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# 9. Fundamentos de redes y modelos de referencia
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Propósito del apartado
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Ofrecer una base teórica sólida sobre los modelos de referencia de redes (OSI y TCP/IP), la encapsulación de datos, funciones y servicios que presta cada capa, y conceptos transversales imprescindibles para comprender y diseñar redes.
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Modelos de referencia
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- Modelo OSI (Open Systems Interconnection): modelo teórico en siete capas (Física, Enlace, Red, Transporte, Sesión, Presentación y Aplicación). Cada capa proporciona servicios a la superior y utiliza los de la inferior; es útil para conceptualizar funciones y problemas.
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- Modelo TCP/IP (Internet Protocol Suite): modelo práctico de cuatro capas (Enlace, Internet, Transporte, Aplicación). Es el modelo en el que se implementan hoy las redes IP y la pila TCP/UDP.
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Comparación práctica
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- OSI es didáctico y detallado; TCP/IP es pragmático y adoptado mundialmente. Para ingeniería diaria, se suele usar TCP/IP, pero OSI ayuda a separar responsabilidades conceptuales.
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Encapsulación y formato de datos
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- Encapsulación: proceso por el cual cada capa añade su cabecera (y, a veces, cola) al PDU (unidad de datos de protocolo) recibido de la capa superior.
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- En la transmisión desde una aplicación A a otra B se produce encapsulación en el emisor y desencapsulación en el receptor.
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Funciones y servicios por capa (resumen operativo)
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- Capa Física: transmisión de bits por medio físico; características eléctricas/ópticas, codificación, sincronización y medios (UTP, fibra, radio).
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- Capa de Enlace: entrega de tramas entre nodos vecinos; direccionamiento MAC, detección/corrección de errores, control de acceso al medio (Ethernet, PPP, 802.11).
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- Capa de Red/Internet: encaminamiento lógico entre redes; direccionamiento IP, fragmentación, ICMP y protocolos de enrutamiento funcionan en este nivel.
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- Capa de Transporte: comunicación de extremo a extremo; TCP (orientado a conexión, fiable) y UDP (sin conexión, bajo overhead) con sus mecanismos (handshake, control de flujo, retransmisiones).
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- Capas de Aplicación/Sesión/Presentación: servicios específicos (HTTP, SMTP, DNS), representación de datos, compresión y mecanismos de sesión.
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Conceptos transversales importantes
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- Direccionamiento lógico vs. físico; resolución de direcciones (ARP).
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- MTU y fragmentación; impacto sobre rendimiento y seguridad.
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- Latencia, jitter, throughput y pérdida como métricas de rendimiento.
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Buenas prácticas de diseño inicial
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- Diseñar redes jerárquicas y segmentadas: núcleo-distribución-acceso.
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- Separación de dominios de broadcast y uso de VLANs para segmentación lógica.
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Puntos de estudio (autocontenido)
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- Ser capaz de explicar la función principal de cada capa con ejemplos de protocolos.
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- Entender y describir el proceso de encapsulación completo desde la aplicación hasta el medio físico.
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- Identificar cómo la elección del medio físico y la capa de enlace afectan a MTU, latencia y posibles errores.
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Vocabulario básico
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- PDU: unidad de datos a nivel de protocolo (paquete, segmento, trama, bit).
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- Encapsulación/desencapsulación, MTU, ARP, trama, paquete, segmento.
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Lecturas internas recomendadas
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- Repasar RFCs y documentos introductorios, y practicar análisis de capturas para visualizar encapsulación.
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