Mod1 1

Capítulo 1:Introducción a las redes de ordenadores
Anotaciones
REDES EN EDUCACIÓN 2 1
Í N D I C E
1. Concepto de red. 3
2. Origen de las redes de ordenadores. 4
3. Elementos de una red. 5
4. Compartición de recursos. 7
4.1. Definiciones. 7
4.2. Compartición de Recursos. 7
a) Principales recursos para compartir. 7
b) Recursos según la organización de la red. 8
4.3. Arquitectura cliente-servidor. 9
a) Seguridad. 10
b) Modelos de arquitectura cliente-servidor. 10
5. Tipos de Redes. 11
5.1. Por su tecnología de transmisión. 11
a) Redes de difusión. 11
b) Redes punto a punto. 14
c) Diferencias entre las dos tecnologías. 15
5.2. Por su tamaño. 16
a) Redes de área local (LAN: Local area network). 16
b) Redes metropolitanas (MAN: Metropolitan area network). 16
c) Redes de área extensa (WAN: wide area network). 16
d) Internet. 18
6. Modelos conceptuales. 19
6.1. Introducción. Protocolos y arquitecturas de protocolos. 19
6.2. Modelo de referencia OSI. 20
a) La comunicación. 20
6.3. Características fundamentales del modelo OSI. 22
a) Arquitectura OSI. 23
b) Especificación de servicios OSI. 25

Capítulo 1
Anotaciones
2
c) Especificación de protocolos OSI. 27
d) Descripción del modelo. 28
e) Explicación del modelo. 30
6.4. Funcionamiento en una red con la pila OSI 35
6.5. Otros Estándares 35
a) Módelo IEEE 35
b) Modelo de referencia TCP/IP. Internet. 36
Ilustraciones 38

Anotaciones
Las redes de ordenadores son un fenómeno relativamente reciente que, sin embargo, están
teniendo un desarrollo vertiginoso, paralelo a la evolución sufrida en este ámbito tecnológico
(hardware y software) y, sobre todo, de Internet.
Pese a tratarse de una tecnología compleja, su desarrollo ha buscado siempre la
transparencia para el usuario y la facilidad en su integración, de manera que en la actualidad son
pocos los hogares que no disponen de una conexión a Internet y las empresas o centros
educativos que no trabajan sobre una red LAN.
En este capítulo vamos a explicar los conceptos más básicos sobre los que se sustentan las
redes de ordenadores, los tipos de redes, aspectos elementales sobre tecnologías de
comunicación y expondremos el modelo teórico que sustenta la comunicación entre equipos.
11.. CCoonncceeppttoo ddee rreedd..
En esencia, una red es un conjunto de equipos informáticos interconectados entre sí. En toda
red, hay una parte física y otra parte lógica. La parte física, está compuesta por todos los
elementos materiales (hardware), y los medios de transmisión. La parte lógica (software), son los
programas que gobiernan o controlan esa transmisión y la información o datos que es transmitida.
De este modo, una red de ordenadores puede ser entendida desde dos vertientes distintas:
• Conjunto de equipos interconectados con el fin de compartir recursos y transmitir
información.
• Sistema de comunicación de datos entre equipos distintos.
Una red es, en definitiva, como un sistema de dos o más ordenadores (autónomos) que,
mediante una serie de protocolos, dispositivos y medios físicos de interconexión, son capaces de
comunicarse con el fin de compartir datos, hardware y software, proporcionando así acceso a un
mayor número de recursos con un menor coste económico y facilitando su administración y
mantenimiento.
La existencia de las redes de computadores ha facilitado enormemente el trabajo colaborativo
y el uso de recursos compartidos, además de crear mecanismos de comunicación mucho más
rápidos y eficientes dando origen al concepto de “autopista de la información”. Para los centros
docentes supone un gran ahorro de material puesto que permite disponer de periféricos y
recursos de hardware más potentes y con mejores prestaciones. Todo ello realizado de forma
transparente para el usuario de la red.
Ilustración 1: Aula en red. Serie de ordenadores que se comunican entre sí
con el fin de compartir sus recursos

Capítulo 1
Anotaciones
4
22.. OOrriiggeenn ddee llaass rreeddeess ddee oorrddeennaaddoorreess..
El origen y desarrollo de las redes de computadoras está basado en la colaboración de
científicos de numerosos campos. Las investigaciones y el trabajo tecnológico se han apoyado en
un mundo de ideas creadas por psicólogos, filósofos, economistas, etc. y en la colaboración de
organismos gubernamentales, universidades y empresas.
Aunque los primeros avances en el estudio de redes de computadoras se dieron en los
Estados Unidos, el elemento detonador de todo el proceso es necesario buscarlo en otro país, la
URSS. Tras el primer lanzamiento del satélite artificial Sputnik, por parte de la URSS, en los
Estados Unidos se abrió un periodo de crisis, se sentían derrotados en la guerra fría y
necesitaban una revisión de las políticas de desarrollo científico y tecnológico que se habían
realizado hasta entonces. En este marco es en el que surge en 1957 la agencia ARPA (Advanced
Research Projects Agency, Agencia de proyectos avanzados de investigación) dependiente del
Departamento de Defensa. Evidentemente, sus objetivos estaban vinculados con el desarrollo
tecnológico aplicado a la defensa, pues se consideraba altamente peligroso que la URSS fuese
por delante en las distintas carreras emprendidas en la guerra fría.
A pesar de habernos remontado a finales de los años cincuenta, no se producen verdaderos
avances hasta comienzos de la década de los ’60, y estos avances se centran más en aspectos
conceptuales que tecnológicos. Así, en 1962 J.C.R. Licklider (psicólogo e informático) en ARPA
propuso la interconexión de ordenadores para el desarrollo de trabajo colaborativo entre
investigadores. Simultáneamente, en el MIT (Instituto tecnológico de Massachussets) L. Kleinrock
escribió el primer artículo “Flujo de información entre Redes amplias de comunicación” sobre
tecnología de comunicación por cable mediante conmutación de paquetes, sentando así las
bases para la comunicación entre computadores.
En 1964 J.C.R. Licklider abandona ARPA y marcha al MIT para trabajar junto a W. Clarck.
Fruto de esta colaboración es su publicación “Online Man Computer Communication” donde
presentan la necesidad de la colaboración a través del uso de computadoras. Un año después, P.
Barand realiza la primera propuesta realmente viable para la utilización de redes de ordenadores
basando su comunicación en la conmutación de paquetes.
Con el patrocinio de ARPA, un año después, dos máquinas situadas en el MIT y en System
Developmen Corporation de Santa Mónica se unen mediante una línea dedicada cuya velocidad
de transmisión era de 1200bits por segundo. El ordenador del MIT se denominaba XT-2 y el de
Santa Mónica AN/FSQ-32.
Creación de la agencia ARPA
JCR Licklider propone interconexión de ordenadores
(ARPA).
L. Kleinrock escribe "Flujo de información entre redes
amplias de comunicación". MIT
JCR Licklider comienza a trabajar en MIT.
Licklider y W. Clarck publican "Online Man Computer
Communication"
Paul Barand presenta una propuesta de comunicación
de ordenadores mediante conmutación de paquetes
Unión de dos equipos a través de una línea dedicada
entre el MIT y el SSD de Santa Mónica.
Publicación de "Towars a Cooperative Network of Time
Shared"
Origen de ARPANET.
Primera comunicación entre ordenadores
1957
1962
1964
1965
1966
1969
Ilustración 2: Línea de Tiempo: Desarrollo cronológico de la 1ª
Comunicación entre Ordenadores

Anotaciones
A partir de la publicación en 1966 de “Towards a Cooperative Network of Time-Shared” (Hacia
una red cooperativa de computadoras de tiempo compartido) por parte de L.G. Roberts del MIT,
se sientan las bases para la creación de ARPANET (red de computadores de ARPA) y de la
primera red de ordenadores. Tres años después y tras la creación de la primera interfaz para
enrutar la comunicación entre distintos nodos (router) el IMP (interfaz Message Processor,
Interfaz de mensajes para procesadores), se construye ARPANET, primera red de computadores,
constituida por cuatro nodos situados en la Universidad de California-Los Ángeles, el Stanford
Reseach Institute (San Francisco, California), la Universidad de California en Santa Bárbara y la
Universidad de Utah.
La primera comunicación se produjo entre Stanford y UCLA el 20 de octubre de 1969,
exactamente tres meses después de que el hombre pisara por primera vez la luna. Se había
dado el primer paso para la mayor revolución tecnológica del siglo XX.
Internet, la comunicación entre computadoras, el correo electrónico, el teletrabajo, la
videoconferencia, son elementos que se han integrado en nuestra rutina y que van a provocar la
mayor revolución cultural que haya expedientado la humanidad en el siglo XXI.
33.. EElleemmeennttooss ddee uunnaa rreedd..
Para determinar los elementos que componen una red debemos diferenciar entre los
elementos físicos y los componentes lógicos. Entendemos por componentes físicos todo el
hardware y medios físicos necesarios para la comunicación entre ordenadores. Los componentes
lógicos son los protocolos de comunicación y el software que permite esa comunicación.
78.000
73.200
68.400
63.600
58.800
54.000
49.200
44.400
39.600
34.800
30.000
25.200
20.400
15.600
10.800
6.000
1.200
bits
Segundos
0 0'5 1 1'5 2 2'5 3 3'5 4 4'5 5 5'5 6 6'5
Velocidad de transmisión de un MODEM
Velocidad de transmisión XT-2 a AN/FSQ-32
Ilustración 3: Gráfica comparativa de velocidades de transmisión de datos
entre la primera comunicación entre ordenadores y una transmisión vía
MODEM.
Nota:
Un bit es un número que puede tener asociado un valor de 1 ó 0. Es la unidad de
transmisión de datos en el mundo de la Informática y de Internet. Como sabemos, el
sistema de numeración que sólo emplea unos y ceros es el binario. De manera que un
número de ocho dígitos en base dos puede tener un valor máximo de 28
, es decir, de 0 a
255 en numeración decimal. Por lo tanto, con ocho bits podemos diferenciar únicamente
256 objetos, de ahí, que para transmitir una letra sean necesarios ocho bits.
Si la primera línea dedicada permitía una transmisión de 1200 bits por segundo, se estaban
transmitiendo 150 letras por segundo. Comparándolo con la velocidad de una mecanógrafa
experta sería 40 veces más rápido. Si lo comparamos con la velocidad de transmisión de
un MODEM de 36.900 bits/s sería 30 veces más lento. Con respecto a una línea ADSL
podría llegar a ser 800 veces más lento.

Capítulo 1
Anotaciones
6
Resulta evidente que, dependiendo del tamaño de la red y las prestaciones que deseemos
que nos ofrezca, estos componentes pueden aumentar en número y complejidad. Para facilitar su
comprensión, vamos a centrarnos inicialmente en una red formada por dos ordenadores:
• Elementos físicos:
o Dos equipos.
o Una entrada y salida física de comunicación entre cada uno de los equipos y el
medio físico de comunicación.
o Un medio físico para la transmisión de datos.
• Elementos lógicos:
o Software.
o Protocolos de comunicación.
La unión física entre ambos ordenadores podrá realizarse a través de puerto serie, del
paralelo, a través de USB o, como es más habitual, a través de un cable de red conectado a un
concentrador, aunque si se tratara de dos equipos sólo, se puede hacer a través de un cable de
red de tipo cruzado. Esta comunicación entre ordenadores puede acoger tecnologías de última
generación como las redes inalámbricas basadas en el estándar 802.11x o las basadas en
bluetooth.
Cuando nos encontramos con redes constituidas por más de dos equipos, debemos empezar
a emplear otros tipos de mecanismos de interconexión. En estos casos, la red estaría constituida
por:
• Ordenadores autónomos.
• Elementos de interconexión:
o Puertos o adaptadores de red. Permiten la comunicación entre el equipo y el medio
físico de comunicación.
o Medio físico para el transporte de datos.
Medios guiados: cable coaxial, par trenzado, fibra óptica, ...
Medios no guiados: ondas de radio, infrarrojos, etc.
o Mecanismos de interconexión: concentradores, conmutadores, puentes,
enrutadores, cortafuegos, transceptores, MODEM, MSAU, etc. Los mecanismos de
interconexión aparecen cuando es necesaria la comunicación de varios equipos con
un nivel de eficiencia alto.
o Otros: terminales, acopladores, repetidores, conector RJ45, BNC, etc.
• Software de conexión y protocolos de comunicación.
Ilustración 4: Dos ordenadores pueden emplear distinto tipo de cable y
tecnología para su conexión. Desde cable serie o paralelo a par trenzado,
coaxial o USB, sin descartar cualquier tipo de conexión inalámbrica

Anotaciones
44.. CCoommppaarrttiicciióónn ddee rreeccuurrssooss..
4.1. Definiciones.
La arquitectura cliente-servidor es la base para la utilización de los recursos disponibles
en una red:
• Cliente: entendemos como tal cualquier ordenador, conectado a una red, de
cualquier tipo.
• Servidor: es también, un ordenador, conectado a una red, pero que tiene algún
recurso que puede ofrecer a la red.
Como vemos estos dos términos son inseparables, el cliente solicita algún recurso y el
servidor los ofrece. Es un proceso cooperativo entre cliente y servidor.
Normalmente, el servidor es un ordenador más potente y con más recursos que el
cliente, pero no siempre es así.
Entendemos por recurso:
• Hardware: distintos periféricos de entrada o salida, impresoras, escáneres,
cámaras, sistemas de almacenamiento de datos, etc.
• Software: cualquier tipo de aplicaciones, paquetes de programas, programas, etc.
• Información: todo tipo de datos; de texto, numéricos, bases de datos, imágenes,
audio, etc
4.2. Compartición de Recursos.
Como ya hemos indicado, una red de ordenadores es, “un conjunto de ordenadores
conectados entre sí y que pueden compartir información y recursos”. Es decir, los recursos
instalados en un equipo pueden ser utilizados por el resto de equipos y usuarios de la red.
Para limitar los accesos de los usuarios se pueden aplicar permisos y políticas.
a) Principales recursos para compartir.
Conviene destacar que, de todos los recursos que pueden ser utilizados en una red
local, los que nos van a ofrecer mayores ventajas a la hora de ser compartidos son:
Unidades de almacenamiento:
En una red pueden compartirse, discos duros, unidades de cd-rom, particiones de
disco, etc. Proporcionándonos un gran ahorro en la adquisición de estos materiales.
Ilustración 5: Las redes de ordenadores permiten el acceso a recursos de
un equipo desde cualquier otro, lo que facilita el trabajo colaborativo y una
gestión optimizada de dichos recursos .

Capítulo 1
Anotaciones
8
Sin embargo, más importante que este ahorro, es el poder tener la información
centralizada, evitando la repetición y la dispersión de estos archivos.
Esto facilita el trabajo en común, ahorrando esfuerzo y costos a la vez que se
garantiza la seguridad ante pérdidas o deterioro de la información, ya que al estar
centralizada, las copias de seguridad son más sencillas de realizar.
Servidor de aplicaciones:
En lugar de tener una misma aplicación instalada en cada ordenador, es mejor
tener una única para todos los que la utilicen. Con esto ahorraremos costes y
facilitaremos el mantenimiento (reparaciones, actualizaciones, etc...).
En este sentido, son muy importantes las aplicaciones tipo groupware, que son
aquellas que se utilizan para trabajar en grupo, por ejemplo: calendarios de grupo,
planificación de trabajos de grupo, correo electrónico, etc... El incremento de
productividad que esta forma de trabajar conlleva, es obvio.
Impresoras:
Las impresoras, son uno de los elementos más caros de los periféricos de una red
informática, por tanto el hecho de poder minimizar el número de ellas, redunda en un
importante ahorro de costes al realizar un uso más racional en la adquisición de este
tipo de recursos.
Evitamos tener que trasladarnos con la información de un equipo a otro y
ahorramos tiempo y espacio en nuestro aula, centro, etc.
Así, podremos adquirir mejores impresoras en lugar de disponer de un mayor
número de ellas, aunque de menor calidad.
Acceso compartido a Internet.
Otra de las grandes ventajas de una red es el poder acceder a Internet a través de
un servidor o mediante un acceso compartido. Todos los equipos, empleando una
única conexión: RTB, RDSI, ADSL, etc. pueden obtener las ventajas de los servicios
de Internet: correo electrónico, FTP, news, WWW, etc.
Cuando disponemos de un acceso a Internet de este tipo, podemos, además,
establecer una serie de medidas de seguridad mediante un cortafuegos que evite el
acceso a contenidos inadecuados para el ámbito educativo a la vez que protegemos
nuestra red del ataque de intrusos.
b) Recursos según la organización de la red.
Según su tipo de organización, podemos tener una red:
Ilustración 6: Las impresoras son los recursos que más posibilidades y
mejor rendimiento ofrecen a la hora de compartirse.

Anotaciones
• Distribuida: en este caso los recursos estarán distribuidos entre los distintos
ordenadores que conforman la red y cada uno podrá, o no, ofrecer a los demás
los recursos de que disponga.
• Centralizada: en este caso los recursos estarán centralizados en un ordenador
servidor, y los demás ordenadores accederán a él solicitando sus recursos.
• Mixta: es una mezcla de ambas, con parte distribuida y parte centralizada. El
grado de centralización puede ser variable en cada caso.
4.3. Arquitectura cliente-servidor.
La arquitectura de tipo Cliente-Servidor, se caracteriza porque tiene sus recursos
distribuidos entre los distintos ordenadores que forman la red y cada uno podrá, o no,
ofrecer a los demás los recursos que posea. El grado, menor o mayor, en que estén
distribuidos, puede ser muy variable. Esto implica un tráfico por la red, de todo tipo de
objetos, no sólo datos. La red se convierte así en un elemento crítico y, con ella, la figura de
administrador de la red. El objetivo es proporcionar más potencia al usuario final, con el
objetivo de aumentar la operatividad.
El hecho de adoptar este tipo de arquitectura, aparte de afectar al entramado de
hardware y software, supone cambios en la estructura de funcionamiento de un sistema de
información.
La arquitectura Cliente-Servidor supone, normalmente, una mezcla de hardware,
software y componentes de red, de distintos fabricantes. Por tanto tienen que ser
arquitecturas de sistemas abiertos, capaces de utilizar hardware y software de distintos
fabricantes, en contraste con los sistemas cerrados, o de un sólo fabricante.
INTERNET
Aula informática
Secretaría
SERVIDOR
SERVIDOR
IMPRESORA
Impresora color
Ilustración 7: Observamos como en ésta red existen una serie de servidores
que pueden gestionar distintas aplicaciones mientras que en otras
dependencias del centro existen redes de igual a igual.
Nota:
Los sistemas abiertos son aquellos que, siguiendo unas normas internacionales de
estandarización permiten interoperar distintos elementos de distintos fabricantes, de
manera que las redes o los mismo equipos puedan crecer y operar con otros equipos
sin ningún problema y que una misma aplicación pueda trabajar en equipos de distintos
fabricantes.
Las instituciones de estandarización con más influencia son la ISO http://www.iso.com/
y la IEEE http://www.ieee.org/portal/index.jsp

Capítulo 1
Anotaciones
10
Si se quieren minimizar los costes de software y mantenimiento, el software debería
residir en el servidor y, cuando el cliente lo ejecute, cargarlo en su memoria.
a) Seguridad.
Un tema importante en este modelo es la seguridad. Normalmente los servidores,
debidamente configurados por el administrador, son los encargados de pedir las
passwords necesarias, de identificar a los usuarios, de conceder los permisos
pertinentes para acceder a los distintos recursos, etc.
La seguridad es un tema clave a la hora de determinar una arquitectura. Cuando
utilizamos un modelo centralizado garantizamos la seguridad desde todos los puntos
de vista, sin embargo, cuando empleamos redes entre iguales obtendremos un nivel de
seguridad mucho más bajo.
b) Modelos de arquitectura cliente-servidor.
• Modelo basado en servidor: en este modelo los datos residen en el servidor,
pero además, hay una serie de procesos que se ejecutan también en él. Las
aplicaciones cliente-servidor, en realidad se componen de dos partes, aplicación
cliente, que se ejecuta en él, y aplicación servidor, que se ejecuta en el servidor.
• Las redes “peer to peer” o “punto a punto”, se pueden considerar un caso
particular de este tipo de redes. Estas redes no tienen servidores, propiamente
dichos, aunque, cada ordenador puede tener algunos recursos y puede ofrecerlos
al resto de los ordenadores, o a algunos. En este sentido, se les puede considerar
servidores. Aquí, los ordenadores pueden ser tanto clientes como servidores,
dependiendo de que soliciten u ofrezcan algún recurso.
• Basada en correo electrónico (e-mail): todas las funciones son ejecutadas por el
cliente y sólo las funciones de mensajería están en el servidor.
• Base de datos compartida: todas las funciones son ejecutadas por el cliente,
pero los datos están en el servidor. El cliente carga la aplicación en su memoria y
esta aplicación hace las llamadas necesarias al servidor de datos.
Servidor
Cliente 1 Cliente 2 Cliente 3
Datos
Aplicación
Solicita
envía
Ilustración 8: En el modelo cliente-servidor, un equipo actúa como servidor
del resto prestando, generalmente, las herramientas integradas en el sistema
operativo que permiten el control y gestión de la red.

Anotaciones
55.. TTiippooss ddee RReeddeess..
Hay varios criterios por los que se pueden clasificar las redes de ordenadores, según su
tecnología, su tamaño, su topología... En este apartado vamos a centrarnos en dos aspectos
considerados como fundamentales y que permiten determinar exactamente la situación actual de
las redes de ordenadores.
5.1. Por su tecnología de transmisión.
Básicamente hay dos tipos de tecnologías de transmisión: redes broadcast o de difusión
y redes punto a punto.
a) Redes de difusión.
En las redes broadcast hay un único canal de comunicación, compartido por todos
los ordenadores de la red. Los ordenadores envían mensajes cortos, denominados
tramas, que llegan al resto de los ordenadores de la red (con las salvedades que
estudiaremos en el capítulo 2). Sin embargo, esto no quiere decir que todos los
mensajes tengan como destinatarios, siempre, la totalidad de los ordenadores de la
red.
Los protocolos que se utilizan en estas redes deben permitir determinar cuándo un
mensaje se envía a todos los computadores o cuándo lo hacen únicamente a uno, del
mismo modo, deben preocuparse de controlar que no se produzcan colisiones.
En la trama, aparte de la información propiamente dicha, hay un campo que indica
el origen y el destino de dicha información. Pudiendo determinarse si el mensaje se
envía a todos, a uno, o varios ordenadores en concreto.
Ilustración 9: Los ordenadores en las redes de broadcast comparten un
mismo medio por cuyo acceso y utilización compiten.
Nota:
Es importante entender que las redes de difusión se caracterizan por tener a todos los
equipos compartiendo el mismo medio por lo que se deben establecer mecanismos que
controlen el acceso de los ordenadores.
Este medio compartido permite el envío de mensajes de Broadcast (en inglés esté
término se emplea cuando se transmite algo en todas direcciones o se mira alrededor,
se dispersan las semillas en la siembra, etc.)de ahí que a las redes de difusión también
se les denomine redes de Broadcast.

Capítulo 1
Anotaciones
12
Cuando el mensaje se dirige teniendo como remitentes al resto de los equipos de la
red estamos enviando un mensaje de Broadcast. En el caso de que un host realice esta
operación, todos los ordenadores reciben el mensaje y lo procesan. Sin embargo, si el
mensaje no es de Broadcast, al ser un medio compartido y, dependiendo del dispositivo
de interconexión, puede que todos los equipos lo reciban, pero, en este caso, si la
trama no iba dirigida a él, la ignora.
En una red se producen mensajes de broadcast en situaciones muy diversas, por
ejemplo cuando un ordenador se conecta a una red envía un mensaje de este tipo en
busca de un servidor que le pueda asignar una dirección IP, también, cuando
desconoce una dirección MAC (dirección de la tarjeta de red del host de destino) de un
equipo, envía otro mensaje de Broadcast al resto de los host de su red para que alguno
le pueda proporcionar esta información.
En definitiva, al tratarse de un medio compartido, todos los equipos reciben los
mensajes enviados por el resto, sin embargo, estos mensajes pueden estar,
efectivamente, dirigidos a todos (mensaje de Broadcast) o sólo a uno de ellos, en cuyo
caso el resto de los equipos ignoraría la trama recibida.
Ilustración 10: Un mensaje multicast es aquel que, en una red de difusión,
es enviado a varios de los equipos conectados al medio compartido.
Nota:
Para enviar un mensaje de broadcast es necesario utilizar un código de dirección
especial, ésta es la dirección de la red, con los campos que corresponden a los host
puestos a 1.
Dirección de host 192 168 0 X
Mascara de subred
Dirección de Broadcast (dec)
Dirección de Broadcast (bin)
255
192
11000000
255
168
10101000
255
0
00000000
0
256
11111111
Así, la dirección IP más alta que puede tener un host de una red se reserva a los
mensajes de Broadcast. También es posible, enviar mensajes a un grupo de
ordenadores, esto se conoce como mensaje multicast.

Anotaciones
En este tipo de redes, el problema principal, es la asignación del canal, ya que éste
es único, y debe ser compartido por todos los ordenadores. Para solucionar esto, se
han creado múltiples protocolos, que pertenecen al nivel MAC (Control de Acceso al
Medio). Hay dos métodos:
o Asignación estática: usa la multiplexación, para dividir el ancho de banda del
canal entre los ordenadores que lo usan. Es decir, si un canal posee 100 Mb
de ancho de banda y disponemos de diez host conectados al medio, éste es
dividido en diez partes de 10 Mb, reservando una de ellas para cada uno de
los host. Este sistema de asignación permite que cada ordenador no dependa
del resto para comunicar aunque, si sólo necesita enviar datos uno de ellos,
los otros 90 Mb están desaprovechados. Su mayor ventaja es que se evitan
las interferencias y colisiones.
o Asignación dinámica: que permite gestionar la utilización de un único medio en
función de las necesidades de comunicación de los equipos en cada momento;
reparte el ancho de banda más eficazmente. En este tipo de asignación se parte de
los siguientes supuestos:
Con Multiplexación
+ Multiplexación mayor velocidad
Sin Multiplexación
Baja velocidad
Ilustración 11: La multiplexación permite d aumentar la velocidad de
transmisión mediante la creación de nuevos canales.
Para pensar:
Si en una localidad cada coche pudiera circular únicamente por una serie de
calles, nunca encontraría atascos ni otros vehículos que obstruyeran sus vías,
pero tal vez, las carreteras estarían infrautilizadas.
Analogía:
La diferencia entre los mensajes de Unicast, Multicast y Broadcast lo podríamos
representar con la siguiente analogía:
Nos encontramos en un centro comercial y por megafonía solicitan la presencia del
propietario de un vehículo que lo ha dejado mal aparcado. Todo el mundo lo
escucha, pero sólo debe responder una persona. Ahora llega la hora de cierre de
los comercios, en el centro comercial hay tanto comercios como restaurantes, a
través de la megafonía se pide a los comerciantes que cierren sus negocios, este
mensaje se dirige a algunas de las personas del centro comercial, pero no a todas,
sin embargo, el mensaje es oído por todos.
Por último, se da un aviso de evacuación porque se ha producido un incendio en
uno de los restaurantes. Todas las personas abandonan el centro.

Capítulo 1
Anotaciones
14
• Existe un número de equipos indefinido.
• Sólo se dispone de un canal de comunicación.
• Si se envían dos mensajes a la vez (tramas) se produce una colisión.
• Cualquier equipo puede comunicar en cualquier momento o se debe ajustar a
unos intervalos determinados.
• Los host pueden observar la red y comprobar si el canal está ocupado.
También se puede establecer un sistema en que esto no sea necesario.
En función de estos supuestos se han creado distintos protocolos de acceso al
medio, en redes Ethernet uno de los protocolos más usados, es CSMA/CD (Carrier
Sense Multiple Access with Collision Detection). El ordenador que quiere transmitir,
examina si el canal lo está usando otro, en este caso espera para transmitir. Si hubiera
un choque, la transmisión se detendría. El conjunto de normas IEEE 802.3, siguen este
protocolo.
b) Redes punto a punto.
La otra tecnología, son las redes punto a punto. En este caso, las conexiones son
punto a punto, entre pares de ordenadores. Se establece una comunicación directa
entre los dos ordenadores.
Hasta que un mensaje llega a su destino, puede pasar por varios nodos
intermedios. Dado que normalmente, existe más de un camino posible, hay algoritmos
de encaminamiento (routing), que lo gobiernan.
Este tipo de redes, usa dos tecnologías diferentes:
• Conmutación de circuitos: en las que se establece un “circuito” entre los dos
puntos, mientras dura la conexión.
• Conmutación de paquetes: en las que el mensaje se divide en partes,
denominadas paquetes, que se envían independientemente unos de otros,
incluso desordenados y por distintos caminos, hasta su destino, donde se
debe reordenar y recomponer el mensaje.
Solicita documentos
Envía documentos
Imprime documentos
3 2
1
---------
Ilustración 12: En las redes de “igual a igual” no existe una gestión
centralizada de la red y todos los equipos ofrecen y prestan servicios
Analogía:
Imaginemos que nos encontramos en un cruce de calles y nos queremos incorporar.
Podemos tener un ceda el paso o un semáforo; en el primer caso, miramos para
comprobar si no hay tráfico y, en ese caso, nos incorporamos. Si lo que nos encontramos
es un semáforo, en esta situación deberemos esperar a que nos de paso. Ambos son dos
sistemas de control de acceso al medio

Anotaciones
c) Diferencias entre las dos tecnologías.
Generalmente, las redes de área local (LAN), suelen usar la tecnología broadcast,
mientras que las redes más extensas (WAN), suelen usar la tecnología punto a punto.
Las diferencias fundamentales entre las redes que usan tecnología broadcast y
punto a punto son:
Broadcast Punto a punto
Fundamentalmente empleada en redes
locales (LAN)
Fundamentalmente empleada en redes de
largo alcance (WAN)
El software es más simple puesto que no
necesita emplear algoritmos de routing y el control
de errores es de extremo a extremo.
Los algoritmos de routing pueden llegar a ser
muy complejos. Se necesitan dos niveles de
control de errores: entre nodos intermedios y entre
extremos.
Para que la estación reciba el mensaje, debe
reconocer su dirección en el campo de destino.
La información se recibe. Una vez leído el
mensaje se procesa si va dirigido a la estación, o
se reenvía si tiene un destino diferente.
Un único medio de transmisión debe soportar
todos los mensajes de la red, por lo que son
necesarias líneas de alta velocidad (>1 Mbps)
Varias líneas de comunicación pueden
funcionar en paralelo, por lo que pueden usarse
líneas de baja velocidad (2-50 kbps)
Los principales retrasos son debidos a las
esperas para ganar el acceso al medio.
Los principales retardos son debidos a la
retransmisión del mensaje entre varios nodos
intermedios.
El medio de transmisión puede ser totalmente
pasivo y por ello más fiable.
El medio de transmisión incluye nodos
intermedios por lo que es menos fiable.
Se necesitaría duplicar las líneas en caso de
que se quiera asegurar la funcionalidad ante fallos.
La redundancia es inherente siempre que el
número de conexiones de cada nodo sea mayor
de dos.
Los costes de cableado de la red son
menores. Sólo es necesario una tarjeta de
interface por estación.
Los costes de cableado son superiores, y la
estación requiere al menos dos tarjetas de
interfaces.
Fuente: FACYT (Redes de computadores)
INTERNET
abcde
edcba abcde
INTERNET
Ilustración 13: La conmutación de paquetes permite un uso óptimo de las
redes de medio compartido ya que evita el colapso del canal de
comunicación.

Capítulo 1
Anotaciones
16
5.2. Por su tamaño.
Por su tamaño pueden dividirse en:
a) Redes de área local (LAN: Local area network).
Son redes privadas con un medio físico de comunicación propio. Se consideran
restringidas a un área geográfica determinada: centro docente, empresa, etc. aunque
puedan extenderse en varios edificios empleando distintos mecanismos y medios de
interconexión. En las redes de área local, la longitud máxima de los cables, que unen
las diferentes ordenadores, puede ir desde 100 metros, con cable de par trenzado,
hasta algunos kilómetros en segmentos unidos por fibra óptica. La velocidad de
transmisión típica va desde los 10 Megabit/s hasta 1 Gigabit/s en la actualidad.
b) Redes metropolitanas (MAN: Metropolitan area network).
Este tipo de redes es similar en su estructura y funcionamiento a las LAN, si bien
ocupan una mayor extensión geográfica y pueden ser públicas o privadas. Disponen de
una serie de estándares específicos que las diferencian de las redes LAN y WAN. Uno
de estos estándares es conocido como DQDB (Bus Dual de Cola Distribuida) y está
adaptado a las características de las redes MAN, que no necesitan elementos de
conmutación y dirigen la información empleando dos cables unidireccionales, es decir,
un bus doble en el que cada uno de los cables opera en direcciones opuestas.
En este tipo de redes no se pueden producir colisiones ya que no es un medio
Ethernet, sino que se procuran métodos para el control de acceso al medio, los
generadores de tramas emiten de forma regular una estructura de trama que permite la
sincronización de los equipos a la hora de transmitir, ya que podrán acceder al medio
cuando un contandor interno (sincronizado por la trama enviada por el generador) se
ponga a cero.
Cada nodo recibe la información por un bus de los nodos posteriores y envía por el
otro, de manera que puede estar emitiendo y recibiendo información de forma
simultánea.
c) Redes de área extensa (WAN: wide area network).
Consisten en ordenadores y redes de área local y metropolitanas, unidas a través
de grandes distancias, conectando equipos y redes a escala nacional o internacional.
La comunicación se consigue mediante routers (encaminadores) y en algunos casos
gateways (llamados también convertidores de protocolos o pasarelas).
Sus características son:
SERVIDOR
Secretaría
y Dirección
Departamentos
1
2
INTERNET
1
2
Aula IES
IES 2000
Ilustración 14: Red LAN en un instituto.

Anotaciones
• Velocidades de transmisión lentas comparadas con redes de área local.
• Alta tasa de errores, necesitando sistemas de detección y recuperación
de errores.
• Posibilidad de reconfiguración de las redes debido a su menor fiabilidad.
• Técnicas de almacenamiento y reenvío (Store and Fordward) en los
nodos de comunicación.
Están compuestas por un conjunto de nodos interconectados donde los datos son
encaminados a través de los mismos desde un emisor hasta el receptor. La
comunicación entre los nodos se puede establecer mediante tres sistemas de
conmutación:
• Conmutación de circuitos: Se establece una comunicación dedicada
entre los nodos. El camino queda fijado durante toda la llamada se
transmitan o no datos. El circuito de llamada se establece de manera
similar a una llamada telefónica y se comporta como un circuito
dedicado, aunque solo mientras dura la conexión.
Este sistema sería similar a lo que sucede cuando se desplaza un alto cargo en un
vehículo oficial de un lugar a otro. Se establece una ruta entre su domicilio y el lugar al
que se desplaza, la policía bloquea todos los accesos a esa ruta y el vehículo oficial
realiza el traslado sin que llegue a coincidir con ningún otro vehículo. Una vez que ha
finalizado el desplazamiento se vuelven a abrir las carreteras.
Servidor
LAN 1
LAN 2 LAN 3
LAN 4
Ilustración 15: Red MAN. Está compuesta por una serie de redes LAN
interconectadas
Nota:
La conmutación de circuitos es la técnica que emplean las líneas telefónicas. Cada
teléfono está conectado a una centralita, que al recibir la solicitud de llamada hacia
un número de teléfono, abre una línea hacia ese número o hacia otra centralita,
hasta que se consigue que exista un circuito real de comunicación entre ambos
teléfonos. Es decir, la petición de llamada y la conversación ocupan una línea que
puede circular por todo el globo, conectando una a una las líneas que unen ambos
teléfonos. De ahí que, cuando llame alguien a nuestro teléfono y estemos
hablando, no puede acceder a la línea, ya que está ocupada.

Capítulo 1
Anotaciones
18
• Conmutación de mensajes: El emisor añade al mensaje la dirección de
destino pasando de un nodo al siguiente sin establecer un circuito físico
entre los nodos que se comunican.
• Conmutación de paquetes: Consigue mejor rendimiento que las
anteriores. La información se divide en paquetes -grupos de bits- que
tienen una parte destinada a los datos propiamente dichos y otra a las
señales de control como son el origen y el destino, los mecanismos de
recuperación de errores, etc. Tienen una longitud máxima permitida y si
se excede pueden ser divididos en paquetes mas pequeños. Se
retransmiten nodo a nodo y se certifica sin están libres de errores antes
de reenviarlos al nodo siguiente.
d) Internet.
INTERNETINTERNET
Internet es una red de redes, aún más, es “la red de redes”.
Conecta multitud de redes, de distinta índole, tamaño, carac-
terísticas, etc., distribuidas por todo el mundo. Las redes pueden ser
públicas: institucionales, educativas, o privadas: empresariales, de
ocio, etc. La conexión es posible entre redes de distintas
plataformas y ambientes.
Esta conexión, entre redes tan distintas, es posible porque
todas utilizan el mismo protocolo de comunicación, el TCP/IP. En
realidad son dos protocolos, TCP (Transmisión Control Protocol) e
IP (Internet Protocol).
Conmutador
Ilustración 16: Circuito dedicado se consigue cuando a través de
mecanismos electrónicos se crea un circuito permanente entre dos equipos.
Nota:
En una red WAN pueden darse distintos tipos de tecnologías, lo que supone
que, en algunos casos, una trama de datos deba dividirse todavía más, en
función del paso de una red a otra. Una vez que se ha producido esta
división, los paquetes no se vuelven a unir hasta el host de destino.

Anotaciones
Los ordenadores se suelen comunicar usando la tecnología punto a punto, por
medio de paquetes, que contienen, por un lado, la dirección del origen y el destino, y
por otro, los datos a transmitir. Todo este proceso, está regido por una serie de normas
incluidas en los protocolos TCP/IP.
Cada ordenador está identificado inequívocamente por su dirección IP. Está
constituida por cuatro números separados por puntos, de la forma 172.244.232.16
(cuatro octetos binarios). Las tramas de datos circulan por las distintas redes dirigidas
por los enrutadores, hasta que llegan a la dirección de destino.
Además de la dirección IP, también puede identificarse un ordenador por su
nombre de dominio. Estos tienen una estructura jerárquica. Son una serie de letras
separadas por puntos, de la forma cnice.mecd.es Esta forma es más fácil de recordar,
ya que cada palabra entre puntos puede tener un significado.
Entre la dirección IP y el nombre de dominio hay una relación biunívoca. De esta
forma siempre que se da el nombre de un ordenador, en realidad se da su dirección IP.
66.. MMooddeellooss ccoonncceeppttuuaalleess..
6.1. Introducción. Protocolos yarquitecturas de protocolos.
Siempre que se pretende una comunicación del tipo que sea, se deben cumplir una serie
de requisitos básicos, como son el tipo de lenguaje a utilizar, el tipo de información a
transmitir, el momento, el modo, etc. Cuando dos equipos intentan establecer una
comunicación deben hablar el mismo lenguaje y ponerse de acuerdo en una serie de
normas. Estas normas son lo que denominamos protocolo. Protocolo es, por tanto, el
conjunto de normas mutuamente aceptadas que van a regir el diálogo entre los equipos de
una red.
.es
.mecd .mcyt.minhac
Cnice
www.cnice.mec.es
Ince
www.ince.mecd.es
Ilustración 17: Estructura de nombres de dominio
Nota:
Cuando al configurar una conexión a la red en un equipo introducimos el DNS
primario y secundario, lo que estamos haciendo es indicarle a nuestro ordenador
dónde debe pedir información para que las direcciones de Internet que escribimos en
formato texto sean traducidas a direcciones IP. En definitiva, un DNS es un
ordenador al que identificamos con su dirección de internet (dirección IP) que
contiene una base de datos donde se asocian las direcciones IP con sus
correspondientes nombres de dominio.

Capítulo 1
Anotaciones
20
Pero, ¿cómo se comunican dos ordenadores? Evidentemente, estamos ante un tema
complejo, ya que se están poniendo en juego múltiples elementos. Pensemos, por ejemplo
en el proceso que aparece desde que damos la orden en un procesador de textos para que
se imprima un documento en un equipo, hasta que esa orden llega a otro PC que está
compartiendo la impresora y se imprime el archivo.
En principio disponemos de EMISOR que, a través de un MEDIO y empleando un
CÓDIGO, envía un MENSAJE a un equipo RECEPTOR, pero, el código que van a emplear
los ordenadores para comunicarse debe adaptarse al medio por el que debe circular el
mensaje, por lo que se deben implementar unos elementos que codifiquen y decodifiquen la
información para que pueda circular por el medio físico del que disponga esa red.
La manera de solucionar este problema fue tratar de dividirlo en subproblemas más
fáciles de atacar. A estos subproblemas los denominamos niveles o capas. Así, la
comunicación entre ordenadores queda estructurada por niveles y forma lo que llamaríamos
una arquitectura de protocolos de comunicaciones.
Trabajando con estas arquitecturas, la comunicación entre máquinas era un hecho, sin
embargo, uno de los problemas que se tenía al principio era que cada fabricante trabajaba
con su propio protocolo, encontrándonos con redes imposibles de interconectar debido a
que trabajaban con distintas arquitecturas y protocolos. Eran los modelos llamados
"cerrados o propietarios". En estos casos, la comunicación entre equipos pertenecientes a
redes con distintos protocolos era totalmente inviable. Evidentemente se requería una
arquitectura normalizada que sirviera como estándar o modelo de referencia.
6.2. Modelo de referencia OSI.
a) La comunicación.
El modelo de referencia OSI intenta crear una estructura de manera que el
problema de la comunicación entre equipos pueda ser abordado del mismo modo por
todas aquellas personas encargadas de desarrollar hardware y software para una red.
Feedback
Emisor Mensaje
Código
Canal
Receptor
Ilustración 18: La comunicación entre ordenadores sigue el mismo esquema
conceptual que los mecanismos de comunicación humana
Nota:
El primer protocolo basado en conmutación de paquetes fue creado en la Universidad de
Michigan en 1969. Este protocolo se denominó X.25 y permitió la comunicación entre
distintos nodos del campus de esa universidad.

Anotaciones
Evidentemente, este modelo se tuvo que crear debido a la complejidad del
problema y, aunque es simplemente un marco de referencia teórico, ha permitido y
potenciado el extraordinario desarrollo que se está dando tanto en las LAN como en
Internet.
Cuando realizamos una llamada telefónica no nos planteamos qué está sucediendo,
simplemente descolgamos el auricular, marcamos el número y hablamos. Sin embargo,
bajo esta sencilla acción subyacen muchos procesos que las hacen efectivas
¿Qué sucede si cuando estamos hablando con otra persona no entendemos lo que
nos ha dicho?, ¿con qué idioma nos comunicamos?, ¿si hay interferencias o se nos va
la señal del móvil, cómo quedamos para seguir hablando?. Estas y otras cuestiones
son las que se presentan cuando nos planteamos una comunicación entre equipos, y el
modelo OSI lo que hace es establecer qué debe suceder en cada caso y quiénes se
deben encargar de cada una de las funciones. Este problema ha aparecido siempre
que el hombre ha deseado crear sistemas de comunicación artificiales (comunicación
telegráfica, lenguaje braile, etc.) , en unos casos se ha tenido que convenir un código,
pero en otros se han debido crear todos y cada uno de los elementos que participan en
una acción comunicativa.
Siguiendo con nuestro símil telefónico podríamos plantearnos los siguientes puntos:
1. Quiero ponerme en contacto con una persona y en primer lugar decido cómo
lo voy a hacer, por teléfono, visitándole, enviando una carta, etc.
2. Esta persona con la que quiero establecer la comunicación es sueca, y no
domina el español, por lo tanto debemos establecer un idioma común de
comunicación, por ejemplo el inglés. También podríamos decidir si deseamos
emplear una clave específica de comunicación para que nadie que esté
escuchando pueda entender lo que decimos.
information is
????????
1010 0101
1º
4º
2º
001101 0113º
Ilustración 19: Existe comunicación cuando se emplea un lenguaje común,
de ahí la necesidad de aplicar mismos protocolos de comunicación
Nota:
El modelo de referencia OSI es un marco teórico que no se aplica realmente en la
práctica ya que existen otras arquitecturas que se desarrollaron con más rapidez y
que, demostrada su validez, se han implantado de forma generalizada; este es el
caso de la arquitectura Internet basada en la pila de protocolos TCP/IP.

Capítulo 1
Anotaciones
22
3. Todo esto lo hemos hecho sin plantearnos qué es ese timbre que suena, qué
quiere decir el bip que se escucha al descolgar el teléfono. ¿Cómo sabe mi
amigo que le llaman? ¿Cómo se que puedo utilizar el teléfono? Estos son
también acuerdos que ya existen y que empleamos apenas sin darnos cuenta,
pero que hubo que definir en la comunicación entre equipos informáticos.
4. A continuación me debo plantear cómo ha de ser el mensaje, en que situación
se va a dar, cómo puedo localizar a la persona,... Creo una estructura del
mensaje, un guión de la comunicación que quiero establecer.
5. Ahora procedo a marcar el número de teléfono, preguntar por la persona con
la que quiero hablar, identificarla e identificarme. Comprobamos que la calidad
de la comunicación es adecuada. Puede suceder que se den muchas
interferencias y que necesitemos volver a ponernos en contacto, acordamos
cómo hacerlo.
6. Estoy hablando con mi amigo y no entiendo algo que me ha dicho, le pido que
me repita esa última palabra, a él le puede suceder lo mismo.
7. Por último, ¿cómo y dónde se transforma la voz en un impulso eléctrico?,
¿qué características debe tener?, ¿cómo debe funcionar un teléfono?, ¿cómo
han de ser las conexiones?
Este proceso de comunicación es, con muchos matices y, salvando las distancias,
los niveles 7 a 1 del modelo de referencia OSI. Debemos comprender que, en su
momento, con la existencia de modelos propietarios era necesario la creación de un
estándar común y un análisis profundo de las necesidades asociadas a la
comunicación de computadoras.
6.3. Características fundamentales del modelo OSI.
En el modelo de referencia OSI se pueden distinguir tres características fundamentales:
• Arquitectura, en la cual se definen los aspectos básicos de los sistemas abiertos.
• Servicios, proporcionados por un nivel al nivel inmediatamente superior.
• Protocolos, es decir, la información de control transmitida entre los sistemas y los
procedimientos necesarios para su interpretación.
Modelo Propietarios
Ilustración 20: Los modelos propietarios impedían la comunicación entre
ordenadores que no estuvieran desarrollados e implementados por un mismo
fabricante.

Anotaciones
a) Arquitectura OSI.
Supongamos que una empresa desea modificar su funcionamiento, hacerlo más
operativo y homogéneo. Se reúne un equipo de consultores expertos que, tras largas
deliberaciones presenta un informe. En este documento se definen los puestos de
trabajo (desde el director general hasta el último empleado), se define la estructura
jerárquica de la empresa y se explica cómo han de trabajar cada uno de los distintos
empleados en función del puesto que ocupa y las funciones asignadas a ese puesto
(convenio).
Por ejemplo, los mensajeros deben llevar los paquetes y cartas de un sitio a otro de
la empresa o a otras empresas, sin embargo, no trabajan con cualquier tipo de carta o
paquete, estos, deben seguir unas claras normas a la hora de indicar dirección, formato
etc. Además, sólo pueden recibir los paquetes de su jefe de servicio. Este, se traslada
por los distintos departamentos recogiendo los paquetes, identificando los que no están
bien hechos y entregando a los mensajeros aquellos que se pueden enviar. Pero, se
comunica únicamente con los gerentes de cada departamento que, entre sus
funciones, están la recogida de documentación que se va a enviar, para supervisarla y
entregársela al jefe de servicios de mensajeros. Evidentemente, este modelo se
asemeja mucho a las típicas estructuras burocráticas.
La arquitectura de esta empresa la compondrían los distintos puestos de trabajo, las
tareas que desempeña cada empleado y cómo presta servicio a los de rango superior.
Además, explica cómo van a circular las órdenes y decisiones entre los empleados de
las distintas capas. Pero, todo está pensado para que los trabajadores, sean del rango
que sean, trabajen, aunque no tengan contacto directo, para cumplir las órdenes del
director general de la empresa. Es decir, se ha contestado a las siguientes cuestiones:
• ¿Qué soy?
• ¿Qué hago para mi jefe?
• ¿Cómo lo tengo que hacer?
• ¿Cómo me debo comunicar?
En la arquitectura OSI, para definir un nivel, hay que especificar qué servicios
proporciona ese nivel y el protocolo o protocolos que van a utilizar las entidades de ese
nivel. Las entidades son elementos activos, Hardware o Software, dentro de dicho nivel,
las cuales cooperan siguiendo un diálogo que aplica las normas de un protocolo.
Aplicación
Presentación
Sesión
Transporte
Red
Enlace
Físico
Medio Físico
Ilustración 21: Cada nivel se apoya en los servicios que le ofrece el nivel
inferior.

Capítulo 1
Anotaciones
24
Todos los niveles trabajan para dar un servicio al usuario del ordenador que desea
comunicarse u obtener un servicio de otro equipo interconectado. La arquitectura OSI,
divide todas las tareas en una serie de niveles que cooperan entre sí. Un nivel se sirve
del inferior en tanto en cuanto este último realiza una tarea para él, pero, a su vez, este
segundo nivel empleará a otro que esté en la capa inmediatamente inferior.
En definitiva, cada nivel se relaciona con el inmediatamente superior e inferior
mediante el concepto de interfaz, formado por un conjunto de elementos físicos y
lógicos que relacionan dos niveles adyacentes. Los interfaces entre un nivel n y sus
niveles adyacentes n-1 y n+1, están definidos por los servicios ofrecidos. Por ejemplo,
un nivel puede ofrecer al nivel superior la traducción, a un lenguaje común, de la
comunicación que se desea enviar (es su traductor), y una vez que ha efectuado su
trabajo, cuenta con un nivel inmediatamente inferior que, por ejemplo, va a envolver la
información ya traducida, sería su “empaquetador”.
Así, gracias al trabajo de los tres niveles hemos logrado que una información que
sólo podía ser identificada por una aplicación, ahora sea entendida por el resto de
aplicaciones de su mismo nivel y que viaje protegida para que se conserve íntegra. Se
ha mejorado la calidad de la comunicación gracias a los servicios que se han prestado
unos niveles a otros.
A su vez, para el intercambio de información entre unidades funcionales del mismo
nivel, se definen un conjunto de reglas denominadas protocolos. Cada nivel pasa la
petición al nivel inferior, sin embargo, la arquitectura del modelo realiza las funciones de
tal manera que, aparentemente, un nivel de un ordenador se comunica directamente
con el nivel similar de otro ordenador.
Por ejemplo, si el director general de nuestra empresa desea enviar una carta al
director general de otra, amenazándole con una OPA, la comunicación será entre los
dos directores generales aunque la carta haya recorrido un largo camino de descenso y
ascenso en la jerarquía de ambas empresas, puesto que nadie, en ninguna de las dos
empresas, tiene capacidad para intervenir en una comunicación de tan alto nivel.
Otra situación en la que podemos ejemplificar esta comunicación entre niveles sería
con estos mismos directores hablando por teléfono. Realmente, su voz no se transmite
directamente a la otra persona, se deben establecer una serie de servicios intermedios
(nodos de comunicación, centralitas, operarios, etc.) que van pasando la información,
transmitiendo la señal telefónica, para que se produzca una comunicación a distancia.
protocolo (n+1)
entidad (n+1) entidad (n+1)
entidad (n) entidad (n)
protocolo (n+1)
protocolo (n)
servicio (n) servicio (n)
servicio (n-1) servicio (n-1)
NIVEL n+1
NIVEL n
NIVEL n-1
Ilustración 22: Comunicación entre entidades del mismo nivel. Aunque no
existe una comunicación física directa, las entidades de un mismo nivel se
comunican directamente de forma virtual.

Anotaciones
b) Especificación de servicios OSI.
Para entablar una comunicación, cada nivel, empezando por el más alto, envía la
información al nivel lindante inferior hasta llegar al nivel más bajo que accede
directamente al medio físico (cable, ondas de radio, etc.) En la máquina receptora la
información seguirá el camino ascendente hasta llegar al nivel superior. Cada nivel
utiliza los servicios del nivel inmediatamente inferior e incorpora una serie de
mecanismos que le permiten mejorar dichos servicios ofreciendo al nivel superior
servicios más sofisticados. Sin embargo, un nivel no conoce la forma en que el nivel
inferior ha realizado el servicio ofrecido, está diseñado para realizar una función con
independencia de lo que puedan hacer los otros niveles.
Un nivel solicita los servicios del nivel inferior utilizando una serie de primitivas de
servicio. Un proveedor va a informar al usuario del servicio de una serie de sucesos o
eventos utilizando las primitivas de servicio. Mediante la primitiva se especifica la
función a realizar y con los parámetros que se pasan se transfiere la información de
datos y control.
Podemos comparar las primitivas de servicio con una serie de mensajes u órdenes
(siempre las mismas) que se emplean para poder realizar un servicio.
En el modelo OSI se utilizan cuatro tipos de primitivas:
• solicitud, el usuario del servicio emite esta primitiva para solicitar el servicio
y pasar los parámetros que permiten realizar el servicio solicitado.
• indicación, el proveedor del servicio emite esta primitiva para informar al
usuario del servicio de la acción iniciada por el proveedor o para informarle
que se ha solicitado un procedimiento por el usuario del extremo de la
conexión y proporcionar los parámetros necesarios.
• respuesta, el usuario del extremo emite esta primitiva para reconocer algún
procedimiento previamente solicitado por una indicación.
Usuario Local
(A)
Proveedor Usuario Remoto
(B)
solicitud
indicación
respuesta
confirmación
Ilustración 23: Primitivas de servicio son comandos que permiten la
comunicación entre entidades.
Para pensar:
Dos filósofos pasean por el campo y uno le pregunta a otro -¿qué es peor, la ignorancia
o la indiferencia?- Y el otro le contesta –ni lo sé ni me importa- Pues bien, este es el
conocimiento que un nivel tiene de lo que hace el otro. Ellos deben cumplir con su
misión y desconocen lo que hacen las capas adyacentes.

Capítulo 1
Anotaciones
26
• confirmación, el proveedor del servicio emite esta primitiva para conocer o
completar algún procedimiento que se ha requerido mediante una solicitud.
Quiero hacer una llamada a cobro revertido, marco el número de telefónica y
SOLICITO ese servicio, informando del número con el que me quiero comunicar. La
telefonista llama al teléfono que le he señalado e INDICA, que hay una llamada a cobro
revertido, en mi casa le RESPONDEN que aceptan la llamada y la telefonista me
CONFIRMA que ya puedo hablar.
La secuencia de funcionamiento de las primitivas entre el usuario y el suministrador
del servicio se representa mediante la siguiente figura. Un gráfico temporal, en el cual el
transcurso del tiempo se muestra de arriba abajo y donde las líneas verticales
representan los SAP (Service Access Points), estos últimos son puntos por los cuales
el usuario de un servicio accede a los servicios ofrecidos por el nivel inferior.
Una entidad en el usuario “A” envía una petición de servicio a su nivel inferior, y
éste, su proveedor, la encaminará hacia el usuario “B”. A la entidad correspondiente,
del mismo nivel del cual partió la solicitud en el usuario “A”, en el usuario “B”, lo que le
llega es una indicación. A su vez este utilizará la primitiva de respuesta, y lo que llegará
al usuario “A” es una confirmación. Las entidades de nivel inferior hacen de
intermediarios en la comunicación entre sus respectivas entidades de nivel superior.
Mi director general (empresa A) le pide a su secretario que le ponga en
comunicación con el director de la otra empresa (empresa B), su secretario se pone en
contacto con el secretario de la empresa competidora y le indica los deseos de su jefe.
El secretario de la empresa B habla con su jefe, y si éste acepta, le pasa la
comunicación. Los secretarios son los proveedores de servicios y los distintos
mensajes que se pasan entre jefes y secretarios para establecer la comunicación
serían las primitivas del servicio.
Los servicios pueden ser confirmados o no confirmados. En el servicio confirmado
se utilizan las cuatro primitivas, en el servicio no confirmado solo se utilizan las
primitivas de solicitud e indicación, es decir, no se espera la respuesta del destinatario
para establecer la comunicación.
protocolo (n+1)
PDU
(n)
cabecera (n) SDU (n)
información
de control
Opciones
de servicio
Información original
del usuario
Ilustración 24: Estructura de una PDU de nivel n
D a t o s
1 2 3
C 1
C 2
C 3
Ilustración 25: Segmentación de paquetes. Cuando un paquete de datos es
excesivamente grande, se segmenta. Cada segmento debe poseer su propia
cabecera.
Analogía:
Hace apenas un par de años, Euskaltel presentó una campaña publicitaria en la
que una persona empezaba a llamar a un tal Patxy a voces. Si esta persona
empezara a hablar sin haber esperado la respuesta de Patxy, estaría empleando un
servicio no confirmado.

Anotaciones
c) Especificación de protocolos OSI.
Tal como hemos descrito, la comunicación entre dos equipos se hace mediante la
relación (lógica) que establecen los niveles similares de los distintos nodos. Esta
relación lógica es, en definitiva, una relación de comunicación entre niveles y, para que
esta comunicación se pueda producir, se han establecido una serie de normas, lo que
hemos definido hasta ahora como protocolos. Así, las entidades de un mismo nivel,
emplean protocolos propios.
Evidentemente, el fin de esa comunicación entre niveles es la transmisión de una
serie de datos que se han originado en la capa de aplicación. Esos datos, van bajando
por las distintas capas donde, cada una de ellas, agrega información en su propio
lenguaje (protocolo) para que, cuando esos datos lleguen a su destino, cada nivel
entienda la información que recibe y se pueda comunicar con la capa del mismo rango
del otro equipo.
Esa información que se van pasando los distintos niveles recibe el nombre de PDU
(Protocol Data Unit, Unidad de datos de protocolo) y tiene un formato similar en cada
capa, una serie de datos que se reciben de la capa anterior, a la que se le añade la
cabecera de la capa del nivel en el que se encuentran los datos. Esta cabecera, propia
de cada nivel contiene las opciones que aporta ese nivel al proceso de comunicación.
Todas las unidades de datos deben ser autocontenidas, es decir, deben llevar
dirección origen y dirección destino. La estructura de una PDU se puede ver en la figura
que se muestra a continuación:
Una PDU de nivel n está formada por una cabecera y la SDU (Service Data Unit,
unidad de datos de servicio). En la cabecera se incluye la información de control,
formada por el identificador de la PDU y unos parámetros (opciones de servicio). La
SDU de nivel n está compuesta de la PDU del nivel n-1, la cual a su vez está formada
por las cabeceras de los niveles superiores, y los datos de usuario con los que se
empezó la transmisión. A este proceso se le denomina encapsulación.
Del mismo modo que la información desciende por los distintos niveles hasta llegar
a la capa física y los datos van siendo encapsulados sucesivamente, las capas del host
de destino leen la cabecera que le envía el nivel análogo del host emisor, la eliminan y
pasan el paquete de datos al nivel superior.
Por regla general, y para evitar que el deterioro del paquete de datos provoque una
pérdida grave de información, éste puede ser dividido, haciendo corresponder una PDU
de nivel n con varias PDU de nivel n-1, operación conocida como segmentación. En el
nodo receptor habrá que realizar un reensamblaje para obtener de nuevo la PDU de
nivel n.
Se envían datos
Estación A
Aplicación
Presentación
Sesión
Transporte
Red
Enlace de datos
Física
7
6
5
4
3
2
1
Se reciben datos
Estación B
Aplicación
Presentación
Sesión
Transporte
Red
Enlace de datos
Física
Datos
C C C C C C Datos F
Bits
C Datos
C C Datos
C C C Datos
C C C C Datos
C C C C C Datos
Ilustración 26: Circulación de datos a lo largo de las capas del modelo OSI.
Cada nivel añade su propia cabecera que permitirá la comunicación con su
mismo nivel de la otra estación.

Capítulo 1
Anotaciones
28
También, se puede hacer corresponder varias PDU de nivel n con una única PDU
de nivel n-1, operación conocida como bloqueo. En el nodo receptor habrá que realizar
un desbloqueo para obtener de nuevo las PDU de nivel n.
El modo de actuar en la comunicación entre dos nodos de una red que sigue el
modelo OSI se puede describir suponiendo que tenemos un nodo emisor y otro
receptor. El emisor tiene unos datos que quiere transmitir al receptor. Estos datos los
pone a disposición del nivel de aplicación, este recoge los datos, les añade la
información de control propia del nivel y los envía al nivel de presentación. El nivel de
presentación a su vez añade otros datos de control a la PDU que le llega desde el nivel
de aplicación y la nueva PDU se la entrega al nivel de sesión. Así sucesivamente hasta
que se llega al nivel físico. Previamente el nivel de enlace de datos ha fragmentado la
PDU en una o más tramas (dependiendo del tipo de red en que se trabaje), crea
también una cola que indica el final del paquete y utiliza el método de acceso al medio
para poder acceder al medio de transmisión. Estas tramas se transmiten por el hilo de
cobre como un flujo de bits (variaciones en el nivel de tensión, las cuales representan
unos y ceros del sistema binario).
Cuando las tramas van por la red, los encaminadores usan la información de las
direcciones que contienen las tramas para que estas lleguen a su destino. Es decir,
descodifican el flujo de bits que se transmite por la red y abren los paquetes para
identificar la dirección de destino de los datos. Una vez que han averiguado hacia
dónde se dirige la información, vuelven a encapsular la información y la envían hacia la
red correspondiente.
En el receptor, las tramas recibidas sufren el proceso contrario, en el nivel de enlace
de datos, se unen otra vez las tramas para formar de nuevo una PDU. A medida que se
pasa la PDU de un nivel al inmediatamente superior, se le va quitando la información
de control (que puso el emisor) correspondiente al nivel en el que se está trabajando.
d) Descripción del modelo.
En 1977, la ISO (Organización Internacional para la Normalización) crea un comité
para definir una arquitectura de protocolos de referencia universal: OSI (Open System
Intercomunication), definido en el ISO-TC97-SC16. La norma final (ISO 7498) se
publica en 1984.
Estación A
Aplicación
Presentación
Sesión
Transporte
Red
Enlace de datos
Física
7
6
5
4
3
2
1
Estación B
Aplicación
Presentación
Sesión
Transporte
Red
Enlace de datos
Física
Red
Enalce de datos
Física
Red
Enalce de datos
Física
Router 1 Router 2
Red 1 Red 2 Red 3
170.127.3.4192.168.0.1 192.168.10.3
Ilustración 27: Camino seguido por un paquete de datos a través de
distintas redes y niveles de red. En los host intermedios (routers) sólo se
llega al nivel 3 (nivel de red) de la arquitectura OSI
Para pensar:
¿Qué diferencias puede haber entre el encapsulamiento que sufren las PDU de un
nivel con un juego de muñecas rusas?

Anotaciones
Este modelo define las bases para el establecimiento de protocolos de
comunicaciones entre sistemas informáticos abiertos. No es una arquitectura, es un
estándar que define cómo hacer un software de comunicaciones descomponiendo el
problema de la comunicación en 7 capas o niveles. Estos son: físico, enlace, red,
transporte, sesión, presentación y aplicación.
El modelo OSI explica qué se mandan dos sistemas que quieren comunicarse y las
estructuras de datos utilizadas para ello. En cada nivel hay definidas unas funciones
que proporcionan unos servicios típicos de dicho nivel, ya sea por hardware o por
software, los cuales se llevan a cabo siguiendo un protocolo del nivel. Cada capa hace
uso de las funciones del nivel inferior para realizar sus propias funciones, y a su vez,
ofrece servicios al nivel superior. A través de estos niveles se consiguen todas las
funciones requeridas para conectar sistemas heterogéneos.
Supongamos que deseo enviar un ramo de flores a alguien. Dependo de la
floristería para comprarlo y que lo forme, pero la persona encargada de la tienda debe
buscar a otra persona que se encargue de recoger el ramo y llevarlo a su destinatario, y
ya con su regalo, alguien debe desenvolverlo y ponerlo en agua. Se ha establecido una
cadena de dependencias y servicios entre unas personas y otras. Si no hay florista no
hay ramo que enviar, pero sin mensajero el ramo no llegaría nunca. Estos servicios
tienen un doble sentido, cuando los datos van bajando hasta el último nivel y cuando,
en el equipo receptor ascienden hasta el nivel de aplicación.
El siguiente gráfico muestra el flujo de información entre capas. Veámoslo con un
sencillo ejemplo:
La estación A envía un mensaje de correo electrónico a la estación B. Para ello
utiliza un programa de gestión de correo, Outlook Express, por ejemplo. Este programa
se encuentra en el nivel de Aplicación e inmediatamente encima de él se halla el
usuario. La información desciende hasta la capa física que está relacionada de manera
directa con el medio de transmisión, o sea, el cableado que utiliza cada red o las ondas
o infrarrojos si la red es inalámbrica. En este nivel los datos viajan por el medio en
cuestión en forma de bits hasta la otra estación. Allí, la información sube hasta el nivel
de aplicación donde nos encontraríamos otro programa de gestión de correo que facilita
al usuario la lectura del mensaje.
Cada capa añade un encabezado (C = cabecera) a los datos que recibe de la capa
superior antes de enviárselos a su capa inferior. En la capa de enlace de datos se ha
añadido también una serie de códigos al final de la secuencia (F = final) para delimitar
no sólo el comienzo sino también el final de un paquete de datos. La capa física no
entiende de datos ni de códigos: únicamente envía una secuencia de bits por el medio
de transmisión (un cable, el aire, un haz de luz, etc.)
Red
Aplicación
Presentación
Sesión
Transporte
Red
Enlace
Físico
Emisor
Aplicación
Presentación
Sesión
Transporte
Red
Enlace
Físico
Receptor
Red
Enlace
Físico
Red
Enlace
Físico
Ilustración 28: Comunicación entre niveles: Cuando un paquete de datos se
mueve en distintas redes, la comunicación entre los niveles inferiores no se
hace entre el emisor y el receptor, sino que intervienen además, los distintos
routers.

Capítulo 1
Anotaciones
30
En el caso de tratarse de estaciones situadas en distintas redes nos encontraríamos
con máquinas que dirigen la información: los routers. Como podíamos observar en los
gráficos anteriores, son las tres primeras capas de estos dispositivos los que se
encargan de enrutar, o encaminar la información de una estación a otra. Sin embargo,
las capas superiores son exclusivas de los nodos origen y destino.
A medida que se van recibiendo secuencias de bits, se van pasando a las capas
superiores. Cada capa elimina su encabezado antes de pasarlo a una capa superior.
Obsérvese que el mensaje que envía cada capa de la estación A a su capa inferior es
idéntico al que recibe la capa equivalente de la capa B desde una capa inferior.
Finalmente los datos llegarán a la capa de aplicación, serán interpretados y mostrados
al usuario del host B.
e) Explicación del modelo.
A continuación profundizaremos un poco más en cada uno de los niveles:
• Nivel físico, se encarga de la transmisión de bits por un medio de
transmisión, ya sea un medio guiado (un cable) o un medio no guiado
(inalámbrico). Esta capa define el medio de transmisión y los conectores
desde cuatro puntos de vista:
o Mecánico: tipo de cable (de fibra óptica, cable par trenzado, enlace vía
satélite...), aislante, etc...
o Eléctrico: voltaje que representa un 1 y el que representa un 0,
frecuencia, tipo de onda, velocidad de transmisión de cada bit, etc...
o Funcionales: tipo de conectores, número y uso de los pines, etc...
o De procedimiento: secuencia de eventos por la cual cadenas de bits son
intercambiadas.
1 0 1 1 0 1 1 0 0 1OSIPaquete
Gráfico nivel Físico
Ilustración 29: Gráfico nivel físico. El nivel físico se encarga de transformar
los 1 y 0 en impulsos electromagnéticos.
Analogía:
Los routers realizarían una función similar a la de la “Guardia Civil” llevando el tráfico
por el lugar más adecuado. Llega un coche y quiere ir a su casa, sin embargo, hay
atasco y el tráfico está controlado por la policía, que nos pregunta hacia dónde vamos
(no se preocupan de lo que llevamos en el coche, ni qué tipo de vehículo es, ni de
cuántas personas lo ocupamos), contestamos y nos dicen “sigan”, o coja la comarcal
GU-231, etc. y así sucesivamente en cada cruce. Para realizar esta función, deben
desempaquetar los datos hasta llegar a la PDU del nivel de red donde comprueban el
destino de la información.

Anotaciones
La capa física no interpreta la información que está enviando: sólo transmite ceros y
unos determinando cómo se va a producir un cero o un uno empleando para ello
distintos mecanismos en función del medio por el que deba propagarse los datos. Es
decir, traduce a señal eléctrica, lumínica o de radio una serie de datos que ha recibido en
formato digital. Algunos protocolos de nivel físico son: RDSI, o EIA RS-232, que define la
utilización de los puertos serie de los ordenadores.
• Nivel de enlace, envía tramas de datos entre estaciones (o routers) de una
misma red. Su función es conseguir que exista una transmisión fiable
solventando los problemas de ruido que pueda haber en la red.
Debemos pensar que la información que envía un equipo a otro puede recorrer una
distancia muy pequeña o, por el contrario, debe de atravesar grandes distancias.
En cualquier caso, se pueden provocar situaciones que deterioren la señal que
transmite los datos (eléctrica, de radio, luz, etc.) de manera que si se enviara un
flujo continuo de información y se deteriorara una pequeña parte, se perdería todo
el mensaje, ya que no se llegaría a comprender. Así, se determina enviar tramas de
datos (información partida en pedazos) que va acompañada de una serie de
códigos para permitir saber donde empieza y termina cada porción de información
y si ha llegado en correcto estado.
Todo esto se hace empleando secuencias de 1 y 0 preestableciadas que son
entendidas por el equipo receptor. Una secuencia permite indicar qué es el principio
de la trama, otra, qué es el final y, además, se añaden otros 1 y 0 que, según sea el
método de detección y control de errores serán de un tipo u otro. Pero, en cualquier
caso, siempre será una secuencia completa de 1 y 0 que acompaña a la
información que le ha suministrado las capas superiores y que el nivel físico
transformará en un tipo de señal eléctrica, lumínica o de radio.
Por otro lado, en el equipo receptor, el nivel de enlace recibiría del nivel físico una
secuencia de 1 y 0 que debería interpretar para saber si la información llega en
buen estado y donde empieza y termina cada porción de esa información para así,
pasársela al nivel superior.
Hagamos un juego, si repetimos rápidamente la palabra “jamón” observamos que
se termina juntando y no sabemos lo que decimos,...
jamónjamónjamónjamónjamónjamónjamónjamónjamónjamón
monja o jamón. Sin embargo, si establecemos una clara señal a la hora de separar
cada una de las palabras sabremos lo que estamos diciendo, no se mezclarán los
sonidos. Además, sabremos si se nos ha quedado cortada alguna de las palabras.
trama
acuse de recibo
(ACK)
Ilustración 30: Control de flujo. Una forma de controlar el flujo de datos para
evitar la saturación de la estación receptora es el envío por parte de esta de
un acuse de recibo que lleva implícito la aceptación de nuevos mensajes.

Capítulo 1
Anotaciones
32
empiezojamóntermino empiezojamóntermino
Otra de las funciones que realiza esta capa es la de control de flujo para evitar la
saturación del equipo que recibe la información. Así, se establece el acuerdo sobre
cuánta capacidad de información puede asumir el equipo receptor (se habla de
ventanas a las que se da una capacidad, 1, 2, 3,...). Se puede decir que esta capa
hace de guarda de circulación que controla el flujo de información que debe pasar
por una calle para que no se bloquee. El sistema más sencillo es el de parada y
espera, el ordenador emisor envía una trama y espera que el receptor confirme la
recepción para enviar otra.
En resumen, los protocolos de esta capa son responsables de delimitar las
secuencias de bits que envía a la capa física, escribiendo ciertos códigos al
comienzo y al final de cada trama. Ofrece la transmisión y recuperación fiable de
datos, con varias funciones: Control de errores (detección/corrección), delimitación o
sincronización de tramas, función de transparencia y control de flujo. El nivel anterior
sólo ve bits, debemos determinar donde acaba un mensaje y comienza el siguiente
(control de tramas), además se evita que haya ambigüedades en cuanto a dónde
empieza y termina cada trama (función de transparencia). La información se enmarca
con bits de control. Al estar todos los ordenadores interconectados, se necesita algo
que regule el acceso al medio compartido (la red), es lo que se conoce como control
de flujo.
Algunos protocolos del nivel de enlace: HDLC, LAPB, LLC, LAPD, ALOHA, CSMA,
PPP, RDSI, CSMA/CD y Paso testigo.
• Nivel de red, se encarga del encaminamiento de paquetes entre el origen y
el destino, atravesando tantas redes intermedias como sean necesarias. Los
datos se fragmentan en paquetes y cada uno de ellos se envía de forma
independiente (modo datagrama). Este nivel se encarga de mandar los
paquetes de información por el camino más adecuado para que llegue en el
menor tiempo posible y evitando, a la vez, que las redes se lleguen a saturar.
Este nivel no sólo se aplica en los host, existen unos mecanismos de
interconexión (routers) que realizan también estas tareas. Serían los
responsables de interconectar la información entre redes gestionando su
tráfico.
Aparte, este nivel, se ocupa de la conexión y desconexión de redes, su
sincronización, control de flujo de la información entre redes, detección de errores
de transmisión y recuperación de los errores que se puedan producir.
Tarea importante del nivel de red es ocuparse de evitar la congestión, por
exceso de paquetes en alguna rama de la subred.
testigo
MSAU
Ilustración 31: Paso testigo. Una forma de controlar el acceso al medio
físico es la técnica del paso de testigo, que consiste en permitir enviar
mensajes únicamente, cuando se dispone del testigo que circula por la red.

Anotaciones
Dentro de un ordenador, este nivel decide si, el mensaje que acaba de llegar,
tiene como destino ese equipo y, por lo tanto, lo debe dejar pasar a los niveles
superiores del sistema o debe devolverlo a la red. Su función sería similar a la de
un cartero que recogiera todas las cartas que circulan y rechazara las que no van
a su zona, dejando pasar las que sí estuvieran bien dirigidas. Si el nivel de red
recibe una trama que no es para la máquina en que reside, no la pasará a los
niveles superiores y la reenviará hacia la máquina destino.
La PDU (Protocol Data Unit) del nivel de red se llama paquete o datagrama.
Ejemplos de protocolos del nivel de red son: X25, Frame Relay y ATM para redes
de conmutación, e IP para redes interconectadas.
Esta capa ofrece como servicio, a los niveles superiores, la identificación de la
procedencia y destino de los paquetes de datos, y utiliza al nivel inferior para que
los organice de forma efectiva.
• Nivel de transporte, es el corazón del modelo OSI. Ofrece mecanismos
fiables para el intercambio de datos de un extremo a otro, realiza servicios de
detección de errores que aseguran la integridad de los datos así como los
niveles de calidad de los servicios y se encarga de la multiplexación entre
aplicaciones distintas.
Como sabemos, las tramas de datos viajan sin orden por la red, los niveles
inferiores se han encargado de que circulen de la forma mejor posible, pero nada
más. El nivel de transporte tiene la función de recomponer la información para que
tenga sentido.
Imaginemos que vamos a ver una representación teatral con todo el alumnado del
centro. Disponemos de 500 coches, los alumnos vienen por clases pero en cada
auto sólo caben cinco, de manera que vamos llenando los vehículos y estos van
saliendo. Como circulan por una gran ciudad, cada coche coge el camino que
mejor le parece en función del conductor (nivel de red), esto provoca que los
coches lleguen en un orden distinto al de salida, luego en el destino, deberemos
volver a colocar a cada alumno en su grupo, por orden de lista, para que, cuando
debamos entrar al teatro, los alumnos ocupen el asiento que les correspondería
en función de su clase y la asignación que le habíamos dado previamente. El nivel
de transporte será el encargado de eliminar las tramas repetidas y ponerlas
todas en el orden correcto. Se ocupará de subsanar las posibles deficiencias del
nivel de red.
Router
Router
Router
Router
Router
Router
Router
Router
Ilustración 32: Enrutamiento. Los routers se encargan de enviar los
paquetes de datos por las rutas más adecuadas de manera que se evite la
congestión de la red.

Capítulo 1
Anotaciones
34
Realiza una conexión extremo a extremo entre los niveles de transporte de las
máquinas origen y destino, es decir, solo se ven involucrados los niveles de
transporte del origen y destino sin intervenir los de las máquinas intermedias.
El nivel de transporte suele realizar operaciones de segmentación y multiplexación
(incluir los datos pertenecientes a distintas conexiones del nivel superior por una
única conexión del nivel actual). Es decir, se encarga de agrupar o separar los
datos procedentes de los niveles superiores para que se obtenga una gestión más
eficiente de la red.
Por último, se encarga de establecer la conexión entre el host de origen y de
destino, de manera que se pueda controlar todo el tráfico de la información.
Ejemplos de protocolos ISO son: TP0, TP1, TP2, TP3 y TP4. Y ejemplos de
protocolos para Internet son: TCP y UDP.
• Nivel de sesión, proporciona funciones de organización y sincronización para
que las aplicaciones dialoguen entre si. El diálogo se realiza a través del uso
de una conexión que se llama sesión. Son mecanismos complejos que
consiguen determinar en que punto se encuentra exactamente una
comunicación si ocurre un error fatal. No se suele usar, son para aplicaciones
muy específicas.
• Nivel de presentación, se encarga de la presentación de los datos
intercambiados entre entidades de nivel de aplicación, es decir, la sintaxis de
estos datos. Actúa como un traductor de manera que, cualquiera que sea la
aplicación que desea emplear los servicios de la red, los datos se traducen a
un formato universal, un “esperanto” de la comunicación entre equipos
informáticos. Independiza las sintaxis locales manejadas por el nivel 7 a
través de una sintaxis de transferencia universal.
Se ocupa de los aspectos de representación de la información, por ejemplo, se
ocupa del tipo de codificación de los datos previamente establecido. También se
ocupa de la compresión de los datos y de su encriptación.
Un ejemplo puede ser la codificación de los textos según la tabla ASCII y los
números en complemento a dos.
• Nivel de aplicación, este nivel enlaza directamente con el usuario real. Son
funciones de uso común para muchas aplicaciones, las cuales estarían por
encima (emulación de terminales, transferencia de ficheros, correo
electrónico...).
1º Petición de conexión
2º Conexión aceptada
3º Petición de datos
4º Manda datos
5º Petición de desconexión
6º Desconexión aceptada
Petición
de
conexión
Cliente
Servidor
Ilustración 33: El nivel de transporte se encarga de los mecanismos de
apertura y cierre de conexión entre equipos.

Anotaciones
6.4. Funcionamiento enuna red con la pila OSI
La transmisión de datos entre dos nodos de una red que sigue el modelo OSI, necesita
que cada nodo tenga los mismos protocolos en cada nivel ya que de otra forma no se
entenderían el emisor y el receptor. En el modelo OSI no existe una comunicación directa
entre dos niveles a excepción del nivel físico. Realmente lo que hay es una relación lógica
entre los niveles.
Cuando la comunicación entre dos máquinas debe atravesar una o varias redes será
necesario que entre dos máquinas adyacentes se comuniquen hasta el nivel de red, donde
se ve la información relativa a dirección destino, sin embargo la comunicación entre emisor y
receptor será extremo a extremo a partir del nivel de transporte.
Es decir, en los nodos intermedios solo tienen que tratar la información los tres niveles
inferiores, observando la cabecera correspondiente a su nivel y si el paquete va dirigido a
ellos y viendo que no, reenviándolo al receptor. El resultado para los cuatro niveles
superiores es como si hubieran recibido la información directamente desde su nivel
equivalente en la máquina emisora. Por ello los niveles superiores se denominan protocolos
extremo a extremo.
6.5. Otros Estándares
a) Módelo IEEE
Con un fin similar al que inspiró a la ISO para crear el modelo OSI, el Institute of
Electrical and Electronic Engineers desarrolló una serie de estándares de comunicación
de dispositivos para redes LAN y WAN de manera que se pudieran compatibilizar los
productos de las distintas empresas orientados a este sector de comunicación. Así, se
creó el Comité 802 que elaboró, entre otros, el estándar 802.3, siendo esta familia de
protocolos la más extendida en la actualidad, afectando a los niveles físico y de enlace
del modelo OSI en redes LAN.
• Nivel físico: Cumpliría exactamente las mismas funciones que se le asignan
a este nivel en el modelo OSI.
• Nivel de enlace: El estandar IEEE subdivide este nivel en dos capas:
o Control de enlace lógico (LLC, Logical Link Control): Maneja los
distintos tipos de servicios de comunicación.
Aplicación
Presentación
Sesión
Transporte
Red
Enlace de datos
Física
Modelo OSI
7
6
5
4
3
2
1
Procesos de red a aplicaciones
Proporciona servicios de red a procesos de
aplicación (como correo electrónico, transfe-
rencia de archivos y emulación de terminales)
Representación de datos
Garantizar que los datos sean legibles para el
sistema receptor.
Formato de los datos.
Estructuras de los datos.
Negocia la sintaxis de transferencia de datos
para la capa de aplicación.
Comunicación entre hosts
Establece, administra y termina sesiones entre
aplicaciones.
Conexiones de extremo a extremo
Se ocupa de aspectos de transporte entre hosts.
Confiabilidad del transporte de datos.
Establecer, mantener, terminar circuitos virtuales.
Detección y recuperación de fallas.
Control del flujo de información.
Direccionamiento y mejor ruta
Proporciona conectividad y selección de ruta entre
dos sistemas finales.
Dominio de enrutamiento.
Acceso a los medios
Permite la transferencia confiable de los datos a
través e los medios.
Direccionamiento físico, topología de red,
notificación de errores, control de flujo.
Transmisión binaria
Cables, conectores, voltajes, velocidades
de datos.
Ilustración 34: Capas del modelo OSI

Capítulo 1
Anotaciones
36
o Control de acceso al medio (MAC, Media Access Control): Aporta la
dirección física del equipo y las herramientas para el uso del medio.
El resto de los niveles del sistema OSI no los contempla.
La IEEE es la responsable de la elaboración de la mayoría de los estándares
creados hasta este momento y que están vigentes en la comunicación de ordenadores.
Por ejemplo el IEEE 802.11a, 802.11b, 802.11g para comunicación inalámbrica, IEEE
802.5 para redes token ring, el IEEE 802.3u para redes fast ethernet, etc.
b) Modelo de referencia TCP/IP. Internet.
La arquitectura de este modelo es el resultado del desarrollo de un sistema capaz
de mantenerse efectivo aún cuando estuvieran destruidos parte de los canales de
comunicación. Nos encontramos con que se debe transmitir información entre
computadoras de distintos fabricantes y a través de distintos medios. A la vez, se
buscaba un modelo de comunicación en el que no se necesitara un control
centralizado. Se puede decir que es un modelo surgido de la experiencia ya que se
trata de una pila de protocolos que han configurado, posteriormente, una arquitectura.
Así, se generó una arquitectura cuya función fundamental era lograr la
supervivencia de la información empleando como estrategia la partición de los datos en
“pedazos” de información más pequeños.
Este modelo, asociados a los protocolos TCP/IP que estudiaremos más adelante,
genera cuatro capas o niveles que cubren las funcionalidades de los siete niveles del
modelo OSI (recordemos que la arquitectura IEEE sólo llega al nivel de enlace del
modelo OSI).
Aplicación
Presentación
Sesión
Transporte
Red
Enlace
Físico
Pila OSI
Aplicacines
e-mail
ftp
...
Transporte
Red
Enlace
Físico
Pila TCP / IP
Ilustración 35: Modelo TCP/IP. Comparativa pila TCP/IP y el modelo OSI
Nota:
Debemos considerar los estándares IEEE 802.11x como la tecnología del futuro. La
mayoría de las empresas están implementando dispositivos inalámbricos por su
versatilidad y flexibilidad. La existencia de estos estándares está permitiendo la
interoperatividad entre dispositivos de distintos fabricantes y garantiza un
crecimiento futuro en sus prestaciones.
En este momento se están comercializando dispositivos inalámbricos bajo el
estándar 902.11g que alcanzan los 54 Mhz de velocidad en la transmisión de datos.
Home RF es otro estándar de tecnología inalámbrica que, por sus prestaciones,
está más orientado a los usuarios domésticos.

Anotaciones
Si analizamos con cierto detenimiento los protocolos asociados a cada capa
observamos que no hay ninguno definido para de capa de enlace de datos y físico,
debido, fundamentalmente, a las premisas que originaron esta arquitectura.
El nivel de red tendría como función crear datagramas de información que,
siguiendo distintos caminos, deberían llegar al host de destino. Sin embargo, no se
tiene en cuenta ningún mecanismo que garantice que no se va a perder ningún
datagrama ni la aplicación del host de destino, pero debe evitar que se produzcan
congestiones en la red.
En la capa de transporte se establece comunicación de extremo a extremo. Esta
comunicación, dependiendo del protocolo que emplee puedes estar orientada a
conexión (reservando así una ruta mientras se produce la transmisión de datos) y fiable
y otra no orientada a conexión y no fiable. Esta capa se encarga de servir de
intermediario entre las aplicaciones y el nivel de red y dota de fiabilidad a la
comunicación que establece el nivel de red, procurando que los paquetes pasen
ordenados y sin pérdidas.
Por último, en la capa de aplicaciones y servicios se definen una serie de protocolos
con funciones muy diversas (FTP, SNMP, http, etc.) extraídos de los programas
empleados por los usuarios., se encarga de que se comuniquen las aplicaciones
situadas en distintos equipos.
Modelo OSI Modelo Internet
Nivel de aplicación Aplicaciones y servicios
Nivel de presentación
Nivel de sesión
Nivel de transporte TCP UDP
Nivel de red IP
Nivel de enlace
Capas
Nivel físico
Enlace de datos y físico

Capítulo 1
Anotaciones
38
IIlluussttrraacciioonneess
Ilustración 1: Aula en red. Serie de ordenadores que se comunican entre sí con el fin de compartir
sus recursos 3
Ilustración 2: Línea de Tiempo: Desarrollo cronológico de la 1ª Comunicación entre Ordenadores 4
Ilustración 3: Gráfica comparativa de velocidades de transmisión de datos entre la primera
comunicación entre ordenadores y una transmisión vía MODEM. 5
Ilustración 4: Dos ordenadores pueden emplear distinto tipo de cable y tecnología para su conexión.
Desde cable serie o paralelo a par trenzado, coaxial o USB, sin descartar cualquier tipo de
conexión inalámbrica 6
Ilustración 5: Las redes de ordenadores permiten el acceso a recursos de un equipo desde cualquier
otro, lo que facilita el trabajo colaborativo y una gestión optimizada de dichos recursos . 7
Ilustración 6: Las impresoras son los recursos que más posibilidades y mejor rendimiento ofrecen a la
hora de compartirse. 8
Ilustración 7: Observamos como en ésta red existen una serie de servidores que pueden gestionar
distintas aplicaciones mientras que en otras dependencias del centro existen redes de igual a
igual. 9
Ilustración 8: En el modelo cliente-servidor, un equipo actúa como servidor del resto prestando,
generalmente, las herramientas integradas en el sistema operativo que permiten el control y
gestión de la red. 10
Ilustración 9: Los ordenadores en las redes de broadcast comparten un mismo medio por cuyo
acceso y utilización compiten. 11
Ilustración 10: Un mensaje multicast es aquel que, en una red de difusión, es enviado a varios de los
equipos conectados al medio compartido. 12
Ilustración 11: La multiplexación permite d aumentar la velocidad de transmisión mediante la creación
de nuevos canales. 13
Ilustración 12: En las redes de “igual a igual” no existe una gestión centralizada de la red y todos los
equipos ofrecen y prestan servicios 14
Ilustración 13: La conmutación de paquetes permite un uso óptimo de las redes de medio compartido
ya que evita el colapso del canal de comunicación. 15
Ilustración 14: Red LAN en un instituto. 16
Ilustración 15: Red MAN. Está compuesta por una serie de redes LAN interconectadas 17
Ilustración 16: Circuito dedicado se consigue cuando a través de mecanismos electrónicos se crea
un circuito permanente entre dos equipos. 18
Ilustración 17: Estructura de nombres de dominio 19

Anotaciones
Ilustración 18: La comunicación entre ordenadores sigue el mismo esquema conceptual que los
mecanismos de comunicación humana 20
Ilustración 19: Existe comunicación cuando se emplea un lenguaje común, de ahí la necesidad de
aplicar mismos protocolos de comunicación 21
Ilustración 20: Los modelos propietarios impedían la comunicación entre ordenadores que no
estuvieran desarrollados e implementados por un mismo fabricante. 22
Ilustración 21: Cada nivel se apoya en los servicios que le ofrece el nivel inferior. 23
Ilustración 22: Comunicación entre entidades del mismo nivel. Aunque no existe una comunicación
física directa, las entidades de un mismo nivel se comunican directamente de forma virtual. 24
Ilustración 23: Primitivas de servicio son comandos que permiten la comunicación entre entidades. 25
Ilustración 24: Estructura de una PDU de nivel n 26
Ilustración 25: Segmentación de paquetes. Cuando un paquete de datos es excesivamente grande,
se segmenta. Cada segmento debe poseer su propia cabecera. 26
Ilustración 26: Circulación de datos a lo largo de las capas del modelo OSI. Cada nivel añade su
propia cabecera que permitirá la comunicación con su mismo nivel de la otra estación. 27
Ilustración 27: Camino seguido por un paquete de datos a través de distintas redes y niveles de red.
En los host intermedios (routers) sólo se llega al nivel 3 (nivel de red) de la arquitectura OSI 28
Ilustración 28: Comunicación entre niveles: Cuando un paquete de datos se mueve en distintas
redes, la comunicación entre los niveles inferiores no se hace entre el emisor y el receptor, sino
que intervienen además, los distintos routers. 29
Ilustración 29: Gráfico nivel físico. El nivel físico se encarga de transformar los 1 y 0 en impulsos
electromagnéticos. 30
Ilustración 30: Control de flujo. Una forma de controlar el flujo de datos para evitar la saturación de la
estación receptora es el envío por parte de esta de un acuse de recibo que lleva implícito la
aceptación de nuevos mensajes. 31
Ilustración 31: Paso testigo. Una forma de controlar el acceso al medio físico es la técnica del paso
de testigo, que consiste en permitir enviar mensajes únicamente, cuando se dispone del testigo
que circula por la red. 32
Ilustración 32: Enrutamiento. Los routers se encargan de enviar los paquetes de datos por las rutas
más adecuadas de manera que se evite la congestión de la red. 33
Ilustración 33: El nivel de transporte se encarga de los mecanismos de apertura y cierre de conexión
entre equipos. 34
Ilustración 34: Capas del modelo OSI 35
Ilustración 35: Modelo TCP/IP. Comparativa pila TCP/IP y el modelo OSI 36

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