La arquitectura de red

Arquitectura de Red es el diseño de una red de comunicaciones. Es un marco para la especificación de los componentes físicos de una red y de su organización funcional y configuración, sus procedimientos y principios operacionales, así como los formatos de los datos utilizados en su funcionamiento.
En la telecomunicación, la especificación de una arquitectura de red puede incluir también una descripción detallada de los productos y servicios entregados a través de una red de comunicaciones, y así como la tasa de facturación detallada y estructuras en las que se compensan los servicios.
La arquitectura de red de internet se expresa de forma predominante por el uso de la Familia de Protocolos de Internet, en lugar de un modelo específico para la interconexión de redes o nodos en la red, o el uso de tipos específicos de enlaces de hardware.
Una arquitectura de red es la forma en que se organiza todo el proceso de comunicación en esa red de ordenadores. Viene definida por tres características fundamentales, que depende de la tecnología que se utilice en su construcción:
 

• Topología. La topología de una red es la organización de su cableado. Define la configuración básica de la interconexión de estaciones (topología física) y el camino de una transmisión de datos sobre el cableado (topología lógica).
• Método de acceso a la red. En todas las redes que poseen un medio compartido para transmitir la información es necesario establecer un mecanismo para el uso de ese medio, de manera que dos estaciones no lo utilicen simultáneamente. Si dos estaciones transmitiesen a la vez en el mismo medio (y en la misma frecuencia), la señal recogida en el resto de estaciones (las receptoras) sería una mezcla de las dos, que no correspondería ni con una ni con la otra. Para las redes que no posean un medio compartido, el método de acceso al cable es trivial o evidente y no es necesario llevar a cabo ningún control para transmitir.
• Protocolos de comunicaciones. Los protocolos son las reglas y procedimientos utilizados en una red para realizar la comunicación. Esas reglas tienen en cuenta el método utilizado para corregir errores, para establecer una comunicación, etc.. 
Existen diferentes niveles de protocolos. Los protocolos de alto nivel definen cómo se comunican las aplicaciones (programas de ordenador en ejecución) y los protocolos de bajo nivel definen cómo se transmiten las señales por el medio.
Entre los protocolos de alto nivel y los de bajo nivel hay protocolos de niveles intermedios, que realizan otras funciones, como establecer y mantener sesiones de comunicaciones o controlar las transmisiones para detectar errores, entre otras muchas. Debemos observar que los protocolos de niveles bajos están muy vinculados al tipo de cableado, topología y método de acceso utilizado para la red.

-Problemas que puede llegar a causar.
Aunque a primera vista parezca que el diseño de un sistema de comunicación es simple, cuando se aborda resulta mucho más complejo, ya que es necesario resolver gran cantidad de problemas. Los más importantes son:
• Encaminamiento. Cuando existen diferentes rutas posibles entre el origen y el destino (si la red tiene topología de malla, mixta o irregular), se debe determinar cómo elegir automáticamente una de ellas (normalmente la más corta o la que tenga menos tráfico).
• Direccionamiento. Puesto que una red normalmente tiene muchos ordenadores conectados, y cada ordenador puede tener varios procesos 4 que quieren usar la red, se requiere un mecanismo para que un proceso en un ordenador especifique con qué proceso de qué ordenador quiere comunicarse. Es decir, se necesita alguna forma de direccionamiento que permita determinar un destino específico (estación y proceso). Suele ser normal que un equipo tenga asignadas varias direcciones diferentes, relacionadas con protocolos de niveles diferentes de la arquitectura. En este caso, también habrá que establecer algún método de correspondencia entre esos distintos tipos de direcciones.
• Acceso al medio. En las redes de difusión (en las que existe un medio de comunicación compartido) debe existir al menos un mecanismo que controle el orden de transmisión de los nodos. De no ser así todas las transmisiones se interfieren y no es posible llevar a cabo una comunicación. El control de acceso al medio en una red es muy similar a una comunicación mediante walkie-talkie, donde los interlocutores deben evitar hablar a la vez o se producirá una colisión, las señales de los mensajes se mezclaran y resultará imposible interpretarlas.
• Saturación del receptor. Consiste en que un emisor rápido pueda saturar a un receptor lento. En determinadas condiciones, el proceso en el extremo destino necesita un tiempo para procesar la información que le llega. Si ese tiempo es demasiado grande en comparación con la velocidad a la que le llega la información, será posible que se pierdan datos. Hay que buscar una posible solución a este problema, como que el receptor envíe un mensaje al emisor indicándole que está listo para recibir más datos y el emisor no emita hasta que reciba tal mensaje.
• Mantenimiento del orden. Algunas redes de transmisión de datos fragmentan los mensajes y los envían por caminos posiblemente distintos, de forma que si se envían en una secuencia determinada, no se asegura que lleguen al destino en esa misma secuencia. Para solucionar esto, la arquitectura a través de un protocolo debe incorporar un mecanismo que le permita volver a ordenar los fragmentos del mensaje en el destino, para que sea el mismo que el enviado.
• Control de errores. Todas las redes de comunicación de datos transmiten la información con una pequeña tasa de error, que en ningún caso es nula. Esto se debe a que los medios de transmisión son imperfectos. Tanto emisor como receptor deben ponerse de acuerdo a la hora de establecer qué mecanismos se van a utilizar para detectar y corregir errores, y si se va a notificar al emisor que los
mensajes llegan correctamente.