Fundamentos de Redes para Aplicaciones de Electrónica Conectadas a Internet
Antes de programar aplicaciones de electrónica con conexión a internet, es fundamental comprender cómo funcionan las redes. Para ello, comenzaremos con algunos conceptos clave.
El Modelo OSI
El modelo OSI es un estándar desarrollado por la ISO que define las capas necesarias para la comunicación en internet. Su propósito es estandarizar cómo funcionan las redes y facilitar su comprensión.
El modelo OSI está compuesto por siete capas, organizadas de abajo hacia arriba:
Capas de Medios (Multimedia Layers)
-
Capa Física
- Se encarga de la transmisión de señales eléctricas, de radio o de luz.
- Ejemplos:
- Redes Wi-Fi (radiofrecuencia).
- Conexiones cableadas (cobre).
- Fibra óptica (enlace láser).
-
Capa de Enlace de Datos
- Agrupa los bits en frames (tramas de datos).
- Introduce direcciones físicas como las direcciones MAC, que identifican dispositivos en una red.
-
Capa de Red
- Maneja paquetes de datos y direcciones IP.
- Se encarga del ruteo, es decir, de encontrar la mejor ruta para los mensajes en redes interconectadas.
Capas de Host
-
Capa de Transporte
- Garantiza la fiabilidad de la comunicación.
- Permite la retransmisión de datos en caso de errores.
- Ejemplos de protocolos: TCP (fiable) y UDP (rápido pero sin garantía de entrega).
-
Capa de Sesión
- Mantiene las conexiones activas y estables.
- Permite que una sesión de comunicación no se reinicie con cada mensaje.
-
Capa de Presentación
- Traduce los datos a un formato estándar.
- Asegura que los caracteres y números sean interpretados correctamente (por ejemplo, usando UTF-8).
-
Capa de Aplicación
- Define cómo se usan los datos recibidos.
- Ejemplo: en WhatsApp, esta capa procesa los mensajes enviados y recibidos.
El Modelo DoD: Una Alternativa al OSI
El modelo DoD (Department of Defense) es una versión más simple del modelo OSI, usada en muchos sistemas debido a su facilidad de implementación.
Consta de cuatro capas, en lugar de siete:
- Acceso a Medios → Similar a la capa física del modelo OSI.
- Capa de Red → Maneja el ruteo de los mensajes.
- Capa de Transporte → Garantiza la comunicación entre dispositivos.
- Capa de Aplicación → Se encarga de interpretar los datos recibidos.
Este modelo es útil en dispositivos con pocos recursos, como algunos sensores IoT.
Conceptos Clave en Redes para IoT
1. Network Interface (Interfaz de Red)
- Es el sistema que permite conectar una aplicación a internet.
- Ejemplo: la tarjeta de red de una computadora.
2. Access Point (Punto de Acceso)
- Es el dispositivo que proporciona acceso a la red.
- Ejemplo: el módem de tu casa.
3. Protocolos de Comunicación
Protocolos de Red
- Manejan la transmisión de datos entre dispositivos.
- Ejemplo: IP (Internet Protocol), que asigna direcciones únicas dentro de una red.
Protocolos de Transporte
4. Puertos y Sockets
-
Puertos → Identifican procesos dentro de un sistema operativo.
- Ejemplo: un puerto distinto para el navegador y otro para WhatsApp.
-
Sockets → Definen una conexión entre dispositivos, usando:
- Protocolo (TCP o UDP).
- Dirección IP.
- Número de puerto.
- Información adicional.
5. Protocolos de Capa de Aplicación
