Redes de computadoras
En informática, una red de computadoras implica la conexión de al menos dos sistemas informáticos, ya sea por cable o, de forma inalámbrica, por radiofrecuencia. La red más sencilla es la conexión de dos ordenadores mediante un cable. En estos casos, se habla de una red peer to peer. Aquí no hay diferencias jerárquicas, ambos participantes están al mismo nivel. Ambos ordenadores tienen acceso a los datos del otro equipo y pueden usar recursos compartidos como la memoria de almacenamiento, programas o periféricos (impresoras, etc.).
Actualmente, las redes de ordenadores suelen ser un poco más complejas y cuentan con más elementos que simplemente dos ordenadores. En los sistemas con más de dos participantes se usan, por defecto, redes cliente-servidor. En este caso, un ordenador hace de elemento de conmutación central (servidor) y pone sus recursos a disposición de los demás participantes de la red (clientes).
Una red de ordenadores supone la conexión de dos o más ordenadores u otros dispositivos electrónicos que permita el intercambio de datos y el uso de recursos comunes.
Ejemplo de red de ordenadores: WLAN doméstica
Ya hemos mencionado la WLAN (Wireless Local Area Network o red de Wi-Fi), un ejemplo perfecto de pequeña red servidor-cliente. Los diferentes dispositivos del hogar están conectados al rúter por radiofrecuencia y este funciona como nodo central (servidor). El rúter, a su vez, está conectado a una red mucho más grande: Internet.
Como los dispositivos están conectados al rúter como clientes, pueden usar el mismo recurso que el servidor, es decir, Internet, ya que forman parte de la red. Además, los dispositivos se pueden comunicar entre ellos mismos sin necesidad de una conexión directa. Puedes, por ejemplo, enviar una orden de impresión del ordenador a una impresora con capacidad WLAN sin conectar dicha impresora al ordenador mediante un cable.
Antes de que se asentaran las redes de ordenadores actuales, la comunicación entre diferentes ordenadores y terminales era muy complicada. La conexión entre ordenadores se realizaba con cables LAN. Las cajas de conmutación mecánicas (switches) permitían el uso compartido de los periféricos. Pero, debido a la limitación física (la longitud del cable), los dispositivos y los ordenadores tenían que estar siempre cerca.
Si necesitas una conexión especialmente estable, deberías considerar la conexión de cable directa al rúter o el dispositivo correspondiente a pesar de la gran comodidad que ofrece la Wi-Fi.
¿Qué tareas y ventajas implica una red de ordenadores?
La tarea principal de una red de ordenadores es ofrecer una plataforma de intercambio de datos y uso compartido de recursos a sus participantes. Esta tarea es tan importante que cuesta imaginar gran parte de nuestro día a día y entorno de trabajo sin redes de ordenadores.
Veamos un ejemplo práctico: en una oficina convencional, cada puesto de trabajo cuenta con su propio ordenador. Sin una conexión entre los ordenadores, sería muy complicado para un equipo realizar un proyecto común, ya que no habría un punto común para compartir o almacenar documentos digitales o información y los colaboradores no podrían usar determinados programas de forma conjunta tal y como estamos acostumbrados hoy en día.
Además, en muchas oficinas solo hay una impresora, o solo unas pocas de uso compartido. Sin red, los técnicos tendrían que conectar cada ordenador con la impresora, una solución muy poco cómoda a nivel técnico. La red de ordenadores soluciona este problema de la manera más elegante, ya que todos los ordenadores quedan conectados a la impresora mediante un nodo central.
Ventajas principales de las redes de ordenadores:
- Uso de datos compartidos
- Uso de recursos compartidos
- Control central de programas y datos
- Almacenamiento y guardado central de datos
- Uso compartido de potencia de rendimiento y capacidad de almacenamiento
- Gestión sencilla de autorizaciones y responsabilidades
¿Cómo funciona una red de ordenadores?
En una red convencional cliente-servidor, existe un punto de conmutación central, el denominado servidor. El servidor está conectado con los demás dispositivos, que se denominan clientes. La conexión puede ser inalámbrica (WLAN) o por cable (LAN).
En una red de ordenadores doméstica convencional, el rúter hace de servidor. Está conectado a Internet y pone el acceso a Internet a disposición de los demás dispositivos (ordenador, teléfono móvil, etc.).
Estructura servidor-cliente
Cuando se trata de redes más grandes, por ejemplo, en una empresa, el servidor suele ser un ordenador central. En este ordenador no se ejecutan aplicaciones ni programas convencionales, sino software y servicios específicos de servidor. El servidor debe estar siempre en funcionamiento, mientras que los demás ordenadores (clientes) se pueden apagar sin problema.
En una red servidor-cliente, la comunicación entre ambos elementos se realiza de la siguiente manera: primero, el cliente realiza una consulta (request) al servidor; el servidor valora la consulta y transmite datos (response). En este modelo, siempre es el cliente el que contacta al servidor, nunca al revés.C
Protocolos de red
Para que la comunicación entre los distintos componentes de una red de computadoras pueda realizarse sin complicaciones, existen los denominados protocolos de red. Estos protocolos regulan el intercambio de datos y determinan cómo se establece y deshace la comunicación y qué datos se transmiten. Por norma general, existen varios protocolos de red, están organizados en diferentes capas jerárquicas y cada uno se ocupa de una tarea parcial.
Direcciones de red
También hay que garantizar que el emisor y el receptor se puedan asignar de manera correcta. Para esto, existen las direcciones de red. En las redes de ordenadores cada equipo suele contar con una dirección IP para identificarlo de manera inequívoca, algo parecido a los números de teléfono. Esta dirección IP interna solo sirve para la comunicación entre los participantes de la red local. En la comunicación por Internet, en cambio, se usan direcciones IP externas que el proveedor de internet asigna de manera automática.
Además, se distingue entre direcciones IPv4 y direcciones IPv6. Las direcciones IPv4 fueron el estándar en su momento, pero solo se pudieron asignar aprox. 4,3 mil millones de estas direcciones. Debido al enorme crecimiento de Internet, pronto hicieron falta más direcciones IP. Por ello, se ha desarrollado el nuevo estándar IPv6, que permite generar hasta 3,4 x 1038 (en palabras: 340 sextillones) direcciones diferentes. Un número que debería ser suficiente para el futuro.
Puedes consultar información más detallada sobre el protocolo IP y su papel determinante en las redes de ordenadores en nuestro artículo ¿Qué es el protocolo de Internet?.
¿Qué tipo de redes de ordenadores existen?
Las redes se dividen en diferentes tipos de redes según el tipo de transmisión y su alcance, en función de cómo, a dónde y en qué rango se transmiten los datos.
Inalámbrico vs. cable
En cuanto al tipo de transmisión, se distingue entre redes por radiofrecuencia y redes por cable. Un ejemplo de red por radiofrecuencia son las redes WLAN, basadas en el estándar IEEE 802.11 (denominación internacional: Wi-fi) o la tecnología LTE en teléfonos móviles y smartphones. Las redes por cable como las redes DSL también se denominan Internet de banda ancha.
Alcance de la red
El alcance de las redes se clasifica de la siguiente manera:
- Personal Area Network (PAN): denomina la conexión entre dispositivos en un entorno cercano, hasta aprox. 10 metros. Algunos ejemplos serían la tecnología Bluetooth o el servicio de red wifi ad hoc Airdrop de Apple.
- Local Area Network (LAN): las redes locales son de las más extendidas y se usan en hogares o empresas pequeñas y medianas.
- Metropolitan Area Network (MAN): este término designa redes de una ciudad o una región.
- Wide Area Network (WAN): las Wide Area Networks son, por ejemplo, las redes suprarregionales o de telefonía móvil de cada país.
- GAN (Global Area Network): el ejemplo más conocido de red global es Internet.
Debes tener en cuenta que los tipos de red se solapan parcialmente. Como usuario de una red WLAN estás usando, a su vez, una red WAN o GAN en cuanto te conectas a Internet.
Tipos de cables
Un cable eléctrico tiene la finalidad de transportar la energía eléctrica de un punto a otro.En función de su aplicación final, los cables pueden tener diferentes configuraciones, basando siempre su diseño según normativas nacionales e internacionales. A continuación vamos a profundizar en las diferentes clasificaciones que se pueden realizar en torno a los cables eléctricos.
Tensión de los cables eléctricos
- Tipos de cables
La tensión de un cable eléctrico se mide en voltios y, dependiendo de estos, se categorizan en un grupo u otro:
- Baja Tensión hasta 750 V: en diversidad de aplicaciones, y con recubrimientos termoplásticos y termoestables. Están diseñados y construídos según normas armonizadas.
- Baja Tensión hasta 1.000 V: (también denominados (0,6/1 kV). Los cables de este apartado son utilizados para instalaciones industriales de potencia en diversos ámbitos (industria general, instalaciones públicas, infraestructuras, etc.). Están diseñados según normas internacionales (UNE, IEC, BS, UL).
- Media Tensión: de 1 kV hasta 36 kV. Se utiliza para distribuir la electricidad desde las subestaciones eléctricas hasta las centrales transformadoras.
- Alta Tensión: desde 36 kV. Se utiliza para transportar la electricidad desde las centrales generadoras hasta las subestaciones eléctricas.
Tipos de cable eléctrico por su uso
Cables de baja tensión
Cables para paneles eléctricos
Cables flexibles para cableado de cuadros eléctricos. Instalaciones fáciles y seguras. Cables eléctricos especialmente adecuados para uso doméstico, para instalación en locales de pública concurrencia, para derivaciones individuales y para cableado interno de armarios eléctricos, cajas de interruptores y pequeños aparatos eléctricos.
Cables de potencia
Cables de energía para instalaciones industriales y locales de pública concurrencia. Es habitual encontrar cables de potencia en aplicaciones para derivaciones individuales, para la transmisión de potencia en todo tipo de conexiones de baja tensión, para uso industrial en condiciones exigentes y para variadores de frecuencia (VFD).
Cables armados
Cables con armadura de aluminio o acero para instalaciones con riesgo de agresión mecánica. También es habitual encontrar cables armados en lugares con presencia de roedores, así como en instalaciones en locales con riesgo de incendio y explosión (ATEX).
Cables de goma
La utilización de cables de goma extra flexibles es muy variada. Podemos encontrar cables de goma en instalaciones industriales fijas y también de servicio móvil. Los cables para soldadura es conveniente que tengan la cubierta de goma, lo que permite transmitir altas corrientes entre el generador de soldadura y el electrodo.
Cables libres de halógenos
Los Cables Libres de Halógenos de Alta Seguridad (AS) con baja emisión de humos y gases corrosivos en caso de incendio son adecuados para su uso en cableado de cuadros eléctricos y locales de pública concurrencia, instalaciones de todo tipo en locales públicos, derivaciones individuales, circuitos de emergencia, redes de distribución pública y también para servicio móvil.
Cables resistentes al incendio
Estos cables están especialmente diseñados para transmitir energía eléctrica en las condiciones extremas que se presentan durante un incendio prolongado, garantizando el suministro a los equipos de emergencia como señalización, extractores de humos, alarmas acústicas, bombas de agua, etc. Se recomienda su uso en circuitos de emergencia en lugares de pública concurrencia.
Cables de control
Los cables control para instalaciones fijas o móviles es conveniente que sean extremadamente flexibles, ya que principalmente su uso está diseñado para pequeños electrodomésticos, para la interconexión de partes de máquinas usadas para la fabricación, para sistemas de señalización y control, para conexión de motores o convertidores de frecuencia, para transmisión de señal donde el voltaje inducido por un campo electromagnético exterior pueda afectar a la señal transmitida o para las conexiones de suministro de potencia para evitar generar campos electromagnéticos.
Cables de instrumentación
Se trata de cables flexibles y apantallados para la transmisión de señales entre equipos en instalaciones industriales. Especialmente indicados para la óptima transmisión de datos en entornos con un elevado nivel de interferencias electromagnéticas.
Cables solares
Se trata de cables especialmente indicados para la conexión entre paneles fotovoltaicos, y desde los paneles al inversor de corriente continua a alterna. Gracias al diseño de sus materiales y a su cubierta especialmente resistente a la radiación solar, así como a las temperaturas extremas, pueden ser instalados a la intemperie en plenas garantías.
Cables especiales
Existe una amplia variedad de cables eléctricos para instalaciones especiales como por ejemplo: instalaciones temporales de guirnaldas luminosas en ferias; conexiones de puentes grúa, montacargas, elevadores y ascensores; aplicaciones en bombas sumergidas y zonas de agua potable como acuarios, sistemas de depuración, fuentes de agua potable o en piscinas para sistemas de iluminación, depuración y limpieza.
Cables de aluminio
Los cables de aluminio para la transmisión de potencia son aptos para su instalación fijas en interiores, exteriores y/o enterrados.
Cables de Media Tensión
RHZ1
Cable de Media Tensión tipo RHZ1 con aislamiento de XLPE, libre de halógenos y no propagador de la llama y/o el incendio. Son cables perfectamente adaptados para el transporte y distribución de energía en redes de Media Tensión.
HEPRZ1
Cable de Media Tensión con aislamiento HEPR, libre de halógenos y no propagador de la llama y/o el incendio. Ideal para el transporte y distribución de energía en redes de Media Tensión.
MV-90
Cable de Media Tensión con aislamiento XLPE, según norma americana. Para el transporte y distribución de energía en redes de Media Tensión.
RHVhMVh
Cable de Media Tensión en cobre y aluminio para aplicaciones especiales. Especialmente recomendado para instalaciones donde haya riesgo de presencia de aceites y agentes químicos de tipo hidrocarburos o sus derivados.
Componentes de un cable eléctrico
Un cable eléctrico está compuesto por:
- Conductor eléctrico: que canaliza el flujo eléctrico
- Aislamiento: que recubre y contiene el flujo eléctrico en el conductor.
- Elementos auxiliares: que protegen al cable y garantizan su longevidad.
- Cubierta: cubre a todos los materiales mencionados protegiendolos del exterior.
Tipos de conductores eléctricos
- Conductor de alambre desnudo: se trata de un solo alambre en estado sólido, no flexible y sin recubrimiento.
- Conductor de alambre aislado: es igual que el conductor de alambre desnudo con la diferencia de que va recubierto por un material aislante.
- Conductor de cable flexible: es un conjunto de finos alambres recubiertos por un material aislante. Son flexibles y maleables.
- Conductor de cordón: es un conjunto de cables que tienen doble aislamiento, el propio de cada cable más uno adicional que los engloba a todos.
- Cable unipolar: es un cable que cuenta con un único conductor.
- Cable multipolar: es un cable que cuenta con varios conductores.
- Cable coaxial: cuenta con un conductor de alambre en su interior protegido por una capa aislante y con una malla blindada de cobre y finalmente con una cubierta exterior.
- Cable trenzado: se trata de pares de cables entrelazados.
- Cable duplex: se trata de dos cables paralelos.
- Cable blindado: se trata de un conjunto de cables recubierto por un revestimiento metálico.
- Cable de cinta: son una serie de cables colocados de forma paralela.
- Cable rígido: es un cable difícil de deformar.
- Cable flexible: es un cable fácil de deformar.
- Conductores eléctricos de cobre: es el material más utilizado generalmente.
- Conductores eléctricos de aluminio: en algunos casos, también se usan conductores de aluminio, pese a que este metal sea un 60% peor conductor que el cobre.
Tipos de aislamiento para cable eléctrico
El aislamiento consiste en colocar un recubrimiento aislante sobre el conductor para evitar fugas de corriente. Se clasifican en dos grandes grupos: termoplásticos y termoestables.
1. Aislamientos termoplásticos
Son más usuales en la fabricación de cables eléctricos son:
- PVC: Policloruro de vinilo
- Z1: Poliolefinas
- PE: Polietileno lineal
- PU: Poliuretano
2. Aislamientos termoestables
Los más usuales son:
- EPR: Etileno Propileno
- XLPE: Polietileno Reticulado
- EVA: Acetato de Etil Vinil
- SI: Silicona
- PCP: Neopreno
- SBR: Caucho Natural
Tipos de protecciones metálicas para cables eléctricos
En algunos casos, los cables pueden tener protecciones metálicas.
- Pantallas: son protecciones metálicas eléctricas que se aplican para aislar las señales que pasan por el interior del cable de posibles interferencias externas.
- Armaduras: son protecciones mecánicas que protegen el cable de posibles agresiones externas: animales, golpes, etc.
Nomenclatura cables eléctricos según norma
Cada cable tiene una designación según norma. Esta denominación está compuesta por un conjunto de letras y números, cada uno con un significado específico. Esta designación alude a una serie de características del producto (materiales, tensiones nominales, etc.) que facilitan la selección del cable más adecuado a sus necesidades, evitando posibles errores de suministro de un cable por otro.
Cuando un cable no indica claramente estos datos puede tratarse de un cable defectuoso, que no cumpla las normativas de seguridad ni garantice la vida útil del cable y su buen funcionamiento.
Designación según tipo de Aislamiento
| Nomenclatura | tipo de cable |
|---|---|
| R | Polietileno reticulado (XLPE) |
| X | Polietileno reticulado (XLPE) |
| Z1 | Poliolefina termoplástica libre de halógenos |
| Z | Elastómero termoestable libre de halógenos |
| V | Policloruro de vinilo (PVC) |
| S | Compuesto termoestable de silicona libre de halógenos |
| D | Elastómero de etileno-propileno (EPR) |
Designación de pantalla, revestimiento interior, asiento de armadura
| Nomenclatura | tipo de cable |
|---|---|
| C3 | Pantalla de hilos de cobre dispuestos helicoidalmente |
| C4 | Pantalla de cobre en forma de trenza, sobre los conductores aislados reunidos. |
| V | Policloruro de vinilo (PVC) |
| Z1 | Poliolefina termoplástica libre de halógenos |
Si no lleva pantalla ni revestimiento interior ni asiento de armadura, no se utiliza ninguna letra.
Designación de los diferentes tipos de armaduras
| Nomenclatura | tipo de cable |
|---|---|
| F | Fleje de acero dispuesto helicoidalmente. |
| FA | Fleje de aluminio dispuesto helicoidalmente |
| FA3 | Fleje de aluminio corrugado longitudinalmente |
| M | Corona de hilos de acero |
| MA | Corona de hilos de aluminio |
Designación de la cubierta exterior
| Nomenclatura | tipo de cable |
|---|---|
| V | Policloruro de vinilo (PVC) |
| Z1 | Poliolefina termoplástica libre de halógenos |
| Z | Elastómero termoestable libre de halógenos |
| N | Polímero clorado vulcanizado |
Designación del conductor
| Nomenclatura | tipo de cable |
|---|---|
| K | Flexible de cobre (clase 5) para instalaciones fijas |
| F | Flexible de cobre (clase 5) para servicios móviles |
| D | Flexible para cables de máquinas de soldar. Cuando no lleva ninguna letra, el conductor es de cobre rígido, clase 1 ó 2. |
| AL | Si el conductor es de aluminio, se indica (AL). |
Tensión nominal
| Nomenclatura | tipo de cable |
|---|---|
| 0,6/1 kV | Tensión nominal 1.000V |
Explicación del número de conductores
| Nomenclatura | tipo de cable |
|---|---|
| nGS | Número y sección de los conductores, en mm2, con conductor Amarillo/Verde |
| nxS | Número y sección de los conductores, en mm2, sin conductor Amarillo/Verde |
Normas de diseño del cable
Las normas del diseño del cable también vienen referenciadas en el marcaje de cada cable:
- UNE 21123
- IEC 60502
- UNE 21150
Datos adicionales
| Nomenclatura | tipo de cable |
|---|---|
| CE | Marcado CE obligatorio para la comercialización del producto en la Comunidad Europea. Esta marca puede ir en el producto o en el embalaje. |
| Fecha de fabricación | (AAMMDD). La fecha de fabricación se suele poner a efectos de trazabilidad. La trazabilidad permite poder saber quién, cuándo y dónde ha realizado cada fase del proceso y con qué materiales. |
Puedes repasar conceptos a través de este vídeo que hemos preparado:
Criterios de dimensionado de conductores eléctricos
Existen dos criterios de dimensionado de conductores de cobre:
- En el dimensionado norteamericano (AWG-American Wire Gauge), los conductores se definen especificando un número de hilos y un diámetro de cada hilo.
- En el dimensionado europeo (mm2), los conductores se definen especificando la resistencia máxima del conductor (Ω/km). Los conductores rígidos o flexibles se definen especificando el número mínimo de alambres o el diámetro máximo de los hilos que lo forman. Además, las secciones reales geométricas son algo menores a las indicadas como nominales.
Medidas de los cables eléctricos
| SECCIÓN EN mm2 | CALIBRE (AWG) | CONSUMO DE CORRIENTE | USOS |
|---|---|---|---|
| 25 mm2 | 4 | Muy alto | Aires acondicionados centrales y equipos industriales.. |
| 16 mm2 | 6 | Alto | Aires acondicionados, estufas eléctricas y acometidas de energía eléctrica. |
| 10 mm2 | 8 | Medio alto | Frigoríficos y secadoras. |
| 6 mm2 | 10 | Medio | Microondas y licuadoras. |
| 4 mm2 | 12 | Medio bajo | Iluminación |
| 2.5 mm2 | 14 | Bajo | Lámparas |
| 1.5 mm2 | 16 | Muy bajo | Termostatos, timbres o sistemas de seguridad. |
Tipos de colores en cables eléctricos y su significado
Los colores de los cables eléctricos se rigen por la Norma de la Comisión Eléctrica Internacional IEC 60446.
Para la identificación de los conductores están permitidos los siguientes colores: negro, marrón, rojo, naranja, amarillo, verde, azul, violeta, gris, blanco, rosa y turquesa.
- Conductor neutro: azul. Es recomendable no usar más conductores azules para evitar confusión.
- Conductor de fase: negro, gris o marrón.
- Conductor de protección o toma de tierra: bicolor amarillo y verde. El empleo de cables de un solo color, amarillos o verdes, solo están permitidos en lugares donde, por seguridad, no pueda llegar a existir confusión con la toma de tierra.
Redes inalambricas
Qué es una red inalámbrica
Las redes inalámbricas se basan en un enlace que utiliza ondas electromagnética (radio e infrarrojo) en lugar de cableado estándar. Hay muchas tecnologías diferentes que se diferencian por la frecuencia de transmisión que utilizan, y el alcance y la velocidad de sus transmisiones.
Las redes inalámbricas permiten que los dispositivos remotos se conecten sin dificultad, ya se encuentren a unos metros de distancia como a varios kilómetros. Asimismo, la instalación de estas redes no requiere de ningún cambio significativo en la infraestructura existente como pasa con las redes cableadas. Tampoco hay necesidad de agujerear las paredes para pasar cables ni de instalar portacables o conectores. Esto ha hecho que el uso de esta tecnología se extienda con rapidez.
Por el otro lado, existen algunas cuestiones relacionadas con la regulación legal del espectro electromagnético. Las ondas electromagnéticas se transmiten a través de muchos dispositivos (de uso militar, científico y de aficionados), pero son propensos a las interferencias. Por esta razón, todos los países necesitan regulaciones que definan los rangos de frecuencia y la potencia de transmisión que se permite a cada categoría de uso.
Además, las ondas hertzianas no se confinan fácilmente a una superficie geográfica restringida. Por este motivo, un hacker puede, con facilidad, escuchar una red si los datos que se transmiten no están codificados. Por lo tanto, se deben tomar medidas para garantizar la privacidad de los datos que se transmiten a través de redes inalámbricas.
Tipos de redes inalámbricas
Por lo general, las redes inalámbricas se clasifican en varias categorías, de acuerdo al área geográfica desde la que el usuario se conecta a la red (denominada área de cobertura):
¿Que es un modem?
Un módem es un dispositivo de hardware físico que funciona para recibir datos de un proveedor de servicios de Internet a través de un medio de conexión como cables, alambres o fibra óptica.[1] La palabra en sí misma es en realidad una forma abreviada de Modulador-Demodulador, ya que el dispositivo realiza la modulación y demodulación de señales analógicas a señales digitales y viceversa con el fin de facilitar la transmisión de datos a una red.[2] Al recibir las señales analógicas que transportan paquetes de datos, un módem puede convertirlas en una señal digital que su dispositivo puede utilizar. Alternativamente, cuando su dispositivo envía información a Internet, lo hace en forma de señales digitales que son convertidas por su módem en una señal analógica para ser transmitida al concentrador central. La función principal de este dispositivo es traducir datos digitales y analógicos para adaptarlos al uso o al transporte.[3]
Tabla de contenido
Funcionalidad
Un módem establece la conexión entre la red de su casa u oficina y su ISP. La configuración general para la conexión de los componentes de hardware necesarios para establecer una conexión es la siguiente:[4]
- Computadora o dispositivo
- Enrutador
- Módem
- Proveedor de servicios de Internet
- Internet
A través de la modulación y demodulación, los flujos de datos pueden viajar hacia y desde el módem de su casa u oficina hacia y desde el ISP.[5] La modulación es la conversión de datos digitales en señales analógicas. Esto se hace en el extremo de transmisión de la conexión o desde donde se está enviando la señal. Este proceso de conversión de señales analógicas en señales digitales también se conoce como proceso de digitalización de datos.[6] La demodulación es la conversión de datos analógicos en datos digitales que pueden ser utilizados o analizados. Este proceso se produce en el extremo de recepción de la línea de transmisión de datos. Los dispositivos que conducen la modulación se denominan moduladores, mientras que los componentes que son capaces de demodular las señales se denominan demoduladores.
Modelo OSI
A pesar de que el modelo de red que se utiliza en las redes de área local no coincide de forma teórica con este modelo de comunicación, sí que tienen muchas características propias de él. Además, debemos tener en cuenta que este varía en función de las distintas topologías de red utilizadas sobre todo en entorno de negocio y grandes empresas. Lo que el modelo OSI pretende es que entendamos de un modo estandarizado los distintos niveles de comunicación.
Actualmente se tiene siempre a la construcción de modelos estandarizados para diferentes aspectos de nuestro entorno. Esto lo vemos de una forma más acusada en los protocolos telecomunicaciones entre máquinas. La estandarización es necesaria para un entorno en el que existen gran cantidad de redes y tipos de máquinas conectados a ellos, por no decir el gran número de operadores de telecomunicaciones que existen en el mercado.
Ejemplo de ello es el modelo que propone ISO, este ha sido clave para lograr precisamente el desarrollar de estas comunicaciones entre multitud de elementos en esencia totalmente distintos entre ellos. Veamos ahora en detalle sus principales puntos de interés.
Que es el modelo OSI
El modelo OSI lo desarrolló allá por 1984 la organización ISO (International Organization for Standarization). Este estándar perseguía el ambicioso objetivo de conseguir interconectar sistema de procedencia distinta para que esto pudieran intercambiar información sin ningún tipo de impedimentos debido a los protocolos con los que estos operaban de forma propia según su fabricante.
El modelo OSI está conformado por 7 capas o niveles de abstracción. Cada uno de estos niveles tendrá sus propias funciones para que en conjunto sean capaces de poder alcanzar su objetivo final. Precisamente esta separación en niveles hace posible la intercomunicación de protocolos distintos al concentrar funciones específicas en cada nivel de operación.
Otra cosa que debemos tener muy presente es que el modelo OSI no es la definición de una topología ni un modelo de red en sí mismo. Tampoco especifica ni define los protocolos que se utilizan en la comunicación, ya que estos están implementados de forma independiente a este modelo. Lo que realmente hace OSI es definir la funcionalidad de ellos para conseguir un estándar.
Los niveles de los que se compone el modelo OSI son:
Tipos de servicio
El modelo OSI establece los dos tipos de servicio básicos que existen para las telecomunicaciones:
- Con conexión: es necesario establecer primero una conexión mediante un circuito para intercambiar información. Un tipo de comunicación con conexión es la telefónica, tanto móvil como fija.
- Sin conexión: para enviar o recibir información no será necesario establecer un circuito. El mensaje se envía con una dirección de destino y este llegará de la forma más rápida posible, pero no necesariamente ordenado. Un ejemplo típico es el envío de emails.
Conceptos y terminología que se utiliza en el modelo OSI
Para hable de OSI también debemos conocer distintos términos que están directamente relacionados con él. Si ellos no entenderíamos muchos de los conceptos del modelo.
Sistema
Es el elemento físico en donde se aplica el modelo. Es el conjunto de máquinas físicas de diversa índole que, conectadas, son capaces de transferir información
Modelo
Un modelo ayuda a definir una estructura junto a una serie de funciones que realizará el sistema de telecomunicaciones. Un modelo no aporta la definición de cómo se debe implementar una red de telecomunicaciones, sino que solamente define cual debe ser el procedimiento normalizado para intercambiar información.
Nivel
Es un conjunto de funciones específicas para facilitar la comunicación agrupadas en una entidad que a su vez se relaciona tanto con un nivel inferior como con un nivel superior.
Las interacciones entre niveles se denominan primitivas, y pueden ser indicaciones, respuestas, peticiones o confirmaciones. Cada nivel presenta estas características:
- Cada nivel está diseñado para realizar funciones específicas. Cuando necesitemos implementar unas determinadas funciones a la red aplicaremos el nivel que corresponda a estas funciones.
- Cada uno de estos niveles se relaciona con el anterior y el posterior en la escala de abstracción. Obtiene datos del nivel inferior y proporciona estos al nivel superior
- Cada nivel contiene unos servicios que son independientes a la implantación práctica
- Se debe establecer unos límites para cada nivel siempre y cuando aseguren el flujo de información entre cada uno
Función o Algoritmo
Es un conjunto de instrucciones que se relación entre sí para que, a través de estímulos de entrada (argumentos) produzca determinadas salidas (outputs).
Capas OSI
Funcionamiento básico
Ahora nos toca hablar de los siete niveles que establece el estándar de comunicación OSI. Cada uno de estos niveles tendrá sus propias funciones y protocolos que trabajaran para comunicarse con otros niveles.
Los protocolos de cada nivel se comunican con sus homólogos o peer, es decir su mismo protocolo situado en el otro extremo de la comunicación. De esta forma no tendrán influencia otros protocolos de otros niveles.
Para establecer el flujo de información, la máquina origen envía la información que partirá desde la capa más superficial hasta la capa física. Luego en la máquina de destino el flujo llegará a esta capa física y subirá hasta la capa más superficial que exista.
Además, cada nivel trabaja de forma independiente de las demás, si necesidad se saber el funcionamiento del resto de niveles. De esta forma cada uno es modificable sin que exista influencia en los demás. Por ejemplo, si queremos añadir un equipo físico o una tarjeta de red esto influirá solamente en la capa que controle estos dispositivos.
Los niveles se pueden dividir en dos grupos, los que están orientados a la red y los que están orientados a la aplicación.
Niveles OSI orientados a red
Estos niveles se encargan de gestionar el apartado físico de la conexión, como el establecimiento de la comunicación, el enrutamiento de ésta y el envío
Capa 1: Física
Este nivel se encarga directamente de los elementos físicos de la conexión. Gestiona los procedimientos a nivel electrónico para que la cadena de bits de información viaje desde el transmisor al receptor sin alteración alguna.
- Define el medio físico de transmisión: cables de pares trenzados, cable coaxial, ondas y fibra óptica
- Maneja las señales eléctricas y transmite el flujo de bits
- Define las características de los materiales, como conectores y niveles de tensión
Algunas normas relativas a este nivel son: ISO 2110, EIA-232, V.35, X.24, V24, V.28
Capa 2: Enlace de datos
Este nivel se encarga de proporcionar los medios funcionales para establecer la comunicación de los elementos físicos. Se ocupa del direccionamiento físico de los datos, el acceso al medio y especialmente de la detección de errores en la transmisión.
Esta capa construye las tramas de bits con la información y además otros elementos para controlar que la transmisión se haga de forma correcta. El elemento típico que realiza las funciones de esta capa es el switch o también el router, que se encarga de recibir y enviar datos desde un transmisor a un receptor
Los protocolos más conocidos de este enlace son los IEEE 802 para las conexiones LAN y IEEE 802.11 para las conexiones WiFi.
Capa 3: Red
Esta capa se encarga de la identificación del enrutamiento entre dos o más redes conectadas. Este nivel hará que los datos puedan llegar desde el transmisor al receptor siendo capaz de hacer las conmutaciones y encaminamientos necesarios para que el mensaje llegue. Debido a esto es necesario que esta capa conozca la topología de la red en la que opera.
El protocolo más conocido que se encarga de esto es el IP. También encontramos otros como IPX, APPLETALK o ISO 9542.
Capa 4: Transporte
Este nivel se encarga de realizar el transporte de los datos que se encuentran dentro del paquete de transmisión desde el origen al destino. Esto se realiza de forma independiente al tipo de red que haya detectado el nivel inferior. La unidad de información o PDU antes vista, también le llamamos Datagrama si trabaja con el protocolo UDP orientado al envío sin conexión, o Segmento, si trabaja con el protocolo TCP orientado a la conexión.
Esta capa trabaja con los puertos lógicos como son el 80, 443, etc. Además, es la capa principal en donde se debe proporcionar la calidad suficiente para que la transmisión del mensaje se realice correctamente y con las exigencias del usuario.
Niveles OSI orientados a aplicación
Estos niveles trabajan directamente con las aplicaciones que solicitan los servicios de niveles inferiores. Se encarga de adecuar la información para que sea comprensible desde el punto de vista de un usuario, mediante una interfaz y un formato.
Capa 5: Sesión
Mediante este nivel se podrá controlar y mantener activo el enlace entre las máquinas que están transmitiendo información. De esta forma se asegurará que una vez establecida la conexión, esta e mantengas hasta que finalice la transmisión.
Se encargará del mapeo de la dirección de sesión que introduce el usuario para pasarlas a direcciones de transporte con las que trabajan los niveles inferiores.
Capa 6: Presentación
Como su propio nombre intuye, esta capa se encarga de la representación de la información transmitida. Asegurará que los datos que nos llegan a los usuarios sean entendibles a pesar de los distintos protocolos utilizados tanto en un receptor como en un transmisor. Traducen una cadena de caracteres en algo entendible, por así decirlo.
En esta capa no se trabaja con direccionamiento de mensajes ni enlaces, sino que es la encargada de trabajar con el contenido útil que nosotros queremos ver.
Capa 7: Aplicación
Este es el último nivel, y en encargado de permitir a los usuarios ejecutar acciones y comandos en sus propias aplicaciones como por ejemplo un botón para enviar un email o un programa para enviar archivos mediante FTP. Permite también la comunicación entre el resto de capas inferiores.
un ejemplo de la capa de aplicación puede ser el protocolo SMTP para el envío de correos electrónicos, programas de transmisión de ficheros por FTP, etc.
Entidades de Datos en el modelo OSI
Es un elemento que procesa información en un sistema abierto para aplicarlo a funciones determinadas. En este caso se tratará de procesar información para su intercambio entre máquinas. Un proceso está formado por:
- Punto de acceso al servicio (SAP): lugar en el que cada capa encuentra los servicios de la capa que hay justo debajo
- Unidad de Datos de la Interfaz (IDU): bloque de información que una capa pasa a una capa inferior
- Unidad de datos del protocolo (N-PDU): paquetes de información que transporta la información que se pretende envía por la red. Esta información estará fraccionada y compuesta por una cabecera que lleva información de control. Esta información se intercambia entre dos entidades que pertenecen al mismo nivel en lugares distintos.
- Unidad de datos de servicio (SDU): cada IDU se compone de un campo de información para el control de la interfaz (ICI) y otro campo con información con la información de la red (SDU). Una SDU de un nivel n representa la PDU del nivel n+1, de esta forma n+1-PDU = n-SDU
Gráficamente se podría representar de la siguiente forma:
Proceso de transmisión de los datos en el modelo OSI
Veamos ahora como es el funcionamiento de las capas del modelo OSI en la transmisión de los datos.
- La capa de aplicación recibirá el mensaje por parte del usuario.
- El mensaje está situado en la capa de aplicación. Esta capa le añade una cabecera ICI para formar así la PDU de la capa de aplicación y pasa a llamarse IDU. Ahora se pasa a la siguiente capa
- El mensaje está ahora situado en la capa de presentación. Esta capa le añade su propia cabecera y se transfiere a la siguiente capa
- El mensaje ahora está en la capa de sesión y otra vez se vuelve a repetir el procedimiento anterior. Se envía después las capas físicas
- En las capas físicas el paquete será direccionado debidamente hasta el receptor
- Cuando el mensaje llega al receptor cada capa elimina la cabecera que su capa homologa a colocado para transmitir en mensaje
- Ahora el mensaje llega a la capa de aplicación del destino para entregarse al usuario de forma comprensible
- Obtener enlace
- Correo electrónico
- Otras aplicaciones
- Obtener enlace
- Correo electrónico
- Otras aplicaciones
Comentarios
Publicar un comentario