“Fundamentos de Redes”

Génesis de una red

• Una red nace cuando:- se dispone de más de 1 computador y- es necesario el intercambio de información entre

ellos.

Conexión

• El enlace entre 2 computadores se puede establecer mediante:- la conexión entre los puertos serie- la conexión entre los puertos paralelo- Utilizando el puerto de Red o una conexión

inalambrica

•Si se necesita es comunicar varios computadores, debe haber un dispositivo que permita su comunicación y a este dispositivo se le denomina concentrador (hub) o conmutador (switch).

Proceso de Comunicación

La comunicación es el intercambio de información entre distintos agentes.

Sus elementos básicos son:- Emisor, elemento que envía la información y genera

el o los mensajes correspondientes.- Medio de transmisión, elemento a través del cual se

envían los mensajes- Receptor, elemento que debe recibir la información.

Emisor Receptor

RED de Computadoras• Una red de computadores es un sistema de computadores

interconectados entre si.

• La red más simple posible la forman dos computadores conectados mediante un cable. A partir de aquí, la complejidad puede aumentar hasta conectar miles de ordenadores a lo largo del mundo (red Internet).

• La complejidad de una red y su tamaño depende de las necesidades de sus usuarios. La forma de conectar computadores es variable, y puede ser básicamente, mediante cable (cobre o fibra óptica) o radiofrecuencia.

FUNCIONALIDAD• Comunicación entre usuarios (clientes). Se trata de

comunicar entre 2 o más usuarios, por ejemplo, el envío de una carta, una comunicación tipo chat, una videoconferencia.

• Obtención de información. Por ejemplo recoger un paquete en correos, obtener información de un 004.

• Compartir información y recursos. Compartir es la palabra clave de estas redes, y recursos lo que hay que compartir, ya sean discos duros, impresoras,

servidores de aplicaciones, servidores de CD-ROM, servidores de fax, etc.

ESQUEMA GENERICOLas redes constan de:• Clientes, que son las computadoras que emplean los

usuarios de la LAN, y que son los que solicitan la información.

• Servidores, que son los computadores que contienen la información o recurso compartido. Estas computadoras son las que proporcionan los medios para que

el cliente obtenga lo que quiere.

TIPOS DE SERVIDORES

Hay 2 tipos de servidores:

• Servidor dedicado, que solo da servicios.

• Servidor no dedicado que hace de intermediario entre dos clientes.

PROTOCOLOS

• Los protocolos son la base de las comunicaciones entre los dispositivos que forman las redes de datos, es decir, son la base del intercambio de información entre dispositivos. Sin embargo los dispositivos tienen que hablar lenguajes con los que entenderse. Estos lenguajes son los protocolos, y la estructura de los mismos es su sintaxis.

PROTOCOLOS

• Según el modelo de referencia OSI, protocolo es aquel conjunto de reglas y formatos que gobiernan las comunicaciones entre entidades que ejecutan funciones a un mismo nivel en diferentes sistemas abiertos.

• Protocolo es por tanto un conjunto de normas que se usan para componer los mensajes que contienen la información a transmitir.

• Dado que estamos trabajando con redes digitales, la información y estructura de los protocolos siempre es binaria, es decir, está formada por unos y ceros. Así se dice que los datos se transmiten de forma empaquetada, y que viajan como mensajes.

Primitivas de los Protocolos

• Se denominan primitivas a las operaciones que desarrolla un protocolo con el fin de dar el servicio para el que se ha diseñado.

• En el modelo OSI, el servicio de primitivas se divide en 4 clases:– Solicitud (Request) Son las que solicitan la ejecución de un

trabajo, por ejemplo, establecer una conexión o enviar datos.– Indicación (Indication) Son las que informan de algún suceso.– Respuesta (Response) Son las que contestan a una indicación.– Confirmación (Confirm) Son la que informan de una solicitud.

Redes LAN/WAN• Los conceptos de LAN y WAN son esenciales y básicos para

entender como se interaccionan y relacionan los protocolos en las redes de datos, y para distinguirlos si son de red o comunicaciones.

Diferencias LAN/WAN

Las características básicas que los distingue son:– Distancia entre dispositivos– Protocolos que se emplean– Velocidades de transmisión– Costes

LAN• Una LAN (Local Area Network) consiste en una red de

computadores sin que exista entre ellos ninguna línea de comunicaciones propiamente dicha.

• La comunicación entre LANs sin líneas de comunicaciones emplea solamente los protocolos de LANs.

• En cuanto a las velocidades en LAN son de:

WAN

• Una WAN (Wide Area Network) consiste en 2 o más LANs conectadas entre si mediante líneas de comunicaciones.

• Sin embargo, si 2 LANs se comunican mediante una o varias líneas de comunicaciones, los protocolos de estas líneas es distinto del de las LANs.

WAN

LAN LAN

LAN

¿Quien conecta LAN / WAN? • Un dispositivo con interfaces de LAN y WAN, que se

denomina enrutador (router), cuando la información entra o sale de una interface LAN, se utilizan protocolos de LAN.

• Pero si son interfaces de WAN, se emplean protocolos de WAN para comunicarse con el otro extremo.

• Por tanto internamente, estos dispositivos han de poder convertir información en base a protocolos de LAN a WAN y viceversa.

Velocidades

• En LAN las velocidades son del orden de 10 MBps ,100 MBps , 1GBps , 10 GBps.

• En WAN, las velocidades oscilan entre las 33k bits por segundo en líneas analógicas hasta 2 Mbps en Frame Relay o E1. En el mundo de las comunicaciones digitales se están alcanzando velocidades superiores pero la relación precio/velocidad es muy superior a las LAN.

MAN

• Una MAN (Metropolitan Area Network) es un concepto intermedio entre LAN y WAN.

• En cuanto a distancias se corresponde a un ámbito metropolitano, es decir, de una gran ciudad o de un campus universitario.

• En cuanto a protocolos en general se emplean los de LAN junto con los de WAN, es decir, no unos protocolos específicos.

• Sin embargo dadas las distancias, siempre acostumbra a haber tramos de cables de fibra óptica y por tanto susceptible de empleo de protocolos asociados a esta tecnología.

Comparación de los tipos de red

Diámetro:

Tasa:

Información:

Pertenencia:

< 5 km

4 - 1000 Mbps

Datos, gráficos,voz*, audio*, video*

El usuario

10 - 150 km

50 - 155 Mbps

Datos, gráficos,voz, audio, video

Servicio público

< 100,000 km

< 2 Mbps

Datos, gráficos,voz, audio, video

Servicio público

LAN MAN WAN

Nota * : En algunas redes locales no se pueden transmitir adecuadamente estos tipos de información

Dispositivos LAN• En principio constan de computadoras, clientes y servidores, e

impresoras. • Se conectan a las redes mediante las tarjetas de red (nivel 2 OSI).• Otros dispositivos son:

– Repetidores (nivel 1 OSI),– Concentradores (nivel 2 OSI),– Switches (nivel 2 OSI),– Puentes (nivel 2 OSI) y– Enrutadores (nivel 3 OSI).

Dispositivos LAN

NIC

HUB

Puente

Swich

Router

Pilas de Protocolos • Las pilas de protocolos más conocidas son:

– OSI (Open System Interconnection)– TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol)– SPX/IPX de Novell Netware– AppleTalk de Apple– Xerox– SNA de IBM

Modelo de referencia de Interconexion de sistemas

Abiertos (OSI)• El modelo OSI describe como se mueve la información

desde una aplicación en una computadora a través de un medio de red hasta una aplicación en otra computadora.

Fue desarrollado por la Organizacion Internacional para la Estandarización (ISO) en 1984.

Modelo OSI• Este modelo ha sido y sigue siendo la

referencia de todos los protocolos de redes incluso muchas veces en el ámbito de las comunicaciones.

• Por esta razón, se aconseja como base para poder organizar y entender los distintos tipos de protocolos y su ámbito de actuación

Características del Modelo OSI– Los niveles dividen los aspectos de las operaciones de red en

elementos menos complejos.– Los niveles definen las interfaces estándar para la

compatibilidad plug-and-play.– Los niveles permiten que los ingenieros especialicen sus

esfuerzos de diseño y de desarrollo en funciones modulares.– Los niveles promueven la simetría en las distintas funciones

modulares de red para que trabajen de forma conjunta.– Los niveles evitan que los cambios en un área afecten otras

áreas, de manera que cada área pueda evolucionar más rápidamente.

– Los niveles dividen la complejidad de la operativa de las redes en operaciones separadas de fácil aprendizaje.

Capas del Modelo OSI

MODELO OSI

frame

“Adiciono mi parte”“Adiciono mi parte”

ApplicationApplication

PresentaciónPresentación

SessionSession

TransportTransport

NetworkNetwork

Data LinkData Link

PhysicalPhysical

ApplicationApplication

“Leo mi nivel”“Leo mi nivel”

PresentaciónPresentación

SessionSession

TransportTransport

NetworkNetwork

Data LinkData Link

PhysicalPhysical

Communications MediumCommunications Medium

Sistema A Sistema B

Protocolos

• El modelo OSI provee un marco conceptual, pero el modelo en sí mismo no es un método de comunicación .La verdadera comunicación se hace posible utilizando protocolos de comunicación.

• En este contexto un protocolo se define como un conjunto formal de reglas y convenciones que gobiernan la formas en que las computadoras intercambian información en un medio de red.

• Un protocolo implementa las funciones de una o más capas del módelo OSI.

Ejemplo de Protocolo

Una computadora manda otra un mensaje , primero le dice la longitud del mensaje para que la receptora lo pueda interpretar y acontinuación el mensaje..

Comunicación en Capas

Puede llegar a ser hasta de 3 capas :

•Con su par

•Con la superior

•Con la inferior

frame

“Adiciono mi parte”“Adiciono mi parte”

ApplicationApplication

PresentaciónPresentación

SessionSession

TransportTransport

NetworkNetwork

Data LinkData Link

PhysicalPhysical

ApplicationApplication

“Leo mi nivel”“Leo mi nivel”

PresentaciónPresentación

SessionSession

TransportTransport

NetworkNetwork

Data LinkData Link

PhysicalPhysical

Communications MediumCommunications Medium

Sistema A Sistema B

Comunicación en Capas

Las capas OSI y los formatos de la información

Tiempo

Color

OSI Modelwww, ftp, smtp, telnet

ASCII to EBCDIC conversions

NFS, SQL, X windows, ASP

Flow control, TCP, UDP Segments

Switches and bridges, 802.3 / 802.2 HDLC Frames

Hubs, EIA/TIA-232, V.35 Bits

Routers, layer 3 switches, IP,IPX Packets