Definición de Red de Datos

Se define como el conjunto de **terminales**, **nodos**, **servidores** y **elementos** que, con un propósito especial, **interactúan entre sí** con la finalidad de **intercambiar información** y **compartir recursos**.

Diferencias entre Redes LAN, MAN y WAN

• LAN (Local Area Network): Abarca territorios geográficamente pequeños (por ejemplo, una oficina o un edificio). Soporta entre 1 y 1000 nodos. Cuentan con **alta velocidad** y un **nivel de errores bajo**.
• WAN (Wide Area Network): Sirve para conectar redes LAN y así lograr expandirse a estados, países y continentes. Soporta más de 1000 nodos.
• MAN (Metropolitan Area Network): Abarca un área metropolitana. Soporta entre 1000 y 10000 nodos, con mayor **latencia** o pérdida de rendimiento en comparación con las LAN.

Capas del Modelo OSI

El **Modelo OSI (Open Systems Interconnection)** es un marco conceptual que describe cómo las funciones de red interactúan entre sí. Se compone de siete capas:

• Capa 7 – Aplicación: Proporciona servicios de red a las aplicaciones del usuario. Es la capa más cercana al usuario final.
• Capa 6 – Presentación: Se encarga de la representación de los datos, incluyendo la **codificación**, **cifrado** y **compresión**.
• Capa 5 – Sesión: Establece, gestiona y termina las **sesiones de comunicación** entre aplicaciones.
• Capa 4 – Transporte: Proporciona una comunicación de extremo a extremo entre procesos, asegurando la **entrega confiable** de datos y el **control de flujo**.
• Capa 3 – Red: Se encarga del **direccionamiento lógico** (IP), la **determinación de la ruta óptima** y el **enrutamiento de paquetes** a través de la red.
• Capa 2 – Enlace de Datos: Inicia, mantiene y termina la comunicación **punto a punto** entre dispositivos directamente conectados. Maneja el **control de acceso al medio** y la **detección de errores** a nivel de trama.
• Capa 1 – Física: Define las características eléctricas, mecánicas, funcionales y de procedimiento para activar, mantener y desactivar el **enlace físico** entre sistemas. Se encarga de la **transmisión de bits** a través del medio.

Definición de «Packet Switch»

En un sistema de **conmutación de paquetes** (*Packet Switch*), la información se divide en pequeños bloques llamados **paquetes**, usualmente en bytes. Estos paquetes se envían a través de la red de forma independiente. Aunque existe un alto riesgo de que se pierdan durante su camino, la **ruta** de cada paquete la determina el origen o los nodos intermedios.

Definición de «Delay» y «RTT»

• DELAY (Retardo o Latencia): Se refiere al **tiempo que tarda un bit** en ir de un nodo A a un nodo B. En datos de voz, la latencia maneja valores específicos (a menudo definidos por estándares como los de la ITU) para minimizar errores y asegurar la calidad.
• RTT (Round-Trip Time): Es el **tiempo total que tarda un bit** en ir desde un nodo origen hasta un nodo destino y regresar al mismo nodo origen.

Diferencia entre Topologías Bus y Anillo

La diferencia principal entre las topologías de red **Bus** y **Anillo** radica en su **modo de transmisión**:

• En una red de **Anillo**, la transmisión se realiza por medio de **conmutación** (o paso de testigo), donde los datos viajan en una dirección específica a través de cada nodo hasta llegar a su destino.
• En una red de **Bus**, la transmisión se realiza por medio de **difusión**, donde los datos se envían a todos los nodos conectados al bus principal, y solo el nodo destino los procesa.

El **control de transmisión** para ambas topologías es **distribuido**.

¿Qué es un Organismo de Estandarización?

Los **organismos de estandarización** son entidades que crean y publican **estándares** para que un servicio o producto siga ciertas reglas que serán aceptadas por cualquiera que quiera hacer uso del mismo. Establecen control sobre la **calidad**, **seguridad**, **eficiencia** y **operabilidad**. Algunos ejemplos de estos organismos son: **ISO** (International Organization for Standardization), **IEEE** (Institute of Electrical and Electronics Engineers), **ANSI** (American National Standards Institute), **COFETEL** (Comisión Federal de Telecomunicaciones, en México, ahora IFT), entre otros.

Proceso de «Encapsulamiento» en una Red de Datos

El **encapsulamiento** es el proceso mediante el cual, a cada mensaje o unidad de datos, se le agrega un **encabezado** (*header*) y, en ocasiones, un pie de página (*trailer*) en cada una de las capas del **modelo OSI** (Open Systems Interconnection) o TCP/IP. Por ejemplo, un encabezado IP puede tener un tamaño de 20 bytes. Este proceso es fundamental porque permite que cada capa añada su propia información de control, haciendo posible la **comunicación estructurada** y el **procesamiento adecuado** entre cada una de las capas del modelo.

Decodificación NRZI y sus Problemas

La codificación **NRZI (Non-Return-to-Zero Inverted)** funciona de la siguiente manera:

• Cada vez que se envía un **1**, existe un **cambio en la señal** (una transición de nivel) al inicio del bit.
• Cuando se envía un **0**, la señal **no sufre modificación** (mantiene el nivel anterior).

Problemas de la codificación NRZI:

• **Pérdida de sincronización:** Si se envían secuencias largas de ceros o unos consecutivos, no hay transiciones en la señal, lo que dificulta que el receptor mantenga la sincronización con el reloj del emisor.
• **No es auto-sincronizable:** Requiere mecanismos de sincronización adicionales (como el *bit stuffing* o un reloj externo) para funcionar correctamente en sistemas síncronos.

Funcionamiento de «Bit Stuffing» en Protocolos Orientados a Bit

El **Bit Stuffing** (o relleno de bits) es una técnica utilizada en protocolos orientados a bit para asegurar que las tramas tengan un número arbitrario de bits y para evitar que secuencias de bits específicas (que podrían confundirse con delimitadores de trama) aparezcan dentro de los datos. Por ejemplo, si el delimitador de trama es una secuencia de seis unos consecutivos (01111110), la técnica funciona así:

• Cuando la **capa de enlace** del emisor detecta **cinco unos consecutivos** en los datos a transmitir, automáticamente **añade un bit de relleno (un 0)** después del quinto uno.
• Cuando el receptor recibe la trama y detecta **cinco unos seguidos de un cero**, automáticamente **retira ese cero**.

Este proceso hace que la inserción y eliminación del bit de relleno sea **transparente** para la capa de enlace de ambas computadoras, permitiendo la transmisión de cualquier patrón de bits sin interferir con los delimitadores de trama.

Protocolos de la Capa de Aplicación del Modelo TCP/IP

Los protocolos usuales en la capa de aplicación del modelo **TCP/IP** son:

• FTP (File Transfer Protocol): Permite el **envío y recepción de archivos** entre un equipo cliente y un equipo servidor a través de la red.
• SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): Se usa específicamente para el **envío de correos electrónicos** entre distintos usuarios de la red.
• HTTP (Hypertext Transfer Protocol): Se complementa con un software explorador (navegador web) que permite la **visualización de páginas web** y la interacción con recursos a través de la red.

Protocolo Carrier Ethernet

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Par Trenzado UTP y STP: Diferencias Técnicas

El **cable de par trenzado** es un tipo de cableado utilizado en redes de datos, existiendo principalmente dos variantes:

UTP (Unshielded Twisted Pair – Par Trenzado No Apantallado)

• Solo depende del **trenzado de los cables** para reducir la interferencia electromagnética. No tiene recubrimiento metálico adicional.
• La distancia máxima sin necesidad de repetidores es de **100 metros**.
• Categoría 3: Puede transmitir hasta **16 MHz** y se utiliza comúnmente en redes Ethernet a **10 Mbps**.
• Categoría 4: Puede transmitir hasta **20 MHz** y se utiliza en redes Ethernet a **10 Mbps**.
• Categoría 5: Puede transmitir hasta **100 MHz** y se utiliza en redes Fast Ethernet.
• Categoría 6: Puede transmitir hasta **250 MHz** y se utiliza en redes Gigabit Ethernet.

STP (Shielded Twisted Pair – Par Trenzado Apantallado)

• Es un cable de par trenzado con un **recubrimiento de aluminio** (apantallamiento) alrededor de los pares trenzados o de todo el conjunto de pares.
• El apantallamiento ayuda a **impedir interferencias eléctricas** sobre los cables, ganando **inmunidad al ruido** externo.
• Logra una distancia sin necesidad de repetidores de hasta **200 metros**.
• Fue desarrollado por IBM y se utilizó principalmente en redes **Token Ring**. No es el estándar principal para redes Ethernet, aunque existen variantes apantalladas de Ethernet (como FTP o S/FTP).

Etiquetas: LAN, MAN, modelo OSI, redes de datos, TCP/IP