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Prof. Ricardo Gonzalez Tema 6 1

Curso de

Redes Computadores 1

Tema 6

Componentes de una red IP. Redes locales.

Redes de difusión, redes punto a punto.

Elementos para armar una red local.

Medios de transmisión y propiedades.

Dispositivos: modems, conmutadores, hubs,

enrutadores y pasarelas


Tareas Claves en un Sistema

de Telecomunicaciones 1

Generación de la Señal

Las características de la señal tales como, la forma y laintensidad deben ser acondicionadas para que puedan:

ser propagadas a través del medio

ser interpretadas en el receptor como datos

Sincronización

El receptor (Rx) debe ser capaz de determinar cuándo comienzay termina la señal recibida

El receptor (Rx) deberá conocer la duración de cada elementode señal




Utilización del Sistema de Transmisión:

Hacer uso eficaz de los recusos usados en la transmisión, quesuelen ser compartidos entre varios dispositivos decomunicación

La capacidad total del medio de transmisión se reparte entre losusuarios haciendo uso de técnicas de multiplexación.

Necesidad de técnicas de control de congestión para garantizarque el sistema no se sature

Interfaz entre el dispositivo y el medio de transmisión

Todas las técnicas de transmisión dependen en última instanciade la utilización de ondas electromagnéticas que se transmitirána través del medio




Gestión de Intercambio

Establecer, mantener y terminar una comunicación

Establecer si ambos dispositivos pueden transmitirsimultáneamente o lo debe hacer por turnos

Decidir la cantidad y formato de los datos

Especificar qué hacer en caso de que se den ciertascontingencias (p.e. detección de errores)

Detección y Corrección de Errores

Siempre es posible que surjan errores en los sistemas detelecomunicaciones

Se debe implementar una forma de detección y/o corrección deerrores




Control de Flujo

Para evitar que la fuente sature al destino transmitiendo datos más rápidamente de lo que el Rx pueda procesar.

Direccionamiento y Encaminamiento (Enrutamiento)

cuando el sistema se comparte por varios dispositivos se garantizar que el destino y sólo ése, reciba los datos

Si el sistema de transmisión es una red, se necesita elegir la ruta más apropiada

Recuperación

Puede ocurrir una interrupción por una falla

Debe haber un mecanismo que permita continuar transmitiendo desde donde se produjo la interrupción




Formato de Mensajes

Debe existir un acuerdo entre las partes involucradas respecto del formato de los datos intercambiados. P.e. código binario usado para representar caracteres.

Seguridad

Asegurar que sólo el destino deseado reciba los datos

Asegurar al Rx que los datos no han sido alterados en la transmisión

Asegurar al Rx que los datos provienen del supuesto emisor

Administración de la Red

Se necesita la habilidad de un gestor de red que:

Configure el sistema, monitorice su estado, reaccione ante fallas y sobrecargas y planifique con acierto los futuros crecimientos


Ondas

En física, una onda es una propagación de una perturbación de alguna propiedad de un medio, por ejemplo, densidad, presión, campo eléctrico o campo magnético, que se propaga a través del espacio transportando energía. El medio perturbado puede ser de naturaleza diversa como aire, agua, un trozo de metal, el espacio o el vacío.

http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/56_ondas/ondas.swf

Ondas


Terminología (1)

Transmisor

Receptor

Medio

Guiado

Ejemplo, par trenzado, fibra óptica

No guiado

Ejemplo, aire, agua , vacío

T R

Medio

T


Terminología (2)

Enlace directo

No hay dispositivos intermedios

Punto a punto

Enlace directo

Solo dos dispositivos comparten el enlace

Multipunto

Mas de 2 dispositivos comparten el enlace

T R

T R

T R


Terminología (3)

SimplexUna direcciónEjemplo. Televisión

Semi-duplex o Half-duplexAmbas direcciones pero solo una vía al tiempoEjemplo, Radio de taxis

Duplex o full-duplexAmbas direcciones al mismo tiempoEjemplo. Teléfono

En el caso dúplex y semi-dúplex el enlace puede ser simétrico (misma velocidad en ambos sentidos) o asimétrico.

Con frecuencia los enlaces son dúplex simétricos

T R

T R

R T

T / R T / R


Conceptos (Direccionamiento)

Según el número de destinatarios el envío de un paquete puede ser:

Unicast: si se envía a un destinatario concreto. Es el mas habitual.

Broadcast: si se envía a todos los destinatarios posibles en la red.Ejemplo: para anunciar nuevos servicios en la red.

Multicast: si se envía a un grupo selecto de destinatarios de entretodos los que hay en la red. Ejemplo: emisión de videoconferencia.

Anycast: si se envía a uno cualquiera de un conjunto dedestinatarios posibles. Ejemplo: servicio de alta disponibilidadofrecido por varios servidores simultáneamente; el cliente solicitauna determinada información y espera recibir respuesta de unocualquiera de ellos.


Conceptos (Modos de transmisión:

Serie / Paralelo)

• SERIE: Envía un bit tras otro mediante un único circuito o hilo decomunicación.

• PARALELA: Se transmiten simultáneamente una palabra de información,utilizando tantos hilos de comunicación como bits componen la palabra.

Receptor0 1 0 1 1 0 1 1Emisor

0

1

0

1

1

0

1

1

0

1

0

1

1

0

1

1

Emisor Receptor


Frecuencia, espectro y ancho

de banda

Conceptos en el dominio del tiempo

Señal análoga

Continua

Señal digital

Mantiene niveles constantes en tiempos determinados llamados tiempos de muestreo

Señal periódica

Se repite en el tiempo

Señal aperiódica

No se repite en el tiempo


Señales análogas y digitales


Señales

Periódicas


Onda seno

Amplitud pico (A)

Altura máxima de la señal

Voltios

Frecuencia (f)

Velocidad de cambio de la señal

Hertz (Hz) ciclos por segundo

Periodo = Tiempo de una repetición (T)

T = 1/f

Fase ()

Posición relativa en el tiempo


Diferentes ondas seno

s(t) = A sin(2ft +)

A Amplitud

f Frecuencia

Φ Fase


Longitud de onda

Distancia ocupada por un ciclo

Distancia correspondientes en dos ciclos consecutivos

Se asume una velocidad v = vT

f = v

c = 3*108 ms-1 (velocidad de la luz en el espacio libre)


Conceptos en el dominio de la

frecuencia

Las señales están hechas de múltiples frecuencias

Las componentes son ondas seno

Se pueden graficar las funciones en el dominio de la frecuencia


Suma de Componentes

de frecuencia (T=1/f)


Señal con componente de DC


Señales (Interferencia)



Ondas


Señales (Interferencia y Ruido)


Ancho de banda del canal

Un canal se comporta como un filtro paso-bajo

Ancho de banda del canal (W): intervalo de frecuencias que puede pasar por el canal (limitado)


Analisis de Fourier


Ondas

Simulador


Espectro & Ancho de Banda (BW)

Espectro

Rango de frecuencias contenidos en una señal

Ancho de banda absoluto

Ancho de espectro

Ancho de banda efectivo

Llamado simplemente Ancho de banda BandWidthBanda angosta de frecuencia contienen la mayoría

de la energía


Transmisión de datos análoga y

digital

Dato

Entidades que transportan significado

Señales

Representación eléctrica o electrónica del dato

Transmisión

Comunicación de datos por propagación y procesamiento de las señales


Datos análogos y datos digitales

Análogos

Valores continuos en un intervalo

Por ejemplo. Sonido y video

Digitales

Valores discretos

Ejemplo: texto, números enteros


Señales análogas y señales

digitales

Medio por el cual es propagado el dato

Análogo

Variable continua

Varios medios

Alambre , fibra óptica, espacio aéreo

Ancho de banda del habla 100Hz a 7kHz

Ancho de banda del teléfono 300Hz a 3400Hz

Ancho de banda del video 4MHz

Digital

Usa dos componentes de DC


Digital, Ventajas y desventajas

Económico

Menos susceptible a ruido

Mayor atenuación

Los pulsos se vuelven redondos y mas pequeños

Lleva a pérdida de información


Espectro acústico (Análogo)


Tasa de datos y ancho de banda

Cualquier sistema de transmisión es limitado en banda

Eso limita la velocidad de transmisión


Capacidad del canal

Velocidad de transmisión: número de bits de información transmitidos por segundo (BITS/S)

Capacidad del canal (C): velocidad de transmisión máxima soportada por el canal

Tasa de Datos (Data rate)

En bits por segundo

Velocidad a la cual el dato es comunicado

Ancho de banda, Bandwidth

En ciclos por segundo Hertz

Menguado por el medio de transmisión


Atenuación de señales digitales


Componentes del habla

Rango de frecuencias del oído Speech 100Hz-7kHz

20Hz-20kHz

Facilidad de convertir en señales electromagnéticas para la transmisión

Las frecuencias de sonido con variación de volumen son convertidas en frecuencias electromagnéticas con voltaje variable

El rango mínimo de frecuencia para el canal de voz 300-3400Hz


Conversación de habla en un

canal análogo


Datos binarios digitales

De computadores terminales etc.

Dos componentes de DC

El ancho de banda depende de la velocidad


Conversión de la entrada de PC

a señal digital


Señales y datos

Usualmente se usan señales digitales para datos digitales y señales análogas para datos análogos

Se puede usar señales análogas para transportar datos digitales

MODEM

Puede usar señales digitales para transportar datos análogos

Audio. Compact Disc


Señales análogas transportan

datos análogos y digitales


Señales digitales transportan

datos análogos y digitales


Transmisión análogas

Las señales análogas son transmitidas sin importar su contenido

Puede contener datos analógicos o digitales

Atenuadas por la distancia

Usa amplificadores para amplificar la señal

También amplifican el ruido

Amplificador


Transmisión digital

Tiene que ver con el contenido

La integridad se pierde por la atenuación el ruido etc.

Se usan repetidores

El repetidor recibe la señal

Extrae la secuencia de bits

Retransmite

Lo atenuado se recompone

El ruido no es amplificado


Ventajas de la transmision

digital

La tecnología digitalTecnología de bajo costo LSI/VLSI

Integridad de los datosLargas distancias sobre líneas de baja calidad

Utilización de la capacidad Enlaces económicos de banda mas ancha

Múltiplexación mas fácil con transmisión digital

Seguridad y privacidad Encripcion

IntegraciónSe pueden tratar los datos análogos y digitales de manera

similar


Problemas de la transmisión

La señal es recibida con forma diferente a como es transmitida

Análoga degradación de la calidad de la señal

Digital – error de bits

Causados por

Atenuación y distorsión

Distorsión de retardo

Ruido


Atenuación

La potencia de la señal se cae con la distancia

Depende del medio: Son pérdidas de señal que se presentan por efectos resistivos del cable y que es mayor a altas frecuencias

La potencia de la señal :

Debe ser suficiente para ser detectada

Debe ser suficiente mayor a la del ruido para evitar recibir un error

La atenuación incrementa en función de la frecuencia


Ruido (1)

Señal adicional insertada en el camino de la transmision

Térmico

Debido a la agitacion térmica de los electrones

Ruido blanco

Intermodulación

Debidas a alinealidades en el medio


Ruido (2)

Crosstalk

Se pasa una señal a otra

impulsivo

Pulsos irregulares y chispas

Por ejemplo: Rayos

Corta duración

Alta amplitud


¿Qué es la Modulación?

La modulación es el proceso que permite desplazar el espectro de una señal en la frecuencia


Modulación

¿Por qué modular señales analógicas?

Frecuencias mayores pueden dar una transmisión más eficiente

Permite la multiplexación por división de frecuencia FDM (frequency division multiplexing)


Tipos de modulación

FSK (Frequency-shift keying): Variación de la frecuencia de la portadora entre dos frecuencias que representan el 1 y el 0 lógicos. modulación por desplazamiento de frecuencia

ASK (Amplitude-shift keying): Variación de la amplitud de la portadora entre dos niveles que representan el 1 y el 0 lógicos. modulación por desplazamiento de amplitud

PSK (Phase-shift keying): Variación de la fase de la portadora entre dos ángulos que representan el 0 y el 1 lógicos modulación por desplazamiento de fase


Modulación AM

Sea la señal portadora

c(t) = cos wc t

Sea la señal moduladora

x(t) = cos wm t

La señal modulada en AM es:

g(t) = [ 1 + m x(t)] cos wc t

Usando identidades trigonométricas

g(t) = cos wc t + cos (w c- wm )t + cos (w c+ wm)t 2

m

2

m


Representación de la señal AM en

el dominio del tiempo


Modulación

ASK

FSK

PSK


Componentes Físicos

de una Red Local


Redes de Área Local

(Local Area Networks LAN)

Cobertura pequeña comparada con WAN

Edificios y pequeños campus

Usualmente son de propiedad de la misma entidad que es propietaria de los dispositivos

Velocidades mucho mayores que en WAN

Usa la difusión en lugar de técnicas de conmutación

Una transmisión desde cualquier estación se recibirá por todas las otras estaciones

Actualmente se han introducido sistemas conmutados y ATM


Componentes físicos de una

red

Las redes se construyen con dos tipos de elementos de hardware: nodos y enlaces.

Los nodos: generalmente son computadores de propósito general (aunque los routers y switches utilizan hardware especial, lo que realmente los diferencia es lo que hace el software).

Los enlaces: se implementan en diversos medios físicos: par trenzado, coaxial, fibra óptica y el espacio (enlaces inalámbricos).


El adaptador de red

Tarjeta de expansión que se instala en un computador para que éste se pueda conectar a una red.

Proporciona una conexión dedicada a la red

Debe estar diseñada para transmitir en la tecnología que utilice la LAN (Ethernet), debe tener el adaptador correcto para el medio (conector RJ45) y el tipo de bus del slot donde será conectada (PCI).


Tarjetas 10Base ó 100BaseTX

Cada tarjeta 10BaseT, o 100BaseTX (ó 10/100) está identificada con 12 dígitos hexadecimales (conocida como MAC address)

Esta dirección es utilizada por la capa 2 (capa de enlace de datos: DLL) del modelo OSI para identificar el nodo destino y origen de los datos

02:60:8c:e8:52:ec

Fabricante

de la tarjeta


Componentes del adaptador de red

El adaptador de red sirve como interface entre el nodo y la red, por esto puede pensarse que tiene dos componentes:

Debe existir una forma de comunicación entre estos dos componentes para que puedan pasar los datos que entran y salen del adaptador.

Una interface al BUS del computador que sabe como

comunicarse con el host.

Una interface al enlace (cable o antena) que habla de

manera correcta el protocolo de la red.


Componentes del adaptador de red

CPU

Cache

Memoria

RAM

Adaptador de Red

Interface

al BUS

Interface

al Enlace

BUS E/S

del nodo

Enlace

de la

RED

Sabe cómo hablar con la CPU,

recibe las interrupciones del nodo y

escribe o lee en la RAM

Sabe utilizar el protocolo de nivel

de enlace (capa 2, modelo OSI)

Buffers para intercambio de datos


El “driver” de la tarjeta

La tarjeta de red requiere de un driver en software para poder comunicarse con el sistema operativo. Provee las siguientes funciones:

Rutina de inicialización de la tarjeta

Rutina de servicios de interrupción

Procedimientos para transmitir y recibir frames de datos

Procedimientos para el manejo de status, configuración y control de la tarjeta


Redes de Área Local

Conmutadas (Switched)

Ethernet conmutadas (Switched)

Puede existir un único switche o multiples switches

ATM LAN

Fibra Optica o Canal de Fibra (Fibre Channel)

Redes Inalámbricas (Wireless)

Permiten gran movilidad

Facilitan la instalación


Cableado


Nociones Necesarias para Comprender los

aspectos técnicos del Cableado Estructurado

Una LAN Red de Area Local puede ser tan simple como conectar dos computadores, cada uno de los cuales tenga una NIC (Network Information Card) o tarjeta de red, conectadas entre si por un cable cruzado (crossover cable).

El próximo paso de una red consiste en conectar tres o más computadores. Una opcion para hacer esto es conectarlos a un Hub o concentrador por un cable directo (derecho o no cruzado straight-thru cable) la funcion de cruce es realizada en el Hub.


Topologías de Red

Bus

Anillo

Estrella

Arbol


Características de los Medios

de Transmisión Guiados

Frequency Range

Typical Attenuation

Typical Delay

Repeater Spacing

Twisted pair (with loading)

0 to 3.5 kHz 0.2 dB/km @ 1 kHz

50 µs/km 2 km

Twisted pairs (multi-pair cables)

0 to 1 MHz 0.7 dB/km @ 1 kHz

5 µs/km 2 km

Coaxial cable 0 to 500 MHz 7 dB/km @ 10 MHz

4 µs/km 1 to 9 km

Optical fiber 186 to 370 THz

0.2 to 0.5 dB/km

5 µs/km 40 km


Cableado

UTP Unshielded Twisted Pair

El cable consiste en 4 pares torcidos y existen varias categorías siendo las tres más importantes (3, 5 y 5E) utilizadas en transmisión de datos. El cable Categoría 5 soporta transmisión de datos hasta 100 Megabytes por segundo.


Conertor RJ45 para Cable UTP


Cable Coaxial

Dos conductores concéntricos

Poco susceptible a interferencias y diafonia

Aplicaciones

Televisión por cable

Redes de area local

10BASE5 (ThickEthernet)

10BASE2 (ThinEthernet)

obsoletas

Comunicaciones a larga distancia

Cable Coaxial



Cable de fibra óptica

Transmite energía en forma de luz. Permite tener anchos de banda muy altos (billones de bits por segundo).

En los sistemas de cableado, la fibra óptica puede utilizarse tanto en el subsistema vertical como en el horizontal.


Cómo funciona la fibra óptica

(1)

Señal eléctrica

(Input)

Transmisor

(Fuente de luz)

Fibra óptica

Señal eléctrica

(Output)

Receptor

(Detector de luz)


Cómo funciona la fibra óptica

(2)

Núcleo

(Core)

Cubierta

(Cladding)

Revestimiento

(Coating ó Buffer)

¿Por qué no se sale la luz de la fibra óptica?

La luz no se escapa del núcleo porque la cubierta

y el núcleo están hechos de diferentes tipos de

vidrio (y por tanto tienen diferentes índices

de refracción). Esta diferencia en los índices

obliga a que la luz sean reflejada cuando toca

la frontera entre el núcleo y la cubierta.


Tipos de fibra óptica

Multimodo

Usada generalmente para comunicación

de datos. Tiene un núcleo grande (más fácil

de acoplar). En este tipo de fibra muchos

rayos de luz (ó modos) se pueden propagar

simultáneamente. Cada modo sigue su propio

camino. La máxima longitud recomendada

del cable es de 2 Km. = 850 nm.

Fuente de luz

Fuente de luz

Propaga un sólo modo

ó camino

Propaga varios modos

ó caminos

Monomodo

Tiene un núcleo más pequeño que la fibra

multimodo. En este tipo de fibra sólo un rayo

de luz (ó modo) puede propagarse a la vez.

Es utilizada especialmente para telefonía y

televisión por cable. Permite transmitir a altas

velocidades y a grandes distancias (40 km).

= 1300 nm.

Núcleo: 62.5 mm ó 50 mm

Cubierta: 125 mm

Núcleo: 8 a 10 mm

Cubierta: 125 mm

Un cabello humano: 100 mm


El cable de fibra óptica

Núcleo

(Core)

Cubierta

(Cladding)

Revestimiento

(Coating ó Buffer)

Material de

refuerzo

(strength members)

Envoltura

(Jacket)

Revestimiento

Capa de protección puesta sobre la cubierta.

Se hace con un material termoplástico si se

requiere rígido o con un material tipo gel si

se requiere suelto.

Material de refuerzo

Sirve para proteger la fibra de esfuerzos a

que sea sometida durante la instalación, de

contracciones y expansiones debidos a

cambios de temperatura, etc. Se hacen de

varios materiales, desde acero (en algunos

cables con varios hilos de fibra) hasta Kevlar

Envoltura

Es el elemento externo del cable. Es el que

protege al cable del ambiente donde esté

instalado. De acuerdo a la envoltura el cable

es para interiores (indoor), para exteriores

(outdoor), aéreo o para ser enterrado.


Cables de fibra óptica

Cable aéreo (de 12 a 96 hilos):

Cable para exteriores (outdoor), ideal para

aplicaciones de CATV. 1. Alambre mensajero,

2. Envoltura de polietileno. 3. Refuerzo,

4. Tubo de protección, 5. Refuerzo central,

6. Gel resistente al agua, 7. Fibras ópticas

8. Cinta de Mylar, 9. Cordón para romper la

envoltura en el proceso de instalación.

Cable con alta densidad de hilos (de 96 a

256 hilos): Cable outdoor, para troncales de

redes de telecomunicaciones 1. Polietileno,

2. Acero corrugado. 3. Cinta Impermeable

4. Polietileno, 5. Refuerzo, 6. Refuerzo central

7. Tubo de protección, 8. Fibras ópticas,

9. Gel resistente al agua 10. Cinta de Mylar,

11. Cordón para romper la envoltura.


Conectores de fibra óptica

(FOC)

Conector ST (Straight Through) - BFOC/2.5

Presentado a comienzos del 85 por AT&T

Utiliza un resorte y un seguro de acoplamiento.

Conector SC (Single-fiber Coupling)

Es más nuevo, desarrollado por Nippon Telegraph and Telephone Corporation

Tiene menos perdida que otros conectores

Conector MT-RJ

Ocupa la mitad de espacio de un conector SC (es un conector SFF: “Small Form Factor”)


Espectro Electromagnético


Cableado Estructurado

SCS es una metodología, basada en estándares, de diseñar e instalar un sistema de cableado que integra la transmisión de voz, datos y vídeo. Un SCS propiamente diseñando e instalado proporciona una infraestructura de cableado que suministra un desempeño predefinido y la flexibilidad de acomodar futuros crecimientos por un período extendido de tiempo.


Modos de Transmisión en Fibra

Optica


Transmisión no guiada

Atmósfera

Clasificación atendiendo al rango de frecuencias utilizadas por transmisor/receptor

Radio

Microondas

Luz (infrarrojos/laser)

Atenuación

Afectada por condiciones meteorológicas

Lluvia, niebla

Interferencias multitrayectoria

Variedad de formas de propagación


Diagrama de radiación

Una antena radiará potencia en todas las direcciones.

Normalmente no lo hará igual de bien en todas las direcciones.

Antena isotrópica es un punto en el espacio:

Radia potencia de igual forma en todas las direcciones por igual.

El diagrama de radiación consistirá en una esfera centrada en la posición de la antena isotrópica.


Antenas onmidireccionales y

direccionales


Antenas Parabólicas Reflectivas


Ganancia de las Antenas

Es una medida de la direccionalidad de las antenas

Potencia de salida en una dirección particular comparada por la producida por una antena omnidireccional ideal (antena isotrópica)

Se mide en decibeles (dB)

Resulta en pérdida de potencia en otras direcciones

El área efectiva se relaciona al tamaño y la forma de la antenaEn relación a la ganancia


Propagación inalámbrica (Wireless)

Tres formas de propagación (cada una predominando en rangos de frecuencias diferentes)

Propagación superficialSigue el contorno de la tierra

Hasta 2 MHz

radio AM

Propagación Aérea

Radio Amateur, BBC world service, etc.

Señal reflejada por la ionosfera u otras capas superiores de la atmósfera

rango 2 -30 MHz (Realmente Refractadas)

Propagación en línea de vista directa

Por encima de 30MHz


Propagación superficial


Propagación aérea


Propagación en la trayectoria

visual (línea de vista)


Horizonte óptico y de radio


Interferencia Multitrayectoria

(Multipath)


Transmisión en la trayectoria

visual

Pérdida en el espacio libre: La señal se dispersa con la distancia.

Mayor para frecuencias más bajas (longitudes de onda más largas).

Absorción atmosférica: El vapor de agua y el oxígeno absorben las señales de radio.

Hay un pico de absorción en la vecindad de los 22 GHz debido al vapor de agua. A frecuencias por debajo de 15 GHz, la atenuación es menor.

La presencia de oxígeno causa un pico de absorción en torno a 60 GHz, aunque es menos apreciable por debajo de 30 GHz.

La lluvia y la niebla hacen que las ondas de radio se dispersen.

Multitrayectorias: Si es posible, siempre es mejor alinear las antenas siguiendo la trayectoria visual

desde la antena emisora a la receptora.

La señal se puede reflejar haciendo que se reciban múltiples copias.

En casos extremos, no se recibirá la señal directa.

La señal directa se puede realzar o cancelar.

Refracción: Puede provocar la pérdida total o parcial de la señal en el receptor.


Pérdida en el espacio libre


Otros problemas

Efecto del Calor


Enlace punto a punto por satélite


Multidifusión por satélite


Clasificación de la órbita de un

satélite


Equipos o Componentes activos de

Comunicación empelados en Redes


Equipos de interconexión LAN

Hubs (Repetidores)

Switches, Bridges (Conmutadores)

Routers (Enrutadores)

Gateways (Pasarelas)

Se pueden diferenciar por la capa del modelo OSI donde realizan la interconexión entre los elementos de las redes que conectan.


Repetidor

Nodo A Nodo BEl repetidor conecta redes

de área local en la CAPA 1

(física) del modelo de

referencia OSI


¿Qué hace un repetidor?

El repetidor es el responsable de

Amplificar la señal para asegurar que la amplitud sea la correcta

Asegurar la fase de la señal (jitter)

Repetir las señales de un segmento a los otros segmentos conectados al repetidor

Dos segmentos conectados por un repetidor deben usar el mismo método de acceso a la comunicación.


Concentrador 10BaseT

(Hub)

El concentrador 10BaseT es un repetidor.

Dos nodos no pueden comunicarse atravesando más de 4 hubs

Máximo 100 mts de longitud de segmento

Generalmente tienen un LED para mostrar el enlace (link).


Conexiones entre Hubs

Número

del Hilo

1

2

3

4

5

6

7

8

Señal que

Transporta

T+

T-

R+

No usado

No usado

R-

No usado

No usado

Hub 1

Hub 2

Cable Cruzado

T+ X R+ (1 con 3)

T- X R- (2 con 6)

R+ X T+ (3 con 1)

R- X T- (6 con 2)

Sólo a un hub debe

habilitársele el MDI-X

x


Switches (bridges)

Universidad Nacional de Colombia - 1999

Nodo A Nodo BEl switch/bridge conecta

segmentos físicos de red

de área local en la capa 2

para formar una red más

grande


¿Qué hace un switch (bridge)?

Los bridges y switches:

Analizan los frames que llegan, de acuerdo a la información que traiga el frame toman la decisión de cómo re-enviarlo (generalmente usan la MAC address) y envían el frame a su destino

No analizan la información de las capas superiores (pueden pasar rápidamente el tráfico de diferentes protocolos), pero pueden filtrar.

Extienden la red (más distancia) y separan dominios de colisión.


Switch o Conmutadores

Dominios de Colisión

Hub

Switch


Diferencias entre switch y

bridge

Los switches son más rápidos porque conmutan en hardware, los bridges conmutan en software.

Los switches pueden soportar altas densidades de puertos

Algunos switches soportan conmutación cut-through que reduce los retardos de la red, en tanto que los bridges sólo soportan conmutación del tráfico store-and-forward.

Los switches proporcionan ancho de banda dedicado a cada segmento de red (menos colisiones)


Switch o Conmutadores

Dominio de Colisión. La gran fortaleza del switch que trae como secuencia el manejo de toda la velocidad inter-red entre cada uno de sus puertos, es el manejo del dominio de colisión. A diferencia del concentrador que repite los paquetes a todos los puertos presentando un dominio de colisión muy alto, el switch sólo establece un bus entre el puerto del paquete de origen y el puerto del paquete destino, debido a esto, la colisión depende de la simultaneidad en la transmisión de estos dos puertos y no de los 6, 8, 12, 16, o 24 puertos de los hub.


Tipos de bridges

Locales: conectan redes en la misma área

Remotos: conectan redes en diferentes áreas y generalmente utilizan enlaces de telecomunicaciones

MAC-Layer Bridges: interconectan redes homogéneas (802.3 con 802.3)

Mixed-Media Bridge: traduce entre diferentes protocolos de la capa 2 (802.3 con 802.5)


Tipos de switches

Cut-through: Alta velocidad, puede re-enviar frames malos

Store-and-forward: Revisa el frame antes de enviarlo

FramengFree (Cut-Through modificado): Antes de enviar, espera que lleguen 64 bytes

ATM (Asynchronous Transfer Mode): transfiere celdas fijas, soportan voz, video y datos.

LAN: Interconecta múltiples segmentos LAN, separa dominios de colisión.


Modem

MOdulador – DEModulador

Un módem es un dispositivo que sirve para modular y demodular (en amplitud, frecuencia, fase u otro sistema) una señal llamada portadora mediante otra señal de entrada llamada moduladora.

Con el objetivo de enviar un mensaje a equipos distantes usando una red WAN (publica o privada)


Modem

Modem 1


Modem

1 732

14 16

4 5 6

20

8

22 2315 17 242118 25

13

19

Especificaciones mecánicas (ISO 2110) y funcionales.

Conector DB-25


Especificación de procedimientos


Enrutadores

Universidad Nacional de Colombia - 1999

Nodo A Nodo BEl enrutador conecta redes

lógicamente (capa 3).

Determina la siguiente red

para enviar un paquete a su

destino final.


¿Qué hace un enrutador?

El enrutador

Conecta al menos dos redes y decide de que manera enviar cada paquete de información basado en el conocimiento del estado de las redes que interconecta y la dirección lógica.

Crea y/o mantiene una tabla de rutas disponibles junto con sus condiciones para determinar la mejor ruta para que un paquete alcance su destino


Otras actividades del enrutador

Puede filtrar paquetes por dirección lógica, número de protocolo.

Separa dominios de broadcast (subredes, VLAN’s,)

Interconecta redes WAN y LAN


Gateways

Nodo A Nodo B

El gateway mueve datos entre protocolos (capa 4 a la 7)


¿Qué es un gateway?

Un gateway es un punto de red que actúa como entrada a otra red. Está en varios contextos.

Nodos Host (clientes ó servidores) vs. Nodos gateway (routers: controla tráfico)

Los proxy server, los firewall y los servicios que permiten pasar correo de un sistema a otro (Internet -> Compuserve) son gateways en el sentido definido aquí.


FireWalls

Los Firewalls o Corta Fuegos son dispositivos de Red que permiten establecer filtros para permitir o denegar las comunicaciones o accesos entrantes y salientes a una Red con el fin de administrar la seguridad de la

misma.

FIREWALL “Cortafuegos”=

FIREWALL

La información solicitada al exterior es recuperada por el firewall y

después enviada al host que la requirió originalmente.

Funciones posibles del Firewall

Proxy


Lecturas Adicionales

Tanenbaum. Redes de Computadores. Capítulo 6 Seciones 6.4.2

Stallings Capítulos 3 y 4


Material Empleado para elaborar la Clase

Structured Cabling System (SCS), http://www.iec.org/online/tutorials/scs/index.html

Presentación Firewall. Universidad de Buenos Aires del Firewall

Firewall Láminas del curso de Criptografía y Seguridad Informática de la Facultad de Ingeniería Universidad de Buenos Aires.

http://www.iec.org/online/tutorials/scs/index.html

curso de redes computadores 1 - ldc noticias - universidad...

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