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Redes de Comunicacion de Datos y Sistemas Abiertos (Ensayo)

octubre 21, 2011

Red de Comunicación de datos

Un red de datos está compuesta por un conjunto de nodos que se encuentran interconectados ya sea en forma cableada o inalámbrica, con el objetivo principal de intercomunicarse y compartir recursos.

Para que dos equipos puedan comunicarse entre si es necesario que conversen en el mismo idioma, en la práctica se establecen protocolos de comunicación que regulan y norman el proceso de comunicación entre dos o más nodos de la red.

El protocolo de comunicaciones

Un protocolo de comunicaciones es una convención de normas y reglas que definen la estructura y el orden de la comunicación entre dos equipos. Es necesario que dos equipos utilicen los mismos protocolos de comunicación para comunicarse directamente entre ellos.

El problema que se tenía al inicio de las redes de comunicaciones es que cada fabricante generaba sus propias interfaces, normas y estándares de comunicación propietarios. Esto no permitía la compatibilidad entre dispositivos de fabricantes distintos. El mismo inconveniente se producía a nivel de software, en donde cada desarrollador generaba sus propias interfaces de comunicación con su propia estructura a la hora de intercomunicarse entre equipos.

Las Topologías de red

El termino topología proviene del griego topo (lugar) y logia (estudio), en redes de comunicaciones se utiliza la topología para estudiar y describir la forma en que se interconectan los nodos (Topología Física) así como la forma en que se comunican los nodos (Topología Lógica).

Las topologías más conocidas y aplicadas en las redes de datos son las siguientes:

  • Topología Bus
  • Topología Anillo
  • Topología Estrella
  • Estrella Extendida
  • Topología de Doble Anillo
  • Topología de  Malla
  • Topología Mixta

Sin embargo en la práctica es muy frecuente encontrar más de una topología en una misma red de comunicación de datos.

Al igual que con los protocolos, al inicio las redes de comunicaciones cada fabricante utilizaba y proponía diversos tipos de topología que se adecuen a sus sistemas propietarios, haciendo más complicada la posibilidad de interconectar sistemas provenientes de fabricantes distintos.

Sistemas Abiertos de  Comunicaciones

En las décadas del 60 y 70 los protocolos de comunicación de datos eran propietarios e incompatibles. La diversidad de fabricantes cada uno con sus propios sistemas de comunicación generaban micro monopolios al interior de las empresas. La necesidad de contar con una estructura estándar para el proceso de comunicación era inminente.

Esta preocupación por la estandarización de las comunicaciones llevo a generar sistemas de comunicación abiertos entre los cuales destacan principalmente la Arquitectura TCP/IP desarrollada en 1972 por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos y el Modelo de Referencia OSI desarrollado entre 1977 y 1984 por la ISO.

Arquitecturas y Modelos

Las arquitecturas y modelos provienen de desarrollos individuales bajo el auspicio de organismos internacionales como la ISO, ITU, IEEE,  fabricantes reconocidos como IBM, HP, Apple, y operadoras como AT&T, entre otros.

Algunos ejemplos de las arquitecturas que se generaron por esos tiempos son:

  • SNA  (System Network Architecture) de IBM
  • Modelo de Referencia OSI(Open Systems Interconnection) de ISO
  • La arquitectura TCP/IP del departamento de defensa de los EEUU

Arquitectura de Red

La arquitectura de red se divide en un conjunto de capas, protocolos, estándares y formatos. También se establecen reglas para el desarrollo de hardware y/o software

La comunicación entre los nodos de la red de extremo a extremo se puede descomponer en niveles para separar las distintas funciones del proceso de comunicación, de modo que:

  •  Exista una capa para funciones diferenciadas y definidas
  •  Se minimice el flujo entre distintas capas
  •  Sea posible normalizar fácilmente la interfaz entre capas
  •  Se busque un compromiso entre un número grande (diferenciación de uniones) pero manejable (simplicidad) de capas.

Es importante la jerarquización en capas ya que esto implica:

  •  Cada capa realiza un conjunto de funciones, resolviendo un problema diferente del proceso de comunicación
  •  Cada capa se sustenta en la capa inmediata inferior
  •  Cada capa proporciona servicios a la capa inmediata superior
  •  Los cambios en una capa no implicarán cambios en las otras capas

El diseño de un sistema de comunicación estructurado debe considerar lo siguiente:

  • Delimitar la funcionalidad básica de cada capa
  • Interfaces con las capas superior e inferior
  • Reglas de transferencias de datos
    • Símplex, Semidúplex (half duplex), Dúplex (full duplex)
  • Identificación de remitente y destinatario
  • Procedimientos de corrección de errores
  • Ordenación de la información
  • Control de flujo
  • Segmentación y reensamblado
  • Encaminamiento

Ventajas de un Diseño Estructurado

  • Reduce la complejidad del desarrollo
  • Estandariza interfaces
  • Facilita la técnica modular
  • Asegura la interoperabilidad de la tecnología
  • Acelera la evolución
  • Simplifica la enseñanza y el aprendizaje

El Modelo de Referencia OSI

En 1977 la Organización Internacional de Estandares ISO, creó un comité encargado de generar un modelo de comunicaciones abierto que pudiese ser adoptad por diferentes fabricantes y desarrolladores con el objetivo de interconectar las redes independientemente de la marca o fabricante de los equipos.

En 1984 se lanzo la versión final de la norma ISO 7498 la cual es actualmente conocida como el modelo de referencia ISO/OSI (Operative Systems Interconnection) que divide el proceso de comunicación en 7 niveles

El modelo de referencia OSI se utiliza actualmente como herramienta de estudio y análisis de sistemas de comunicaciones sin embargo este modelo no llego a implementarse debido a los siguientes inconvenientes:

  • El modelo tardo demasiado tiempo en implementarse (desde 1977 hasta 1984), la solución llego tarde.
  • No había una proporcionalidad entre las funciones en cada nivel.
  • Las tecnologías planteadas en el modelo esta amarradas con la arquitectura SNA de IBM.
  • Políticamente estaba amarrado a instituciones gubernamentales.

La Arquitectura TCP/IP

Arpanet era una red experimental implementada por el Departamento de defensa de los estados unidos y dio origen a lo que hoy conocemos como la arquitectura TCP/IP.

La arquitectura TCP/IP se crea en 1974 y permite interconectar multiples redes de una manera sencilla.

A inicios de los años 90 las redes de datos sufrían un crecimiento exponencial y en muchos sentidos, cada fabricante introducía constantemente nuevas tecnologías propietarias de comunicación muchas veces incompatibles con las tecnologías anteriores lo que llevo a los empresarios a buscar la normalización de los sistemas de comunicación en búsqueda de un sistema de comunicación más eficiente y escalable y debido al fracaso y la no implementación del modelo OSI, el departamento de defensa de los estados unidos ordena la implementación de TCP/IP en todas sus adquisiciones dando origen a la masificación definitiva de esta arquitectura en lo que luego se conocería como la red de redes o “Internet”.

Bibliografia

  • William Stallings, “Comunicaciones y Redes de Computadores”, 6ª edición, Prentice Hall, 2000.
  • León-García, “Redes de Computadores, Fundamentos, Conceptos y Arquitectura”, Mc. Graw Hill, 2001.
  • Andrew S. Tanenbaum, “Redes de Computadoras”, 3a edición, Prentice Hall, 1997.
  • María del Carmen Romero Ternero, El Modelo de referencia OSI (ISO 7498)
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