ARQUITECTURAS DE RED BASADAS EN NIVELES

Las redes deben admitir una amplia variedad de aplicaciones y servicios, como así también funcionar con diferentes tipos de infraestructuras físicas. El término arquitectura de red, en este contexto, se refiere a las tecnologías que admiten la infraestructura y a los servicios y protocolos programados que pueden trasladar los mensajes en toda esa infraestructura.

La arquitectura de una red viene definida por tres características fundamentales: la topología, el método de acceso al cable (que tendrá sentido siempre que las redes posean un medio compartido para la transmisión de información) y los protocolos de comunicación (normas o reglas que se establecen para realizar la comunicación, corregir errores, etc.).

Actualmente las redes se organizan en niveles o capas para reducir la complejidad de su diseño. Dentro de cada nivel (capa o módulo) coexistirán diferentes servicios, de tal manera que los servicios de niveles superiores podrán elegir cualquier servicio ofrecido por las capas inferiores en esta arquitectura, a esto se le llama jerarquía de protocolos, y de esta manera todo fabricante que quiera desarrollar una arquitectura basada en niveles tendrá que seguir las siguientes reglas: Cada nivel dispone de un conjunto de servicios, cada servicio ha de estar definido mediante protocolos estándares, cada nivel sólo se puede comunicar con su nivel superior y su nivel inferior y cada uno de los niveles inferiores proporcionará servicios a su nivel superior.
Cuando se comunican dos ordenadores que utilizan la misma jerarquía, los protocolos que se encuentran al mismo nivel deben coordinar también el proceso de comunicación, ambos deben ponerse de acuerdo y utilizar las mismas reglas de transmisión. Esas reglas se conocen como protocolos de nivel n, siendo n el nivel donde se encuentran los procesos homónimos de cada máquina. A los elementos activos de cada capa se les llama entidades o procesos y al grupo formado por las entidades o procesos en máquinas diferentes que están al mismo nivel se les llama entidades pares o procesos pares.

El diagrama simplificado de la comunicación por niveles sería:

                                              ORIGEN                                         DESTINO

NIVEL 5	Protocolo de nivel 5	NIVEL 5
NIVEL 4	Protocolo de nivel 4	NIVEL 4
NIVEL 3	Protocolo de nivel 3	NIVEL 3
NIVEL 2	Protocolo de nivel 2	NIVEL 2
NIVEL 1	Protocolo de nivel 1	NIVEL 1

Este modelo, generalmente, necesita de información adicional que depende del protocolo utilizado y de la capa o nivel en que se encuentran, de tal manera que la información adicional utilizada en un nivel es tratada generalmente por los niveles inferiores como si fuera información propiamente dicha. A menudo, a la información añadida se la denomina cabecera e información de control. Así pues, cada capa añade una cabecera de control (que depende del protocolo utilizado) para el nivel inferior, conformando una Unidad de Datos del Protocolo (PDU), el cual la considera como datos puros a enviar  para la siguiente. La última capa no suele añadir ninguna cabecera ya que se encarga de enviar los dígitos binarios por el medio de transmisión que utilice la red.

Cada capa puede:

• Ser usuaria de servicios de su capa inferior y proveedora de servicios para su capa superior, excepto la primera que sólo será usuaria y la última que sólo será proveedora.
• Y ofrecer varios servicios a su capa superior para que ésta lo seleccione mediante la llamada correspondiente. A los servicios de una capa se accede a través de una “puerta” o SAP (Punto de Acceso al Servicio) que son, generalmente, direcciones numéricas que los identifican de forma única. Las llamadas están definidas por un conjunto de reglas que hay que cumplir y que se denominan INTERFAZ.

A veces una capa puede añadir a la trama información de control, pero ésta será desechada por la capa inferior una vez que haya sido utilizada por el servicio:

Cuando una capa n desea enviar información, lo que hace es ejecutar el servicio que se encuentra en la capa inmediatamente inferior (capa n -1) para lo cuál deberá conocer la dirección (SAP) del mismo y las reglas de la INTERFAZ (parámetros a transmitir).

Sólo los servicios de la capa más baja son los que envían o reciben los datos por el medio físico de transmisión, sin embargo los niveles superiores se comunican de forma virtual con sus homónimos y por ello sus servicios son del mismo tipo. Básicamente una capa ofrece dos clasificaciones de tipos de servicios:

• Por tipo de conexión:
• Orientados a la conexión: Hay que abrir la conexión antes de enviar datos y cerrar la conexión al terminar de enviar datos (teléfono).
• No orientados a la conexión: Los datos se envían directamente y por tanto tendrán que llevar la dirección del destinatario (SMS).
• Por método de acuse:
• Fiables (confirmados): El emisor recibirá confirmación del receptor, positiva, si el mensaje le ha llegado correctamente, o ninguna o negativa, si no es correcto, con lo cual el emisor tendrá que volver a enviarla.
• No fiables (no confirmados): El emisor no recibe confirmación del receptor.

Por lo tanto los servicios de una capa pueden ser de los siguientes tipos, dependiendo de la aplicación:

• Orientados a la conexión y fiables.
•  Orientados a la conexión y no fiables.
• No orientados a la conexión y fiables.
• No orientados a la conexión y no fiables.

Los servicios básicos de cada capa, junto con sus reglas son:

• Connect: Establece una conexión (se establecen las reglas y los parámetros de la comunicación) y siempre es confirmado.
• Data: Envía información (se establece un diálogo entre los nodos) y puede ser confirmado o no.
• Disconnect: Libera una conexión y suele ser no confirmado.

Cada servicio está definido por un conjunto de operaciones sencillas que se llaman primitivas, las básicas para cada servicio son:

• Request (petición): Solicitud para realizar un proceso o acción.
• Indication (indicación): Notificación de que ha ocurrido un suceso.
• Response (respuesta): Solicitud de respuesta a un suceso.
• Confirm (confirmación): Notificación de que ha llegado la respuesta de una acción anterior.  

Diferenciaremos los conceptos de servicio y protocolo, ya que el primero es el conjunto de primitivas que cada capa ofrece a través de su interfaz y el segundo es el conjunto de reglas que normalizan los formatos de las tramas, paquetes, segmentos y mensajes que se intercambian las entidades pares de emisor y receptor.

ARQUITECTURAS COMERCIALES

El crecimiento tan rápido en el uso de las redes de área local ha impedido la consolidación de un estándar de especificaciones y protocolos para transmisión de datos. Vamos a ver las arquitecturas más utilizadas.

Modelo de referencia OSI de ISO

Se llama OSI (Open System Interconnection – Interconexión de Sistemas Abiertos) porque es una arquitectura de sistemas abiertos, es decir, en la que se pueden comunicar diferentes sistemas.

Este es un modelo basado en una propuesta establecida por ISO, en 1983, que utiliza 7 niveles, de manera que divide los problemas en partes manejables y facilita que el software pueda mejorarse sin necesidad de introducir cambios en todas las capas, además de permitir la compatibilidad entre equipos diferentes y no tiene implementados, propiamente dicho, los protocolos en cada uno de sus niveles sino sólo las funciones generales que deben realizar, por eso se utiliza como referencia de las demás arquitecturas. Los principios teóricos se basan en los siguientes puntos:

• Cada capa de la arquitectura ha de realizar funciones bien definidas.
• El número de niveles debe ser suficiente para que no se agrupen funciones distintas, pero no tan grande que haga la arquitectura poco manejable.
• Debe crearse una nueva capa cuando se necesite realizar una función diferente del resto.
• El flujo de información entre las capas debe ser el mínimo para que la interfaz sea más sencilla.
• Permitir que las modificaciones en funciones o protocolos en una capa determinada no afecten a las capas contiguas.
• Utilizar la experiencia de protocolos anteriores.
• Cada nivel solo debe interaccionar con sus niveles contiguos.
• La función de cada capa debe basarse en los protocolos estandarizados internacionalmente.

Las funciones encomendadas en cada una de las capas del modelo OSI son las siguientes:

1. Nivel físico: Transmitir los dígitos binarios por el canal de comunicación. Así pues tendrá que encargarse de que si se envía un “1” se reciba un “1”. Por tanto sus protocolos tendrán mucho que ver con las interfaces mecánicas, eléctricas y de procedimientos, y también con el canal de transmisión utilizado bajo esta capa. Los bits se representan por cambios en las señales del medio de la red (distintos voltajes, tonos de audio distintos, transiciones de estado, etc.). Esta capa, en teoría, no describe los medios (cables eléctricos, fibras ópticas, ondas de luz o de radio y microondas) sino el modo en que los datos se codifican en señales del medio y las características de la interfaz de conexión con el medio, sin embargo en la práctica también se incluyen los protocolos relativos al medio utilizado, aunque, si éste cambia bastará con utilizar un conjunto distinto de protocolos.
2. Nivel de enlace: Proporcionar la comunicación nodo a nodo (estaciones y/o dispositivos) en una misma red de área local, para ello, utilizará un mecanismo de direcciones que permita entregar los mensajes en los nodos correctos y deberá traducir los mensajes en bits para que puedan ser transmitidos por la capa física. Detectar y corregir los errores que se produzcan en la línea de comunicación. Controlar y coordinar las velocidades entre el emisor y el receptor para que no se pierdan datos y, además, repartir la utilización del medio cuando éste sea compartido por varias estaciones. En este nivel la unidad mínima de datos que se transfiere se llama trama o marco. La entrega de tramas en RAL resulta sencilla: El nodo remitente transmite la trama, cada nodo de la red la ve y examina su dirección de destino, si coincide con la suya la capa de enlace de dicho nodo la recibe y la envía a la siguiente capa de la pila.
3. Nivel de red: Determinar la mejor ruta por la cual enviar la información, controlar la congestión de la red y convertir y adaptar los mensajes que circulan entre redes heterogéneas (para entregar mensajes en una interred, cada red debe estar identificada de manera única por una dirección).  La unidad mínima de transmisión de datos en este nivel se llama paquete y está constituido por los datos junto con una cabecera que incluirá las direcciones de red de origen y destino; el proceso de hacer llegar los paquetes a la red correcta se llama encaminamiento y los dispositivos que encaminan los paquetes se llaman encaminadores.
4. Nivel de transporte: Tomar los datos procedentes de su nivel superior (nivel de sesión) y pasarlos a la capa de red, asegurándose mediante el protocolo de transporte de que lleguen correctamente al nivel de sesión del otro extremo. Fragmentar los mensajes en el origen y reensamblarlos en el destino en el orden correcto, para lo cual se incluirá un número de secuencia en la cabecera de cada fragmento. Identificar los distintos procesos mediante un SAP o puerto posibilitando su transmisión a través de un mismo medio mediante la multiplexión y su recuperación y encaminamiento a los procesos adecuados mediante la demultiplexión. Detectar errores de los paquetes mediante entrega fiable y solicitar su reenvío o utilizar la entrega no fiable de datagramas en redes altamente fiables. Este nivel es el primero que tiene independencia total del tipo de red utilizada.
5. Nivel de sesión: Controlar y establecer diálogos de comunicación (sesiones) entre los dos extremos para el transporte ordinario de datos (dependiendo del tipo de comunicación la sesión será con o sin conexión). Gestionar las actividades complejas (administración de actividades). En él existen servicios importantes como el de reanudación de la conexión si se produce un fallo en la red o una interrupción, etc.
6. Nivel de presentación: Codificar los datos controlando el significado de la información que se transmite y decodificarlos para presentarlos a su capa superior en el destino, encriptar los datos para hacerlos incomprensibles a posibles escuchas ilegales y desencriptarlos y, además, comprimir los datos para que la comunicación sea más rápida y descomprimirlos. Habitualmente se convierten todos los datos a un formato estándar antes de su transmisión (ASN.1 – Representación de Sintaxis Abstracta, revisión 1). En la mayoría de los casos, las aplicaciones de red desempeñan las funciones asociadas con esta capa.
7. Nivel de aplicación: Está en contacto directo con los programas, conteniendo los servicios de comunicación mas utilizados por los usuarios de las redes. Ejemplo: Correo electrónico, acceso y transferencia de ficheros remotos, ejecución de tareas remotas, directorios, administración de la red, etc. Asociados a estos servicios se encuentran las API (Interfaz de Programa de Aplicación) que son conjuntos de reglas proporcionadas por los diseñadores de programas y protocolos para que los programadores puedan adaptar fácilmente sus aplicaciones y utilizar los servicios disponibles de un sistema de software.

Si un programa de la estación A (transmisor) desea enviar un bloque de datos a otro programa de la estación (receptor) B el proceso de A llama al servicio correspondiente en el nivel de aplicación y le entrega ese bloque de datos, el servicio del nivel de Aplicación añade una cabecera y entrega la información a la capa de Presentación mediante la llamada al servicio, esto se repetirá de un nivel a otro hasta llegar al de Enlace de Datos que añadirá un encabezado al principio y un trailer al final, ya que en esta capa se deben delimitar los mensajes para que el nivel Físico los envíe por el medio, una vez allí se produce en la estación B el mismo mecanismo pero a la inversa hasta que los datos llegan a su nivel de Aplicación desprovistos de todas las cabeceras, excepto la última que será eliminada por el proceso de B del programa receptor.

La comunicación entre niveles de la arquitectura de dos estaciones se realiza extremo a extremo en las cuatro capas superiores mientras que en las tres primeras, que dependen de la red sobre la que funcionan, admiten estaciones intermedias que se encargarán de encaminar la información.

Este modelo no es perfecto porque en algunas de sus capas apenas existen protocolos y sin embargo otras contienen muchos, casi siempre los de las capas inferiores. Además algunas funciones se repiten en varias capas con lo cual hay información duplicada y un aumento del tamaño de las cabeceras de control, de los bloques de información, que se transmiten.

TCP/IP

La arquitectura TCP/IP surge después de haberse implementado una serie de protocolos que, posteriormente, se integran por capas, por ello se califica como una pila de protocolos y toma su nombre de los dos protocolos más importantes.

Se considera la más utilizada en todo el mundo ya que es la base de comunicación de Internet y también es utilizada ampliamente por las distintas versiones del sistema operativo Unix y Linux. 

Se desarrolla en 1973, por el departamento de defensa de los EE.UU., como un programa de investigación de las tecnologías de comunicación y redes de transmisión de datos. Su objetivo fundamental era permitir la interconexión entre redes distintas, tolerar distintos fallos sin que se pierdan datos y permitir el uso de aplicaciones diferentes, este objetivo implicó el desarrollo de una red con topología irregular donde la información se fragmentaba para seguir rutas diferentes hacia su destino. Surgieron entonces dos redes distintas: ARPANET (que se dedicó a la investigación) y MILNET (que era de uso militar).

ARPANET se extendió rápidamente gracias a las interconexiones entre universidades e instalaciones del gobierno. Este modelo se nombró después como arquitectura TCP/IP y dio lugar al nacimiento de la red de Internet. ARPANET deja de existir como tal en 1990.

Sus ventajas son: que es independiente de los fabricantes y las marcas comerciales, soporta tecnologías diferentes, funciona en máquinas de cualquier tamaño y es el estándar en los EE.UU. desde 1983.

Consta de 4 capas cuyas funciones son:

1. Capa de subred o acceso a la red: Especificar que debe existir un protocolo que conecte la estación con la red y se encargue del intercambio de datos entre los dispositivos de la misma red. Este protocolo no está implementado porque dependerá de la tecnología que se use, adaptándose por tanto a los distintos tipos de red existentes.
2. Capa de Inter-red o Internet: Permitir que las estaciones envíen paquetes a la red, viajando de forma independiente a su destino. Estos paquetes pueden atravesar distintas redes y de forma desordenada. Se considera la capa mas importante de la arquitectura y el protocolo mas importante que tiene implementado es el protocolo IP, utilizado para identificar los dispositivos y realizar el encaminamiento entre las redes.
3. Capa de transporte o host a host: Establecer la comunicación entre el origen y el destino además de realizar el control de errores y ordenar los paquetes. En este nivel se implementan, además de otros, los protocolos TCP y UDP que son los mas importantes de la capa:
1. El TCP (protocolo de control de  transmisión) es orientado a la conexión y fiable y permite que los hosts puedan mantener varias conexiones simultáneas.
2. El UDP (protocolo de datagrama de usuario) es no orientado a la conexión y no fiable mejorando el rendimiento de la red cuando no se requiere corrección de errores en la capa de host a host.
4. Capa de proceso/aplicación: Contiene todos los protocolos de alto nivel que utilizan los programas para comunicarse: FTP (protocolo de transferencia de ficheros), TELNET (acceso remoto a hosts), http (protocolo de hipertexto), SMTP (protocolo simple de transferencia de correo), SNMP (protocolo simple de administración de red), NFS (sistema de archivos de red – esta aplicación engloba funciones de varias capas del modelo OSI ya que permite que los hosts mantengan una sesión, define una representación de los datos e implementa un sistema de archivos de red), etc.

En la capa de subred coexisten una amalgama de protocolos, con funciones muy diferentes, y estándares de redes debido a que no se diferencia entre nivel de Enlace de Datos y nivel Físico. Además, es una arquitectura menos flexible a los cambios que el modelo OSI ya que la interacción y encapsulamiento entre capas es menos estricta.

SNA de IBM

Desarrollada en 1970 con el propósito de definir protocolos para una red formada por un gran ordenador central al que accedían los usuarios a través de unos terminales de trabajo y mediante un procesador de comunicaciones. Los terminales tenían una capacidad muy limitada de proceso y toda la capacidad y la potencia de cálculo estaba centralizada en el gran ordenador. Su finalidad era hacer compatible un único entorno de comunicación de datos con todos los diversos equipos, ofreciendo un nuevo nivel de integración de aplicaciones, rentabilidad y facilidad de uso.

Esta arquitectura está definida también por siete capas que no se corresponden con las del modelo OSI, excepto en su capa física, y sus funciones son las siguientes:

1.     Nivel Físico: Definir las características físicas de la red.

2.     Nivel de control de enlace de datos: Controlar el acceso al medio y la comunicación entre los equipos.

3.     Nivel de control de ruta: Contener los algoritmos de establecimiento de la mejor ruta de envió de datos y la segmentación y reensamblado de los mensajes que se envían como fragmentos mas pequeños.

4.     Nivel de control de transmisión: Establecer los métodos de control de errores y cifrado de la información.

5.     Nivel de flujo de datos: Controlar el flujo de datos para impedir desbordamientos y pérdidas.

6.     Nivel de servicios de presentación: Convertir los datos a los diferentes formatos de codificación.

7.     Nivel de servicios de transacción: Definir las aplicaciones de comunicación y la administración de la red.

Actualmente SNA ha incluido compatibilidad con otros estándares de comunicaciones así como soporte para las conexiones peer to peer, aunque la estructura básica de la red sobre la que funciona ha seguido siendo la misma. Uno de los principales objetivos de las SNA,  especialmente en el marco de trabajo de SAA (SYSTEM APPLICATION ARCHITECTURE), es el de soportar procesamiento distribuido.

Realmente la filosofía de las redes SNA radica en un conjunto de aplicaciones software (S.O.’s, métodos de acceso y programas de aplicación) que se soportan en unos elementos hardware (ordenadores, controladores de comunicaciones y terminales) conectados a través de vínculos. El vínculo de estaciones utiliza protocolos de control de vínculos para transmitir datos sobre una conexión (transmisión física a través de medios conectando dos o más nodos), definiéndose a los nodos como una porción de un componente de hardware asociado con los componentes de software y estos a su vez implementados a una arquitectura particular definida como función SNA. Cada nodo contiene una unidad física (UP) asociada al mismo tipo numérico que el nodo en el que reside. Los nodos soportan distintos tipos de unidades lógicas (LU).

La transmisión puede hacerse con diferentes medios de comunicación como pueden ser: líneas telefónicas, microondas, fibra óptica, cable coaxial, etc, por lo que soporta una gran variedad de protocolos de red, que incluyen el SDLC y el TOKEN RING.

El VTAM (Método de Acceso Virtual a Telecomunicaciones) puede considerarse como su sistema operativo.

Novell NetWare

La arquitectura de esta red es propiedad de una marca comercial al igual que la anterior y no puede ser utilizada sin permiso.

Está diseñada para conectar varias estaciones PC y proveerlas de todos los servicios de red que necesiten. Puede funcionar bajo cualquier estándar de redes LAN, aunque es necesario que al menos uno de los equipos lleve instalado el sistema operativo NetWare (también propietario). Los demás ordenadores pueden tener un sistema operativo más ligero para realizar las peticiones al servidor.

Este tipo de redes aunque están pensadas para redes de área local también  ofrecen soporte para redes de área extensa. Esto es debido a que también incluyen en la red los protocolos TCP/IP.

Para Novell existen tres tipos de máquinas en una red:

• Los Servidores: Que proveen todos los servicios a las estaciones de trabajo que los soliciten y controlan las operaciones de comunicación de la red.
• Estaciones de trabajo: Son las que solicitan a los servidores los servicios para ejecutar tareas de usuario.
• Encaminadores: Dispositivos encargados de comunicar las redes con diferentes redes WAN de manera que a través de ellos se realiza la entrada y salida de la LAN. Esta función es realizada a veces por los propios servidores.

Esta arquitectura es anterior al modelo OSI y se parece más a la arquitectura TCP/IP:

No diferencia entre la capa de nivel físico y la capa de nivel de enlace.

Utiliza una interfaz abierta de enlace de datos, ODI, que es un protocolo que permite el uso de múltiples tarjetas en una misma estación y arquitecturas de comunicaciones distintas.

Posee un protocolo para intercambio de paquetes inter-red no orientado a la conexión y no fiable, IPX, que es muy similar al protocolo IP.

Los servidores utilizan un protocolo de publicidad de servicio (SAP) para difundir por la red información acerca de los servicios que ofrece. Estas notificaciones comienzan cuando el servidor empieza a funcionar y cuando queda fuera de servicio, también lo notifica. Las estaciones de trabajo utilizan esta información para hacer sus peticiones.

Las estaciones pueden comunicarse a través de la red mediante dos tipos diferentes de servicios: NetBios y NCP. NetBios ofrece servicios a nivel de transporte y sesión, es un protocolo de IBM que se ha convertido en estándar desde 1984 y se ha implementado en las redes Novell. El protocolo NCP (o protocolo central de la red) es el propio de Novell y permite a las estaciones comunicarse con los servidores para acceder a los servicios de la red. SPX (Sequenced Packet Exchange o Intercambio de Paquetes Secuenciado) es un protocolo a nivel de transporte y utiliza los números de secuencia en los paquetes y las confirmaciones en los envíos para asegurar que los mensajes llegan al destino y al mismo tiempo mantener el control de flujo entre los extremos.

ATM (o modo de transmisión asíncrono)

Es una arquitectura definida por la unión internacional de telecomunicaciones (ITU) utilizando un modelo de referencia muy distinto a todos los demás. Está pensada para integrar en una sola red todos los servicios que en la actualidad demandan los usuarios, es decir: juegos, datos, video, etc... Por ello, desecha el uso de protocolos lentos.

 Se implementa en tres dimensiones, de manera que fundamentalmente está compuesta por tres capas:

1.     Capa física: Relacionada directamente con la red y el medio de transmisión. Aunque no establece reglas, si dice que la información a este nivel puede transmitirse utilizando el protocolo de comunicación propio de la red sobre la que funciona. Esta capa se puede dividir en dos subcapas: una primera relativa al medio físico y otra referente a la convergencia de la transmisión.

2.     Capa ATM: Responsable de la transmisión de la información por la red, estableciendo y liberando las conexiones, controlando la congestión y decidiendo la ruta que van a seguir las celdas o células (los bloques de información, de tamaño fijo, que este tipo de red va a manejar).

3.     Capa de Adaptación de ATM: Encargada de dividir la información en las celdas  y de reensamblarlas en el otro extremo. Ésta también se puede dividir en dos subcapas: una de segmentación y reensamblado y la otra de convergencia.

Cada capa no tiene porqué añadir cabeceras de control, esto permite que el flujo de la información sea más rápido, aún a costa de que el control de errores sea de menor calidad y que se permita un cierto grado de visibilidad entre las capas.Y además existen los siguientes planos necesarios para coordinar la actividad entre las capas:

§  El plano de usuario, que es el encargado de realizar todas las tareas a nivel de usuario (transporte de datos, control de flujo, control de errores, etc).

§  El plano de control, que se encarga de administrar la conexión.

§  Los planos de gestión, que administran los recursos y coordinan las capas.  
                               

     

Microsoft

La arquitectura de redes Microsoft está diseñada para permitir la coexistencia e integración con otras arquitecturas de red como Novell o TCP/IP. En su modelo se pueden añadir los distintos protocolos que existen para realizar el transporte de la información.

En principio, podemos decir que consta de 4 capas, en donde coexisten distintos protocolos, y dos interfaces bien definidos:

1.    En la primera capa se pueden añadir todos los protocolos que se quieran dependientes del medio físico.
NDIS, especificación de interfaz de adaptador de red, es un interfaz entre la capa física y la capa de transporte que permite la utilización de diferentes adaptadores de red.

2.    En la segunda capa se podrán añadir todos los protocolos  de transporte que se quieran, aunque el más tradicional es NetBEUI (NetBIOS Extender User Interface). Éste, que es una extensión del protocolo NetBIOS, trabaja a nivel de red y nivel de transporte en redes que utilizan estaciones de trabajo con sistema operativo Windows. Es bastante sencillo, está optimizado para funcionar en redes de tipo LAN pero no puede utilizarse en comunicaciones de tipo WAN. En esta capa también se pueden añadir los protocolos TCP/IP y los IPX/SPX de Novell.
Entre la capa de transporte y la de sistemas redirectores hay un interfaz de control de transporte.

3.    En esta capa se pueden añadir también distintos protocolos aunque el que generalmente suele usarse es el NetBIOS (Network Basic Input/Output System - Sistema Básico de Entrada/Salida de red) diseñado por IBM y estandarizado para alto nivel en redes tipo LAN. Posteriormente se adoptaron en las redes de Microsoft para el trabajo con estaciones Windows. Su identificación se hace a través de un nombre de PC, y el envió de la información de administración y recursos compartidos se realiza por difusión. El protocolo NetBIOS puede funcionar sobre los protocolos NetBEUI, TCP/IP o IPX/SPX formando unas pilas de protocolos llamadas NBF, NetBT y NWLink, respectivamente. Lo normal es que funcione sobre TCP/IP. Sobre NetBEUI ha dejado de utilizarse en las versiones mas recientes de Windows y sobre IPX/SPX puede resultar útil en determinadas circunstancias. Si el ordenador tiene conexión a Internet forzosamente ha de utilizarse sobre TCP/IP.

4.   La última capa es la de aplicación. En este nivel se utiliza el protocolo SMB (Server Message Block – Bloque de Mensajes del Servidor) que permite convertir las peticiones de tipo “copiar”, “crear”, etc. en llamadas a servicios del protocolo NetBIOS.

Apple

AppleTalk es una familia de protocolos desarrollado por la firma Apple para los ordenadores Macintosh. En sus inicios funcionaba solo en redes locales Talk de Apple, lo que fue ampliado con posterioridad, al considerar Ethernet y Token Ring.

Apple Computer, Inc. introdujo AppleTalk en 1983 como una arquitectura de red para grupos pequeños. Las funciones de la red están incorporadas en los equipos Macintosh, lo que hace de la configuración de una red Apple Talk una tarea muy sencilla respecto a las otras redes.

Los términos básicos que se utilizan en entorno de Apple pueden llegar a confundirse porque suenan de forma similar a los términos que se utilizan en otros entornos, pero se refieren a otros aspectos de una red Apple.

Las redes AppleTalk son organizadas jerárquicamente es una arquitectura de red  incluida en el software del sistema operativo de Macintosh. Esto quiere decir, que las capacidades de la red están incluidas en cada Macintosh.

AppleTalk Phase 2 es la versión actual de AppleTalk, con ella se pueden tener varios números de red en el mismo cable y permite hasta 16 millones de Macs por segmento. Es más eficiente que la primera versión pero más difícil de configurar.

El direccionamiento se realiza mediante un nodo dinámico. Este nodo consiste en 4 bytes: Los dos primeros son el número de la red, el tercero es el número del nodo y el cuarto o Socket lleva información sobre la acción a tomar.

Cuando un dispositivo conectado a una red AppleTalk entra en línea, ocurren tres cosas en este orden:

1.   El dispositivo comprueba si hay guardada una dirección de una sesión de red anterior. Si no es así, el dispositivo se asigna una dirección aleatoria entre un rango de direcciones permitidas.

2.   El dispositivo informa de la dirección para comprobar si hay otro dispositivo utilizándola.

3.   Si no hay otro dispositivo utilizando la dirección, el dispositivo guarda la dirección para utilizarla la próxima vez en la que el dispositivo entre en línea.

También en esta arquitectura por capas, podemos ver que, en cada capa coexisten varios protocolos e incluso algunos de ellos funcionan a varios niveles:

LLAP (LocalTalk Link Access Protocol) es un protocolo para la comunicación entre los nodos de una red local Talk.

ELAP (EtherTalk Link Access Protocol) es un protocolo para la comunicación entre nodos de una red Ethernet.

TLAP (TokenTalk Link Access Protocol) es un protocolo para la comunicación entre los nodos de una red Token Ring.

Estos protocolos regulan el acceso al cable, ofrecen un esquema de otorgamiento de direcciones para los nodos y regulan la transmisión de datos así como la llegada a su destino. De la misma forma garantiza que los paquetes tengan el largo correcto.

Estos son protocolos definidos en RFC (Request For Comments) 1742.

Bajo la denominación Link Access Protocol se aglomeran los protocolos actuantes en la capa de Enlace en Apple Talk.

AARP (AppleTalk Address Resolution Protocol) es un protocolo que conforma dinámicamente las direcciones de la capa de Enlace para las capas superiores.

AARP utiliza las direcciones físicas del Token Ring o Ethernet para la conformación de las direcciones de los nodos en la red AppleTalk.

La tabla AARP, como parte del AppleTalk MIB (Management Information Base), está en condiciones de llevar la tabla de direcciones conformadas.

DDP (Datagram Delivery Protocol) es un protocolo de la capa de red, el cual establece un servicio sin conexiones entre dos sockets.

Socket es la designación en AppleTalk para direcciones de servicios.

Cada proceso es identificado a través de una combinación de la dirección de componentes y los sockets.

DDP enruta los paquetes de datos, haciendo uso de la tabla de enrutamiento mantenida por RTMP (Routing Table Maintenance Protocol).

El envío de paquetes es ejecutado por uno de los Link Access Protocol comentados anteriormente, en correspondencia del tipo de red a que está dirigido.

NBP (Name Binding Protocol) traduce el nombre de los componentes en direcciones IP (Internet Protocol) en una red AppleTalk.

Al nombre Appletalk se le otorga una dirección dinámicamente.

ATP (AppleTalk Transaction Ptotocol) es un protocolo de transporte no orientado a la conexión.

La llegada segura se práctica a través de un sistema de confirmación y reenvío de datos.

Si en un intervalo de tiempo determinado no se recibe la confirmación de llegada, se procede automáticamente al reenvío.

La certeza de ATP se basa en transacciones.

Una transacción consiste en una demanda seguida de una respuesta.

ATP está responsabilizado con la fragmentación de los mensajes así como la reconstrucción de paquetes, los cuales no se corresponden con las especificaciones de las capas más bajas.

Los paquetes contienen números de secuencia, con los cuales se reconstruye el mensaje original y paquetes perdidos son reenviados.

ASP (AppleTalk Session Protocol) posibilita el transporte de datos seguro en una red AppleTalk.

ASP es una ampliación del ATP, posibilitando a dos procesos el intercambio de transacciones y comandos.

PAP (Password Authentication Protocol) es un método de autentificación sobre el protocolo Poin-to-Poin. Está descrito en la RFC 1334.

A menudo es utilizado para la conexión a través de un MODEM con el ISP (Internet Servece Provider).

Con PAP se transmite la contraseña de autentificación en texto normal junto con el User-ID. A esta posibilidad insegura se contrapone el complejo protocolo de Chat, el cual transmite la contraseña en forma de un Hashes (Array asociativo, el cual contiene elementos que se pueden acceder, no a través de índices numéricos secuenciales, sino a través de claves).

ZIP (Zone Information Protocol) localiza nodos en una red AppleTalk.

En el contexto del NBP (Name Binding-Protokoll) se utiliza ZIP para determinar nodos en la red, los cuales pertenecen a una zona determinada.

ADSP (AppleTalk Data Stream Protocol) es un protocolo simétrico orientado a conexiones en una red AppleTalk, en la cual dos ordenadores establecen una conexión virtual, sobre la cual pueden comunicarse en ambas direcciones.

AFP (AppleTalk File Protocol) ofrece servicios de archivos y es responsable de la traducción de demandas locales de archivos en formatos requeridos por los servicios de red.

AFP traduce en forma directa la sintaxis de comandos y posibilita así la traducción de formato de archivos para aplicaciones.

AFP esta responsabilizado con el sistema de seguridad de archivos, comprueba y codifica el Logon (User-ID - contraseña) mientras se establece la conexión.

AppleShare es un sistema Cliente/Servidor para Macintosh. Ofrece tres servicios de aplicaciones:

- AppleShare File Server utiliza AFP para posibilitar a los usuarios el acceso a ficheros en la red. Notifica los usuarios en la red y los conecta a soportes de datos así como a directorios en la red.

- AppleShare Print Server utiliza NBP (Name Binding Protocol) y PAP (Password Authentication Protocol) para el soporte de impresoras en la red. NBP proporciona informaciones referentes a nombres y direcciones, las cuales posibilitan a PAP el establecimiento de una conexión con una impresora. El AppleShare Print Server ejecuta el Spooling y controla la impresión en las impresoras de red.

- El AppleShare PC es para MS-DOS-PCs (Microsoft-Disk Operanting System-Personal Computers). Así pueden acceder a servicios AppleShare.