Arquitectura de la Red

Arquitectura de la Red es el diseño de una red de comunicaciones. Es un marco para la especificación de los componentes físicos de una red y de su organización funcional y configuración, sus procedimientos y principios operacionales, así como los formatos de los datos utilizados en su funcionamiento.

En la telecomunicación, la especificación de una arquitectura de red puede incluir también una descripción detallada de los productos y servicios entregados a través de una red de comunicaciones, y así como la tasa de facturación detallada y estructuras en las que se compensan los servicios.

La arquitectura de red de internet se expresa de forma predominante por el uso de la Familia de Protocolos de Internet, en lugar de un modelo específico para la interconexión de redes o nodos en la red, o el uso de tipos específicos de enlaces de hardware.

La arquitectura de red es el medio mas efectivo en cuanto a costos para desarrollar e implementar un conjunto coordinado de productos que se puedan interconectar. La arquitectura es el “plan” con el que se conectan los protocolos y otros programas de software. Estos es benéfico tanto para los usuarios de la red como para los proveedores de hardware y software.

Caracteristicas de la Arquitectura

• Separación de funciones. Dado que las redes separa los usuarios y los productos que se venden evolucionan con el tipo, debe haber una forma de hacer que las funciones mejoradas se adapten a la ultima . Mediante la arquitectura de red el sistema se diseña con alto grado de modularidad, de manera que los cambios se puedan hacer por pasos con un mínimo de perturbaciones.

• Amplia conectividad. El objetivo de la mayoría de las redes es proveer conexión optima entre cualquier cantidad de nodos, teniendo en consideración los niveles de seguridad que se puedan requerir.

• Recursos compartidos. Mediante las arquitecturas de red se pueden compartir recursos tales como impresoras y bases de datos, y con esto a su vez se consigue que la operación de la red sea mas eficiente y económica.

• Administración de la red. Dentro de la arquitectura se debe permitir que el usuario defina, opere, cambie, proteja y de mantenimiento a la de.

• Facilidad de uso. Mediante la arquitectura de red los diseñadores pueden centra su atención en las interfaces primarias de la red y por tanto hacerlas amigables para el usuario.

• Normalización. Con la arquitectura de red se alimenta a quienes desarrollan y venden software a utilizar hardware y software normalizados. Mientras mayor es la normalización, mayor es la colectividad y menor el costo.

• Administración de datos. En las arquitecturas de red se toma en cuenta la administración de los datos y la necesidad de interconectar los diferentes sistemas de administración de bases de datos.

• Interfaces. En las arquitecturas también se definen las interfaces como de persona a red, de persona y de programa a programa. De esta manera, la arquitectura combina los protocolos apropiados (los cuales se escriben como programas de computadora) y otros paquetes apropiados de software para producir una red funcional.

• Aplicaciones. En las arquitecturas de red se separan las funciones que se requieren para operar una red a partir de las aplicaciones comerciales de la organización. Se obtiene mas eficiencia cuando los programadores del negocio no necesitan considerar la operación.

Tipos de Arquitectura

2.3.1 Arquitectura SRA

Con la ASR se describe una estructua integral que provee todos los modos de comunicacion de datos y con base en la cual se pueden planear e implementar nuevas redes de comunicacion de datos. La ASR se construyo en torno a cuatro pricipios basicos: Primero, la ASR comprende las funciones distribuidas con base en las cuales muchas responsabilildades de la red se puede mover de la computadora central a otros componentes de la red como son los concentradores remotos. Segundo, la ASR define trayectorias ante los usuarios finales (programas, dispositivos u operadores) de la red de comunicaion de datos en forma separada de los usuarios mismos, lo cual permite hacer extensiones o modificaciones a la configuracion de la red sin afectar al usuario final. Tercero, en la ASR se utiliza el principi de la independencia de dispositivo, lo cual permite la comunicacion de un programa con un dispositivo de entrada / salida sin importar los requrimientos de cualquier dispositivo unico. Esto tambien permite añadir o modificar programas de aplicacion y equipo de comunicacion sin afectar a otros elementos de la red de comunicacion. Cuarto, en la ASR se utilizan funciones y protocolos logicos y fisicos normalizado para la comunicacion de informacion entre dos puntos cualesquiera, y esto siginifca que se puede tener una arquitectura de proposito general y terminales industriales de muchas variedades y un solo protocolo de red.

La organizacion logica de una red AS, sin importar su configuracion fisica, se divide en dos grandes categorias de componentes: unidades direccionables de red y red de control de trayectoria.

La unidades de direccionables de red son grupos de componentes de ASR que proporcionan los servicios mediante los cuales el usuario final puede enviar datos a traves de la red y ayudan a los operadores de la red a realizar el control de esta y las funciones de administracion.

La red de control de trayectoria provee el control de enrutamiento y flujo; el principal servicio que proporciona la capa de control del enlace de datos dentro de la red de control de trayectoria es la transmision de datos por enlaces individuales.

La red de control de trayectoria tiene dos capas: la capa de control de trayectoria y la capa de control de enlace de datos. El control de enrutamiento y de flujo son los principales servicios proporcionados por la capa de control de trayectoria, mientras que la transmision de datos por enlaces individuales es el principal servicio que proporciona la capa de control de enlace de datoss

Una red de comunicacion de datos construida con base en los conceptos ARS consta de lo siguiente.

• Computadora principal
• Procesador de comunicacion de entrada (nodo intermedio)
• Controlador remoto inteligente (nodo intermedio o nodo de frontera)
• Diversar terminales de proposito general y orientadas a la industria (nodo terminal o nodo de gruupo)
• Posiblemente redes de are local o enlaces de microcomputadora o macrocomputadora.

2.3.2 Arquitectura de Red Digital (DRA).- Esta es una arquitectura de red distribuida de la Digital Equipment Corporation. Se le llama DECnet y consta de cinco capas. Las capas fisica, de control de enlace de datos, de transporte y de servicios de la red corresponden casi exactamente a las cuatro capas inferiores del modelo OSI. La quinta capa, la de aplicación, es una mezcla de las capas de presentacion y aplicación del modelo OSI. La DECnet no cuenta con una capa de sesion separada.

La DECnet, al igual que la ASR de IBM, define un marco general tanto para la red de comunicación de datos como para el procesamiento distribuido de datos. El objetivo de la DECnet es permitir la interconexion generalizada de diferentes computadoras principales y redes punto a punto, multipunto o conmutadas de manera tal que los usuarios puedan compartir programas, archivos de datos y dispositivos de terminal remotos.

La DECnet soporta la norma del protocolo internacional X.25 y cuenta con capacidades para conmutacion de paquetes. Se ofrece un emulador mediante el cual los sistemas de la Digital Equipment Corporation se pueden interconectar con las macrocomputadoras de IBM y correr en un ambiente ASR. El protocolo de mensaje para comunicación digital de datos (PMCDD) de la DECnet es un protocolo orientado a los bytes cuya estructura es similar a la del protocolo de Comunicación Binaria Sincrona (CBS) de IBM.

2.3.3 Arcnet

La Red de computacion de recursos conectadas (ARCNET, Attached Resource Computing Network) es un sistema de red banda base, con paso de testigo (token) que ofrece topologias flexibles en estrella y bus a un precio bajo. Las velocidades de transmision son de 2.5 Mbits/seg. ARCNET usa un protocolo de paso de testigo en una topologia de red en bus con testigo, pero ARCNET en si misma no es una norma IEEE. En 1977, Datapoint desarrollo ARCNET y autorizo a otras compañias. En 1981, Standard Microsystems Corporation (SMC) desarrollo el primer controlador LAN en un solo chip basado en el protocolo de paso de testigo de ARCNET. En 1986 se introdujo una nueva tecnologia de configuracion de chip.

ARCNET tiene un bajo rendimiento, soporta longitudes de cables de hasta 2000 pies cuando se usan concentradores activos. Es adecuada para entrornos de oficina que usan aplicaciones basadas en texto y donde los usuarios no acceden frecuentemente al servidor de archivos. Las versiones mas nuevas de ARCNET soportan cable de fibra optica y de par-trenzado. Debido a que su esquema de cableado flexible permite de conexión largas y como se pueden tener configuraciones en estrella en la misma red de area local (LAN Local Area Network). ARCNET es una buena eleccion cuando la velocidad no es un factor determinante pero el precio si. Ademas, el cable es del mismo tipo del que se utiliza para la conexión de determinales IBM 3270 a computadoras centrales de IBM y puede que va este colocado en algunos edificios.

ARCNET proporciona una red rebusta que no es tan susceptible a fallos como Ethernet de cable coaxial si el cable se suelta o se desconecta. Esto se debe particularmente a su topologia y a su baja velocidad de transferencia. Si el cable que une una estacion de trabajo a un concentrador se desconecta o corta, solo dicha estacion de trabajo se va a abajo, no la red entera. El protocolo de paso de testigo requiere que cada transaccion sea reconocida, de modo no hay cambios virtuales de errores, aunque el rendimiento es mucho mas bajo que en otros esquemas de conexión de red.

ARCNET Plus, una version de 20 Mbits/seg que es compartible con ARCNET a 2.5 Mbits/seg. Ambas versiones pueden estar en la misma LAN. Fundamentalmente, cada nodo advierte de sus capacidades de transmision a otros nodos, de este modo si un modo rapido necesita comunicarse con uno lento, reduce su velocidad a la mas baja durante esa sesion ARCNET Plus soporta tamaños de paquetes mas grandes y ocho veces mas estaciones. Otra nueva caracteristica en la capacidad de conectar con redes Ethernet, anillo con testigo y Protocolo de control de transmision/Protocolo Internet (TCP/IP, Transmission Control Protocol/Internet Protocol) mediante el uso de puentes (bridges) y encaminadores (routers). Esto es posible porque la version nueva soporta la norma de control de enlace logico IEEE 802.2.

Metodo de acceso a la ARCnet.-

ARCnet utiliza un protocolo de bus de token que considera a la red como un anillo logico. El permiso para transmitrir un token se tiene que turnar en el anillo logico, de acuerdo con la direccion de la tarjeta de interfaz de red de la estacion de trabajo, la cual debe fijarse entre 1 y 255 mediante un conmutador DIP de 8 posiciones. Cada tarjeta de interfaz de red conoce su propia modo con la direccion de la estacion de trabajo a la cual le tiene que pasar la ficha. El moso con la direccion mayor cierra el anillo pasando la ficha al modo con la direccion menor.

2.3.4 Ethernet

• Desarrollado por la compañía XERTOX y adoptado por la DEC (Digital Equipment Corporation), y la Intel, Ethernet fue uno de los primero estándares de bajo nivel. Actualmente es el estándar mas ampliamente usado.
• Ethernet esta principalmente orientado para automatización de oficinas, procesamiento de datos distribuido, y acceso de terminal que requieran de una conexión económica a un medio de comunicación local transportando trafico a altas velocidades
• Este protocolo esta basado sobre una topología bus de cable coaxial, usando CSMA/CD para acceso al medio y transmisión en banda base a 10 MBPS. Además de cable coaxial soporta pares trenzados. También es posible usar Fibra Optica haciendo uso de los adaptadores correspondientes.
• Además de especificar el tipo de datos que pueden incluirse en un paquete y el tipo de cable que se puede usar para enviar esta información, el comité especifico también la máxima longitud de un solo cable (500 metros) y las normas en que podrían usarse repetidores para reforzar la señal en toda la red.

Funciones de la Arquitectura Ethernet

Encapsulacion de datos

• Formación de la trama estableciendo la delimitación correspondiente
• Direccionamiento del nodo fuente y destino
• Detección de errores en el canal de transmisión

Manejo de Enlace

• Asignación de canal
• Resolución de contención, manejando colisiones

Codificación de los Datos

• Generación y extracción del preámbulo para fines de sincronización
• Codificación y decodificación de bits