Capítulo 1: Estructura física de una red

Componentes de una red informática.

Como hemos mencionado más arriba, cuando conectamos dos ordenadores entre sí (dos hosts en terminología de redes), en cada uno de ellos suele utilizarse un controlador de red, un dispositivo que suele conocerse habitualmente con las siglas NIC, del inglés Network Interface Card.

Cuando van a ser más de dos hosts los que intercambien información, el controlador de red se vuelve imprescindible y, además, resulta esencial un nuevo dispositivo que administre el intercambio de información entre ellos.

Esta tarea puede resolverla, por ejemplo, un Hub, cuya función consiste en reenviar, la información recibida de un host, al resto de los hosts conectados. Así, todos los hosts pueden comunicarse entre ellos.

Esquema de red con hub

Aunque, a priori, un Hub resuelve el problema de interconectar más de dos hosts entre sí, su uso presenta dos inconvenientes:

  1. Cuando un host envía un mensaje a un destinatario particular, en realidad el hub lo hace llegar a todos, aunque posteriormente éstos lo desestimen.

  2. Cuando un host envía un mensaje, toda la red quedará ocupada por él. Si otro host envía un mensaje diferente (aunque el destinatario no sea ninguno de los implicados en la primera comunicación) se producirá una colisión y tendrá que volver a intentarlo más tarde. En este caso, se dice que existe un dominio de colisión único.

    A medida que aumenta el número de hosts, aumentará también el número de colisiones, reduciendo drásticamente la eficiencia de la red.

Para resolver esta situación, los hubs suelen sustituirse por switches, que tienen la capacidad de ofrecer un dominio de colisión diferente para cada puerto al que se conecte un host. Así, dos hosts podrán enviar mensajes de forma simultánea y el switch los enviará por los puertos a los que estén unidos los destinatarios. Además, se evita que un mensaje llegue a un host que no sea su destinatario

Esquema de red con switch

Existen tres tipos de comunicación entre host:

  • Unicast: Un host se comunica con un solo destinatario.

  • Multicast: Un host se comunica con un grupo particular de destinatarios.

  • Broadcast: Un host se comunica con todos los componentes de la red.

A pesar de que los switches mejoran enormemente el rendimiento de la red, tienen un inconveniente fundamental: el dominio de broadcast alcanza a todos los hosts unidos a la red. Si tenemos en cuenta que el broadcast es imprescindible para algunas operaciones de red, en una red extensa, las operaciones de este tipo pueden penalizar considerablemente su rendimiento.

La solución pasa por dividir las redes extensas en otras más pequeñas e interconectarlas a través de routers. Un router no transmite las operaciones de broadcast entre las diferentes redes que interconecta.

Esquema de red con un router

Otras funciones que realizan los routers son:

  • Conmutación de paquetes: La información se divide en paquetes que incluyen información sobre el remitente y el destinatario. Éstos se transmiten por la red y se reensamblan en el destino. Cada paquete puede seguir un camino diferente hasta su destino.

  • Comunicación entre diferentes redes.

  • Selección de ruta: Diferentes routers pueden intercambiar información sobre las diferentes redes conectadas. De esta forma pueden seleccionar el mejor camino hasta la red de destino.

  • Filtrado de paquetes: Los routers pueden enviar o no los paquetes que reciban según criterios como su origen o destino.