Este documento describe los fundamentos de los protocolos de redes. Explica que los protocolos permiten la comunicación entre dispositivos de red mediante un conjunto de normas. Se describen los tipos de protocolos, el modelo OSI de 7 capas, las pilas de protocolos, los protocolos enrutables y no enrutables, y los tipos de transmisión de datos como unidifusión, difusión y multidifusión. El documento provee una introducción completa a los conceptos básicos de los protocolos de red.

1. Dirección General de Educación Superior Tecnológica
INSTITUTO TECNOLÓGICO DE SALINA CRUZ
TEMA:
Protocolos
UNIDAD I
FACILITADOR:
Susana Mónica Román Nájera
NOMBRE DE LA ALUMNA:
María Del Rocío Vásquez Ruiz
SEMESTRE: V
GRUPO: E
CARRERA:
Ingeniería en Tecnologías de la Información y de las Comunicaciones
SALINA CRUZ, OAXACA
A 16 DE SEPTIEMBRE DEL 2013.
FUNDAMENTOS DE REDES
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2. ÍNDICE
1. Introducción a los protocolos .............................................................................. 4
2. Tipos de protocolos ............................................................................................. 5
2.1 Protocolos abiertos........................................................................................ 5
2.2 Protocolos específicos del fabricante ............................................................. 5
3. Modelo de referencia de interconexión de sistemas abiertos (Open
Systems Interconnection, OSI).............................................................................. 6
4. Pilas de protocolos .............................................................................................. 7
4.1 Protocolos de aplicaciones............................................................................. 8
4.2 Protocolos de transporte ............................................................................... 8
4.3 Protocolos de red .......................................................................................... 8
5. Protocolos y transmisión de datos ....................................................................... 8
5.1 Protocolos enrutables /no enrutables ............................................................ 8
5.1.1 Protocolos enrutables ........................................................................ 9
5.1.2 Protocolos no enrutables ................................................................... 9
5.2 Tipos de transmisión ...................................................................................... 9
5.2.1 Unidifusión (Unicast) .......................................................................... 10
5.2.2 Difusión (Broadcast) ........................................................................... 10
5.2.3 Multidifusión (Multicast) .................................................................... 10
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3. INTRODUCCIÓN
Hoy en día, las redes de comunicaciones crecen cada vez más rápido conforme mas servicios
de red coinciden entre si, como: mejoramiento en transmisión de datos (multimedia),
telefonía móvil, entre otros, y estos servicios están compuestos por las redes inalámbricas,
redes móviles, así también como las redes alámbricas. A este paso, la consecuencia a este
rápido desarrollo es la dificultad para comprender la interacción entre los protocolos, cada
vez más complejos de estos servicios.
Las redes que están basadas en el protocolo TCP/IP constituyen un tema al que se ha
dado mayor atención conforme han pasado los años. Este desarrollo de TCP/IP se ha dado,
por el hecho de constituir el protocolo fundamental sobre el cual reposa Internet. Todas las
aplicaciones que son utilizadas por una gran cantidad de usuarios diariamente, tales como
las páginas web (ver videos, buscar información, descargar de todo tipo de archivos), el email, las salas virtuales, etc. funcionan porque sin saber el usuario, de manera silenciosa, el
TCP/IP realiza su trabajo de manera muy eficaz y eficiente.
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4. PROTOCOLOS
1. Introducción a los protocolos
Para que los equipos de una red puedan comunicarse, deben compartir un lenguaje común
denominado protocolo. Un protocolo es un conjunto de normas o estándares que permiten
la comunicación entre los equipos de una red. Actualmente, hay varios protocolos
disponibles, cada uno con sus propias características y capacidades. Sin embargo, no todos
los protocolos son compatibles con todos los equipos o sistemas operativos.
Los protocolos son piezas software que deben instalarse en los componentes de red
que los necesiten. Los equipos sólo pueden comunicarse entre sí si utilizan el mismo
protocolo. Si el protocolo utilizado por el equipo de una red no es compatible con el utilizado
por otro equipo, no podrán intercambiar información. Hay diversos protocolos disponibles
que pueden utilizarse en entornos de red específicos. Aunque cada protocolo facilita la
comunicación básica de red, cada uno tiene una función distinta y lleva a cabo diferentes
tareas.
Para entender la función de los distintos protocolos podemos examinar el modelo de
redes estándar: el modelo de referencia de interconexión de sistemas abiertos (Open
Systems Interconnection, OSI). Este modelo está construido sobre un conjunto de siete capas
de protocolos, y cada capa es responsable de una función determinada que ayuda en la
transmisión de datos a través de la red.
Según el concepto del modelo OSI, varios protocolos deben trabajar conjuntamente para
garantizar la correcta transmisión de los datos. En realidad, esto se consigue con la ayuda de
una pila de protocolos. Una pila de protocolos es una colección de protocolos que funcionan
juntos para transmitir datos a través de una red de equipos.
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5. 2. Tipos de protocolos
Actualmente, existen dos tipos de protocolos: abiertos o específicos del fabricante.
2.1 Protocolos abiertos: Los protocolos abiertos están escritos en base a estándares de
mercado públicamente conocidos. Los protocolos adheridos a estos estándares de
mercado son compatibles con otros protocolos escritos en base a los mismos
estándares. Los protocolos abiertos son no propietarios (no son de propiedad
privada). Un ejemplo común de protocolo abierto es TCP/IP (Transmission Control
Protocol/Internet Protocol), que se utiliza como el estándar para la comunicación a
través de Internet.
2.2 Protocolos específicos del fabricante: Los protocolos específicos del fabricante son
propietarios y han sido desarrollados por diferentes fabricantes para poder ser
utilizados en entornos específicos. Por ejemplo, Novell proporciona una serie de
protocolos, como IPX/SPX (Internetwork Packet Exchange/Sequenced Packet
Exchange), desarrollados específicamente para su arquitectura NetWare.
FIGURA 1.- TIPOS DE PROTOCOLOS
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6. 3. Modelo de referencia de interconexión de sistemas abiertos (Open
Systems Interconnection, OSI)
La necesidad de una estandarización mundial de tecnologías condujo a la creación de la
organización internacional para la estandarización (International Organization for
Standardization, ISO). ISO es la responsable de estandarizar los métodos por los cuales los
equipos se comunican a nivel mundial. Para ello, ISO creó un modelo para la comunicación
en red denominado Modelo de referencia de interconexión de sistemas abiertos (Open
Systems Interconnection, OSI), o Modelo OSI.
FIGURA 2.- MODELO OSI
El modelo OSI
El modelo OSI divide las comunicaciones de red en siete capas. Cada capa desempeña una
función específica en la transmisión de datos a través de una red.
Antes de que los datos se transfieran a través de las distintas capas del modelo OSI,
deben dividirse en paquetes. Un paquete es una unidad de información transmitida en su
totalidad de un equipo a otro en la red. La red envía un paquete de una capa a otra, y en
cada capa se añade formato adicional al paquete. La capa en la que un protocolo funciona
describe la función del protocolo. Algunos protocolos funcionan únicamente en
determinadas capas del modelo OSI.
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7. Capa OSI
Función
Capa de aplicación
Define cómo interactúan las aplicaciones entre sí
Capa de presentación
Añade formato común para la representación de datos
Capa de sesión
Establece y mantiene los canales de comunicación
Capa de transporte
Garantiza la entrega de datos sin errores
Capa de red
Direcciona mensajes (dentro de la red y entre redes)
Capa de enlace
Define los métodos de acceso para el medio físico
Capa física
Envía los datos al medio físico
4. Pilas de protocolos
El modelo OSI define distintas capas relacionadas con el empaquetamiento, envío y
recepción de la transmisión de datos en una red. De hecho, una agrupación de capas de
protocolos relacionadas desempeña estos servicios. A esta agrupación que se ejecuta en una
red se le denomina pila de protocolos. Conjuntamente, los protocolos de la pila gestionan
todas las tareas necesarias para empaquetar, enviar y recibir transmisiones.
Varias pilas de protocolos han sido designadas como modelos de protocolos
estándares. Algunas de las pilas de protocolos más utilizadas son TCP/IP, IPX/SPX y AppleTalk.
Los protocolos existentes en cada capa realizan las tareas especificadas por esa capa. Sin
embargo, generalmente, la responsabilidad de ejecutar las tareas de comunicación
específicas en la red se asigna a los protocolos de aplicaciones, protocolos de transporte o
protocolos de red.
FIGURA 3.- PILAS DE PROTOCOLOS
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8. 4.1 Protocolos de aplicaciones: Los protocolos de aplicaciones proporcionan intercambio
de datos entre aplicaciones en una red. Entre los ejemplos de protocolos de
aplicaciones más comunes se incluyen FTP (File Transfer Protocol) y SMTP ( Simple
Mail Transfer Protocol).
4.2 Protocolos de transporte: Los protocolos de transporte proporcionan sesiones de
comunicación entre equipos y garantizan que los datos se transmiten de forma fiable
entre los equipos. Un protocolo de transporte habitual es TCP (Transmission Control
Protocol).
4.3 Protocolos de red: Los protocolos de red proporcionan servicios de enlace. Estos
protocolos definen las normas para la comunicación en un determinado entorno de
red. Un protocolo habitual que proporciona servicios de red es IP (Internet Protocol).
5. Protocolos y transmisión de datos
En una red de gran tamaño, resulta difícil gestionar la comunicación eficazmente debido al
gran volumen de tráfico de red. Los administradores de la red pueden evitar este problema
dividiendo estas redes en segmentos de red. Los segmentos de red son redes más pequeñas
que, cuando se combinan, forman una red de mayor tamaño.
En una red, los datos pueden transmitirse desde un segmento de red a otro por
cualquiera de las diversas rutas disponibles. La transmisión de datos entre segmentos de red
se denomina enrutamiento. Sin embargo, no todos los protocolos soportan el enrutamiento.
Los protocolos se dividen en enrutables o no enrutables en función de su capacidad de
soportar enrutamiento.
5.1 Protocolos enrutables / no enrutables
Dependiendo de si soportan enrutamiento o no, los protocolos pueden clasificarse en
enrutables y no enrutables.
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9. 5.1.1 Protocolos enrutables: Los protocolos enrutables soportan la comunicación entre
LANs o segmentos de red que pueden estar repartidos por un edificio, en una
pequeña área geográfica, como el campus de una universidad, o por todo el
mundo, como Internet. Los protocolos enrutables soportan la transmisión de
datos desde un segmento de red a otro por cualquiera de las diversas rutas que
conectan ambos segmentos. Ejemplos de protocolos enrutables son TCP/IP e
IPX/SPX.
5.1.2 Protocolos no enrutables: Los protocolos no enrutables, a diferencia de los
enrutables, no soportan la transmisión de datos de un segmento de red a otro.
Los equipos que utilizan protocolos no enrutables únicamente pueden
comunicarse con otros equipos del mismo segmento de red. NetBEUI y Data Link
Control (DLC) son ejemplos de protocolos no enrutables.
FIGURA 4.- PROTOCOLOS
NO RUTEABLES
FIGURA 5. PROTOCOLOS
RUTEABLES
5.2 Tipos de transmisión
Los protocolos enrutables permiten la transmisión de datos entre equipos de diferentes
segmentos de una red. Sin embargo, el gran volumen de determinado tipo de tráfico de red,
como la implantación de aplicaciones multimedia, puede afectar al rendimiento de la red, ya
que reducen la velocidad de transmisión. La cantidad de tráfico de red generado varía
dependiendo de los tres tipos de transmisión de datos: unidifusión, difusión y multidifusión.
Para entender cómo afecta cada tipo de transmisión al tráfico de la red, debemos
familiarizarnos con sus características.
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10. 5.2.1 Unidifusión (Unicast): En una unidifusión, el equipo emisor envía una copia
individual de los datos a cada equipo cliente que lo solicite. Ningún otro equipo de
la red necesita procesar el tráfico. Sin embargo, la unidifusión no es tan eficaz
cuando múltiples equipos solicitan los mismos datos, ya que la fuente debe
transmitir múltiples copias de los datos. La unidifusión funciona mejor cuando un
pequeño número de equipos cliente solicita los datos. La unidifusión también se
denomina transmisión dirigida. Actualmente, la mayor parte del tráfico de red es
unidifusión.
5.2.2 Difusión (Broadcast): Cuando los datos se transmiten utilizando difusión, se envía
una sola copia a todos los clientes del mismo segmento de red que el equipo
emisor. Sin embargo, si esos datos deben enviarse sólo a una parte del segmento
de red, la difusión no es un método de transmisión eficaz, ya que los datos se
envían a todo el segmento independientemente de si es o no necesario, lo cual
ralentiza el rendimiento de la red, ya que todos los clientes deben procesar los
datos de difusión.
5.2.2.1 Multidifusión (Multicast): En una multidifusión, se envía una sola copia de los
datos sólo a los equipos clientes que lo soliciten. No se envían múltiples copias de
los datos a través de la red. De esta forma, se minimiza el tráfico de red y se
permite la implantación de aplicaciones multimedia en la red sin sobrecargarla.
Muchos servicios de Internet utilizan la multidifusión para comunicarse con otras
estaciones de trabajo.
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11. FIGURA 6.- TIPOS DE TRANSMISIÓN DE DATOS
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12. CONCLUSIÓN
Los protocolos son un conjunto de normas o estándares que permiten la comunicación entre
los equipos conectados en red, es así como se da a lugar el modelo OSI, fue propuesto como
una algo teórica y también trascendió en la historia de las redes de computadoras. En cambio
el modelo de Internet (TCP / IP) fue creado como la solución a un problema práctico. Aunque
la familia de protocolos de Internet puede describirse por analogía con el modelo OSI, pero
en el momento de la práctica no se corresponden.
Y bien se ha comentado que tampoco es necesario que las interfaces de todas las
computadoras en una red sean las mismas, siempre y cuando cada computadora pueda
utilizar correctamente todos los protocolos. La lista de protocolos utilizados por un sistema,
un protocolo por capa, se conoce como pila de protocolos.
En una red de gran magnitud, resulta difícil la administración de la comunicación de
una forma eficiente, esto se debe al gran tráfico de red. Y esto se puede evitar gracias a la
separación de las redes en segmentos de red. En una red, los datos pueden transmitirse
desde un segmento de red a otro por cualquiera de las diversas rutas disponibles. Dichos
protocolos se dividen en enrutables o no enrutables en función de la capacidad de soportar el
enrutamiento.
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13. BIBLIOGRAFÍA
http://cprzara2.educa.aragon.es/ficheros/recursosxp/Fundamentos%20de%20redes/3.%20Protocolos%20de%20red.pdf
http://www.monografias.com/trabajos-pdf2/redes-comunicaciones/redescomunicaciones.pdf
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14. ÍNDICE DE FIGURAS
FIGURA 1.- TIPOS DE PROTOCOLOS ................................................................................. 5
FIGURA 2.- MODELO OSI ................................................................................................. 6
FIGURA 3.- PILAS DE PROTOCOLOS ................................................................................. 7
FIGURA 4.- PROTOCOLOS NO RUTEABLES ....................................................................... 9
FIGURA 5.- PROTOCOLOS RUTEABLES ............................................................................. 9
FIGURA 6.-TIPOS DE TRANSMISIÓN DE DATOS ................................................................ 11
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