comunicación de datos
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Comunicación de Datos
I. Introducción
II. Definición de Comunicación de Datos
III. Antecedentes Históricos
IV. Tareas en los Sistemas de Comunicación
La Necesidad de Comunicar
El objetivo de la transmisión de datos es la transmisión de información entre dos o más puntos. Este ha sido el objetivo del hombre desde siempre.
Una de las formas de comunicación más antiguas son los sonidos producidos por los animales y seres humanos mediante las cuerdas vocales.
Comunicación de Datos
La comunicación involucra compartir información, ya sea local o remota
Telecomunicación incluye :telefonía, telegrafía y televisión. Significa comunicación a distancia
Datos: se refiere a hechos, conceptos e instrucciones presentados en cualquier formato
Definiciones de Comunicación de datos
Transferencia de datos de un nodo a otro, a través de canales de comunicación.
La comunicación de datos se basa en los dispositivos de entrada/salida del computador.
Antecedentes Históricos
Asignación 1, Antecedentes Históricos de los Sistemas de Comunicación, 5-7 páginas, contenido y bibliografía.
Entrega: Lunes 15 de Agosto
Transmisión de datos
Telecomunicación: acción de comunicarse a distancia.
Telecomunicaciones: Tecnología que permite la comunicación a distancia
Telemática: técnicas usadas para transmitir datos dentro de un sistema informático o entre puntos de él situados en lugares remotos usando redes de telecomunicación
Transmisión de datos
Es el intercambio de datos entre dos dispositivos a través de alguna forma de transmisión, como un cable
Un sistema de Comunicación esta formado por:
•Hardware (equipo físico)
•Software (programas)
La efectividad del Sistemas de Comunicación depende de cuatro características fundamentales:
•Entrega
•Exactitud
•Puntualidad
•Retador Variable (jitter)
La ITU-T en su norma X.15 la define como: acción de cursar datos, a través de un medio de telecomunicaciones, desde un lugar en que son originados hasta otro en el que son recibidos
Transmisión de datos
Entre los objtevitos de la transmisión de datos tenemos:
•Reducir tiempo y esfuerzo
•Aumentar la velocidad de entrega de la información
•Reducir costos de operación
•Aumentar la capacidad de las organizaciones a un costo incremental razonable
•Aumentar la calidad y cantidad de la información
Sistemas de Transmisión
Un Sistema de transmisión de datos está formado por los siguientes componentes:
•Mensaje•Emisor•Receptor•Protocolo
Transmisión de Datos …..
Transmisión de Datos
Representación de Datos
Texto Números Imágenes Audio Video
Flujo de datos
Flujo de datos
Simplex: la comunicación es unidireccional, solo una estación transmite, la otra sólo puede recibir
Semiduplex: cada estación puede enviar y recibir, pero no al mismo tiempo
Full-Duplex: ambas estaciones pueden enviar y recibir simultáneamente
Transmisión Datos y Señales
Datos: – Entidades capaces de transportar información.
Señales:– Representaciones eléctricas o electromagnéticas
de datos.
Transmisión:Comunicación de datos mediante la propagación y
el procesamiento de señales.
Tipos de señal
Conceptos en el dominio temporal: Señal continua:
– La señal varía suavemente en el tiempo. Señal discreta:
La intensidad se mantiene constante durante un determinado intervalo de tiempo, tras el cual la seña cambia a otro valor constante.
Señal periódica:– Se repite un patrón a lo largo del tiempo.
Señal no periódica:– No se repite un patrón a lo largo del tiempo.
Señales Continuas y Discretas
Señales Periódicas
Datos y Señales
Analógicos: Valores en algún intervalo continuo.
Ejemplos: el video y la voz.
Digitales: Valores discretos.
Ejemplos: los textos o los números enteros.
Analógicos y Digitales
Analógicas:– Varían continuamente.– Pueden propagarse a través de una serie de medios:
Cable, fibra óptica, a través del espacio.– Ancho de banda de la voz entre 100Hz y 7kHz.– Ancho de banda del teléfono entre 300Hz y 3400Hz.– Ancho de banda del vídeo de 4MHz.
Digital:– Se usan niveles de tensión constante (dc).
Factores que afectan al Sistemas de comunicaciones
Limitaciones tecnológicas– Disponibilidad de Software y Hardware– Consumo de potencia– Tamaño de los componentes
Estándares y Regulaciones Gubernamentales
Realidades Comerciales
REDES
Conjunto de dispositivos (a menudo denominados nodos) conectados por enlaces de un medio físico
Una red es un arreglo o configuración de nodos, conectados mediante canales de comunicación.
REDES
REDES INFORMÁTICAS
Son redes en las que:
Cada nodo es una estación que envía y/o recibe datos (computadores o dispositivos), es decir, los nodos son elementos de hardware.
Los canales de comunicación son los medios que transportan datos, de un dispositivo emisor a otro receptor.
Se requiere software especializado para manejar la comunicación de datos.
REDES INFORMÁTICAS
Ejemplo:
DispositivoComputadora
Medio
REDES INFORMÁTICAS
Funciones
Establecer, conducir y finalizar la comunicación de datos entre dos o más nodos.
Beneficios
Acceso simultáneo a programas e información. Equipos periféricos compartidos (impresoras, escáner, etc.) Comunicación personal más eficiente (correo electrónico,
foros, etc.) Procesos de respaldo más efectivos.
ENTES EMISORES Y RECEPTORES
Son los computadores o dispositivos periféricos que envían y/o reciben datos. Son los nodos de la red.
Para poder comunicarse, cada nodo debe tener instalada una tarjeta NIC (Network Interface Card), comúnmente llamada “tarjeta de red”.
MEDIOS O CANALES DE COMUNICACIÓN
Un canal puede ser un medio físico (cable) o un medio inalámbrico (frecuencia de radio específica).
La selección de un canal depende de:
Condiciones de la instalación.
Volumen de bits transportados por unidad de tiempo.
Distancia que pueden recorrer los datos sin sufrir atenuación.
Costos.
CRITERIOS DE REDES
Rendimiento: tiempo de tránsito y respuesta.– Tiempo de tránsito: tiempo para que un mensaje viaje desde un
dispositivo al siguiente– Tiempo de respuesta: tiempo transcurrido entre una petición y
su respuesta– Se mide a menudo usando dos métricas: ancho de banda y
latencia
Fiabilidad: – Frecuencia de fallo– Tiempo de recuperación de un enlace– Robustez de la red ante una catástrofe
CRITERIOS DE REDES
Seguridad: – Protección de datos frente a accesos no
autorizados– Protección de datos frente a fallos– Políticas y procedimientos para recuperarse de
interrupciones y pérdidas de datos
ESTRUCTURAS FÍSICAS DE LAS REDES
Tipos de conexiónUn enlace es el medio de comunicación físico que transfiere los datos de un dispositivo a otroConfiguraciones de líneas:
•Punto a Punto: enlace dedicado entre dos dispositivos•Multipunto (multiconexión): varios dispositivos comparten el mismo enlace.
Si se puede usar el enlace de forma simultánea, es una configuración de línea compartida espacialmenteSi se debe compartir la línea por turnos, es una configuración de línea de tiempo compartido
TOPOLOGÍA FÍSICA
La palabra topología literalmente significa "estudio de los mapas".
Se refiere a la forma en que está diseñada la red.
Dos o más dispositivos se conectan a un enlace; dos o más enlaces forman una topología
Es una representación geométrica de la relación entre todos los enlaces y los dispositivos entrelazados entre sí
TOPOLOGÍA EN MALLA
TOPOLOGÍA EN MALLA
Cada dispositivo tiene un enlace punto a punto y dedicado con cualquier otro dispositivo
Número de Enlaces Físicos: n(n-1)/2
Ventajas:•Enlaces dedicados•Topología Robusta. Si un enlace falla, no inhabilita todo el sistema•Privacidad / Seguridad•Identificar y aislar fallos
Desventajas:•Cantidad de cable, puertos E/S, instalación y reconfiguración de la red más díficil•Espacio para la masa de cables•Costos del hardware
Red principalmente utilizada en espacios reducidos, ejemplo Red Troncal
TOPOLOGÍA EN ESTRELLA
TOPOLOGÍA EN ESTRELLACada dispositivo solamente tiene un enlace punto a punto dedicado con el controlador central llamado concentrador.
No permite el tráfico directo de dispositivos.
Cada dispositivo necesita solamente un enlace y un puerto de E/S.
Ventajas:•Fácil instalar y reconfigurar•Más barata•Robustez
Desventajas:•Toda la topología depende del concentrador•Seguridad
TOPOLOGÍA EN BUS
TOPOLOGÍA EN BUS
Es una Tecnología Multipunto en donde los nodos se conectan al bus mediante cables de conexión (latiguillos) y sondas.
Una sonda es un conector que, o bien se conecta al cable principal, o se pincha en el cable para crear un contacto con el núcleo metálico.
Ventajas:•Sencillez de instalación•Se puede conseguir que utilice menos cable que en otras topologías
Desventajas:•Cuando las señales viajan a través de la red troncal, parte de su energía se transforma en calor, por lo que debilita la señal a medida que viaja por el cable, por ende limita el número de conexiones que un bus puede soportar•Difícil reconfiguración y aislamiento de los fallos•Un fallo interrumpe todas las comunicaciones
Topología de Anillo
TOPOLOGÍA DE ANILLO
Topología de red en la que cada estación está conectada a la siguiente y la última está conectada a la primera.
Cada estación tiene un receptor y un transmisor que hace la función de repetidor, pasando la señal a la siguiente estación.
La principal ventaja de la red de anillo es que se trata de una arquitectura muy sólida, que pocas veces entra en conflictos con usuarios.El rendimiento no decae cuando muchos usuarios utilizan la red
Desventaja:• Longitudes de canales•El canal usualmente se degradará a medida que la red crece.•Difícil de diagnosticar y reparar los problemas.•Si una estación o el canal falla, las restantes quedan incomunicadas.
TOPOLOGÍA DE ANILLO DOBLE (TOKEN RING)
Las redes Token Ring debido a que una computadora requiere el Token para enviar información no tienen colisiones. Si el anillo acepta el envío anticipado del token, se puede emitir un nuevo token cuando se haya completado la transmisión de la trama.
El problema reside en el tiempo que debe esperar una computadora para obtener el Token sin utilizar.
Los datos en Token-Ring se transmiten a 4 ó 16mbps, depende de la implementación que se haga. Todas las estaciones se deben de configurar con la misma velocidad para que funcione la red
Las redes Token Ring usan un sistema de prioridad sofisticado que permite que determinadas estaciones de alta prioridad designadas por el usuario usen la red con mayor frecuencia
TOKEN RING
TOPOLOGÍA HÍBRIDA
CLASES DE REDES
Una red de área local (LAN) está formada por diversos equipos y periféricos conectados entre sí mediante un medio guiado o no guiado, en un área limitada (normalmente 3km)
Entre las ventajas de trabajar en una red:Reducción de costos al compartir datos y periféricosEstandarización de las aplicacionesAdquisición de datos en el momentoMejora la organización y las comunicaciones haciéndolas más eficientes
Se pueden clasificar en dos categorías principales:De igual a igual (punto a punto)Basadas en Servidor
REDES PUNTO A PUNTO
Redes Punto a PuntoEn una red de igual a igual, no hay servidores dedicados o una jerarquía entre los equipos. Todos los equipos son iguales y así se les conoce como “iguales”. El usuario de cada equipo determina que datos de su equipo compartirá a través de la red.
Este sistema es el más adecuado cuando:•Hay menos de 10 equipos•Los usuarios están todos ubicados en la misma área•La seguridad no es un problema•Las organizaciones y la red tendrán un crecimiento limitado en un futuro
REDES BASADAS EN SERVIDORUn servidor dedicado es un equipo que sólo funciona como servidor y no se utiliza como cliente. Están optimizados para dar un servicio rápido a las peticiones de los clientes de la red y para asegurar la seguridad de los archivos y de los directorios. A medida que aumenta el tamaño y el tráfico en la red, será necesario más de un servidor en la red. Repartir las tareas entre varios servidores asegura que cada tarea se realizará de la forma más eficiente posible.Un servidor está diseñado para proporcionar acceso a muchos archivos e impresoras, manteniendo el funcionamiento y la seguridad de los usuarios. Seguridad: es con frecuencia la razón principal para elegir un sistema de red basado en servidor.
Redundancia: se pueden duplicar los datos de un servidor y mantenerlos actualizados para que si ocurre algo en el área principal de almacenamiento de datos.
SERVIDORES ESPECIALIZADOS
Servidores de aplicación Servidores de archivo e impresión Servidores de correo Servidores de comunicaciones Servidores DHCP Servidores de Dominios
RED DE ÁREA AMPLIA (WAN)
Proporciona un medio de transmisión a larga distancia de datos, voy, imágenes, etc, sobre grandes áreas geográficas que pueden extenderse a un país, un continente o incluso al mundo entero.
Una WAN conmutada conecta los sistemas terminales (incluyen routers) que conecta a otra LAN o WAN
Una WAN punto a punto es una línea alquilada a un proveedor de telefonía o TV por cable que conecta una computadora casera a una LAN casera
Ejemplos de WAN conmutadas tenemos: x.25, Frame Relay, ATM, WAN inalámbricas
RED DE ÁREA METROPOLITANA
Una red MAN, tiene un tamaño intermedio entre una LAN y una WAN.
Diseñadas para clientes que necesitan conectividad de alta velocidad y tiene puntos de conexión extendidos por la ciudad.
Internet – Historia, Protocolos, Actualidad
Las computadoras centrales estaban aisladas, incapaces de comunicarse dos computadoras de distintos fabricantes
ARPANET: propuesta nació de la Advanced Research Project Agency, DoD de EU.
1969: UCLA, UCSB, SRI, UTA, estaban conectados entre si por medio de un software denominado Protocolo de Control de Red (NCP)
1973: Vint Cerf y Bob Kahn: esbozaron los primeros conceptos de encapsulamiento, datagrama y funciones de pasarelas; todos sobre un protocolo de control de transmisión (TCP)
TCP se dividió en dos protocolos: Transmission Control Protocol (TCP) e Internetworking Protocol (IP).
Actualidad los usuarios se conectan a un ISP (Internet Service Provider)
Internet – Historia, Protocolos, Actualidad
Conexión entre los ISP
Protocolos y Estándares
En informática, un protocolo es un conjunto de reglas usadas por computadoras para comunicarse unas con otras a través de una red.
Elementos de un protocolo:– Sintaxis– Semántica– Temporización
Protocolos y Estándares
Los estándares son reglas sobre las que hay un acuerdo
Proporcionan guía a los fabricantes, vendedores, agencias de gobierno, etc.
Los estándares de comunicación se clasifican en :
•De facto (de hecho o convención)•De jure (por ley o regulación)
Protocolos y Estándares
Entre los comités de creación de tenemos ISO ITU-T ANSI IEEE EIA Agencias reguladoras (FCC) Estándares de Internet (RFC)
Protocolos de Comunicación
Se pueden dividir en: Directos / Indirectos Monolíticos / Estructurados Simétricos / Asimétricos Estándares / No estándares
Protocolos