Cuando se habla de arquitectura de red se refiere a cómo está construida la red, con el hardware y software utilizado.
En cuanto al hardware, se definirán que cables, equipos y conexiones se utilizan. Aparte de decidir que equipos se van a utilizar para la conexión, hay que definir unos protocolos en la comunicación. Pero, ¿qué es un protocolo? Al igual que el lenguaje tiene unas normas y sintaxis para comunicarse dos personas, los protocolos marcarán la forma de comunicarse dos dispositivos físicos. Igual que hay distintos lenguajes, español, inglés, francés; también hay distintos protocolos.
La arquitectura de red tendrá en cuenta tres factores importantes:
- Topología: La forma de cómo se conectan los nodos (distintos equipos) de una red.
- Método de acceso: El medio utilizado para la transmisión de los datos: cable, aire.
- Los protocolos de comunicación.
Protocolo de comunicación
Como se ha dicho un protocolo de comunicaciones es un conjunto de reglas normalizadas para la representación, señalización, autenticación y detección de errores necesario para enviar información a través de un canal de comunicación.
Se necesitan distintos protocolos para:
- Identificar el emisor y el receptor.
- Definir el medio o canal que se puede utilizar en la comunicación.
- Definir el lenguaje común a utilizar.
- Definir la forma y estructura de los mensajes.
- Establecer la velocidad y temporización de los mensajes.
- Definir la codificación y encapsulación del mensaje.
Modelos por capas o niveles
La arquitectura de red se divide en niveles o capas para reducir la complejidad de su diseño. Las capas están jerarquizadas, cada una son sus servicios y funciones asignadas, para lo que utilizará los protocolos necesarios. Cada nivel sólo se comunica con el nivel superior o el inferior.
Entonces, ¿cómo funciona una arquitectura basada en niveles? En la figura anterior se observan dos ordenadores conectados con una arquitectura de cuatro niveles. Supongamos que el ordenador primero quiere realizar una transferencia de datos al ordenador segundo. En la capa superior es donde se ordena realizar esa transferencia, pero la capa superior no se fija en los detalles (como llegar al segundo PC, su dirección, ruta para llegar, medio de transmisión a utilizar…) Los detalles son las funciones de las capas inferiores. De ahí, que hay que pasar por todas las capas desde la cuarta capa superior a la primera capa inferior, donde cada capa realiza sus funciones de buscar el mejor camino para llegar al destino. Desde la primera capa, se pasa la información al ordenador de destino a su primera capa. Ya en el ordenador de destino, se sigue la secuencia contraria, se va subiendo de capa a capa, para que la capa superior solo conozca los datos recibidos, sin conocer los detalles de cómo ha llegado esa información.
Una buena analogía es mandar una carta. Como clientes de Correos se estaría en la capa superior, sin que importe al remitente y al destinatario cómo llega la carta. Esos detalles, escalas que realiza la carta, transporte utilizado (avión, tren o furgón), carteros utilizados son las funciones de las capas inferiores. Al destinatario solo le interesa que llegue la carta y sin errores.
En este tipo de arquitectura cada nivel genera su propio conjunto de datos, que se pasa con los datos originales a la siguiente capa.
Las arquitecturas de red basadas en capas facilitan las compatibilidades, tanto de software como de hardware, pues no es necesario cambiar todas las capas cuando queremos mejorar el sistema. Bastaría modificar los protocolos afectados.