Modelo de Referencia de Red


Las redes suelen representarse mediante un modelo de siete capas, conocido como el modelo de referencia ISO/OSI. En el mundo Ethernet, las siete capas colapsan a cuatro. PROFINET utiliza las cuatro capas, pero no todas al mismo tiempo. Pero nos estamos adelantando; comencemos por el principio: el modelo de siete capas. Aquí está el modelo de siete capas con sus nombres correspondientes y sus funciones definidas.

Las capas son las siguientes (empezando por la inferior o capa uno, hacia arriba): Física, Enlace de Datos, Red, Transporte, Sesión, Presentación, Aplicación. En el pasado, Wikipedia sugirió el siguiente método mnemotécnico para recordar las capas (de nuevo desde la parte inferior): «la gente no necesita ver a Pamela Anderson.» El mismo cobra sentido en inglés: “People Don’t Need To See Pamela Anderson.” [Aparentemente, desde entonces gente más seria han editado esta ayuda mnemotécnica.]

A continuación, definimos las funciones de cada capa según la descripción de lo que hacen:

  • Capa 1: Como se ve la señal en el cable.
  • Capa 2: Qué sucede cuando el cable se conecta a un dispositivo. Cómo se crea la señal que viaja por el cable.
  • Capa 3: En la cual los mensajes más largos que un telegrama de Ethernet estándar son desensamblados al salir o ensamblados al ingresar. (piense en sus mensajes de correo electrónico salientes y entrantes que son probablemente más largos que la longitud de la carga útil de Ethernet, la cual es de unos 1500 bytes.)
  • Capa 4: Crea una conexión entre dos dispositivos. (Piense en la línea telefónica abierta.)
  • Capas 5 y 6: hacen prácticamente lo que se describe.
  • Capa 7: Los programas o aplicaciones reales que crean y consumen los datos transmitidos.

Con PROFIBUS (y muchos otros buses de campo), sólo se utilizan las capas 1, 2 y 7. En el mundo Ethernet, el modelo se contrae a cuatro capas:

  • Las capas 1 y 2 se combinan y definen de acuerdo al estándar Ethernet IEEE 802.3.
  • La capa 3 es la capa IP (Internet Protocol o Protocolo de Internet).
  • La capa 4 es la capa TCP o UDP (Transmission Control Protocol o Protocolo de Control de Transmisión, User Datagram Protocol o protocolo de datagramas de usuario).
  • La capa 7 es la capa de aplicación.

Algunas aplicaciones utilizan las cuatro capas; como por ejemplo los navegadores web y el correo electrónico. Otras aplicaciones sólo utilizan Ethernet más la aplicación (capa 7); como por ejemplo el Protocolo de Resolución de Direcciones (Address Resolution Protocol o ARP). Un telegrama Ethernet entrante se dirige a la capa siguiente basada en un campo estándar definido en IEE 802.3, denominado como el EtherType. Existen cientos de EtherTypes; uno de ellos (el 0×0800) dirige el telegrama a la capa IP. Otro (el 0×0806) dirige el telegrama directamente a la aplicación ARP.

Un telegrama entrante en tiempo real de PROFINET utiliza un EtherType 0×8892 para que el mismo sea dirigido a la aplicación PROFINET. Este mecanismo evita el tiempo variable que tarda en procesarse este telegrama a través de las capas TCP/IP, mejorando así la velocidad y el determinismo del protocolo.

PROFINET también utiliza comunicaciones TCP/IP, pero sólo para datos de diagnóstico y configuración que no son de tiempo crítico. PROFINET también puede utilizar técnicas adicionales para un rendimiento aun más rápido, pero la tecnología PROFINET Real-Time que acabamos de describir soporta más del 90% de los requerimientos de la aplicación. Para más información sobre el rendimiento de PROFINET, empiece con MinutePROFINET: Performance 1 of 4.