . Cada

capa de comunicación, en el computador origen, se comunica con un PDU

específico de capa y con su capa igual en el computador destino como lo ilustra la

siguiente figura.

Los paquetes de datos de una red parten de

un origen y se envían a un destino. Cada

capa depende de la función de servicio de la

capa OSI que se encuentra debajo de ella.

Para brindar este servicio, la capa inferior

utiliza el encapsulamiento para colocar la

PDU de la capa superior en su campo de

datos, luego le puede agregar cualquier

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encabezado e información final que la capa necesite para ejecutar su función.

Posteriormente, a medida que los

datos se desplazan hacia abajo a

través de las capas del modelo

OSI, se agregan encabezados e

información final adicionales. 

Después de que las Capas 7, 6 y 5

han agregado la información, la

Capa 4 agrega más información.

Este agrupamiento de datos, la

PDU de Capa 4, se denomina

segmento.

Por ejemplo, la capa de red presta un servicio a la capa de transporte y la capa de

transporte presenta datos al subsistema de internetwork. La tarea de la capa de red

consiste en trasladar esos datos a través de la internetwork. Ejecuta esta tarea

encapsulando los datos y agregando un encabezado, con lo que crea un paquete

(PDU de Capa 3). Este encabezado contiene la información necesaria para

completar la transferencia, como por ejemplo, las direcciones lógicas origen y

destino.

La capa de enlace de datos suministra un servicio a la capa de red. Encapsula la

información de la capa de red en una trama (la PDU de Capa 2); el encabezado de

la trama contiene información (por ej., direcciones físicas) que es necesaria para

completar las funciones de enlace de datos. La capa de enlace de datos suministra

un servicio a la capa de red encapsulando la información de la capa de red en una

trama.

La capa física también suministra un servicio a la capa de enlace de datos. La capa

física codifica los datos de la trama de enlace de datos en un patrón de unos y ceros

(bits) para su transmisión a través del medio (generalmente un cable) en la Capa 1.

2.7 Comparación del modelo OSI y el modelo TCP/IP

2.7.1 El modelo de referencia TCP/IP

Aunque el modelo de referencia OSI sea universalmente reconocido, el estándar

abierto de Internet desde el punto de vista histórico y técnico es el Protocolo de

control de transmisión/Protocolo Internet (TCP/IP). El modelo de referencia TCP/IP y

la pila de protocolo TCP/IP hacen que sea posible la comunicación entre dos

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computadores, desde cualquier parte del mundo, a casi la velocidad de la luz. El

modelo TCP/IP tiene importancia histórica, al igual que las normas que permitieron

el desarrollo de la industria telefónica, de energía eléctrica, el ferrocarril, la

televisión y las industrias de vídeos.

2.7.2 Las capas del modelo de referencia TCP/IP

El Departamento de Defensa de EE.UU. (DoD) creó el modelo TCP/IP porque

necesitaba una red que pudiera sobrevivir ante cualquier circunstancia, incluso una

guerra nuclear. Para brindar un ejemplo más amplio, supongamos que el mundo

está en estado de guerra, atravesado en todas direcciones por distintos tipos de

conexiones: cables, microondas, fibras ópticas y enlaces satelitales. Imaginemos

entonces que se necesita que fluya la información o los datos (organizados en

forma de paquetes), independientemente

de la condición de cualquier nodo o red

en particular de la internetwork (que en

este caso podrían haber sido destruidos

por la guerra). El DoD desea que sus

paquetes lleguen a destino siempre, bajo

cualquier condición, desde un punto

determinado hasta cualquier otro. Este

problema de diseño de difícil solución fue

lo que llevó a la creación del modelo TCP/IP,

que desde entonces se transformó en el

estándar a partir del cual se desarrolló

Internet.

A medida que obtenga más información acerca de las capas, téngase en cuenta el

propósito original de Internet; esto le ayudará a entender por qué motivo ciertas

cosas son como son. El modelo TCP/IP tiene cuatro capas: la capa de aplicación, la

capa de transporte, la capa de Internet y la capa de acceso de red. Es importante

observar que algunas de las capas del modelo TCP/IP poseen el mismo nombre que

las capas del modelo OSI. No confunda las capas de los dos modelos, porque la

capa de aplicación tiene diferentes funciones en cada modelo.

Capa de aplicación Los diseñadores de TCP/IP sintieron que los protocolos de nivel

superior deberían incluir los detalles de las capas de sesión y presentación.

Simplemente crearon una capa de aplicación que maneja protocolos de alto nivel,

aspectos de representación, codificación y control de diálogo.  El modelo TCP/IP

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combina todos los aspectos relacionados con las aplicaciones en una sola capa y

garantiza que estos datos estén correctamente empaquetados para la siguiente

capa.

Capa de transporte La capa de transporte se refiere a los aspectos de calidad del

servicio con respecto a la confiabilidad, el control de flujo y la corrección de errores.

Uno de sus protocolos, el protocolo para el control de la transmisión (TCP), ofrece

maneras flexibles y de alta calidad para crear comunicaciones de red confiables, sin

problemas de flujo y con un nivel de error bajo. TCP es un protocolo orientado a la

conexión. Mantiene un diálogo entre el origen y el destino mientras empaqueta la

información de la capa de aplicación en unidades denominadas segmentos.

Orientado a la conexión no significa que el circuito exista entre los computadores

que se están comunicando (esto sería una conmutación de circuito). Significa que

los segmentos de Capa 4 viajan de un lado a otro entre dos hosts para comprobar

que la conexión exista lógicamente para un determinado período. Esto se conoce

como conmutación de paquetes.

Capa de Internet El propósito de la capa de Internet es enviar paquetes origen

desde cualquier red en la internetwork y que estos paquetes lleguen a su destino

independientemente de la ruta y de las redes que recorrieron para llegar hasta allí.

El protocolo específico que rige esta capa se denomina Protocolo Internet (IP). En

esta capa se produce la determinación de la mejor ruta y la conmutación de

paquetes. Esto se puede comparar con el sistema postal. Cuando envía una carta

por correo, usted no sabe cómo llega a destino (existen varias rutas posibles); lo

que le interesa es que la carta llegue.

Capa de acceso de red El nombre de esta capa es muy amplio y se presta a

confusión. También se denomina capa de host a red. Es la capa que se ocupa de

todos los aspectos que requiere un paquete IP para realizar realmente un enlace

físico y luego realizar otro enlace físico. Esta capa incluye los detalles de tecnología

LAN y WAN y todos los detalles de las capas física y de enlace de datos del modelo

OSI.

2.8 Comparación entre el modelo OSI y el modelo TCP/IP

2.8.1 Similitudes Ambos se dividen en capas

Ambos tienen capas de

aplicación, aunque incluyen

servicios muy distintos

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Ambos tienen capas de transporte y de red similares

Se supone que la tecnología es de conmutación por paquetes (no de

conmutación por circuito)

Los profesionales de networking deben conocer ambos

2.9 Diferencias

TCP/IP combina las funciones de la capa de presentación y de sesión en la

capa de aplicación

TCP/IP combina la capas de enlace de datos y la capa física del modelo OSI

en una sola capa

TCP/IP parece ser más simple porque tiene menos capas

Los protocolos TCP/IP son los estándares en torno a los cuales se desarrolló

la Internet, de modo que la credibilidad del modelo TCP/IP se debe en gran

parte a sus protocolos. En comparación, las redes típicas no se desarrollan

normalmente a partir del protocolo OSI, aunque el modelo OSI se usa como

guía.

2.10Uso de los modelos OSI y TCP/IP

Aunque los protocolos TCP/IP representan los estándares en base a los cuales se ha

desarrollado la Internet, este currículum utiliza el modelo OSI por los siguientes

motivos:

Es un estándar mundial, genérico, independiente de los protocolos.

Es más detallado, lo que hace que sea más útil para la enseñanza y el

aprendizaje.

Al ser más detallado, resulta de mayor utilidad para el diagnóstico de fallas.

Muchos profesionales de networking tienen distintas opiniones con respecto al

modelo que se debe usar. Usted debe familiarizarse con ambos modelos. Utilizará el

modelo OSI como si fuera un microscopio a través del cual se analizan las redes,

pero también utilizará los

protocolos de TCP/IP a lo largo

del currículum. Recuerde que

existe una diferencia entre un

modelo (es decir, capas,

interfaces y especificaciones de

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protocolo) y el protocolo real que se usa en networking. Usted usará el modelo OSI

y los protocolos TCP/IP.

Se concentrará en TCP como un protocolo de Capa 4 de OSI, IP como un protocolo

de Capa 3 de OSI y Ethernet como una tecnología de las Capas 2 y 1. El diagrama

de la figura indica que posteriormente durante el curso se examinará una

tecnología de la capa de enlace de datos y de la capa física en particular entre las

diversas opciones disponibles: esta tecnología será Ethernet.

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