miniaturadeimagen|Esquema de una arquitectura de una red La 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 protocolos de comunicación utilizados en su funcionamiento.
En la telecomunicación, la especificación de un diseño de red puede incluir también una descripción detallada de los productos y servicios entregados a través de una red de comunicaciones, así como la tasa de facturación detallada y estructuras en las que se compensan los servicios.
El diseño 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.
Arquitectura de red en el contexto de la computación distribuida
En la computación distribuida, el concepto de arquitectura de red a menudo describe la estructura y la clasificación de una arquitectura de aplicaciones distribuidas, ya que los nodos que participan en una aplicación distribuida se conocen como una red. Por ejemplo, la arquitectura de aplicaciones de la red telefónica conmutada (RTC) se ha denominado la «red inteligente avanzada». Hay un gran número de clasificaciones específicas, pero todas se encuentran en un continuo entre la red tonta (por ejemplo, Internet) y la red inteligente (por ejemplo, RTC). Otras redes contienen distintos elementos de estos dos tipos de red con el objetivo de hacerlos adecuados para diversos tipos de aplicaciones. Recientemente, la red sensible al contexto (), que es una síntesis de los dos, ha ganado mucho interés por su capacidad de combinar los mejores elementos de ambos.
Un ejemplo de este uso del término en aplicaciones distribuidas, así como circuitos virtuales permanentes, es la organización de los nodos de los servicios y redes siguiendo la forma peer-to-peer (P2P). Las redes P2P suelen implementar redes superpuestas que se ejecutan sobre una red física o lógica subyacente. Estas redes superpuestas podrán ejecutar determinadas estructuras organizativas de los nodos de acuerdo a modelos distintos, la arquitectura de red del sistema.
La arquitectura de la red es un plan general que especifica todas las características necesarias para que dos aplicaciones de distintas redes en Internet puedan conectarse de forma efectiva.
Elementos de Arquitectura de una red Estos elementos sirven para saber si la estructura de una red esta completa o conocer aquellos aspectos que se pueden mejorar.
Tolerancia a fallos Calidad de servicio Escalabilidad Seguridad
Tolerancia a fallos La Tolerancia a fallos se refiere a la capacidad de un sistema o una red de computadoras para mantener su funcionalidad, resistencia y disponibilidad incluso cuando se producen errores o fallas en uno o más de sus componentes. Esta capacidad se enfoca en asegurar que la red continúe operando de manera efectiva y que los usuarios puedan acceder a los recursos y servicios, a pesar de las posibles interrupciones o problemas que puedan surgir.
Calidad de servicio La Calidad de servicio en una red se ve reflejada en una red cuando brinda diferentes niveles de prioridad y gestión de recursos a distintos tráficos de datos. Algunos aspectos que influye en la calidad de servicio de la red es la priorización del tráfico, ancho de banda, control de errores, latencia y retardo.
Escalabilidad La Escalabilidad se refiere a la capacidad que tiene la red para crecer y adaptarse a una nueva demanda de recursos proporcionando rendimiento, confiabilidad y funcionalidad.
Seguridad La Seguridad se refiere a la implementación de medidas para proteger los datos, dispositivos, sistemas y recursos de la red contra ataques maliciosos, accesos no autorizados y cualquier otra actividad que comprometa la integridad, confidencialidad, disponibilidad, autenticación y autorización de la información. Diferencias entre Arquitectura y Diseño Es muy fácil confundir la arquitectura y el diseño, ya que son similares en muchos aspectos. Los diseños son a menudo simplemente versiones más detalladas de la arquitectura. Sin embargo, tiene distintos aspectos en que se diferencian. Algunas de estas diferencias reflejan el concepto de que el diseño es más detallado. Por ejemplo, el ámbito de aplicación de la arquitectura es típicamente amplio, mientras que en los diseños el ámbito tiende a estar más centrado.
La arquitectura de la red muestra una vista de alto nivel de la red, incluyendo la ubicación de los componentes principales o importantes, mientras que un diseño de la red tiene detalles acerca de cada parte de la red o se centra en una sección particular de la red (por ejemplo, el almacenamiento, los servidores, la informática). A medida que el diseño se centra en partes seleccionadas de la red, el nivel de detalle acerca de esas partes aumenta. El aspecto común más importante entre la arquitectura y el diseño es que ambos intentan resolver los problemas multidimensionales basados en los resultados del análisis de proceso de red.
La arquitectura puede diferir sustancialmente del diseño. La arquitectura de red describe las relaciones, mientras que un diseño por lo general especifica tecnologías, protocolos y dispositivos de red. Así, vemos cómo la arquitectura y el diseño se complementan entre sí, ya que ambos conceptos son imprescindibles para entender cómo los diversos componentes de la red trabajan juntos. Otra forma en que la arquitectura puede diferir del diseño está en la necesidad de ubicación de la información. Si bien, hay algunas partes de la arquitectura donde la localización es importante (por ejemplo, interfaces externas, la ubicación de los dispositivos y las aplicaciones existentes), las relaciones entre los componentes son generalmente independientes de la ubicación. De hecho, la inserción de la ubicación de la información en la arquitectura de la red puede ser limitante. Para un diseño de la red, sin embargo, la ubicación de la información es importante. (En el diseño hay una gran cantidad de detalles acerca de las ubicaciones, las cuales juegan una parte importante en el proceso para la toma de decisiones).
Un buen diseño de red es el proceso mediante el cual un sistema extremadamente complejo y no lineal es conceptualizado. Incluso el diseñador de la red con más experiencia debe primero conceptualizar una imagen grande y luego desarrollar los diseños detallados de los componentes. La arquitectura de red representa la visión global y solo puede ser desarrollado mediante la creación de un entorno que equilibre los requisitos de los clientes con las capacidades de las tecnologías de red y el personal que ejecutar y mantener el sistema.
La arquitectura de red no solo es necesaria para un diseño sólido, sino que también es esencial para mantener el rendimiento requerido en el tiempo. Para tener éxito, el desarrollo de la arquitectura debe ser abordado en una manera sistemática.
Componentes de la Arquitectura de Red Los componentes de la arquitectura son una descripción de cómo y dónde cada función de una red se aplica dentro de esa red. Se compone de un conjunto de mecanismos (hardware y software) cada cual con una función que se aplica a la red, y un conjunto de relaciones internas entre estos mecanismos.
Cada función de una red representa una capacidad importante de esa red. Las cuatro funciones más importantes para medir las capacidades de las redes son: Direccionamiento o enrutamiento Gestión de red Rendimiento Seguridad
Otras funciones generales que también podrían ser desarrolladas como componentes de arquitecturas son la infraestructura y almacenamiento. Existen mecanismos de hardware y software que ayudan a una red a lograr cada capacidad. Las relaciones internas consisten en interacciones (trade- offs, dependencias y limitaciones), protocolos y mensajes entre los mecanismos que se utilizan para optimizar cada función dentro de la red. Las compensaciones son los puntos de decisión en el desarrollo de cada componente de la arquitectura. Se utilizan para priorizar y decidir qué mecanismos se han de aplicar. Las dependencias se producen cuando un mecanismo se basa en otro mecanismo para su funcionamiento. Estas características de la relación ayudan a describir los comportamientos de los mecanismos dentro de una arquitectura de componentes, así como el comportamiento global de la función en sí.
El desarrollo de los componentes de una arquitectura consiste en determinar los mecanismos que conforman cada componente, el funcionamiento de cada mecanismo, así como la forma en que cada componente funciona como un todo. Por ejemplo, considerando algunos de los mecanismos para el rendimiento de calidad de servicio (QoS), acuerdos de nivel de servicio (SLA) y políticas. Con el fin de determinar cómo el rendimiento de trabajo para una red, se necesitan determinar cómo funciona cada mecanismo, y cómo funcionan en conjunto para proporcionar un rendimiento de la red y del sistema.
Las compensaciones son los puntos de decisión en el desarrollo de cada componente. A menudo hay varias compensaciones dentro de un componente, y gran parte de la refinación de la arquitectura de red ocurre aquí.
Las dependencias son los requisitos que describen como un mecanismo depende en uno o más de otros mecanismos para poder funcionar. La determinación de tales dependencias ayuda a decidir si las compensaciones son aceptables o inaceptables.
Las restricciones son un conjunto de limitaciones dentro de cada componente de arquitectura. Tales restricciones son útiles en la determinación de los límites en que cada componente opera.
Direccionamiento/Enrutamiento El direccionamiento consiste en aplicar identificadores (direcciones) a los dispositivos en diferentes capas de protocolo (por ejemplo, de enlace de datos y de la red), mientras que el enrutamiento se centra en aprender acerca de la conectividad dentro de redes y entre ellas y la aplicación de esta información de conectividad IP para reenviar paquetes a sus destinos.
El direccionamiento / enrutamiento describe cómo los flujos de tráfico de usuarios y la gestión se envían a través de la red, así como la jerarquía, la separación, y la agrupación de usuarios y dispositivos.
Este componente de arquitectura es importante, ya que determina la forma del usuario y cómo los flujos de tráfico de gestión se propagan por toda la red. Esto está estrechamente ligado a la arquitectura de gestión de red (por arquitectura de los flujos de gestión) y el rendimiento (para flujos de usuario). Este componente también ayuda a determinar los grados de la jerarquía y la diversidad en la red, y cómo se subdividen las zonas de la red.
Desde una perspectiva de direccionamiento, los mecanismos pueden incluir subredes, subredes de longitud variable, superredes, direccionamiento dinámico, direccionamiento privado, LAN virtuales ( VLAN), IPv6, y la traducción de direcciones de red (NAT).
Desde una perspectiva de enrutamiento, los mecanismos incluyen el cambio y el enrutamiento, la propagación ruta por defecto, enrutamiento entre dominios sin clases (CIDR), multicast, IP móvil, filtrado de ruta, igualitarios, las políticas de enrutamiento, las confederaciones y las IGP y la selección de EGP y la ubicación.
Gestión de red La gestión de redes consiste en funciones para controlar, planificar, asignar, implementar, coordinar los recursos de la red de monitores. La gestión de la red es parte de la mayoría o la totalidad de los dispositivos de red. Como tal, la arquitectura de gestión de red es importante ya que determina cómo y dónde se aplican los mecanismos de gestión en la red. Es probable que los otros componentes de la arquitectura (por ejemplo, seguridad de TI) requieran un cierto grado de control y de gestión y además interactúen con la gestión de la red.