redes de computadoras2011_1

Redes de Computadoras Ing. Vctor Manuel Gonzlez Miranda Departamento de Sistemas y ComputacinContenido:

I II III IV V

Fundamentos de redes. Componentes de una red. Estndares y protocolos de redes. Estndar cableado estructurado. Planeacin y diseo bsico de una LAN.

Objetivo general:

El alumno realizar el anlisis de requerimientos, la planeacin, diseo, instalacin y administracin bsica de una red de rea local.Bibliografa: 1. Bruce A. Hallberg. Fundamentos de redes. Mc Graw Hill 2003. 2. Behrouz A. Forouzan. Transmisin de datos y redes de comunicaciones. Mc Graw Hill. 2002. 3. Black, Uyless. Redes de computadores, protocolos, normas e interfaces. Mxico, D.F: Alfaomegarama, 1999. 4. Garca Toms, Jess, Santiago Fernando y Patn Mario. Redes para proceso distribuido, 2da. edicin actualizada. Mxico D.F: Alfaomega-rama. 2001. 5. Gonzlez Sainz, Nestor. Comunicaciones y redes de procesamiento de datos. Mxico D.F.: McGrawHill, 6. Stallings, William. Comunicaciones y redes de computadores, quinta edicin. Mxico D.F.: Prentice Hall. 1998. 7. Guijarro, Luis. Redes atm, principios de interconexin y su aplicacin. Mxico D.F.: Alfaomega-Rama. 2000. 8. Tanenbaum, Andrew. Redes de computadoras. Pearson.

Evaluacin del curso:

Elemento de evaluacin Examen escrito. Practicas, trabajos Asistencia, extraclase Participacin,Total

tareas

Ponderacin / Puntos. 100 % unidades de la 1 a la 4 100 % unidad 5 y requisito para examen Requisito para examen100 %

Nota: El alumno deber asistir por lo menos el 80 % de las clases.

Reglas de operacin:

1. Entregar tareas y prcticas en tiempo y forma 2. Presentar los exmenes destinados para cada unidad. 3. En caso de inasistencia deber justificarla con tema, apuntes y tareas correspondientes; antes del examen de unidad. 4. Asistir puntualmente a clases, exponer temas en clase y participar en el curso. 5. Asistir vestido presentable a clases, no gorras, caballeros no en camiseta de tirantes 6. Prohibido entrar con alimentos y celulares encendidos a clase

Redes de Computadoras

Redes de Computadoras Ing. Vctor Manuel Gonzlez Miranda Departamento de Sistemas y Computacin

Unidad I FUNDAMENTOS DE REDESObjetivo especifico:

El estudiante conocer el concepto de una red, la clasificacin de acuerdo a su tecnologa de interconexin y a su tipo de conexin, adems de comprender el modelo OSI.

Subtemas: 1.1 Concepto de red, su origen. 1.2 Clasificacin de la redes. 1.3 Descripcin del modelo OSI. 1.4 Topologa de redes.

1. Fundamentos de redes.1.1. Concepto de red, su origen.Las redes que hoy efectivamente, manejan cualquier tipo de informacin, han evolucionado mucho gracias a los importantes desarrollos realizados en el campo de las comunicaciones digitales, tanto de voz como de datos. Desde las primeras centrales telefnicas analgicas y computadoras centralizadas - muy limitadas en sus facilidades de comunicaciones, y por tanto, con muy bajo impacto en las empresas -, hasta los actuales Sistemas de Informacin que proporcionan la competitividad necesaria para el desarrollo del negocio. Hoy, las redes incorporan voz, datos, texto e imagen, y necesitan de flexibilidad, disponibilidad y calidad, a dems de una alta relacin costo / servicio. En los ltimos 10 aos, se han explotado nuevos productos, tecnologas y servicios dando lugar a una demanda de mayor ancho de banda, capaz de soportar una red global de comunicaciones. Partiendo de cubrir la necesidad bsica de cualquier empresa -la comunicacin de voz-, pasando por las tradicionales de transmisin de datos, hasta llegar a las ms sofisticadas, como puede ser el establecimiento de comunicaciones grficas o de video (que demandan mayor ancho de banda), vemos que en todos los casos, los medios han ido evolucionando para satisfacerlas, con la incorporacin de nuevos servicios y tecnologas. De una manera muy sencilla se puede definir una red como un sistema que facilita la comunicacin de voz, datos, texto e imagen para una empresa con una imagen corporativa bien definida, y que ha sido desarrollada bajo el punto de vista de una infraestructura distribuida con un control integral.

1.2. Clasificacin de las redes.1.2.1. rea geogrfica (tamao)

Apuntes recopilados por Ing. Victor Manuel Gonzlez Miranda

1


Como regla general, las redes pequeas geogrficamente localizadas tienden a usar difusin, mientras que las ms grandes suelen ser punto a punto. En cuanto a la escala, a continuacin se muestra una clasificacin de procesadores segn su escala de acuerdo con su tamao fsico: Distancia 0.1 m 1m 10 m 100 m 1 km 10 km 100 km 1,000 km 10,000 km Ubicacin de procesadores Tarjeta de circuitos Sistema Cuarto Edificio Campus Ciudad Pas Continente Planeta Ejemplo Mquina de flujo de datos Multicomputadora Red de rea Local Red de rea metropolitana Red de rea amplia Internet

La definicin ms general de una red de rea local (Local Area Network, LAN), es la de una red de comunicaciones utilizada por una sola organizacin a travs de una distancia limitada, la cual permite a los usuarios compartir informacin y recursos como: espacio en disco duro, impresoras, CD-ROM, etc. Las LAN son redes de propiedad privada dentro de un solo edificio o campus. Se distinguen de otro tipo de redes por tres caractersticas: 1) su tamao 2) su tecnologa de transmisin, y 3) su topologa Redes de difusin. Tienen un solo canal de comunicacin compartido por todas las mquinas de la red. Los mensajes cortos (paquetes) que enva una mquina son recibidos por todas las dems y si este le pertenece, lo toma, si no, lo ignora. Este modo de operacin se llama difusin (broadcasting) y algunos consideran multidifusin que contempla solo un subconjunto de mquinas. Redes punto a punto. Las redes punto a punto, consisten en muchas conexiones entre pares individuales de mquinas.

1.2.2.

Por su tipo de conexin.

Orientado a conexin (OC): Datos pasan por un camino fsico determinado. Esttico Mejor para vdeo, teleconferencia No Orientado a Conexin: No hay camino fijo para transporte de datos Dinmico, mejor ancho de banda. Informacin de cada parte debe ir etiquetada. Mejor para datos


2


1.2.3.

De acuerdo a su relacin.

Otra clasificacin esta relacionada con el sistema operativo, de acuerdo a la relacin que tienen entre dispositivos, en este caso de igual a igual, donde se puede decir que ambos, actan como cliente/servidor y el caso de cliente-servidor donde uno de los interlocutores es el cliente y el otro el servidor, ambos casos se dan en capas superiores. Las LAN que siguen las recomendaciones IEEE 802 son redes de comunicaciones igual a igual de medio compartido en las que se difunde informacin para ser recibida por todas las estaciones. La LAN posibilita a las estaciones comunicarse directamente punto a punto haciendo uso del medio fsico comn, sin necesidad de ningn nodo de conmutacin intermedio. Se necesita una subcapa de acceso intermedia para gestionar el acceso al medio compartido.

1.3. Modelo OSI1.3.1. Modelo de capas.

El modelo de referencia OSI es el modelo principal para las comunicaciones por red. El sistema de comunicaciones del modelo OSI creado en 1984 por la Organizacin de Estndares Internacionales (ISO), estructura el proceso en varias capas que interaccionan entre s. Aunque existen otros modelos, en la actualidad la mayora de los fabricantes de redes relacionan sus productos con el modelo de referencia OSI, especialmente cuando desean ensear a los usuarios cmo utilizar sus productos. Los fabricantes consideran que es la mejor herramienta disponible para ensear cmo enviar y recibir datos a travs de una red. El modelo de referencia OSI permite que los usuarios vean las funciones de red que se producen en cada capa. Ms importante an, el modelo de referencia OSI es un marco que se puede utilizar para comprender cmo viaja la informacin a travs de una red. Adems, puede usar el modelo de referencia OSI para visualizar cmo la informacin o los paquetes de datos viajan desde los programas de aplicacin (por ej., hojas de clculo, documentos, etc.), a travs de un medio de red (por ej., cables, etc.), hasta otro programa de aplicacin ubicado en otro computador de la red, an cuando el transmisor y el receptor tengan distintos tipos de medios de red. En el modelo de referencia OSI, hay siete capas numeradas, cada una de las cuales ilustra una funcin de red especfica. Esta divisin de las funciones de red se denomina divisin en capas. Si la red se divide en estas siete capas, se obtienen las siguientes ventajas: Divide la comunicacin de red en partes ms pequeas y sencillas. Normaliza los componentes de red para permitir el desarrollo y el soporte de los productos de diferentes fabricantes. Permite a los distintos tipos de hardware y software de red comunicarse entre s. Impide que los cambios en una capa puedan afectar las dems capas, para que se puedan desarrollar con ms rapidez. Divide la comunicacin de red en partes ms pequeas para simplificar el aprendizaje.

El problema de trasladar informacin entre computadores se divide en siete problemas ms pequeos y de tratamiento ms simple en el modelo de referencia OSI. Cada uno de los siete problemas ms pequeos est representado por su propia capa en el modelo. Cada capa individual del modelo OSI tiene un conjunto deApuntes recopilados por Ing. Victor Manuel Gonzlez Miranda

3


funciones que debe realizar para que los paquetes de datos puedan viajar en la red desde el origen hasta el destino. La transferencia de informacin entre niveles se hace en modo de trasvase vertical de datos. Esto supone que en la comunicacin entre dos mquinas por encima de la capa fsica cada entidad de protocolo enva los datos hacia abajo a la capa inferior siguiente para que le lleven los datos a su entidad paritaria. La informacin viaja desde la capa ms alta hasta la ms baja de una misma mquina. En esta ltima es donde tenemos el camino de comunicaciones por el cual viajar la informacin a la capa ms baja de la otra mquina, de forma que esta informacin ir subiendo capa por capa hasta alcanzar la capa ms alta de esta mquina. Dentro de la arquitectura OSI destaca el uso de las unidades de protocolo (PDU, protocol data unit). La PDU de un nivel N est compuesta por el SDU (service data unit) de ese mismo nivel, que es la informacin a enviar, y la cabecera impuesta por la capa N, PCI. Dicha PDU pasa al nivel inferior, N-1, a travs de un punto de acceso a servicio, convirtindose en la SDU del nivel N-1. En la siguiente figura se ilustra este proceso:

La informacin que viaja por la red son la PCI y la SDU, como se ha comentado las PCI son las cabeceras de control de los protocolos, por lo tanto son necesarias para el sistema remoto. A partir de la introduccin de los datos en la SDU de la capa de aplicacin de la mquina A se van creando los diferentes PDU con la insercin de cada nivel de su cabecera correspondiente; cuando se llega a la capa fsica sta manda su PDU a la capa fsica de la mquina B, y de este modo comienza de nuevo el trasvase vertical de datos, esta vez en sentido ascendente, hasta llegar a la capa de aplicacin de la mquina B.


4


El modelo OSI proporciona una arquitectura de 7 capas o niveles, basada en las siguientes premisas: Cada nivel realiza tareas nicas y especficas y debe ser creado cuando se necesite un grado diferente de abstraccin. Todo nivel debe servirse de los servicios del nivel anterior, a la vez que los debe de prestar al superior. Los servicios de un nivel determinado son independientes de su implantacin prctica.

Capa Fsica La capa fsica abarca la interfaz fsica entre dos dispositivos y las reglas por las cuales se pasan los bits de uno a otro. La capa fsica tiene cuatro caractersticas importantes: Mecnicas: relaciona las propiedades fsicas de la interfaz con el medio de transmisin. Elctricas: relaciona la representacin de los bits y la tasa de transmisin de datos. Funcional: especifica las funciones realizadas por los circuitos individuales de la interfaz fsica entre un sistema y el medio de transmisin. De procedimiento: especifica la secuencia de eventos por los que se intercambia un flujo de bits a travs del medio fsico.

Capa deEnlace Mientras la capa fsica proporciona solamente un servicio bruto de datos, la capa de enlace hace el enlace fsico seguro y proporciona medios para activar, mantener y desactivar el enlace. El principal servicio proporcionado por la capa de enlace a las capas superiores es el de deteccin de errores y control. As, con un protocolo de la capa de enlace de datos completamente operacional, la capa adyacente superior puede suponer una transmisin libre de errores en el enlace. Este nivel garantiza todo lo mencionado anteriormente pero nicamente en los extremos del cable, es decir, garantiza una comunicacin con un interlocutor adyacente. Algunos ejemplos de estndares de esta capa son HDLC, LAPB, LLC y LAPD. Capa de Red La capa de red ofrece la capacidad de encadenamiento global, para ello se definen dos funciones dentro de esta capa: Direccionamiento. Encaminamiento.

El nivel de red proporciona los medios para la transferencia de informacin entre sistemas finales a travs de algn tipo de red de comunicacin. Libera a las capas superiores de la necesidad de tener conocimiento sobre la transmisin de datos subyacente y las tecnologas de conmutacin utilizadas para conectar los sistemas. Capa de Transporte La capa de transporte proporciona un mecanismo para intercambiar datos entre sistemas finales. Puede estar relacionada con la optimizacin del uso de los recursos de red y proporcionar una calidad del servicio solicitada. Se puede decir que el nivel de transporte hace sobre el nivel de red lo que el nivel de enlace sobre el nivel fsico, proporciona la seguridad de que las aplicaciones de ambas mquinas disponen de aplicaciones lgicas sin errores. Capa de Sesin La capa de sesin proporciona los mecanismos para controlar el dilogo entre aplicaciones en sistemas finales. En muchos casos habr poca o ninguna necesidad de los servicios de la capa deApuntes recopilados por Ing. Victor Manuel Gonzlez Miranda

5


sesin, pero en algunas aplicaciones, estos sistemas se utilizan. Los servicios clave proporcionados por el nivel de sesin incluyen la disciplina del dilogo (full-duplex, semi-duplex,...), el agrupamiento (para definir grupos de datos) y la recuperacin. Capa de Presentacin La capa de presentacin define el formato de los datos que se van a intercambiar entre las aplicaciones y ofrece a los programas de aplicacin un conjunto de servicios de transformacin de datos. Este nivel da el significado a la informacin. Algunos de los servicios que proporciona son los de compresin de datos, encriptacin y codificacin. Capa de Aplicacin Esta capa contiene funciones de administracin y generalmente mecanismos tiles para admitir aplicaciones distintas. Se considera que pertenecen a esta capa los servicios de transferencia de ficheros, correo electrnico y acceso terminal a computadores remotos.

1.3.2.

Proceso de encapsulado de datos

El mensaje que una capa n recibe de la capa superior (n + 1) es simplemente una secuencia de bits de datos. La capa n agrega un encabezado a ese mensaje y lo transfiere a la capa inferior (n 1). De nuevo, a los bits que recibe les agrega su propio encabezado. Esta funcin se conoce como encapsulado. Con el fin de satisfacer sus propios requerimientos, una capa n puede segmentar el mensaje recibido. Los datos parten del emisor y cada capa le adjunta datos de control hasta que llegan a la capa fsica. En esta capa son pasados a la red y recibidos por la capa fsica del receptor. Luego irn siendo captados los datos de control de cada capa y pasados a una capa superior. Al final, los datos llegan limpios a la capa superior.

1.4. Topologas de redes localesLas redes estn compuestas por muchos componentes diferentes que deben trabajar juntos para crear una red funcional. Por lo tanto, es necesario que haya entendimiento yApuntes recopilados por Ing. Victor Manuel Gonzlez Miranda

6


comunicacin entre los fabricantes, en relacin con la manera en que cada componente trabaja e interacta con los dems componentes de la red. Afortunadamente, se han creado estndares que definen la forma de conectar componentes de hardware en las redes y el protocolo (o reglas) de uso cuando se establecen comunicaciones por red. Los tres estndares o arquitecturas ms populares son: ARCnet, Ethernet y Token Ring. Ethernet y Token Ring son estndares respaldados por el organismo IEEE (Instituto de Ingenieros Elctricos y Electrnicos), mientras que ARCnet es un estndar de la industria que ha llegado a ser recientemente uno de los estndares del ANSI (Instituto Nacional de Estndares Americanos). Los nodos de red (las computadoras), necesitan estar conectados para comunicarse. A la forma en que estn conectados los nodos se le llama topologa. Una red tiene dos diferentes topologas: una fsica y una lgica. La topologa fsica es la disposicin fsica actual de la red, la manera en que los nodos estn conectados unos con otros. La topologa lgica es el mtodo que se usa para comunicarse con los dems nodos, la ruta que toman los datos de la red entre los diferentes nodos de la misma. Las topologas fsica y lgica pueden ser iguales o diferentes. Las topologas de red ms comunes son: bus, anillo y estrella. 1.4.1. Estrella

Uno de los tipos ms antiguos de topologas de redes es la estrella, la cual usa el mismo mtodo de envo y recepcin de mensajes que un sistema telefnico, ya que todos los mensajes de una topologa LAN en estrella deben pasar a travs de un dispositivo central de conexiones conocido como concentrador de cableado, el cual controla el flujo de datos. En la topologa en estrella, cada estacin tiene una conexin directa a un acoplador (conmutador) central. Una manera de construir esta topologa es con conmutadores telefnicos que usan la tcnica de conmutacin de circuitos. Otra forma de esta topologa es una estacin que tiene dos conexiones directas al acoplador de la estrella (nodo central), una de entrada y otra de salida (la cual lgicamente opera como un bus). Cuando una transmisin llega al nodo central, este la retransmite por todas las lneas de salida. Segn su funcin, los acopladores se catalogan en: Acoplador pasivo: cualquier transmisin en una lnea de entrada al acoplador es fsicamente trasladada a todas las lneas de salida. Acoplador activo: existe una lgica digital en el acoplador que lo hace actuar como repetidor. Si llegan bits en cualquier lnea de entrada, son automticamente regenerados y repetidos en todas las lneas de salida. Si llegan simultneamente varias seales de entrada, una seal de colisin es transmitida en todas las lneas de salida. La ventaja principal de esta topologa es la facilidad de conexin, ya que esta se puede efectuar directamente entre el nodo central y el nodo de red en cualquier instante sin necesidad de interrumpir el servicio de la red y garantizando adems, que este se mantendr, si alguno de los nodos quedara fuera de servicio o se daara su cableado. Otra ventaja es que los nodos que se conectan al nodo central no requieren de gran capacidad de procesamiento ni de gran capacidad de almacenamiento de datos. Sin embargo, el controlador de la red debe ser muy eficiente para no provocar cuellos de botella en el trfico de la informacin entre nodos. Una limitante, importante, es la alta dependencia que tiene el funcionamiento de la red del nodo central, si este llegara a interrumpir su servicio, la red, quedara fuera.


7


Topologa de estrella. 1.4.2. Bus Lineal

En una topologa de bus, cada computadora est conectada a un segmento comn de cable de red. El segmento de red se coloca como un bus lineal, es decir, un cable largo que va de un extremo a otro de la red, y al cual se conecta cada nodo de la misma. El cable puede ir por el piso, por las paredes, por el techo, o puede ser una combinacin de stos, siempre y cuando el cable sea un segmento continuo.

Una topologa de Bus se define como una conexin virtual de dos o ms dispositivos a travs de un medio de comunicacin activo, este medio, consta de un cable troncal, de un tranceptor y de dos interfaces. El bus puede ser de cable coaxial grueso o delgado, segn los requerimientos de la red. Un problema asociado a esta topologa es su alta dependencia del Bus ya que, de daarse, se provocara un problema de segmentacin de red, de igual manera, cuando se desea aadir un nuevo nodo a la red, o retirar uno ya existente, es necesario interrumpir la operacin de toda la red. 1.4.3. Anillo

Una topologa de anillo consta de varios nodos unidos formando un crculo lgico. Los mensajes se mueven de nodo a nodo en una sola direccin. Algunas redes de anillo pueden enviar mensajes en forma bidireccional, no obstante, slo son capaces de enviar mensajes en una direccin cada vez. La topologa de anillo permite verificar si se ha recibido un mensaje. En una red de anillo, las estaciones de trabajo envan un paquete de datos conocido como ficha o contrasea de paso.


8


La topologa de anillo es muy similar a la topologa de bus en cuanto a que todos los nodos comparten el mismo medio de transmisin, pero difiere en el hecho de que dicho medio esta conectado en forma de anillo: la informacin que viaja en l recorre una sola direccin a lo largo de la red. No requiere de enrutamiento, ya que cada paquete es pasado a su vecino y as consecutivamente. Caractersticas Ventajas Desventajas Altamente susceptible a fallas. El software de cada nodo es mucho ms complejo. Su funcionamiento depende mucho de la vulnerabilidad del cable, as como, de las fallas en los repetidores. De igual manera, cuando se requiere incorporar un nodo a la red, se deber interrumpir la operacin en toda la red. Algunas desventajas pueden eliminarse considerando una reconfiguracin del anillo, empleando segmentos de un anillo secundario cuando se presenta una falla en el repetidor o en el cable del anillo principal. Otra estrategia, es la de modificar la topologa empleando una configuracin de anillo lgico cableado como estrella fsica y una unidad de acceso mltiple (MAU); esta ltima simplifica mucho la incorporacin de nuevos nodos y elimina la dependencia del funcionamiento de la red de la vulnerabilidad del cable. 1.4.4. Arbol No requiere de enrutamiento. Requiere poca cantidad de cable. Fcil de extender su longitud, ya que el nodo esta diseado como repetidor, por lo que permite amplificar la seal y mandarla mas lejos. Toda la informacin viaja en una sola direccin a lo largo del circulo formado por el anillo. Cada estacin se conecta a otras. Cada nodo siempre pasa el mensaje, si este mensaje es para l, entonces lo copia y lo vuelve a enviar. El arreglo tiene un bit de verificacin, a simple vista, este mecanismo podra parecer menos fuerte que el mecanismo usado para la topologa en caso de fallas. En la implementacin es posible disear anillos que permitan saltar a un nodo que este fallando.

La topologa en rbol es una generalizacin de la topologa en bus. Esta topologa comienza en un punto denominado cabezal o raz (headend). Uno ms cables pueden salir de este punto y cadaApuntes recopilados por Ing. Victor Manuel Gonzlez Miranda

9


uno de ellos puede tener ramificaciones en cualquier otro punto. Una ramificacin puede volver a ramificarse. En una topologa en rbol no se deben formar ciclos. Una red como sta representa una red completamente distribuida en la que computadoras alimentan de informacin a otras computadoras, que a su vez alimentan a otras. Las computadoras que se utilizan como dispositivos remotos pueden tener recursos de procesamientos independientes y recurren a los recursos en niveles superiores o inferiores conforme se requiera.

1.4.5.

Malla

La topologa malla, se relaciona con un todos contra todos, es decir, un dispositivo a conectado con n dispositivos. Si esto hace referencia a una conexin almbrica, seria costoso y nada lgico. Se aplica entonces mas bien a configuraciones inalmbricas donde se carece de forma.


10



Ing. Vctor Manuel Gonzlez Miranda Departamento de Sistemas y Computacin

Unidad II COMPONENTES DE UNA REDObjetivo especifico:

El alumno identificar y explicar el funcionamiento de una red.

Subtemas: 2.1 Estaciones de trabajo. 2.2 Medios de transmisin. 2.3 Adaptadores de red (NIC). 2.4 Dispositivos de conectividad. 2.5 Servidores. 2.6 Sistemas Operativos de red (NOS).

2. Componentes de una red.2.1. Estaciones de trabajo.2.1.1. Plataformas

Una plataforma en trminos informticos es determinado software y/o hardware con el cual una aplicacin es compatible y permite ejecutarla. Una plataforma es, por ejemplo, un sistema operativo, un gran software que sirve como base para ejecutar determinadas aplicaciones compatibles con este. Tambin son plataformas la arquitectura de hardware, los lenguajes de programacin y sus libreras en tiempo de ejecucin, las consolas de videojuegos, etc. Existen programas multiplataforma, que permiten ejecutarse en diversas plataformas. Tambin existen emuladores, programas que permiten ejecutar desde una plataforma programas de otra emulando su funcionamiento. Entonces, cuando se tiene que elegir una terminal, habr de seleccionarla de acuerdo a la compatibilidad y/o especializacin para dicha plataforma. Los equipos, terminales o no, que se conectan directamente a un segmento de red se denominan dispositivos, clasificados a su vez en grandes grupos.


11


1.

2.

Dispositivos de usuario final: que incluyen todos aquellos dispositivos que brindan servicios directamente a usuarios, entre ellos las terminales, impresoras, escaners, etc. Todo aquello que conecta entre si a los dispositivos de usuario final, posibilitando su intercomunicacin.

Por ejemplo, en una arquitectura Cliente-Servidor; a las terminales del lado del cliente son llamadas estaciones de trabajo y del lado del servidor estaciones servidoras. Terminales: Con este trmino se denomina a los Hosts o las computadoras terminales de usuario, es decir, aquellos que ejecutan programas de propsito general y que en realidad son los usuarios de la red de comunicaciones.

Es necesario destacar que son igualmente partes del Host los posibles elementos de comunicaciones integrados en el sistema, como pueden ser tarjetas de red, modems, e incluso los denominados procesadores frontales de comunicaciones ( front-end processors). Las terminales se pueden clasificar segn distintos criterios. Atendiendo a la capacidad de proceso que poseen, se clasifican en: Terminales simples: Son aquellos sin capacidad de proceso independiente, es decir, son controlados desde el exterior. Podemos citar entre ellos el teclado-pantalla o la impresora. Terminales inteligentes: Son aquellos que poseen capacidad de procesamiento independiente. Tienen un procesador y memoria que les permite realizar diversas tareas sin necesidad de ser atendidos por dispositivos externos. Existen teclados-pantallas con cierta capacidad de proceso individual y tambin podemos citar una computadora personal conectada a un sistema central. Debido a la revolucin de las computadoras personales, es cada vez mas frecuente que stas sean utilizadas como terminales mediante la incorporacin de tarjetas de comunicaciones y el software de control de lnea correspondiente. Una segunda clasificacin de terminales se refiere a la aplicacin o aplicaciones para la que se utilizan. En este sentido las terminales se clasifican en: Terminales de propsito general: Son aquellos cuyas aplicaciones pueden ser diversas, sin que este definido un uso particular de la terminal. Son de este tipo los teclados-pantalla, las impresoras, pantallas, etc. Terminales de propsito especfico: Son aquellos construidos para una determinada aplicacin. Tienen caractersticas definidas por la propia aplicacin y por ello no sirven para otro tipo de necesidades. Podemos citar, entre los terminales de este tipo, los cajeros automticos, terminales punto de venta, etc.


12


2.2. Medios de transmisin.Los medios de transmisin se pueden clasificar como guiados y no guiados. En los medios guiados las ondas se confinan en un medio slido, como por ejemplo; un par trenzado, un cable coaxial o fibra ptica. La atmsfera o el espacio exterior son ejemplos de medios no guiados, que proporcionan un medio de transmitir las seales pero sin confinarlas; este tipo de transmisin se denomina inalmbrica. 2.2.1. Medios guiados.

Los diferentes tipos de cables ofrecen distintas caractersticas de funcionamiento. La variedad de velocidad de transmisin de los datos que un sistema de cableado puede soportar, se conoce como el ancho de banda utilizable. La capacidad del ancho de banda est dictada por las caractersticas de comportamiento elctrico que los componentes del sistema de cableado tengan. Esto viene a ser especialmente importante cuando se estn planeando futuras aplicaciones que impondrn mayores demandas sobre el sistema de cableado. El funcionamiento del sistema de cableado deber ser considerado no slo cuando se est apoyando las necesidades actuales sino tambin cuando se anticipan las necesidades del maana. Hacer esto permitir la migracin a aplicaciones de redes ms rpidas sin necesidad de incurrir en costosas actualizaciones del sistema de cableado. Basados en cobre. Par trenzado STP El cable de par trenzado blindado (STP) combina las tcnicas de blindaje, cancelacin y trenzado de cables. Cada par de hilos est envuelto en un papel metlico. Los 4 pares de hilos estn envueltos a su vez en una trenza o papel metlico. Generalmente es un cable de 150 ohmios. Tal como se especifica en las instalaciones de redes Ethernet, el STP reduce el ruido elctrico, tanto dentro del cable (acoplamiento par a par o diafona) como fuera del cable (interferencia electromagntica [EMI] e interferencia de radiofrecuencia [RFI]). El cable de par trenzado blindado comparte muchas de las ventajas y desventajas del cable de par trenzado no blindado (UTP). El cable STP brinda mayor proteccin ante toda clase de interferencias externas, pero es ms caro y es de instalacin ms difcil que el UTP. Un nuevo hbrido de UTP con STP tradicional se denomina UTP blindado (ScTP), conocido tambin como par trenzado de papel metlico (FTP). ScTP consiste, bsicamente, en cable UTP envuelto en un blindaje de papel metlico. Generalmente el cable es de 100 120 ohmios. Los materiales metlicos de blindaje utilizados en STP y ScTP deben estar conectados a tierra en ambos extremos. Si no estn debidamente conectados a tierra (o si existe cualquier discontinuidad en toda la extensin del material de blindaje, debido, por ejemplo, a una terminacin o instalacin inadecuadas), el STP y el ScTP se vuelven susceptibles a problemas de ruido, ya que permiten que el blindaje funcione como una antena que recibe seales no deseadas. Sin embargo, este efecto funciona en ambos sentidos. ElApuntes recopilados por Ing. Victor Manuel Gonzlez Miranda

13


papel metlico (blindaje) no slo impide que las ondas electromagnticas entrantes produzcan ruido en los cables de datos, sino que mantiene en un mnimo la radiacin de ondas electromagnticas salientes, que de otra manera pueden producir ruido en otros dispositivos. Los cables STP y ScTP no pueden tenderse sobre distancias tan largas como las de otros medios para red (tales como cable coaxial y fibra ptica) sin que se repita la seal. El uso de aislamiento y blindaje adicionales aumenta de manera considerable el tamao, peso y costo del cable. Adems, los materiales de blindaje hacen que las terminaciones sean ms difciles y aumentan la probabilidad de que se produzcan defectos de mano de obra. Sin embargo, el STP y el ScTP todava desempean un papel importante, especialmente en Europa. UTP El cable de par trenzado no blindado (UTP) es un medio compuesto por cuatro pares de hilos, que se usa en diversos tipos de redes. Cada uno de los 8 hilos de cobre individuales del cable UTP est revestido de un material aislador. Adems, cada par de hilos est trenzado. Este tipo de cable se basa slo en el efecto de cancelacin que producen los pares trenzados de hilos para limitar la degradacin de la seal que causan la EMI y la RFI. Para reducir an ms la diafona entre los pares en el cable UTP, la cantidad de trenzados en los pares de hilos vara. Al igual que el cable STP, el cable UTP debe seguir especificaciones precisas con respecto a cuanto trenzado se permite por unidad de longitud del cable. Cuando se usa como medio de red, el cable UTP tiene cuatro pares de hilos de cobre de calibre 22 24. El UTP que se usa como medio de red tiene una impedancia de 100 ohmios. Esto lo diferencia de los otros tipos de cables de par trenzado como, por ejemplo, los que se utilizan para el cableado telefnico. El hecho de que el cable UTP tiene un dimetro externo pequeo (aproximadamente 0,43 cm), puede ser ventajoso durante la instalacin. Como el UTP se puede usar con la mayora de las principales arquitecturas de red, su popularidad va en aumento. El cable de par trenzado no blindado presenta muchas ventajas. Es de fcil instalacin y es ms econmico que los dems tipos de medios para red. De hecho, el cable UTP cuesta menos por metro que cualquier otro tipo de cableado de LAN, sin embargo, la ventaja real es su tamao. Debido a que su dimetro externo es tan pequeo, el cable UTP no llena los conductos para el cableado tan rpidamente como sucede con otros tipos de cables. Este puede ser un factor sumamente importante para tener en cuenta, en especial si se est instalando una red en un edificio antiguo. Adems, si se est instalando el cable UTP con un conector RJ, las fuentes potenciales de ruido de la red se reducen enormemente y prcticamente se garantiza una conexin slida y de buena calidad. El cableado de par trenzado presenta ciertas desventajas. El cable UTP es ms susceptible al ruido elctrico y a la interferencia que otros tipos de medios para red y la distancia que puede abarcar la seal sin el uso de repetidores es menos para UTP que para los cables coaxiales y de fibra ptica. En una poca el cable UTP era considerado ms lento para transmitir datos que otros tipos de cables. Sin embargo, hoy en da ya no es as. De hecho, en la actualidad, se considera que el cable UTP es el ms rpido entre los medios basados en cobre.


14


Coaxial El cable coaxial est compuesto por dos elementos conductores. Uno de estos elementos (ubicado en el centro del cable) es un conductor de cobre, el cual est rodeado por una capa de aislamiento flexible. Sobre este material aislador hay una malla de cobre tejida o una hoja metlica que acta como segundo alambre del circuito, y como blindaje del conductor interno. Esta segunda capa, o blindaje, ayuda a reducir la cantidad de interferencia externa. Este blindaje est recubierto por la envoltura del cable. Para las LAN, el cable coaxial ofrece varias ventajas. Se pueden realizar tendidos entre nodos de red a mayores distancias que con los cables STP o UTP, sin que sea necesario utilizar tantos repetidores. Los repetidores reamplifican las seales de la red de modo que puedan abarcar mayores distancias. El cable coaxial es ms econmico que el cable de fibra ptica y la tecnologa es sumamente conocida. Se ha usado durante muchos aos para todo tipo de comunicaciones de datos.

Al trabajar con cables, es importante tener en cuenta su tamao. A medida que aumenta el grosor, o dimetro, del cable, resulta ms difcil trabajar con l. Debe tener en cuenta que el cable debe pasar por conductos y cajas existentes cuyo tamao es limitado. El cable coaxial viene en distintos tamaos. El cable de mayor dimetro se especific para su uso como cable de backbone de Ethernet porque histricamente siempre posey mejores caractersticas de longitud de transmisin y limitacin del ruido. Este tipo de cable coaxial frecuentemente se denomina thicknet o red gruesa. Como su apodo lo indica, debido a su dimetro, este tipo de cable puede ser demasiado rgido como para poder instalarse con facilidad en algunas situaciones. La regla prctica es: cuanto ms difcil es instalar los medios de red, ms cara resulta la instalacin. El cable coaxial resulta ms costoso de instalar que el cable de par trenzado. Hoy en da el cable thicknet casi nunca se usa, salvo en instalaciones especiales.


15


En el pasado, un cable coaxial con un dimetro externo de solamente 0,35 cm (a veces denominado thinnet ( red fina)) se usaba para las redes Ethernet. Era particularmente til para instalaciones de cable en las que era necesario que el cableado tuviera que hacer muchas vueltas. Como la instalacin era ms sencilla, tambin resultaba ms econmica. Por este motivo algunas personas lo llamaban cheapernet (red barata). Sin embargo, como el cobre exterior o trenzado metlico del cable coaxial comprende la mitad del circuito elctrico, se debe tener un cuidado especial para garantizar su correcta conexin a tierra. Esto se hace asegurndose de que haya una slida conexin elctrica en ambos extremos del cable. Sin embargo, a menudo, los instaladores omiten hacer esto. Como resultado, la conexin incorrecta del material de blindaje constituye uno de los problemas principales relacionados con la instalacin del cable coaxial. Los problemas de conexin resultan en ruido elctrico que interfiere con la transmisin de seales sobre los medios de red. Es por este motivo que, a pesar de su dimetro pequeo, thinnet ya no se utiliza con tanta frecuencia en las redes Ethernet. Basados en fibra. Fibra ptica El cable de fibra ptica es un medio de red que puede conducir transmisiones de luz moduladas. Si se compara con otros medios para red, es ms caro, sin embargo, no es susceptible a la interferencia electromagntica y ofrece velocidades de datos ms altas que cualquiera de los dems tipos de medios para red descritos aqu. El cable de fibra ptica no transporta impulsos elctricos, como lo hacen otros tipos de medios para red que usan cables de cobre. Ms bien, las seales que representan a los bits se convierten en haces de luz. Aunque la luz es una onda electromagntica, la luz en las fibras no se considera inalmbrica ya que las ondas electromagnticas son guiadas por la fibra ptica. El trmino inalmbrico se reserva para las ondas electromagnticas irradiadas, o no guiadas. La comunicacin por medio de fibra ptica tiene su origen en varias invenciones del siglo XIX.. Sin embargo, el uso de la fibra ptica para comunicaciones no era factible hasta la dcada de 1960, cuando se introdujeron por primera vez fuentes de luz lser de estado slido y materiales de vidrio de alta calidad sin impurezas. Las promotoras del uso generalizado de la fibra ptica fueron las empresas telefnicas, quienes se dieron cuenta de los beneficios que ofreca para las comunicaciones de larga distancia. El cable de fibra ptica que se usa en red est compuesto por dos fibras envueltas en revestimientos separados. Si se observa una seccin transversal de este cable, veremos que cada


16


fibra ptica se encuentra rodeada por capas de material amortiguador protector, normalmente un material plstico como Kevlar, y un revestimiento externo. El revestimiento exterior protege a todo el cable. Generalmente es de plstico y cumple con los cdigos aplicables de incendio y construccin. El propsito del Kevlar es brindar una mayor amortiguacin y proteccin para las frgiles fibras de vidrio que tienen el dimetro de un cabello.

Siempre que los cdigos requieran que los cables de fibra ptica deban estar bajo tierra, a veces se incluye un alambre de acero inoxidable como refuerzo. Las partes que guan la luz en una fibra ptica se denominan ncleo y revestimiento. El ncleo es generalmente un vidrio de alta pureza con un alto ndice de refraccin Cuando el vidrio del ncleo est recubierto por una capa de revestimiento de vidrio o de plstico con un ndice de refraccin bajo, la luz se captura en el ncleo de la fibra. Este proceso se denomina reflexin interna total y permite que la fibra ptica acte como un tubo de luz, guiando la luz a travs de enormes distancias, incluso dando vuelta en codos. Las caractersticas generales de la fibra ptica son: Integridad de datos: En condiciones normales, una transmisin de datos por fibra ptica tiene -11 una frecuencia de errores o BER (Bit Error Rate) menor de 10 E . Esta caracterstica permite que los protocolos de comunicaciones de alto nivel, no necesiten implantar procedimientos de correccin de errores por lo que se acelera la velocidad de transferencia. Duracin: La fibra ptica es resistente a la corrosin y a las altas temperaturas. Gracias a la proteccin de la envoltura es capaz de soportar esfuerzos elevados de tensin en la instalacin. Seguridad: Debido a que la fibra ptica no produce radiacin electromagntica, es resistente a las acciones intrusivas de escucha. Para acceder a la seal que circula en la fibra es necesario partirla, con lo cual no hay transmisin durante este proceso, y puede por tanto detectarse. La fibra tambin es inmune a los efectos electromagnticos externos, por lo que se puede utilizar en ambientes industriales sin necesidad de proteccin especial. Uno de los parmetros ms caractersticos de las fibras es su relacin entre los ndices de refraccin del ncleo y de la cubierta que depende tambin del radio del ncleo y que se denomina frecuencia fundamental o normalizada; tambin se conoce como apertura numrica y es adimensional. Segn el valor de este parmetro se pueden clasificar los cables de fibra ptica en dos clases: Monomodo. Cuando el valor de la apertura numrica es inferior a 2,405, un nico modo electromagntico viaja a travs de la lnea y por tanto sta se denomina monomodo. Slo se propagan los rayos paralelos al eje de la fibra ptica, consiguiendo el rendimiento mximo, en concreto un ancho de banda de hasta 50 GHz. Este tipo de fibras necesitan el empleo de emisores lser para la inyeccin de la luz, lo que proporciona un gran ancho de banda y una baja atenuacin con la distancia, por lo que son utilizadas en redes metropolitanas y redes de rea extensa. Por contra, resultan ms caras de producir y el equipamiento es ms sofisticado. Puede operar con velocidades de hasta los 622 Mbps y tiene un alcance de transmisin de hasta 100 Km.Apuntes recopilados por Ing. Victor Manuel Gonzlez Miranda

17


Multimodo. Cuando el valor de la apertura numrica es superior a 2.405, se transmiten varios modos electromagnticos por la fibra, denominndose por este motivo fibra multimodo.

Las fibras multimodo son las ms utilizadas en las redes locales por su bajo coste. Los dimetros ms frecuentes 62.5/125 y 100/140 micras. Las distancias de transmisin de este tipo de fibras estn alrededor de los 2.4 km y se utilizan a diferentes velocidades: 10 Mbps, 16 Mbps, 100 Mbps y 155 Mbps. Con salto de ndice. La fibra ptica est compuesta por dos estructuras que tienen ndices de refraccin distintos. La seal de longitud de onda no visible por el ojo humano se propaga por reflexin. As se consigue un ancho de banda de hasta 100 MHz. Con ndice gradual. El ndice de refraccin aumenta proporcionalmente a la distancia radial respecto al eje de la fibra ptica. Es la fibra ms utilizada y proporciona un ancho de banda de hasta 1 GHz.


18


2.2.2.

Medios no guiados.

En estos medios, tanto la transmisin como la recepcin se lleva a cabo mediante antenas. Bsicamente hay dos tipos de configuraciones para las transmisiones inalmbricas: direccionales y omnidireccionales.

Inalmbricos.

Microondas terrestres: El uso principal de este tipo de medio es para las comunicaciones de larga distancia como alternativa de cable coaxial y fibra. Es muy frecuente su uso en transmisiones de TV y voz. Microondas por satlite: Su uso es tan importante como la fibra ptica. Se utiliza para la difusin de televisin, transmisin telefnica a gran distancia y redes privadas. Ondas de radio: Interviene la radio comercial y se utiliza tambin para algunas redes. Infrarrojos: Este tipo de transmisin no atraviesa paredes y no hay problemas de permisos.


19


2.3. Adaptadores de red.Los elementos requeridos para la transmisin digital, entre otras cosas, son: Adaptador de comunicaciones. Es un dispositivo que formatea la informacin de una manera apropiada para que un DTE (terminal- Data Terminal Equipment) pueda comunicarse con otro DTE DCE (mdem- Data Circuit-Terminal Equipment). Esto implica que por cada DTE deber existir un adaptador de comunicaciones idntico al DCE para que la informacin tenga el mismo formato en ambos dispositivos.

Los elementos de un adaptador de comunicaciones: o Interfase Fsica. Es el mtodo de conexiones mecnicas y elctricas debidamente estandarizadas, que permite establecer la conexin fsica entre el adaptador de comunicaciones y el medio de comunicacin el cual sugiere la consideracin de tres aspectos importantes: Aspecto Mecnico, describe las caractersticas mecnicas y describe parmetros como la geometra del conector y sus dimensiones.

Aspecto Elctrico, describe las caractersticas elctricas y establece el el nmero de lneas elctricas tiles y su disposicin. Aspecto Funcional, describe la funcin de cada circuito elctrico en la conexin, especificando el nombre de cada lnea o circuito, nmero de cada lnea o circuito y funcin de cada lnea o circuito elctrico en la conexin.

o

Interfase Lgica. Es software poyado en hardware que determina completamente la operacin del adaptador, puesto que establece: Tcnica de transmisin, que determina si la informacin es transmitida en banda base o banda ancha. Tipo de transmisin, que determina si los bits de datos se transmiten en forma sncrona o asncrona. Codificacin, determinar el cdigo de lnea que se utiliza para la representacin elctrica de bits. Algunos tipos de cdigos ms utilizados son: Manchester, NRZ. Velocidad de transmisin que se determina con la velocidad de modulacin y la codificacin. Esta velocidad oscila entre unos cuantos cientos de bps hasta decenas Mbps, dependiendo del tipo de adaptador. Modo de operacin que determina si la transmisin es Simplex, Half Duplex o Full Duplex. Mtodo de acceso, determina en que instante un dispositivo en particular puede accesar al medio de comunicacin, y como lo va a hacer.

Tipos de adaptadores:


20


1) Programables:Carece de una lgica programacin propia. El conjunto de instrucciones que rigen su operacin proviene de la memoria principal de la terminal. Los puertos seriales y paralelos son ejemplos de ellos y, 2) Inteligentes: Tiene lgica propia. Tarjeta de red. Se pueden usar varios medios fsicos para la transmisin real; cada uno con su propios trminos de ancho de banda, retardo, costo y facilidad de instalacin y mantenimiento

2.4. Dispositivos de conectividad.Dentro del segundo gran grupo de los componentes de las redes, estn los dispositivos de conectividad; a continuacin se mencionaran estos: 2.4.1. Repetidores.

Un repetidor es un dispositivo electrnico que opera solo en el nivel fsico del modelo OSI. Su trabajo consiste en recibir una seal antes de volverse ilegible o dbil, regenerar el patrn de bits original y colocar la copia refrescada en el otro extremo del enlace.

Un repetidor solo permite extender la distancia del segmento en una red.

2.4.2.

HUB

El funcionamiento de un hub es recibir tramas en un puerto, luego copia y transmite (repite) la trama a todos los dems puertos.


21


2.4.3.

Transceptores.

Es un convertidor de medios. Equipos especializados que trabajan en capa 1 para convertir seales luminosas a elctricas, o de parte trenzado a coaxial, etc.

2.4.4.

Puentes (Bridges).

Los puentes actan en el nivel fsico y de enlace en el modelo OSI. Pueden dividir una red grande en segmentos pequeos y retransmitir tramas entre dos LAN originalmente separadas. El trabajo de la capa de enlace es separar trafico, algo que los hace tiles para controlar la congestin y aislar enlaces con problemas a la vez que proporcionan seguridad mediante esta divisin de trafico. Un puente acta en el nivel de enlace de datos, dndole acceso a las direcciones fsicas de todas las estaciones conectadas a el. Cuando una trama entra en el puente, el puente no solo regenera la seal sino que tambin comprueba la direccin del destino y encamina la nueva copia solo al segmento en el que se encuentra la direccin destino. Cuando un puente encuentra un paquete, lee la direccin contenida en la trama y compara esa direccin con una tabla que almacena las direcciones de todas las estaciones en ambos segmentos. Cuando encuentra una correspondencia, busca el segmento al que pertenece la estacin y retransmite el paquete solo a ese segmento.

Existen varios tipos de puentes: Puente simple. Enlaza dos segmentos de red. Maneja una tabla. Puentes multipuesto. Enlaza dos o mas segmentos de red. Maneja tres tablas. Puentes transparente. O de aprendizaje. Construye la tabla a medida que conoce las direcciones.


22


Los puentes son dispositivos de red que se pueden usar para reducir los dominios de colisin de gran tamao. Los dominios de colisin son reas en las que existe la probabilidad de que los paquetes interfieran entre s. Logran esto dividiendo la red en segmentos ms pequeos y reduciendo la cantidad de trfico que debe pasar entre los segmentos. 2.4.5. Conmutadores (Switch)

Al igual que los puentes, los switches conectan segmentos de la LAN, usan una tabla de direcciones MAC para determinar el segmento en el que es necesario transmitir un datagrama y reducen el trfico. Los switches operan a velocidades mucho ms altas que los puentes y pueden soportar nuevas funcionalidades como, por ejemplo, las LAN virtuales. Un switch Ethernet brinda muchas ventajas como, por ejemplo, permitir que varios usuarios se comuniquen en paralelo a travs del uso de circuitos virtuales y segmentos de red dedicados en un entorno libre de colisiones. Esto aumenta al mximo el ancho de banda disponible en el medio compartido. Otra de las ventajas es que desplazarse a un entorno de LAN conmutado es muy econmico ya que el hardware y el cableado se pueden volver a utilizar. Por ltimo, los administradores de red tienen mayor flexibilidad para administrar la red a travs de la potencia del switch y del software para configurar la LAN. Los switches de LAN se consideran puentes multipuerto sin dominio de colisin debido a la microsegmentacin. Los datos se intercambian a altas velocidades haciendo la conmutacin de paquetes hacia su destino. Al leer la informacin de Capa 2 de direccin MAC destino, los switches pueden realizar transferencias de datos a altas velocidades de forma similar a los puentes. El paquete se enva al puerto de la estacin receptora antes de que la totalidad de la trama ingrese al switch. Esto provoca niveles de latencia bajos y una alta tasa de velocidad para el envo de paquetes.

La conmutacin Ethernet aumenta el ancho de banda disponible en una red. Esto se hace creando segmentos de red dedicados, o conexiones punto a punto, y conectando estos segmentos en una red virtual dentro del switch. Este circuito de red virtual existe solamente cuando dos nodos necesitan comunicarse. Esto se denomina circuito virtual ya que existe slo cuando es necesario y se establece dentro del switch. Aunque el switch LAN reduce el tamao de los dominios de colisin, todos los hosts conectados al switch pertenecen al mismo dominio de broadcast. Por lo tanto, un broadcast emitido de un nodo lo percibirn todos los dems nodos conectados a travs del switch LAN.


23


2.4.6.

Gateways.

Los gateways o pasarelas potencialmente actan en los siete niveles del modelo OSI. Una pasarela es un convertidor de protocolos, es decir, puede aceptar paquetes de AppleTalk y modificarlo a TCP/IP antes de encaminarlo. Sus caractersticas principales son: Se trata de un ordenador u otro dispositivo que interconecta redes radicalmente distintas. Trabaja al nivel de aplicacin del modelo OSI. Cuando se habla de pasarelas a nivel de redes de rea local, en realidad se est hablando de routers. Son capaces de traducir informacin de una aplicacin a otra, como por ejemplo las pasarelas de correo electrnico. Consiste en una computadora u otro dispositivo que acta como traductor entre dos sistemas que no utilizan los mismos protocolos de comunicaciones, formatos de estructuras de datos, lenguajes y/o arquitecturas. Un gateway (compuerta) no es como un puente, que simplemente transfiere informacin entre dos sistemas sin realizar conversin. Este modifica el empaquetamiento de la informacin o su sintaxis para acomodarse al sistema destino. Los Gateways trabajan en el nivel ms alto del modelo OSI ( el de Aplicacin ). Son el mtodo ms sofisticado de interconectar redes. Se pueden conectar redes con arquitecturas completamente distintas; por ejemplo, una red Novell PC con una red con arquitectura SNA o TCP/IP, o con una red Ethernet. Las compuertas no hacen funciones de enrutamiento en la red, simplemente transmiten paquetes para que puedan ser ledos. Cuando una compuerta recibe un paquete de una red, sta traduce el paquete del formato usado en la red a un formato comn entre compuertas, y luego lo enva a otra compuerta, la cual despus de recibirlo lo traduce del formato comn al formato usado en la red destino, y por ltimo lo enva a sta. Existen dos tipos de Gateways : Board And Software Devices. Estos dispositivos vienen siendo computadoras equipadas con adaptadores de comunicaciones de diferentes protocolos correspondientes a los segmentos de los diferentes tipos de red que se desea interconectar. Adems, del software que nos permita traducir los diferentes elementos de los protocolos a comunicar. Por lo general, son computadoras dedicadas. En la mayora de los casos un servidor de archivos se puede habilitar como un Gateway de este tipo. Box Level Devices. Son dispositivos inteligentes dedicados que nos permiten no solamente la traduccin de protocolos sino tambin la comunicacin entre dispositivos de diferentes arquitecturas y an bajo diferentes ambientes operativos.

2.4.7.

Router.

Un router es un tipo especial de computadora. Cuenta con los mismos componentes bsicos que una PC estndar de escritorio. Cuenta con un CPU, memoria, bus de sistema y distintas interfaces de entrada/salida. Sin embargo, los routers estn diseados para cumplir algunas funciones muy especficas que, en general, no realizan las computadoras de escritorio. Por ejemplo, los routersApuntes recopilados por Ing. Victor Manuel Gonzlez Miranda

24


conectan y permiten la comunicacin entre dos redes y determinan la mejor ruta para la transmisin de datos a travs de las redes conectadas. Al igual que las computadores, que necesitan sistemas operativos para ejecutar aplicaciones de software, los routers necesitan el software denominado Sistema operativo de internetworking (IOS) para ejecutar los archivos de configuracin. Estos archivos de configuracin contienen las instrucciones y los parmetros que controlan el flujo del trfico entrante y saliente de los routers. Especficamente, a travs de los protocolos de enrutamiento, los routers toman decisiones sobre cul es la mejor ruta para los paquetes. El archivo de configuracin especifica toda la informacin necesaria para una correcta configuracin y uso de los protocolos enrutados y de enrutamiento seleccionados o habilitados, en el router. Los principales componentes internos del router son la memoria RAM, la memoria de acceso aleatorio no voltil (NVRAM), la memoria flash, la memoria de slo lectura (ROM) y las interfaces. La RAM, tambin llamada RAM dinmica (DRAM), tiene las siguientes caractersticas y funciones: Almacena las tablas de enrutamiento. Guarda el cach ARP. Guarda el cach de conmutacin rpida. Crea el buffer de los paquetes (RAM compartida). Mantiene las colas de espera de los paquetes. Brinda una memoria temporal para el archivo de configuracin del router mientras est encendido. Pierde el contenido cuando se apaga o reinicia el router. La NVRAM tiene las siguientes caractersticas y funciones: Almacena el archivo de configuracin inicial. Retiene el contenido cuando se apaga o reinicia el router. La memoria flash tiene las siguientes caractersticas y funciones: Guarda la imagen del sistema operativo (IOS) Permite que el software se actualice sin retirar ni reemplazar chips en el procesador. Retiene el contenido cuando se apaga o reinicia el router. Puede almacenar varias versiones del software IOS. Es un tipo de ROM programable, que se puede borrar electrnicamente (EEPROM) La memoria de slo lectura (ROM) tiene las siguientes caractersticas y funciones: Guarda las instrucciones para el diagnstico de la prueba al inicio (POST). Guarda el programa bootstrap y el software bsico del sistema operativo. Requiere del reemplazo de chips que se pueden conectar en el motherboard para las actualizaciones del software. Las interfaces tienen las siguientes caractersticas y funciones: Conectan el router a la red para permitir que las tramas entren y salgan. Pueden estar en el motherboard o en un mdulo aparte.


25


En la mayora de los entornos LAN, el router se conecta a la red LAN a travs de una interfaz de Ethernet o Fast Ethernet. El router es un host que se comunica con la LAN por medio de un hub o de un switch. Se usa un cable de conexin directa para efectuar esta conexin. Una interfaz de router 10/100BaseTX router requiere cable de par trenzado no blindado Categora 5 o superior (UTP) no obstante el tipo de router. En algunos casos, la conexin Ethernet del router se realiza directamente a la computadora o a otro router. Para este tipo de conexin, se requiere un cable de conexin cruzada. Es necesario usar la interfaz correcta. Si se conecta la interfaz incorrecta, es posible que se produzcan daos en el router o en otros dispositivos de red. Varios tipos de conexiones usan el mismo estilo de conector. Por ejemplo, las interfaces CSU/DSU integradas, AUX, consola, BRI RDSI, Ethernet y Token Ring usan el mismo conector de ocho pins, RJ-45, RJ-48 o RJ-49. Para ayudar a diferenciar las conexiones del router, Cisco utiliza un esquema de cdigos de color para identificar el uso del conector, por ejemplo, para algunos de los que se usan en un router 2600 se tiene:

Las conexiones WAN pueden tener un sinfn de formas. Una WAN realiza conexiones de datos a travs de una amplia rea geogrfica usando distintos tipos de tecnologas. Generalmente, los proveedores arriendan estos servicios WAN. Entre los tipos de conexin WAN se encuentra los de lnea arrendada, de conmutacin de circuitos y de conmutacin de paquetes. Para cada tipo de servicio WAN, el equipo terminal del abonado (CPE), a menudo un router, es el equipo Terminal de datos (DTE). Este se conecta al proveedor del servicio por medio de un dispositivo del equipo de transmisin de datos (DCE), en general, un mdem o una unidad de servicio de canal/unidad de servicio de datos (CSU/DSU). Este dispositivo se usa para convertir los datos del DTE a una forma aceptable para el proveedor del servicio WAN.


26


Funcionamiento Un Router enva los paquetes desde la red origen a la red destino utilizando el protocolo IP. Los paquetes deben incluir un identificador tanto para la red origen como para la red destino. Utilizando la direccin IP de una red destino, un Router puede enviar un paquete a la red correcta. Cuando un paquete llega a un Router conectado a la red destino, este utiliza la direccin IP para localizar el computador en particular conectado a la red. Este sistema funciona de la misma forma que un sistema nacional de correo. Cuando se enva una carta, primero debe enviarse a la oficina de correos de la ciudad destino, utilizando el cdigo postal. Dicha oficina debe entonces localizar el destino final en la misma ciudad utilizando el domicilio. Es un proceso de dos pasos. De igual manera, cada direccin IP consta de dos partes. Una parte identifica la red donde se conecta el sistema y la segunda identifica el sistema en particular de esa red. Como muestra la Figura, cada octeto vara de 0 a 255. Cada uno de los octetos se divide en 256 subgrupos y stos, a su vez, se dividen en otros 256 subgrupos con 256 direcciones cada uno. Al referirse a una direccin de grupo inmediatamente arriba de un grupo en la jerarqua, se puede hacer referencia a todos los grupos que se ramifican a partir de dicha direccin como si fueran una sola unidad.

Este tipo de direccin recibe el nombre de direccin jerrquica porque contiene diferentes niveles. Una direccin IP combina estos dos identificadores en un solo nmero. Este nmero debe ser un nmero exclusivo, porque las direcciones repetidas haran imposible el enrutamiento. La primera parte identifica la direccin de la red del sistema. La segunda parte, la parte del host, identifica qu mquina en particular de la red.

2.4.8.

Brouters.

Un B-router es un hibrido de Bridge-Router. Existen los de un solo protocolo y los multiprotocolo. Un Brouter de un solo protocolo, recibe el paquete al que pertenece al protocolo para el que esta diseado (IP o IPX, etc), encamina el paquete utilizando direccionamiento de nivel de red; en caso contrario acta como un puente y pasa el paquete utilizando direccionamiento del nivel de enlace.


27


Un Brouter multiprotocolo, recibe el paquete al que pertenece a uno de los protocolos para los que esta diseado (IP, IPX, etc), encamina el paquete utilizando direccionamiento de nivel de red; en caso contrario acta como un puente y pasa el paquete utilizando direccionamiento del nivel de enlace.

2.5. Servidores.En trminos comunes, cuando se hace referencia a un servidor se entiende por el equipo que da servicio a clientes en una arquitectura cliente-servidor, pero realmente el servidor es el software quien da el servicio. Claro esta, que el equipo que soporta dicho software debe ser robusto en su construccin, con mayor performance que si fuera una terminal de escritorio. Los servidores (software): Servidores de Aplicaciones (Application Servers): Designados a veces como un tipo de middleware (software que conecta dos aplicaciones), los servidores de aplicaciones ocupan una gran parte del territorio entre los servidores de bases de datos y el usuario, y a menudo los conectan. Servidores de Audio/Video (Audio/Video Servers): Los servidores de Audio/Video aaden capacidades multimedia a los sitios web permitindoles mostrar contenido multimedia en forma de flujo continuo (streaming) desde el servidor. Servidores de Chat (Chat Servers): Los servidores de chat permiten intercambiar informacin a una gran cantidad de usuarios ofreciendo la posibilidad de llevar a cabo discusiones en tiempo real. Servidores de Fax (Fax Servers): Un servidor de fax es una solucin ideal para organizaciones que tratan de reducir el uso del telfono pero necesitan enviar documentos por fax. Servidores FTP (FTP Servers): Uno de los servicios ms antiguos de Internet, File Transfer Protocol permite mover uno o ms archivos. Servidores Groupware (Groupware Servers): Un servidor groupware es un software diseado para permitir colaborar a los usuarios, sin importar la localizacin, va Internet o va Intranet corporativo y trabajar juntos en una atmsfera virtual. Servidores IRC (IRC Servers): Otra opcin para usuarios que buscan la discusin en tiempo real, Internet Relay Chat consiste en varias redes de servidores separadas que permiten que los usuarios conecten el uno al otro va una red IRC. Servidores de Listas (List Servers): Los servidores de listas ofrecen una manera mejor de manejar listas de correo electrnico, bien sean discusiones interactivas abiertas al pblico o listas unidireccionales de anuncios, boletines de noticias o publicidad. Servidores de Correo (Mail Servers): Casi tan ubicuos y cruciales como los servidores web, los servidores de correo mueven y almacenan el correo electrnico a travs de las redes corporativas (va LANs y WANs) y a travs de Internet. Servidores de Noticias (News Servers): Los servidores de noticias actan como fuente de distribucin y entrega para los millares de grupos de noticias pblicos actualmente accesibles a travs de la red de noticias USENET.


28


Servidores Proxy (Proxy Servers): Los servidores proxy se sitan entre un programa del cliente (tpicamente un navegador) y un servidor externo (tpicamente otro servidor web) para filtrar peticiones, mejorar el funcionamiento y compartir conexiones. Servidores Telnet (Telnet Servers): Un servidor telnet permite a los usuarios entrar en un equipo husped y realizar tareas como si estuviera trabajando directamente en ese equipo. Servidores Web (Web Servers): Bsicamente, un servidor web sirve contenido esttico a un navegador, carga un archivo y lo sirve a travs de la red. Servidores de Base de Datos (Data Base Servers): Un servidor que permite a las aplicaciones tener acceso a datos para que sean almacenados, procesados, etc., para dar apoyo a actividades varias a travs de la red.

2.6. Sistemas operativos de red (NOS).La efectiva administracin de las LAN y WAN constituye el elemento clave para mantener un entorno productivo en el mundo de las redes. A medida que un mayor nmero de usuarios dispone de ms y ms servicios, el rendimiento de las redes se ve afectado negativamente. Los administradores de redes, a travs de un constante monitoreo, deben reconocer los problemas y ser capaces de corregirlos antes de que se hagan evidentes a los usuarios finales. Se dispone de diversos protocolos y herramientas para monitorear las redes de forma local y remota. El entendimiento profundo de estas herramientas es fundamental para una efectiva administracin de las redes. El OS (sistema operativo) de una computadora conforma los cimientos de software sobre los cuales se ejecutan las aplicaciones y los servicios en una estacin de trabajo. De igual manera, un NOS permite la comunicacin entre mltiples dispositivos y el compartir recursos a travs de la red. Los servidores de red UNIX, Linux, Microsoft Windows NT, o Windows 2000 incluyen un NOS. Las funciones comunes de los OS para estaciones de trabajo incluyen el control del hardware de la computadora, la ejecucin de programas y el proveer una interfaz al usuario. Los OS llevan a cabo estas funciones para los usuarios individuales. Varios usuarios pueden compartir el equipo pero no se pueden registrar en l al mismo tiempo. Los NOS en cambio distribuyen las funciones entre varias computadoras en la red. Los NOS dependen de los servicios de los OS locales de cada computadora individual. Los NOS agregan entonces funciones adicionales que permiten el acceso a los recursos compartidos por varios usuarios al mismo tiempo. Las estaciones de trabajo funcionan como clientes en un entorno NOS. Cuando una estacin de trabajo se convierte en un cliente en un entorno NOS, un software especializado adicional permite que el usuario local tenga acceso a recursos no locales o remotos, tal como si estos recursos formaran parte del sistema local. Los NOS aumentan el alcance de las estaciones de trabajo clientes, haciendo que los servicios remotos estn disponibles como extensiones del sistema operativo local. Un sistema capaz de operar como servidor NOS debe estar capacitado para permitir el acceso de mltiples usuarios simultneos. El administrador de la red crea una cuenta para cada usuario, lo que permite que stos se registren y se conecten al servidor. La cuenta del usuario en el servidor permite que el servidor reconozca a dicho usuario y le asigne los recursos que se le han otorgado. Los sistemas que proveen esta capacidad reciben el nombre de sistemas multiusuario. Un NOS para servidores es un sistema multitarea capaz de ejecutar mltiples tareas o procesos al mismo tiempo. El software de secuenciacin del NOS divide el tiempo del procesador interno, la memoria y el uso de otros elementos del sistema entre diferentes tareas a fin de compartir los recursos del sistema. Cada usuario del sistema multiusuario est soportado por una tarea o proceso individual interno del servidor. Estas tareas internas se crean de forma dinmica a medida que los usuarios se conectan al sistema y se eliminan cuando los usuarios se desconectan.


29


Las caractersticas principales a considerar en la seleccin de un NOS son el rendimiento, las herramientas disponibles de administracin y monitoreo, la seguridad, la escalabilidad y la robustez o tolerancia a las fallas. La siguiente seccin define brevemente cada una de estas caractersticas. Rendimiento. Un NOS debe tener un alto rendimiento en cuanto a las funciones de lectura y escritura de archivos a travs de la red entre clientes y servidores. Debe ser capaz de mantener un gil rendimiento bajo grandes cargas de trabajo, cuando muchos clientes realizan peticiones simultneamente. Un desempeo estable bajo gran demanda es un estndar importante para un NOS. Administracin y monitoreo. La interfaz de administracin del NOS del servidor provee las herramientas para el monitoreo del servidor, la administracin de clientes, de archivos, de los servicios de impresin y del almacenamiento en discos. La interfaz de administracin provee las herramientas para la instalacin de nuevos servicios y su configuracin. Adems, los servidores requieren de monitoreo y ajustes peridicos. Seguridad. Un NOS debe proteger los recursos compartidos que controla. La seguridad incluye el control del acceso de los usuarios a los servicios para prevenir el acceso no autorizado a los recursos de la red. La seguridad tambin involucra el cifrado de la informacin, a fin de protegerla cuando se transfiere entre clientes y servidores. Escalabilidad. La escalabilidad es la capacidad que tiene un NOS para crecer sin degradacin de su rendimiento. Un NOS debe ser capaz de mantener su rendimiento a medida que nuevos usuarios se incorporen a la red y nuevos servidores se agreguen para brindarles soporte. Robustez/tolerancia a las fallas. La medida de la robustez es la capacidad de brindar servicios eficazmente bajo grandes cargas y de mantener dichos servicios aun en caso de fallas en los componentes o procesos. El uso de discos redundantes y el equilibrio de la carga de trabajo entre mltiples servidores puede mejorar la robustez del NOS.


30



Ing. Vctor Manuel Gonzlez Miranda Departamento de Sistemas y Computacin

Unidad III ESTANDARES Y PROTOCOLOS DE REDESObjetivo especifico:

Analizara las normas, estndares y protocolos de redes de rea local.

Subtemas: 3.1 Estndares de conexin LAN de la IEEE. 3.2 Arquitectura de protocolos.

3. Estndares y protocolos de redes.3.1. Estndares de conexin LAN de la IEEE.3.1.1. Proyecto 802.

El instituto de Ingenieros Elctricos y Electrnicos (IEEE: Institute of Electrical and Electronic Engineers) es una de las organizaciones que establece estndares para diversas reas tcnicas, entre ellos la estandarizacin de redes de rea local (LAN), el cual se denomin 802, debido al ao y mes en que fue puesto en operacin (febrero de 1980). El proyecto 802 defini los estndares de las redes para los niveles fsico y de datos del modelo OSI. Aunque las publicaciones de los estndares de la IEEE 802 actualmente preceden a las de los estndares del modelo OSI, ambos fueron desarrollados en el mismo periodo y compartieron la misma informacin, lo que condujo a dos modelos compatibles. IEEE 802.1 Protocolos superiores de redes de rea local IEEE 802.2 Control de enlace lgico IEEE 802.3 Ethernet IEEE 802.4 Token Bus (abandonado) IEEE 802.5 Token Ring IEEE 802.6 Red de rea metropolitana (abandonado) IEEE 802.7 Grupo de Asesora Tcnica sobre banda ancha (abandonado) IEEE 802.8 Grupo de Asesora Tcnica sobre fibra ptica (abandonado) IEEE 802.9 RAL de servicios integrados (abandonado) IEEE 802.10 Seguridad interoperable en LAN (abandonado) IEEE 802.11 Red local inalmbrica, tambin conocido como Wi-Fi IEEE 802.12 Prioridad de demanda IEEE 802.14 Cable mdems, es decir mdems para televisin por cable. (abandonado) IEEE 802.15 Red de rea personal inalmbrica, que viene a ser Bluetooth IEEE 802.16 Acceso inalmbrico de Banda Ancha, tambin llamada WiMAX, para acceso inalmbrico desde casa.Apuntes recopilados por Ing. Victor Manuel Gonzlez Miranda

31


IEEE 802.17 IEEE 802.18 IEEE 802.19 IEEE 802.20 IEEE 802.21 IEEE 802.22

Anillos de paquetes con recuperacin, se supone que esto es aplicable a cualquier tamao de red, y est bastante orientado a anillos de fibra ptica. Grupo de Asesora Tcnica sobre Normativas de Radio Grupo de Asesora Tcnica sobre Coexistencia. Acceso inalmbrico de Banda ancha mvil, que viene a ser como el 16 pero en movimiento. Interoperabilidad independiente del medio Red inalmbrica de rea regional. 3.1.2. 802.1 Conexin entre Redes.

EL grupo 802.1 es la parte del proyecto 802 dedicada a los aspectos de comunicacin entre redes LAN y MAN y entre las propias LAN.

Existen proyectos clasificados como: IEEE 802.1B LAN/MAN Management IEEE 802.1K IEEE 802.1D Media Access Control (MAC) Brdiges IEEE 802.1E System Load Protocol IEEE 802.1F Common Definitions and Procedures for IEEE 802 Management Information IEEE 802.1G Remote Media Access Control (MAC) Bridges IEEE 802.1H Recommended Practice for Media Access Control in 802 LAN IEEE 802.1Q Virtual Bridges Local Area Networks

3.1.3.

802.2 Control de Enlace Lgico.

El Nivel de Enlace agrupa los bits en unidades funcionales denominadas tramas. La informacin no se enva como un chorro continuo sino en grupos de bits llamados tramas (o frames). Las tramas se pueden conformar de acuerdo al protocolo a utilizar. Uno de los protocolos ms antiguos son los orientados a carcter y los recientes; protocolos orientados a bit. Un protocolo orientado a carcter, es aquel en el que los mensajes se componen de un conjunto de caracteres de un determinado cdigo. Cada carcter, tanto de informacin como de control, tiene un significado especfico y nico. El cdigo que se usa con mayor frecuencia es el ASCII (cdigo estndar norteamericano para intercambio de informacin). Es un cdigo de 7 bits y un octavo bit de paridad. El cdigo tiene 128 caracteres, de los cuales 95 son grficos y 33 son de control. Algunos de los caracteres de control, los de comunicacin, se utilizan para controlar las transmisiones.


32


Cdigo ASCIINombre Dec Hex Car. Dec Hex Car. Dec Hex Car. Dec Hex Car. Nulo 0 00 NUL 32 20 Espacio 64 40 @ 96 60 Inicio de cabecera 1 01 SOH 33 21 ! 65 41 A 97 61 a Inicio de texto 2 02 STX 34 22 66 42 B 98 62 b Fin de texto 3 03 ETX 35 23 # 67 43 C 99 63 c Fin de transmisin 4 04 EOT 36 24 $ 68 44 D 100 64 d Enquiry 5 05 ENQ 37 25 % 69 45 E 101 65 e Acknowledge 6 06 ACK 38 26 & 70 46 F 102 66 f Campanilla (beep) 7 07 BEL 39 27 71 47 G 103 67 g Backspace 8 08 BS 40 28 ( 72 48 H 104 68 h Tabulador horizontal 9 09 HT 41 29 ) 73 49 I 105 69 i Salto de lnea 10 0A LF 42 2 * 74 4 J 106 6 j Tabulador vertical 11 0B VT 43 2B + 75 4B K 107 6B k Salto de pgina 12 0C FF 44 2C , 76 4C L 108 6C l Retorno de carro 13 0D CR 45 2D 77 4D M 109 6D m Shift fuera 14 0E SO 46 2E . 78 4E N 110 6E n Shift dentro 15 0F SI 47 2F / 79 4F O 111 6F o Escape lnea de datos 16 10 DLE 48 30 0 80 50 P 112 70 p Control dispositivo 1 17 11 DC1 49 31 1 81 51 Q 113 71 q Control dispositivo 2 18 12 DC2 50 32 2 82 52 R 114 72 r Control dispositivo 3 19 13 DC3 51 33 3 83 53 S 115 73 s Control dispositivo 4 20 14 DC4 52 34 4 84 54 T 116 74 t neg acknowledge 21 15 NAK 53 35 5 85 55 U 117 75 u Sincronismo 22 16 SYN 54 36 6 86 56 V 118 76 v Fin bloque transmitido 23 17 ETB 55 37 7 87 57 W 119 77 w Cancelar 24 18 CAN 56 38 8 88 58 X 120 78 x Fin medio 25 19 EM 57 39 9 89 59 Y 121 79 y Sustituto 26 1 SUB 58 3 : 90 5 Z 122 7 z Escape 27 1B ESC 59 3B ; 91 5B [ 123 7B { Separador archivos 28 1C FS 60 3C < 92 5C \ 124 7C | Separador grupos 29 1D GS 61 3D = 93 5D ] 125 7D } Separador registros 30 1E RS 62 3E > 94 5E ^ 126 7E ~ Separador unidades 31 1F US 63 3F ? 95 5F _ 127 7F DEL CCE Carcter para el control de errores

Ejemplo de trama:CCE ETX MENSAJE. STX SYN SYN

En la figura el campo CCE representa un Carcter para el Control de Errores. El dilogo que se establece entre dos estaciones que desean transmitir una determinada informacin comienza con el establecimiento del enlace. En el caso de enlaces punto-a-punto la estacin transmisora enva a la receptora el carcter ENQ; si sta est lista para recibir devuelve el carcter ACK, en caso contrario el NAK. Una estacin transmisora que a su pregunta recibe un NAK espera un periodo determinado de tiempo e intenta establecer el contacto nuevamente. En el caso de enlaces multipunto el enlace se establece por sondeo cuando cuando es la estacin primaria la que desea escuchar informacin de alguna secundaria: si sta desea contestar a la primaria enviar un bloque que comenzar por STX o SOH, y si no desea transmitir, con EOT. ElApuntes recopilados por Ing. Victor Manuel Gonzlez Miranda

33


enlace se establece por seleccin en el caso contrario: la primaria selecciona una secundaria para pasarle informacin, si sta acepta devuelve un ACK, sino un NAK. El final de transmisin se indica con la seal ETX o ETB. El enlace se libera con una seal EOT desde la estacin emisora a la receptora. Un ejemplo de comunicacin entre estaciones es el siguiente:

Protocolos Orientados al Bit. Son protocolos ms modernos que los anteriores y su aparicin se debe a las dificultades que en determinados casos presentan los protocolos orientados a carcter. Las grandes ventajas de estos protocolos son: Independencia del cdigo utilizado: se trata de enviar conjuntos de bits que en principio pueden configurar informacin en cualquier cdigo. Gran eficiencia en la transmisin: la relacin existente entre los bits de informacin y los bits de control es muy alta. Gran fiabilidad en las transmisiones: se dispone de mtodos de control para la deteccin y recuperacin de errores con gran eficacia. Los protocolos de este tipo son los siguientes: HDLC (High-level Data Link Control) de ISO.

ADCCP (Advanced Data Communications Control Procedures) de ANSI. LAPB (Link Acces Procedure Balanced) del CCITT. SDLC (Synchronous Data Link Control) de IBM. BDLC (Burroughs Data Link Control) de Borroughs. UDLC (Data Link Control Univac) de Univac. LLC El subnivel LLC administra la liga de comunicaciones y define el uso de puntos lgicos de la interfaz llamada SAP (Service Access Points) que la computadora remota puede referenciar y utilizar para la transferencia de informacin desde el subnivel LLC hasta el nivel de aplicacin del modelo OSI. El nivel de enlace comunica entidades conectadas a un mismo medio. Si ambos extremos ponen seales en la lnea al mismo tiempo, habr colisiones, debido a esto, habr que coordinar las transmisiones a travs de un procedimiento llamado disciplina de lnea, que es una de las funciones de la capa de enlace, adems de control de flujo y el control de errores. La unidad de datos del subnivel LLC se llama unidad de datos del protocolo (PDU) que contiene cuatro campos:Apuntes recopilados por Ing. Victor Manuel Gonzlez Miranda

34


DSAP: un punto de acceso al servicio de Destino SSAP: un punto de acceso al servicio de Origen Un campo de control Un campo de informacin

El LLC se basa en HDLC, incluso CISCO lo utiliza en sus equipos de enlace

Formato de bits en campos DSAP y SSAP En este punto es recomendable conocer el protocolo PPP; PPP utiliza una arquitectura en capas. La arquitectura en capas es un modelo, diseo o plan lgico que ayuda a la comunicacin entre las capas interconectadas. El modelo de Interconexin de sistemas abiertos (OSI) es la arquitectura en capas que se utiliza en la red. PPP proporciona un mtodo para encapsular datagramas de varios protocolos en un enlace de punto a punto y utiliza la capa de enlace de datos para probar esta conexin. Por lo tanto, PPP est compuesto por dos subprotocolos: Protocolo de control de enlaces: se utiliza para establecer el enlace de punto a punto. Protocolo de control de red: se utiliza para configurar los distintos protocolos de capa de red.

Se puede configurar PPP en los siguientes tipos de interfaces fsicas: Serial asncrona. Serial sncrona Interfaz serial de alta velocidad (HSSI) Red digital de servicios integrados (Integrated Services Digital Network, ISDN) PPP utiliza el Protocolo de control de enlace (LCP) para negociar y configurar las opciones de control en el enlace de datos de la WAN. PPP utiliza el componente del Protocolo de control de red


35


(NCP) para encapsular y negociar las opciones para los diferentes protocolos de capa de red. El LCP se ubica en la parte ms alta de la capa fsica y se utiliza para establecer, configurar y probar la conexin de enlace de datos. PPP tambin utiliza LCP para acordar, de forma automtica, opciones de formato de encapsulamiento tales como: Autenticacin: las opciones de autenticacin requieren que la parte del enlace que realiza la llamada introduzca informacin de autenticacin para ayudar a asegurar que el usuario cuente con el permiso del administrador de red para realizar la llamada. Los routers pares intercambian mensajes de autenticacin. Las dos opciones de autenticacin son: el Protocolo de autenticacin de contrasea (PAP) y el Protocolo de autenticacin de intercambio de seales (CHAP). Compresin: las opciones de compresin aumentan la tasa de transferencia efectiva en las conexiones PPP al reducir la cantidad de datos en la trama que debe recorrer el enlace. El protocolo descomprime la trama al llegar a su destino. Stacker y Predictor son dos protocolos de compresin disponibles en los routers Cisco. Deteccin de errores: los mecanismos de deteccin de errores con PPP habilitan un proceso para identificar las condiciones de falla. Las opciones de Calidad y Nmero mgico ayudan a garantizar un enlace de datos confiable y sin bucles. Multienlace: Cisco IOS Versin 11.1 y posteriores admiten el PPP multienlace. Esta alternativa proporciona balanceo de la carga en las interfaces del router que usa PPP. Devolucin de llamadas en PPP: para aumentar la seguridad, Cisco IOS Versin 11.1 ofrece devolucin de llamadas en PPP. Con esta opcin LCP, un router Cisco puede actuar como cliente de la devolucin de llamada o servidor de la devolucin de llamada. El cliente realiza la llamada inicial, solicita que se le devuelva la llamada y termina la comunicacin inicial. El router de devolucin de llamadas responde al llamado inicial y se comunica nuevamente con el cliente basndose en las sentencias de configuracin. LCP tambin hace lo siguiente: Maneja lmites variables del tamao de paquete. Detecta errores comunes de mala configuracin. Termina el enlace. Determina cundo un enlace funciona correctamente o cundo falla. Los campos de una trama PPP son los siguientes:

Delimitador: indica el comienzo o el fin de una trama y consiste en la secuencia binaria 01111110. Direccin: est formada por la direccin de broadcast estndar, que es la secuencia binaria 11111111. PPP no asigna direcciones de estaciones individuales. Control: 1 byte que consta de la secuencia binaria 00000011, que requiere la transmisin de datos del usuario en una trama no secuencial. Se suministra un servicio de enlace sin conexin similar al del Control de enlace lgico (LLC) Tipo 1. Protocolo: 2 bytes que identifican el protocolo encapsulado en el campo de datos de la trama.


36


Datos: 0 o ms bytes que contienen el datagrama para el protocolo especificado en el campo de protocolo. El fin del campo de datos se detecta al encontrar la secuencia de sealador de cierre y dejando 2 bytes para el campo de la secuencia de verificacin de trama (FCS). La longitud mxima por defecto del campo de datos es 1500 bytes. FCS (Checksum): en general, 16 bits o 2 bytes que se refieren a los caracteres adicionales que se agregan a la trama con el fin de controlar los errores. El establecimiento de una sesin PPP tiene tres fases: Estas son: establecimiento del enlace, autenticacin y fase del protocolo de la capa de red. Las tramas LCP se utilizan para realizar el trabajo de cada una de las fases LCP. Las tres siguientes clases de tramas LCP se utilizan en una sesin PPP: Las tramas de establecimiento de enlace se utilizan para establecer y configurar un enlace. Las tramas de terminacin del enlace se utilizan para terminar un enlace. Las tramas de mantenimiento del enlace se utilizan para administrar y depurar un enlace. Las tres fases para el establecimiento de una sesin PPP son: Fase de establecimiento del enlace: en esta fase, cada dispositivo PPP enva tramas LCP para configurar y probar el enlace de datos. Los paquetes LCP contienen un campo de opcin de configuracin que permite que los dispositivos negocien el uso de opciones tales como la unidad mxima de transmisin (MTU), la compresin de determinados campos PPP y el protocolo de autenticacin de enlace. Si no se incluye ninguna opcin de configuracin en un paquete LCP, se adopta el valor por defecto para esa configuracin. Antes de poder intercambiar cualquier datagrama de capa de red, primero, LCP debe abrir la conexin y negociar los parmetros de configuracin. Esta fase queda completa despus de enviar y recibir una trama de acuse de recibo de configuracin. Fase de autenticacin (optativa): una vez establecido el enlace, y seleccionado el protocolo de autenticacin, se puede autenticar el dispositivo par. La autenticacin, en caso de que se utilice, se lleva a cabo antes de que comience la fase del protocolo de la capa de red. Como parte de esta fase, el LCP tambin permite efectuar una prueba opcional de determinacin de la calidad del enlace. El enlace se prueba para determinar si su calidad es suficiente para activar los protocolos de capa de red.

Fase de protocolo de capa de red: en esta fase, los dispositivos PPP envan paquetes NCP para seleccionar y configurar uno o varios protocolos de capa de red (como IP). Despus de configurar cada uno de los protocolos de la capa de red elegidos, se pueden enviar paquetes de cada uno de los protocolos de capa de red a travs del enlace. Si LCP cierra el enlace, informa los protocolos de la capa de red, para que puedan tomar las medidas adecuadas. 37



El enlace PPP queda configurado para las comunicaciones hasta que se presenta una de las siguientes situaciones: Las tramas LCP o NCP cierran el enlace. Se vence el tiempo de inactividad. Interviene el usuario.

HDLC Emplea una transmisin sncrona, todos los intercambios se realizan en base a tramas, siendo suficiente un nico formato de trama para todos los tipos de intercambios de datos e informacin de control. A continuacin se presenta la estructura de una trama HDLC, los campos de delimitacin, direccin y control que preceden al campo de informacin se le llama cabecera y los posteriores al campo informacin se denominan cola. En HDLC/LLC se tienen tres tipos de tramas: informacin, supervisin y no numerada

redes de computadoras2011_1

Documents