Cuando se diseña una red de ordenadores, es necesario resolver una gran cantidad de problemas que aparecen: ¿se producen gran cantidad de errores que hay que corregir? ¿hay que compartir un único medio de transmisión? ¿cómo distinguimos unos ordenadores de otros? ¿Qué tipo de información se va a transmitir? ¿se manejará información confidencial? Es evidente que una persona no debe enfrentarse directamente a todas las cuestiones, sino que siempre es preferible tratarlas una a una y de forma aislada.
En una red de comunicaciones entran en juego dos aspectos fundamentales: el hardware, que tiene que ver con los dispositivos físicos, y el software que son los programas informáticos que controlan las comunicaciones.
La arquitectura de una red viene definida por tres características fundamentales, que dependen de la tecnología que se utilice en su construcción:
- Topología: la topología de una red es la organización de su cableado, ya que define la configuración básica de la interconexión de estaciones y, en algunos casos, el camino de una transmisión de datos sobre el cable.
- Método de acceso a la red: todas las redes que poseen un medio compartido para transmitir la información necesitan ponerse de acuerdo a la hora de enviar información, ya que no pueden hacerlo a la vez. En este caso, si dos estaciones transmiten a la vez en la misma frecuencia, la señal recogida en los receptores será mezcla de las dos. Para las redes que no posean un medio compartido, el método de acceso al cable es trivial y no es necesario llevar a cabo ningún control para transmitir.
- Protocolos de comunicaciones: los protocolos son reglas y procedimientos utilizados en una red para realizar la comunicación. Estas reglas tienen en cuenta el método utilizado para corregir errores, establecer una comunicación, etc.
Existen diferentes niveles de protocolos. Los protocolos de alto nivel definen como se comunican las aplicaciones (programas de ordenador) y los protocolos de bajo nivel definen como se transmiten las señales por el cable. Entre los protocolos de alto nivel y bajo nivel, hay protocolos intermedios que realizan otras funciones, como establecer y mantener sesiones de comunicaciones y controlar las transmisiones para detectar errores. Los protocolos de bajo nivel son específicos del tipo de cableado utilizado para la red.