REDES IMTI. Ricardo Guzmán

MODELO PARA LAS COMUNICACIONES

El objeto principal de todo sistema de comunicaciones es intercambiar información entre dos entidades.

Fuente: Este dispositivo genera todos los datos a transmitirTransmisor: Normalmente los datos generados por la fuente no se transmiten directamente tal y como son generados, el transmisor transforma y codifica la información, generando señales electromagnéticas susceptibles de ser transmitidas a través de algún sistema de transmisión.Sistema de transmisión: Puede ser desde una línea de transmisión hasta una compleja red que conecte a la fuente con el destino.Receptor: Acepta la señal proveniente del sistema de transmisión y la transforma de tal manera que pueda ser manejada por el dispositivo destino.Destino: Toma los datos del receptor.

TAREAS EN LOS SISTEMAS DE COMUNICACIÓNUtilización del sistema de transmisiónImplementación de la interfazGeneración de la señalSincronizaciónGestión del intercambioDetección y corrección de erroresControl de flujoDireccionamientoEncaminamientoRecuperaciónFormato de mensajesSeguridadGestión de la red

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COMUNICACIONES DE DATOS

Deben considerarse aspectos fundamentales en las comunicaciones de datos, como lo son las técnicas de control de enlace, necesarias para regular el flujo de información, o como la deteccion y correccion de errores; también deben considerarse técnicas de multiplexación, necesarias para conseguir una utilización eficaz del modelo de transmisión.

COMUNICACIÓN DE DATOS A TRAVÉS DE REDESNo siempre es práctico que dos dispositivos de comunicaciones se conecten directamente mediante un enlace punto a punto:­ Cuando los dispositivos están muy alejados­ Hay un conjunto de dispositivos que necesitan conectarse entre ellos en instantes diferentes.Para esos casos se conecta cada dispositivo a una red de comunicación

WAN [Redes de Area Amplia]Cubren extensas áreas geográficas, requieren atravesar rutas de acceso público y utilizan parcialmente circuitos proporcionados por una entidad proveedora de servicios de comunicación.Consiste en una serie de dispositivos de comunicación interconectados, la transmisión generada por cualquier dispositivo se encaminara a través de nodos internos hasta alcanzar el destino.Para las WAN se han implementado tecnologías como:Conmutación de Circuitos: se establece a través de nodos de la red por un camino dedicado que es una secuencia conectada de enlaces físicos, cada enlace se dedica un canal lógico a cada conexión, (red telefónica)Conmutación de Paquetes: No es necesario reservar recursos en el camino, los datos se envían en pequeños paquetes que pasan de nodo a nodo siguiendo algún camino desde el origen hasta el fin, en cada nodo el paquete se recibe completamente, se almacena durante un tiempo y se transmite al siguiente nodo. (64 Kbps)Frame Relay: La conmutación de paquete tenía una tasa de error elevada, entonces se añadió información redundante en cada paquete , auxiliar para detectar y corregir errores.Se mejoró la velocidad de transmisión . (2Mbps)

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ATM: Modo de transferencia asíncrono, es la mejora al frame relay que utilizaba paquetes de longitud variable llamados trama, ATM usa paquetes de longitud fija llamados celdas.El resultado fue velocidades de transmisión de 10 a 100Mbps, en incluso Gbps.RDSI de banda estrecha y ancha: Red digital de servicios integrados, sustituye a las redes públicas de telecomunicaciones existentes proporcionando varios servicios, se estandariza las interfaces de usuario y se implementa un conjunto de conmutadores digitales y enlaces que proporcionan diferentes tipos de tráfico, son múltiples redes implementadas .La primera generación de banda estrecha se basa en canales de 64Kbps como unidad básica de conmutación, la segunda generación de banda ancha proporciona velocidades de cientos de Mbps.

LAN [Redes de area local]Al igual que la WAN, la LAN es una red de comunicaciones que interconecta varios dispositivos y proporciona un medio de intercambio de información entre ellos, las principales diferencias son:­ La cobertura de una LAN es pequeña­ Es común que la LAN sea propiedad de la misma entidad que e propietaria de los dispositivos conectados a la red­ Las velocidades en la LAN son mucho mayoresNormalmente en la LAN se utiliza la difusión en lugar de las técnicas de conmutación, no hay nodos intermedios, en cada estación hay un transmisor/receptor que se comunica con las otras estaciones a través de un medio compartido. Una transmisión de cualquier estación se recibirá por todas las otras estaciones.

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REDES I

CABLE UTPhttp://cosme11.wordpress.com/redes­el­cableado­de­la­red/Cable de par trenzado sin apantallar / Unshielded Twisted Pair (UTP) CableEste tipo de cable es el más utilizado. Tiene una variante con apantallamiento pero la variante sin apantallamiento suele ser la mejor opción para una PYME.

La calidad del cable y consecuentemente la cantidad de datos que es capaz de transmitir varían en función de la categoría del cable. Las gradaciones van desde el cable de teléfono, que solo transmite la voz humana a el cable de categoría 5 capaz de transferir 100 Megabits por segundo.

Categorías UTPTipo UsoCategoría 1 Voz (Cable de teléfono)Categoría 2 Datos a 4 Mbps (LocalTalk)Categoría 3 Datos a 10 Mbps (Ethernet)Categoría 4 Datos a 20 Mbps/16 Mbps Token RingCategoría 5 Datos a 100 Mbps (Fast Ethernet)Categoría 6 Datos a 1000 Mbps( Gigabit)

Conector UTP

El estándar para conectores de cable UTP es el RJ­45. Se trata de un conector de plástico similar al conector del cable telefónico. La siglas RJ se refieren al estandar Registerd Jack, creado por la industria telefónica. Este Estándar define la colocación de los cables en su pin correspondiente.

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Cable Cruzado

Tarea: Investigar configuración punto a punto en windows

PROTOCOLOS Y ARQUITECTURA DE PROTOCOLOSPara que dos entidades se comuniquen con éxito, se requiere que “hablen el mismo idioma”. Qué se comunica, cómo se comunica, y cuando se comunica debe seguir una serie de convenciones mutuamente aceptadas por las entidades involucradas. Este conjunto de convenios se le denomina protocolos, que se pueden definir como el conjunto de reglas que gobiernan el intercambio de datos entre dos entidades.La sintaxis: incluye aspectos tales como el formato de datos y niveles de señalLa semántica: incluye información de control para la coordinación y el manejo de erroresLa temporización: incluye la sintonización de velocidades y secuenciación

En vez de disponer de un solo módulo que realice todas las tareas involucradas en la comunicación, se considera una estructura consistente en un conjunto de módulos que realicen todas las funciones, esta estructura se denomina arquitectura de protocolos.

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MODELO DE TRES CAPAS

Las comunicaciones involucra a tres agentes:­ Aplicaciones­ Computadoras­ Redes

las cuales a manera de capas de comunicaciones las podemos identificar de manera general en:­ Capa de aplicacion­ Capa de transporte­ Capa de acceso a la red

La capa de aplicación: contiene la lógica necesaria para admitir varias aplicaciones de usuario. Para cada tipo distinto de aplicación se necesita un modulo independiente y con caracteristicas bien definidas.La capa de transporte: es un requisito que los datos se intercambien de una manera segura, de tal manera que todos los datos lleguen a la aplicación destino y además que lleguen en el mismo orden en que fueron enviados, los mecanismos que proporcionan esta seguridad son independientes de la naturaleza de las aplicaciones y todos estos procedimientos se concentran en esta capa.La capa de acceso a la red: se relaciona con el intercambio de datos entre la computadora y la red a la que está conectada. La computadora proporciona a la red la dirección del destino y así poder intercambiar los datos, se debe hacer uso de servicios de la red como la gestión de prioridades por ejemplo. Las características variarán dependiendo del tipo de red y estándares de conmutación y de este modo separar las funciones que tienen que ver con el acceso a la red en esta capa independiente.

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Para una comunicación con éxito cada entidad deberá tener una dirección única en la red, y a su vez, también cada aplicación dentro de cada computadora debe tener una dirección que sea única dentro de la misma máquina, esto permitirá que la capa de transporte pueda proporcionar los datos a la aplicación apropiada. Estas direcciones se denominan “Punto de Acceso al Servicio” (SAP Service Access Point).

Para controlar estas operaciones, se debe transmitir información de control junto a los datos del usuario.

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La aplicación emisora genera un bloque de datos que se lo pasa a la capa de transporte. La capa de transporte debe fraccionar el bloque en unidades más pequeñas para

hacerlas manejables. A cada una de estas pequeñas unidades la capa de transporte añadirá una cabecera

que contendrá información de control según el protocolo. A la unión de los datos generados por la capa superior junto con la información de la

capa actual se le denomina unidad de datos de protocolo (PDU Protocol Data Unit). La cabecera en cada PDU de transporte debe tener información de control que se usará

por el mismo protocolo de transporte en la computadora destino.

SAP Destino: cuando la capa de transporte destino recibe la PDU de transporte deberá saber para quién van destinados los datosNúmero de secuencia: ya que el protocolo de transporte esta enviando una secuencia de PDU estas se encuentran secuencialmente para que sean ordenadasCódigo de detección de errores: la entidad de transporte emisora debe incluir un código que es función del contenido del resto de la PDU. La misma capa de transporte calcula y corrige discrepancias.

Después la capa de transporte pasa cada una de las PDU a la capa de red, con la instrucción de que sea transmitida al computador destino. El protocolo de acceso a la red añade la cabecera de acceso a la red a los datos provenientes de la capa de transporte creando ahora un PDU de acceso a la red, el cual contiene:­ La dirección de la computadora destino­ Solicitud de recursos

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REDES I

ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS TCP/IPTCP/IP es la arquitectura más adoptada para la interconexión de sistemas, es el resultado de la investigación y desarrollo llevados a cabo en la red experimental de conmutación de paquetes ARPANET, financiada por la DARPA y se denomina globalmente como la familia de protocolos TCP/IP. Esta familia consiste en una extensa colección de protocolos, y se puede organizar en cinco capas:

­ Capa de aplicación­ Capa origen­destino o de transporte­ Capa de internet­ Capa de acceso a la red­ Capa física

La capa física define la interfaz física entre el dispositivo de transmisión de datos y el medio de transmisión o la red. Se encarga de la especificación de las características del medio de transmisión, la naturaleza de las señales, la velocidad de datos y cuestiones afines.

La capa de acceso a la red es responsable del intercambio de datos entre el sistema final y la red a la cual se esta conectando. El emisor debe proporcionar a la red la dirección del destino, de tal manera que la red pueda encaminar los datos hasta el destino apropiado.La capa de acceso a la red está relacionada con el acceso y encaminamiento de los datos a través de la red, cuando los dos dispositivos están conectados a diferentes redes, se necesitarán una serie de procedimientos que permitan que los datos atraviesen las distintas redes interconectadas. Esta es la función de la capa de internet. El protocolo de internet IP se utiliza en esta capa para ofrecer el servicio de encaminamiento a través de varias redes.

Independientemente de la naturaleza de las aplicaciones que están intercambiando datos, es usual requerir que los datos se intercambien de forma segura, de tal manera que todos los datos llegan a la aplicación destino y en el mismo orden que fueron enviados. Los procedimientos que garantiza una transmisión segura están localizados en la capa origen­destino, o capa de transporte. El protocolo TCP es el más utilizado para proporcionar esta funcionalidad.

La capa de aplicación contiene la lógica necesaria para posibilitar las distintas aplicaciones de usuario. Para cada tipo particular de aplicación, se necesitará un módulo bien diferenciado.

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MODELO OSIOpen Systems Interconnection. Es el modelo estándar para clasificar las funciones de comunicación. Se desarrolló por la organización internacional de estandarización ISO como una arquitectura para comunicaciones entre computadoras, con el objetivo de ser el marco de referencia en el desarrollo de protocolos estándares, este modelo considera siete capas:

­ Aplicación­ Presentación­ Sesión­ Transporte­ Red­ Enlace de datos­ Física

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REDES I

DIRECCIONES IPLos campos origen y destino en la cabecera IP contienen cada uno una dirección internet de

32 bits global, que generalmente consta de un identificador de red y un identificador de computadora.

Clases de RedLa dirección esta codificada para permitir una asignación variable de bits para especificar la red y la computadora. Este esquema de codificación proporciona flexibilidad al asignar las direcciones a las computadoras y permite una mezcla de tamaños de red en un conjunto de redes. En particular, existen 3 clases de redes que se pueden asociar a estas condiciones:

Clase A Pocas redes, cada una con muchas computadorasClase B Un número medio de redes, cada una con un número medio de computadoras.Clase C Muchas redes, cada una con pocas computadoras.

Las direcciones IP se escriben normalmente en lo que se llama, notación punto decimal, utilizando un número decimal para representar cada uno de los octetos de la dirección de 32 bits. Por ejemplo, la dirección IP 11000000 11100100 00010001 00111001 se escribe como 192.228.17.57

Hay que darse cuenta que todas las direcciones de red Clase A empiezan con un 0 binario. Las direcciones de red con el primer octeto puesto a 0 (en binario 00000000) o que sea 127 (en binario 011111111) están reservadas, por lo tanto existen 126 números de red potenciales de Clase A, en los cuales su primer octeto en formato punto decimal está en el rango de 1 a 126. Las direcciones de red de Clase B comienza con un número binario 10, de forma que su primer número decimal está entre 128 y 191 (en binario entre 10000000 y 10111111). El segundo octeto también forma parte de la dirección de Clase B, de forma que existe 2^14 = 16,384 direcciones de Clase B. Para las direcciones de Clase C el primer número decimal va de 192 a 223 (de 11000000 a 11011111). El número total de direcciones de Clase C es 2^21 = 2,097,152

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Subredes y máscaras de subredPor ejemplo, un conjunto de redes incluye una o más WAN y un determinado número de sitios, cada uno de ellos con un determinado número de LAN. Nos gustaría tener una complejidad arbitraria de estructuras de LAN interconectadas dentro de la organización, aislando al resto del conjunto de redes frente a un crecimiento explosivo en el número de redes y la complejidad del encaminamiento. Una solución a este problema es asignar un único número de red todas las LAN en un sitio. Desde el punto de vista del resto del conjunto de redes, existe una única red en ese sitio, lo cual simplifica el direccionamiento y el encaminamiento. Para permitir que los dispositivos de encaminamiento funcionen correctamente, a cada LAN se le asigna un número de subred. La parte de computadora en la dirección internet se divide en un número de subred y un número de host para acomodar este nuevo nivel de direccionamiento.

Dentro de una red dividida en subredes, los dispositivos de encaminamiento locales deben encaminar sobre la base de un número de red extendido consistente de la proporción de red de la dirección IP y el número de subred. Las posiciones a nivel de bit que contienen este número de red extendido se indican mediante la máscara de dirección. El uso de esta máscara permite a una computadora determinar si un datagrama de salida va determinado a otra computadora de la misma LAN (entonces se envía directamente) o a otra LAN (se envía a un dispositivo de encaminamiento). Se supone que se utiliza algún otro medio (por ejemplo, mediante la configuración manual) para crear la máscara de dirección y darla a conocer a los dispositivos de encaminamiento locales.

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