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Jorge Alberto Villa Saravia - 2008

Redes IRedes IRedes IRedes I

Jorge Alberto Villa SaraviaJorge Alberto Villa Saravia

I.E. “José Pardo y Barreda”I.E. “José Pardo y Barreda”


Concepto de Redes• Durante la década de los 60

y fines de los 70 los centros de procesamiento de datos estaban cargo de grandes centros de computo formatos en su mayoría por computadoras centrales y Minicomputadoras

Host


Concepto de Redes• Cuando en 1981 IBM® presento

la computadora personal (PC).• La PC estaba dirigido a personas

que deseaban disponer de su propia computadora , sobre la cual ejecutaban sus propias aplicaciones, y sobre la cual administraban sus archivos personales


Definición de Red• Una red de compudoras,

es un conjunto de maquinas interconectadas, con el objetivo principal de compartir recursos, sean estos de Hardware o Software


Componentes de una red

• Una red de computadoras esta compuesta tanto de hardware como por software.

• El Hardware incluye las tarjetas de interfaz, asi como el sistema de cableado que las une.

• El software que incluyen los controladores y el sistemas operativo de red


A continuación se listan y describen loscomponentes de una red:• Servidor • Estaciones de Trabajo• Placas de Interface de red (NIC)• Sistema de cableado• Recursos y periféricos

Componentes de una red


• El servidor ejecuta el sistema operativo de red y ofrece los servicios de red a las estaciones de trabajo. Entre estos servicios se incluyen el almacenamiento de archivos, la gestión de usuarios y la seguridad.

Servidor


• Son todas las computadoras conectadas a la red, las estaciones de trabajo pueden ser computadoras personales que corran Windows 3.X, 95, o computadoras que corran otros sistemas operativos, como System 8,X para Macintosh de Apple, estaciones basadas en Unix, o computadoras corriendo OS/2.

Estaciones de Trabajo

Unix

Windows

Macintosh


• Toda computadora que se conecten a una red necesita de una placa de Interfaz de red que soporte un esquema de red especifico, como Ethernet, Arcnet o Token Ring.

Placas de Interfaz de Red (NIC)


Sistemas de CableadoExisten 3 tipos de cables, que se utilizan para establecer la conexión física entre las estaciones de una red. El cable coaxial fue uno de los primeros tipos que se usaron, pero el par trenzado ha ido ganando popularidad, el cable de fibra óptica es utilizado cuando es importante la velocidad en la cual se desean transmiten los datos


Cable Coaxial• El Cable Coaxial posee un conductor de cobre

en el centro. Una capa de plástico provee insulation entre el centro conductor y una malla de metal shield El metal shield ayuda a bloquear y aísla de interferencias desde focos de luz, motores, y señales de otras computadoras.


Tipos de Cables Coaxial• Los cables coxiales, soportan grandes distancias entre

dispositivos de red que el cable de par trenzado (twisted pair). Los tipos de cables coaxiales son: coxial grueso (thick) y coaxial delgado (thin)

• El cable coaxial delgado es referenciado como thinnet. 10Base2 el 2 hace referencia a distancia máxima de longitud del segmento 200 metros. El cable coaxial es popular especialmente en redes de línea o Bus


Tipos de Cables Coaxial• El cable coaxial grueso (Thick) es referenciado como

thicknet. 10Base5 el 5 hace referencia a al máxima distancia de longitud del segmento 500 metros. El cable coaxial grueso es usado cuando se requiere cubrir grandes longitudes en un segmento de red lineal o bus. Una desventaja del cable coaxial grueso es que requiere componentes auxiliares (Tranceiver y cables Tranceiver) que dificultan y encarecen su instalación.


Conectores de Cable Coaxial

• El tipo común de conector usados con cables coaxial cables es el Bayone-Neill-Concelman (BNC). Diferentes tipos de adaptadores son habilitados para conectores BNC, incluyendo el T-connector, barrel connector, and terminator. Connectors


Cable de Par Trenzado(Twisted Pair)

El cable de par trenzado tiene un costo menor en relación a otros tipos de cables.

La longitud hasta donde se extiende la señal puede llega a 100 metros.

Es un cable mas flexible y muy fácil de Instalar, pero es susceptible a interferencia.


Cable de Par Trenzado(Twisted Pair)

• El Cable de Par trenzado posee dos varientes: shielded and unshielded. Unshielded twisted pair (UTP) es el mas popular y es generalmente la mejor opción para las redes

• Una desventaja de UTP es que muy susceptible a frecuencias de radio y interferencia eléctrica. Shielded twisted pair (STP) es ideal para ambientes donde existen interferencia eléctrica, es comúnmente usado para redes Token Ring.


Categorías de Cable UTP

Categoría 1 Voice Only (Telephone Wire)

Categoría 2 Data to 4 Mbps (LocalTalk)

Categoría 3 Data to 10 Mbps (Ethernet)

Categoría 4 Data to 20 Mbps (16 Mbps Token Ring)

Categoría 5 Data to 100 Mbps (Fast Ethernet)


Conectores UTP• El Conector

estándar para cables UTP es el conector RJ-45. Es un conector de plástico parecido a los conectores telefónicos (RJ-11).


Fibra Optica

• El Cable de Fibra óptica esta compuesto por un centro fibra de vidrio rodeado por varias capaz de material protector. Este transmite señales de luz llamadas fotones envés de electrones, eliminando el problema de interferencia eléctrica; Esta hecho idealmente para ambientes que pudieran contener una gran interferencia eléctrica, y es utilizado como un un estándar para conectibidad entre redes.


Fibra Optica• El cable de fibra óptica esta diseñado para transmitir

señales bajo grandes distancias en comparación al coaxial o par trenzado. Permitiendo llevar la información a grandes velocidades.

• La capacidad de comunicación por ancho de banda posibilita servicios como transmisión de vídeo conferencia y servicios iterativos. Los costos de los cables de fibra óptica no son comparable a cables de cobre, esto no es bebido al medio físico sino por el precio de los conectores y empalmes


Arquitectura de una Red

• TopologíaBus, Estrella, Anillo, Arbol

• Método de acceso al Cable CSMA/CD TOKEN PASSING

• Protocolos de comunicaciónIPX/SPX, TCP/IP, NETBEUI

La arquitectura de una red viene definida por:


Topología de un Red

• Es la descripción o mapa del sistemas de cableado, que enlaza a las estaciones de trabajo a través de la tarjetas de interfase de red (NIC). La topología de una red puede ser líneas, desde un punto a otro, puede ser circular sin ningún punto de inicio o fin o pueden ser estrella donde todas las estaciones pasan los datos a través de un Swich.


Topología lineal o Bus

• En una topología Bus las computadoras están por un solo segmento de cable ( ha esto se le llama segmento o backbone) todas estas computadoras están conectadas en la red en una sola línea


Topología Estrella (STAR)• La topología estrella es muy

diferente a la de BUS , en esta todos las computadoras están conectadas por segmentos de cable centralizadas a un solo componente. Las señales de una computadora son enviadas a un Concentrador o HUB y esta a su vez a la computadora destino


Topología de Anillo(RING)

• El anillo conecta a las computadoras en un solo circulo ,esta no tiene un terminal.La señal viaja a través del anillo en dirección horaria y pasa a través de las computadoras. Diferente a la topología BUS, cada computadora empuja la señal y lo envía sobre la otra

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Topología de Anillo(RING)

• En realidad , los cables de cada computadora pasan por el HUB .Todos los mensajes de una computadora pasan por el HUB antes de ir a la computadora destino

• Mirar la red Token Ring en el diagrama, puede parecer que el anillo se asemeja a una estrella, sin embargo es un anillo lógico

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Método de acceso al Cable

• El método de acceso al cable describe como accede un nodo al sistema de cableado. Una vez que la place de interfaz consigue el acceso al cableado comienza a enviar los paquetes de información, llamado bloques (frames), todas las estaciones de red de area local (LAN) deben de utilizar el mismo método de acceso al al red.

Frames

SISTEMA DE CABLEADO


Método de acceso al Cable

• CSMA/CD (Carry sense multi access/Colition dection), es utilizado en sistemas de cableado lineal, como Ethernet, con este método la estación comprueba el cable antes de transmitir para ver si esta siendo usado por otra estación

• Token Passing, es utilizado en redes de anillo, con este sistema una estación solo transmite cuando posee el testigo. Cuando una estación esta preparada para transmitir ha de esperar a que este libre el testigo.


Protocolos de Comunicación

• Los protocolos de comunicación son las reglas y procedimientos que rigen la comunicación entre los equipos de una red, los protocolos gestionan dos niveles de de comunicación distintos. Las reglas de nivel alto definen como se comunican las aplicaciones, mientras las reglas de nivel bajo definen como se transmiten la señal por el cable


Protocolos de Comunicación

modelo OSI• OSI (Open System Interconnection), define como los

fabricantes de productos de hardware y software, pueden crear productos que funcionen con los productos de otros fabricantes, sin necesidad de controladores especiales o equipamiento opcional

• OSI ofrece un modo útil de realizar la interconexión y la interoperatividad entre redes, su objetivo es promover la interconexión de sistemas abiertos.


Jerarquía del modelo OSI

• La jerarquía de protocolo OSI, esta definida por la ISO (International Organization for Standardization), para promover una interoperatividad a nivel mundial entre productos de redes

• Muchos fabricantes no siguen exactamente la jerarquía de protocolos de OSI, ellos usan otras jerarquías de protocolos que se asemejan mucho a OSI

• OSI suele ser usada para comparar otras jerarquías de protocolos.


Jerarquía de protocolos OSI

• OSI, basa un modelo de jerarquía en 7 niveles, cada nivel tiene una función especifica, y define un nivel de comunicaron entre sistemas.

FísicoFísico

Enlace de datosEnlace de datos

RedRed

TransporteTransporte

SesiónSesión

PresentaciónPresentación

AplicaciónAplicación


1. Nivel Físico

• Define las conexiones físicas y eléctricas• Define como se convierte un flujo de bits a

información que a sido empaquetada (Frames) para ser transmitida por el cable

• Como consigue el acceso al cable la tarjeta de red• Define la codificación de datos y la sincronización


2. Enlace de datos Encargado de enviar y recibir las información (data frames)

atrevas de las conexiones físicas entre dos sistemas Un Data Frame es una estructura lógica organizada en la cual son

colocados los datos

El nivel de enlace de datos se divide en dos subniveles, el nivel MAC (Media Access Control), que se encarga de enviar los paquetes (frames) a sus destinos, y el LLC (Logical Link Control), que recibe los paquetes a nivel superior y los envia al nivel MAC.

Destination ID

Control CRC

Sender ID Data


3. Nivel de red Define los protocolos para abrir y mantener un camino entre

equipos de la red Determina la ruta entre la computadora origen y el destino,

en base a las condiciones de la red, prioridad del servicio y otros factores, determinando así el mejor camino para transmitir los datos a su destino

Responsable del direccionamiento de mensajes y de la traducción de direcciones lógicas en direcciones físicas

Administra los problemas de tráfico en la red, tales como packet switching, routing


4. Nivel de Transporte

Asegura que los paquetes sean despachados libres de error, en secuencia y sin perdida ni duplicaciones

Proporciona control de flujo, control de errores y esta involucrado en la solución de problemas referidos a la transmisión y recepción de paquetes


5. Nivel de Sesión Permite que dos aplicaciones en computadoras

diferentes establezcan, usen y finalicen una conexión llamada sesión

Proporciona sincronización entre las tareas de usuario colocando puntos de chequeo en la cadena de datos transmitida

Implementa control de dialogo entre procesos de comunicación, regulando quien transmite, cuando y por cuanto tiempo


6. Nivel de presentación Es responsable de :

— Conversión de protocolos — Traducción de datos— Encriptación — Conversión de juegos de caracteres — Expansión de comandos gráficos

El redirector trabaja en esta capa


7. Nivel de Aplicación Representa los servicios que soportan directamente a

las aplicaciones tales como:— Transferencia de archivos — Acceso a Bases de Datos — Correo Electrónico

Maneja el acceso a la red, control de flujo y recuperación de errores


Información que se va añadiendo a los paquetes conforme pasan por los niveles de protocolos

AplicaciónAplicación

PresentaciónPresentación

SesiónSesión

TransporteTransporte

RedRed

Enlace de datosEnlace de datos

FísicoFísico

Inclusión de la dirección de nodo

Inclusión de información de conjuntode códigos

Inclusión de información de

Inclusión de cabecera de verificación

Información de cantidad /secuencia de paquetes

Inclusión de verificación final / finde mensaje

comunicaciones

Paquete enviado como secuencia de bits


Nivel de aplicaciónNivel de aplicación

Nivel de presentaciónNivel de presentación

Nivel de sesiónNivel de sesión

Nivel de transporteNivel de transporte

Nivel de redNivel de red

Los paquetes se componen pasando por cada nivel. Entonces son transportados a través de la red y son descompuestos en la estación receptora

Nivel de enlace de datosNivel de enlace de datos

Nivel de RedNivel de Red

Nivel de aplicaciónNivel de aplicación

Nivel de presentaciónNivel de presentación

Nivel de sesiónNivel de sesión

Nivel de transporteNivel de transporte

Nivel de redNivel de red

Nivel de enlace de datosNivel de enlace de datos

Nivel de RedNivel de Red

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