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UNSA-EPIS-REDES Y COMUNICACIÓN DE DATOS 48 Mgter. Lucy Delgado SEGUNDA UNIDAD MODELO OSI 2.1 ESTÁNDARES DE REDES La cantidad y tamaño de los sistemas de comunicación o redes ha crecido exponencialmente, desde su aparición, para garantizar las condiciones de escalabilidad, confiabilidad y calidad de servicio, propias de un sistema abierto, la Organización Internacional para la Normalización (ISO) definió en 1984 un modelo de referencia, con la finalidad de que los diseñadores de red pudieran implementar redes que luego pudieran comunicarse y trabajar en conjunto (interoperabilidad). La IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers), es la mayor asociación internacional sin fines de lucro formada por profesionales de la tecnologías, que tiene como uno de sus principales fines el trabajar hacia la estandarización, en el campo de las redes y la comunicación de datos, ha desarrollado el Proyecto 802 (febrero de 1980) que definió estándares de redes para los componentes físicos de una red (la tarjeta de red y el cableado) que corresponden a los niveles físico y de enlace de datos del modelo OSI. Las especificaciones 802 definen la forma en que las tarjetas de red acceden y transfieren datos sobre el medio físico. Éstas incluyen conexión, mantenimiento y desconexión de dispositivos de red. Asimismo, la selección del protocolo a ejecutar en el nivel de enlace de datos define la velocidad de la red de área local, el método utilizado para acceder a la red física, los tipos de cables que se pueden utilizar y las tarjetas de red y dispositivos que se instalan. Estos estándares se desarrollarán más adelante. Los organismos encargados de fijar estándares son: La Organización Internacional para la Estandarización (ISO) El Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) El Instituto Nacional Estadounidense de Estándares (ANSI) La Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU) La Asociación de Industrias Electrónicas/Asociación de la Industria de las Telecomunicaciones (EIA/TIA) Autoridades de las telecomunicaciones nacionales, como la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) en EE.UU. 2.1 MODELO OSI El modelo de interconexión de sistemas abiertos (OSI) tiene siete capas, desde la más baja en la jerarquía (la física) y hacia la más alta (la aplicación). Las capas se apilan de esta forma:

Segunda Unidad Parte A

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48 Mgter. Lucy Delgado

SEGUNDA UNIDAD MODELO OSI

2.1 ESTÁNDARES DE REDES La cantidad y tamaño de los sistemas de comunicación o redes ha crecido exponencialmente, desde su aparición, para garantizar las condiciones de escalabilidad, confiabilidad y calidad de servicio, propias de un sistema abierto, la Organización Internacional para la Normalización (ISO) definió en 1984 un modelo de referencia, con la finalidad de que los diseñadores de red pudieran implementar redes que luego pudieran comunicarse y trabajar en conjunto (interoperabilidad). La IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers), es la mayor asociación internacional sin fines de lucro formada por profesionales de la tecnologías, que tiene como uno de sus principales fines el trabajar hacia la estandarización, en el campo de las redes y la comunicación de datos, ha desarrollado el Proyecto 802 (febrero de 1980) que definió estándares de redes para los componentes físicos de una red (la tarjeta de red y el cableado) que corresponden a los niveles físico y de enlace de datos del modelo OSI. Las especificaciones 802 definen la forma en que las tarjetas de red acceden y transfieren datos sobre el medio físico. Éstas incluyen conexión, mantenimiento y desconexión de dispositivos de red. Asimismo, la selección del protocolo a ejecutar en el nivel de enlace de datos define la velocidad de la red de área local, el método utilizado para acceder a la red física, los tipos de cables que se pueden utilizar y las tarjetas de red y dispositivos que se instalan. Estos estándares se desarrollarán más adelante. Los organismos encargados de fijar estándares son:

La Organización Internacional para la Estandarización (ISO) El Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) El Instituto Nacional Estadounidense de Estándares (ANSI) La Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU) La Asociación de Industrias Electrónicas/Asociación de la Industria de las Telecomunicaciones

(EIA/TIA) Autoridades de las telecomunicaciones nacionales, como la Comisión Federal de Comunicaciones

(FCC) en EE.UU.

2.1 MODELO OSI El modelo de interconexión de sistemas abiertos (OSI) tiene siete capas, desde la más baja en la jerarquía (la física) y hacia la más alta (la aplicación). Las capas se apilan de esta forma:

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El propósito de cada capa es proveer los servicios para la capa superior, resguardando la capa de los

detalles de cómo los servicios son implementados. Las capas son abstraídas de tal manera que cada capa

cree (funcionamiento lógico) que se está comunicando con la capa equivalente en la otra computadora,

cuando realmente (funcionamiento físico) cada capa se comunica sólo con las capas adyacentes de la

misma computadora.

A excepción de la capa más baja del modelo OSI, ninguna capa puede pasar información directamente a su equivalente en la otra computadora. La información que envía una computadora debe de pasar por todas las capas inferiores, hasta llegar al nivel físico, la información entonces se mueve a través del cable de red hacia la computadora que recibe y hacia arriba a través de las capas de esta hasta que llega al mismo nivel de la capa que envió la información. La interacción entre las capas adyacentes se llama interface, ésta define qué servicios de la capa inferior son ofertados a la capa superior y como esos servicios son accesados. La serie de las reglas que se usan para la comunicación entre las capas se llama protocolo.

a) Capa física

Es la más baja del modelo OSI, se encarga de la transmisión y recepción de una secuencia no estructurada de bits sin procesar a través de un medio físico, es decir de las conexiones físicas de la computadora a la red. Describe las interfaces eléctrica/óptica, mecánica y funcional al medio físico, y lleva las señales hacia el resto de capas superiores. Funciones: Codificación de datos: modifica el modelo de señal digital sencillo (1 y 0) que utiliza el equipo para

acomodar mejor las características del medio físico y para ayudar a la sincronización entre bits y trama. Determina:

Qué estado de la señal representa el binario 1 o 0 Como sabe la estación receptora cuándo empieza un bit Cómo delimita la estación receptora una trama

Además del medio físico, define: Si se usa un transceptor externo (MAU) para conectarse con el medio

Forma física de los conectores y la función de cada patilla Técnica de transmisión: si se transmiten los bits codificados por señalización de banda base (digital)

o de banda ancha (analógica) es decir la modulación usada y la tasa binaria. Transmisión de medio físico: bits como señales eléctricas u ópticas según medio físico:

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Qué medios físicos pueden utilizarse: medios guiados (cable coaxial, cable de par trenzado, fibra óptica y otros tipos de cables), medios no guiados (radio, infrarrojos, microondas, láser y otras redes inalámbricas)

Cuántos voltios/db se deben utilizar para representar un estado Características del medio (tipo de cable o calidad del mismo; tipo de conectores

normalizados o en su caso tipo de antena; etc.)

El envío de tramas a través del medio de transmisión requiere en la capa física o Definir el medio o medios físicos por los que va a viajar la comunicación: cable de pares trenzados (o

no, como en RS232/EIA232), coaxial, guías de onda, aire, fibra óptica.

o Definir las características materiales (componentes y conectores mecánicos) y eléctricas (niveles de tensión) que se van a usar en la transmisión de los datos por los medios físicos.

o Manejar las señales eléctricas/electromagnéticas

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o Definir las características funcionales de la interfaz (establecimiento, mantenimiento y liberación del enlace físico), a través de información de control

o Transmitir el flujo de bits a través del medio, a través de los circuitos de recepción y transmisión en los dispositivos de red

o Especificar cables, conectores y componentes de interfaz con el medio de transmisión, polos en un enchufe, etc.

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o Garantizar la conexión (aunque no la fiabilidad de ésta).Forma de representación de los bits en los medios

Entonces los estándares asociados (ISO-IEEE-ANSI-ITU-EIA/TIA) definen:

o Propiedades físicas y eléctricas de los medios o Definición de señales para la información de control o Propiedades mecánicas de los conectores

Problemas a considerar:

o Interferencia de señal externa o Los datos se transmiten en cables de cobre como impulsos eléctricos, por lo que se requiere un

detector en la interfaz de red del dispositivo de destino debe recibir una señal que pueda decodificarse exitosamente para que coincida con la señal enviada.

o Los valores de voltaje y sincronización en estas señales son susceptibles a interferencias o "ruidos" generado fuera del sistema de comunicaciones, las que pueden distorsionar y corromper las señales de datos que se transportan por los medios de cobre (ondas de radio y dispositivos electromagnéticos como fluorescentes, motores eléctricos y otros).

Equipos adicionales en esta capa:

o Repetidores, equipos que amplifican la señal, pudiendo también regenerarla. o Concentradores o hubs, equipos de interconexión usados en topología física estrella para

convertirla en un bus lógico o Conmutadores (switches) que actúan no sólo a nivel físico sino también de enlace.

b) Capa de enlace de datos

Ofrece la transferencia sin errores de tramas de datos desde un nodo a otro a través de la capa física, por lo que las capas superiores asumen la transmisión sin errores. Proporciona:

El direccionamiento físico de un emisor a un receptor Manejar la topología de la red El acceso a la red Establecimiento y finalización de enlaces: establece y finaliza el enlace lógico entre dos nodos. Control del tráfico de tramas. Secuenciación de tramas: transmite y recibe tramas secuencialmente. Confirmación de trama: da o espera confirmaciones de trama. Detecta errores y se recupera de

ellos cuando se producen en la capa física mediante la retransmisión de tramas no confirmadas y el control de la recepción de tramas duplicadas.

Delimitación de trama: crea y reconoce los límites de la trama. Comprobación de errores de trama: comprueba la integridad de las tramas recibidas. Administración de acceso al medio: determina si el nodo "tiene derecho" a utilizar el medio físico.

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La tarjeta NIC (Network Interface Card, Tarjeta de Interfaz de Red en español o Tarjeta de Red) se encarga que tengamos conexión a la red y soporta que esta capa de Enlace de Datos esté subdividida en las subcapas de Control de Acceso a Medios (MAC) y de Control de Enlaces Lógicos (LLC) que provee las direcciones de Puntos de Acceso a Servicios (SAP’s), mientras que la subcapa MAC provee la dirección física de red de un dispositivo. Las SAP’s son específicamente las direcciones de una o más procesos de aplicaciones ejecutándose en una computadora o dispositivo de red. El LLC provee los siguientes servicios:

Servicio orientado a la conexión, en el que una sesión es empezada con un Destino, y terminada cuando la transferencia de datos se completa. Cada nodo participa activamente en la transmisión, pero sesiones similares requieren un tiempo de configuración y monitoreo en ambas estaciones.

Servicios de reconocimiento orientado a conexiones. Similares al anterior, del que son reconocidos los paquetes de transmisión.

Servicio de conexión sin reconocimiento. En el cual no se define una sesión. Los paquetes son puramente enviados a su destino. Los protocolos de alto nivel son responsables de solicitar el reenvío de paquetes que se hayan perdido. Este es el servicio normal en redes de área local (LAN’s), por su alta confiabilidad.

Los dispositivos que soportan esta tarea son los switch.

c) Capa de red

Su función es hacer que los datos lleguen desde el origen al destino, aun cuando ambos no estén conectados directamente. La capa de red controla funcionamiento de la subred, decidiendo qué ruta de acceso física deberían tomar los datos en función de las condiciones de la red, la prioridad de servicio y otros factores. Proporciona:

Enrutamiento. Control de tráfico de subred: los enrutadores (sistemas intermedios de capa de red) pueden indicar

a una estación emisora que "reduzca" su transmisión de tramas cuando el búfer del enrutador se llene.

Fragmentación de trama: si determina que el tamaño de la unidad de transmisión máxima (MTU) que sigue en el enrutador es inferior al tamaño de la trama, un enrutador puede fragmentar una trama para la transmisión y volver a ensamblarla en la estación de destino.

Asignación de direcciones lógico-físicas: traduce direcciones lógicas (IP), o nombres, en direcciones físicas.

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Cuentas de uso de subred: dispone de funciones de contabilidad para realizar un seguimiento de las tramas reenviadas por sistemas intermedios de subred con el fin de producir información de facturación.

Lleva un control de la congestión de red, que es el fenómeno que se produce cuando un nodo se satura ocasionando un gran número de colisiones.

Las Unidades de Datos de Protocolo PDU de esta capa se llaman paquetes. Los firewalls (cortafuegos) actúan sobre esta capa, para descartar direcciones de máquinas

Esta capa libera a las capas superiores de conocer sobre la transmisión de datos y las tecnologías de conmutación intermedias. Establece, mantiene y finaliza las conexiones entre las instalaciones de comunicación que intervienen. En la capa de red y las capas inferiores, existen protocolos entre pares entre un nodo y su vecino inmediato, pero es posible que el vecino sea un nodo a través del cual se enrutan datos, no la estación de destino. Las estaciones de origen y de destino pueden estar separadas por muchos sistemas intermedios. Los dispositivos que facilitan tal tarea se denominan encaminadores, routers o enrutadores

d) Capa de transporte

Su función básica es aceptar los datos enviados por las capas superiores, dividirlos en pequeñas partes si es necesario, y pasarlos a la capa de red. Garantiza que los mensajes se entregan sin errores, en secuencia y sin pérdidas o duplicaciones. Libera a los protocolos de capas superiores de saber cómo es la transferencia de datos entre ellos y sus pares, es decir de las tecnologías implementadas. El tamaño y la complejidad de un protocolo de transporte depende del tipo de servicio que pueda obtener de la capa de transporte. Si la capa de red no es confiable o solo admite datagramas, el protocolo de transporte debería incluir detección y recuperación de errores extensivos. La capa de transporte proporciona:

Servicios de conexión para la capa de sesión que serán utilizados por los usuarios de la red al enviar y recibir paquetes. Estos servicios estarán asociados al tipo de comunicación empleada, la cual puede ser diferente según el requerimiento que se le haga a la capa de transporte. Por ejemplo, la comunicación puede ser manejada para que los paquetes sean entregados en el orden exacto en que se enviaron, asegurando una comunicación punto a punto libre de errores, o sin tener en cuenta el orden de envío. Una de las dos modalidades debe establecerse antes de comenzar la comunicación para que una sesión determinada envíe paquetes, y ése será el tipo de

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servicio brindado por la capa de transporte hasta que la sesión finalice. Todo el servicio que presta la capa está gestionado por las cabeceras que agrega al paquete a transmitir.

Segmentación de mensajes: acepta un mensaje de la capa (de sesión) que tiene por encima, lo divide en unidades más pequeñas (si no es aún lo suficientemente pequeño) y transmite las unidades más pequeñas a la capa de red. La capa de transporte en la estación de destino vuelve a ensamblar el mensaje.

Confirmación de mensaje: proporciona una entrega de mensajes confiable de extremo a extremo con confirmaciones.

Control del tráfico de mensajes: indica a la estación de transmisión que "dé marcha atrás" cuando no haya ningún búfer de mensaje disponible.

Multiplexación de sesión: multiplexa varias secuencias de mensajes, o sesiones, en un vínculo lógico y realiza un seguimiento de qué mensajes pertenecen a qué sesiones.

Normalmente, la capa de transporte puede aceptar mensajes relativamente grandes, pero existen estrictas limitaciones de tamaño para los mensajes impuestas por la capa de red (o inferior). Como consecuencia, la capa de transporte debe dividir los mensajes en unidades más pequeñas, o tramas, anteponiendo un encabezado a cada una de ellas. La información del encabezado de la capa de transporte debe incluir información de control, como marcadores de inicio y fin de mensajes, para permitir a la capa de transporte del otro extremo reconocer los límites del mensaje; si las capas inferiores no mantienen la secuencia, el encabezado de transporte debe contener información de secuencias para permitir a la capa de transporte en el extremo receptor recolocar las piezas en el orden correcto antes de enviar el mensaje recibido a la capa superior. Las Unidades de Datos de Protocolo PDU de esta capa se llaman segmentos. A diferencia de las capas inferiores de "subred" cuyo protocolo se encuentra entre nodos inmediatamente adyacentes, la capa de transporte y las capas superiores son capas de "origen a destino" o de un extremo a otro, y no les importa los detalles de la instalación de las comunicaciones subyacente.

e) Capa de sesión

Permite establecer sesiones entre procesos que se ejecutan en diferentes estaciones. Proporciona:

Establecimiento, mantenimiento y finalización de sesiones: permite que dos procesos de aplicación en diferentes equipos establezcan, utilicen y finalicen una conexión, que se denomina sesión.

Soporte de sesión: realiza las funciones que permiten a estos procesos comunicarse a través de una red, ejecutando la seguridad, el reconocimiento de nombres, el registro, etc.

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Ofrece varios servicios que son cruciales para la comunicación, como son:

Control de la sesión a establecer entre el emisor y el receptor (quién transmite, quién escucha y seguimiento de ésta).

Control de la concurrencia (que dos comunicaciones a la misma operación crítica no se efectúen al mismo tiempo).

Mantener puntos de verificación (checkpoints), que sirven para que, ante una interrupción de transmisión por cualquier causa, la misma se pueda reanudar desde el último punto de verificación en lugar de repetirla desde el principio.

Los firewalls actúan sobre esta capa, para bloquear los accesos a los puertos de un computador.

f) Capa de presentación

La capa de presentación da formato a los datos que deberán presentarse en la capa de aplicación. Se puede decir que es el traductor de la red. Esta capa puede traducir datos de un formato utilizado por la capa de la aplicación a un formato común en la estación emisora y a continuación, traducir el formato común a un formato conocido por la capa de la aplicación en la estación receptora, por lo que se ocupa más de la semántica y el contenido de la comunicación que de la propia comunicación en sí. La capa de presentación proporciona:

Conversión de código de caracteres: por ejemplo, de ASCII a EBCDIC. Conversión de datos: orden de bits, CR-CR/LF, punto flotante entre enteros, etc. Compresión de datos: reduce el número de bits que es necesario transmitir en la red. Cifrado de datos: cifra los datos por motivos de seguridad. Por ejemplo, cifrado de contraseñas.

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g) Capa de aplicación

El nivel de aplicación actúa como ventana para los usuarios y los procesos de aplicaciones para tener acceso a servicios de red (de las demás capas) y define los protocolos que utilizan las aplicaciones para intercambiar datos, como correo electrónico (POP y SMTP), gestores de bases de datos y servidor de ficheros (FTP), por lo tanto estos protocolos crecen continuamente con la creación de nuevas aplicaciones. Sin embargo, el usuario no interactúa directamente con el nivel de aplicación, lo hace con programas que si lo hacen y que la ocultan, por ejemplo un usuario no escribe "HTTP/1.0 GET index.html" para conseguir una página en html, ni lee directamente el código html/xml.. Esta capa contiene varias funciones que se utilizan con frecuencia:

Uso compartido de recursos y redirección de dispositivos Acceso a archivos remotos Acceso a la impresora remota Comunicación entre procesos Administración de la red Servicios de directorio Mensajería electrónica (como correo) Terminales virtuales de red

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Llamamos entidades a los elementos activos (hardware o software) que se hallan en cada una de las capas, a las de la misma cada residentes en diferentes computadores se les llama entidades pares. Si un computador (host A) debe enviar datos a otro computador (host B), los datos deben empaquetarse, por lo que se realiza un proceso denominado encapsulamiento, los datos se desplazan a través de las capas del modelo OSI, recibiendo encabezados, información de fin e información de control. En este proceso llamamos:

N-PDU (Unidad de datos de protocolo): es la información intercambiada entre las capas N pares (entidades) de dos host comunicados. Está compuesta por: N-SDU (Unidad de datos del servicio) son los datos intercambiados por las unidades pares a través

de la red. N-PCI (Información de control del protocolo) Información intercambiada entre entidades pares

conectadas para coordinar su operación conjunta.

N-IDU (Unidad de datos del interface): es el bloque de información transferido entre dos capas adyacentes del mismo host, a través del interface entre ellas. Está compuesta por: N-ICI (Información de control del interface) Información intercambiada entre una entidad y otra

para coordinar la operación, controla la interface Datos de Interface-(N) Información transferida entre entidades pares a través de la red, coincide

con la (N+1) PDU

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2.1.1 Servicios Si hablamos de los servicios considerados en el modelo OSI, as entidades en un nivel N ofrecen servicios que son utilizados por las entidades del nivel N+1. El nivel N es el proveedor del servicio y el nivel N+1 el usuario del servicio. Los servicios están disponibles en los SAPs (Puntos de acceso al servicio). Los SAPs del nivel N son los puntos donde el nivel N+1 puede acceder a los servicios ofrecidos por este. Un servicio es requerido por el usuario o es ofertado por el proveedor del servicio mediante el intercambio de un conjunto de primitivas de servicio a través de la interfaz entre los niveles N y N+1, estas primitivas son: Request, Indication, Response, Confirm. En general, los servicios pueden ser confirmados o no, se denomina servicio confirmado a aquel que utiliza las cuatro primitivas (se produce un diálogo de control), mientras que un servicio sin confirmar solo hace uso de las primitivas Request e Indication. El establecimiento de una conexión siempre es un servicio confirmado, mientras que la transferencia de datos puede ser sin confirmar o no.

Los tipos de servicios comerciales que encontramos son:

Servicios orientados a la conexión: requieren el establecimiento inicial de una conexión y la ruptura o liberación al final de la misma. En esta conexión se produce el intercambio de datos del usuario. Los

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bloques de datos se reciben en el mismo orden en que fueron emitidos y todos los paquetes siguen la ruta conseguida en la conexión, por ejemplo el servicio telefónico. Secuencia de mensajes: aquí se establecen fronteras que delimitan cada mensaje, hay un flujo de

mensaje confiable (secuencia de páginas). Secuencias de bytes: no hay fronteras entre los mensajes, por lo que existe un flujo de bytes

confiable cuya interpretación es responsabilidad del receptor (ingreso remoto). Conexión no confiable (voz digitalizada)

Servicios sin conexión: comunicación sin realizar una conexión con el destinatario. Se envían paquetes de datos con la dirección de destino, es la red la encargada de conducir los datos por una ruta apropiada. En algunos casos, el receptor debe enviar acuse de recibo al emisor, por ejemplo el sistema postal. Servicio de datagrama sin confirmación, no necesita confirmación del receptor, el datagrama no

es confiable, por ejemplo el protocolo IP, correo electrónico spam. Servicio de datagrama con confirmación, requiere confirmación del emisor, es un datagrama con

acuse de recibo (correo electrónico con acuse de recibo, correo registrado).

Servicio de petición y respuesta: a cada petición le sigue un mensaje de respuesta que contiene

los datos solicitados (consulta de base de datos).

2.1.2 Primitivas utilizadas por OSI

Request: emitida por la entidad usuario del servicio con el objeto de solicitar un servicio y pasar los parámetros necesarios para realizar el servicio solicitado.

Indication: una entidad es informada que ha ocurrido un evento, es iniciada por el proveedor.

Response: emitida por el usuario del servicio para reconocer o completar algún procedimiento previamente invocado por una Indication a dicho usuario.

Confirm: una entidad es informada acerca de una solicitud efectuada anteriormente, también se utiliza para reconocer o completar algún procedimiento solicitado previamente por un usuario del servicio mediante un Request.

2.1.3 Categorías de Servicios a) Confirmados

b) No confirmado

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c) Servicio confirmado por el proveedor

2.1.4 Otras arquitecturas

2.2 ESTÁNDARES En febrero de 1980 se formó en el IEEE un comité de redes locales (802) específicamente para el hardware. El proyecto 802 define aspectos relacionados al cableado físico y transmisión de data. El Estándar IEEE 802 inicio el proyecto basado en conseguir un modelo para permitir la intercomunicación de ordenadores para la mayoría de los fabricantes. Para ello se enunciaron una serie de normalizaciones que con el tiempo han sido adaptadas como normas internacionales por la ISO. El protocolo 802 está dividido según las funciones necesarias para el funcionamiento de las LAN. Cada división se identifica por un número: 802.x. Los productos que siguen las normas 802 incluyen tarjetas de la interfaz de red, bridges, routers y otros componentes utilizados para crear LANs de par trenzado y cable coaxial. Cuando comenzaron a aparecer las primeras redes de área local (LAN, Local Área Networks) como herramientas potenciales de empresa a finales de los setenta, el IEEE observó que era necesario definir ciertos estándares para redes de área local. Para conseguir esta tarea, el IEEE emprendió lo que se conoce

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como proyecto 802, debido al año y al mes de comienzo (febrero de 1980) y definió estándares de redes para las componentes físicas de una red:

Tarjetas de red (NIC).

Componentes de redes de área global (WAN, Wide Área Networks).

Componentes utilizadas para crear redes de cable coaxial y de par trenzado. Las especificaciones 802 definen la forma en que las tarjetas de red acceden y transfieren datos sobre el medio físico. Éstas incluyen conexión, mantenimiento y desconexión de dispositivos de red. La selección del protocolo a ejecutar en el nivel de enlace de datos es la decisión más importante que se debe tomar cuando se diseña una red de área local (LAN). Este protocolo define la velocidad de la red, el método utilizado para acceder a la red física, los tipos de cables que se pueden utilizar y las tarjetas de red y dispositivos que se instalan.

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a) IEEE 802.1 Protocolos superiores de redes de área local, establece los estándares de interconexión relacionados con la gestión de redes. Describe la interrelación entre las partes del documento y su relación con el Modelo de Referencia OSI. También contiene información sobre normas de gestión de red e interconexión de redes. Establece los estándares de interconexión relacionados con la gestión de redes.

b) IEEE 802.2: Control de enlace lógico, es el estándar que define el control de enlace lógico (LLC), que es la parte superior de la capa enlace en las redes de área local. La subcapa LLC presenta una interfaz uniforme al usuario del servicio enlace de datos, normalmente la capa de red. Bajo la subcapa LLC está la subcapa Medium Access Control (MAC), que depende de la configuración de red usada (Ethernet, token ring, FDDI, 802.11, etc.).

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c) IEEE 802.3: Ethernet es una especificación estándar sobre la que se monta Ethernet, un método de establecimiento de comunicaciones físicas a través de una red de área local o LAN, creada por el IEEE. 802.3. Especifica el protocolo de transporte de información del nivel físico dentro de una arquitectura de red a capas, tal como TCP/IP, basada a su vez en el modelo OSI. Se definió en 1983 y hoy en día el término Ethernet se utiliza para referirnos a las especificaciones Ethernet incluidas en IEEE 802.3. En este tiempo ha sufrido numerosas ampliaciones que han servido para enriquecerlo, notable ha sido el aumento de su velocidad de transferencia de datos dando lugar a los conocidos: Fast Ethernet, Gigabit Ethernet y 10Gigabits Ethernet. A continuación mencionaremos todas y cada una de las alternativas, en cuanto a nivel físico se refiere, basadas en este estándar: - 10BASE2: 10 Mbit/s sobre coaxial fino. Longitud máxima del segmento 185 metros. - 10BASE5: 10 Mbit/s sobre coaxial grueso. Longitud máxima del segmento 500 metros. - 10BASET: 10 Mbit/s sobre par trenzado UTP. Longitud máxima del segmento 100 metros. - 10BASEF: 10 Mbit/s sobre fibra óptica. Longitud máxima del segmento 1000 metros. - 100BASETX/T4/FX: 100Mbit/s, es la considerada Fast Ethernet. - 1000BASEX/T: Gigabit Ethernet.

d) IEEE 802.4: Token Bus. es un protocolo de red que implementa una red lógica en anillo con paso de

testigo sobre en una red física de cable coaxial.Las redes que siguen este protocolo se han extendido rápidamente, sobre todo por su facilidad de instalación. Sin embargo, tienen un problema que representa un escollo importante en algunas aplicaciones: su carácter probabilístico en la resolución de las colisiones puede provocar retardos importantes en las transmisiones en casos extremos. Algunas aplicaciones no soportan tales retardos, sobre todo las que son críticas en el tiempo, es decir, en aplicaciones en tiempo real, como el control de procesos industriales.

e) IEEE 802.5: Token Ring, define una red con topología de anillo la cual usa token (paquete de datos)

para transmitir información a otra. En una estación de trabajo la cual envía un mensaje lo sitúa dentro de un token y lo direcciona específicamente aun destino, la estación destino copia el mensaje y lo envía a un token de regreso a la estación origen la cual borra el mensaje y pasa el token a la siguiente estación.

f) IEEE 802.6: Red de área metropolitana (MAN), basada en la topología propuesta por la University of Western Australia, utiliza un bus dual de fibra óptica como medio de transmisión. Ambos buses son unidireccionales, y en contra-sentido. Con esta tecnología el ancho de banda es distribuido entre los usuarios, de acuerdo a la demanda que existe, en proceso conocido como "inserción de ranuras temporales". Puesto que puede llevar transmisión de datos sincrónicos y asincrónicos, soporta aplicaciones de video, voz y datos.

g) IEEE 802.7: Grupo de Asesoría Técnica sobre banda ancha. Un estándar de IEEE para una red de área local de banda ancha (LAN) que usa el cable coaxial. Este estándar fue desarrollado para las compañías del Internet del cable. Especificaciones de redes con mayores anchos de banda con la posibilidad de transmitir datos, sonido e imágenes.

h) IEEE 802.8: Grupo de Asesoría Técnica sobre fibra óptica, especificación para redes de fibra óptica tipo Token Passing /FDDI. Las redes FDDI (Fiber Distributed Data Interface - Interfaz de Datos Distribuida por Fibra) surgieron a mediados de los años ochenta para dar soporte a las estaciones de trabajo de alta velocidad, que habían llevado las capacidades de las tecnologías Ethernet y Token Ring

redes de fibra óptica como alternativa a las redes actuales basadas en cobre. i) IEEE 802.9: Redes integradas para voz, datos y vídeo. Comité para integración de voz y datos IVD

(Integrated Voice and Data) en la red ISDN. Se define la RDSI (Red Digital de Servicios Integrados, en ingles ISDN) como una evolución de las Redes actuales, que presta conexiones extremo a extremo a

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nivel digital y capaz de ofertar diferentes servicios. Se dice Servicios integrados porque utiliza la misma infraestructura para muchos servicios que tradicionalmente requerían interfaces distintas (télex, voz, conmutación de circuitos, conmutación de paquetes...); es digital porque se basa en la transmisión digital.

j) IEEE 802.10: Seguridad de las redes. Grupo que trabaja en la definición de un modelo normalizado de seguridad que ínter opera sobre distintas redes e incorpore métodos de autentificación y de cifrado.

k) IEEE 802.11: Red local inalámbrica, también conocido como Wi-Fi (Mejoras y modificaciones), es un estándar de protocolo de comunicaciones de la IEEE que define el uso de los dos niveles más bajos de la arquitectura OSI (capas física y de enlace de datos), especificando sus normas de funcionamiento en una WLAN. La norma IEEE 802.11 fue diseñada para sustituir el equivalente a las capas físicas y MAC de la norma 802.3 (Ethernet). Esto quiere decir que en lo único que se diferencia una red Wi-Fi de una red Ethernet es en cómo se transmiten las tramas o paquetes de datos; el resto es idéntico. Por tanto, una red local inalámbrica 802.11 es completamente compatible con todos los servicios de las redes locales (LAN) de cable 802.3 (Ethernet).Existen diversos tipos de Wi-Fi, basado cada uno de ellos en un estándar IEEE 802.11 aprobado. Son los siguientes: los estándares IEEE 802.11b, IEEE 802.11g e IEEE 802.11n disfrutan de una aceptación internacional debido a que la banda de 2.4 GHz está disponible casi universalmente, con una velocidad de hasta 11 Mbps, 54 Mbps y 300 Mbps, respectivamente. En la actualidad ya se maneja también el estándar IEEE 802.11a, conocido como WIFI 5, que opera en la banda de 5 GHz y que disfruta de una operatividad con canales relativamente limpios. La banda de 5 GHz ha sido recientemente habilitada y, además, no existen otras tecnologías (Bluetooth, microondas, ZigBee, WUSB) que la estén utilizando, por lo tanto existen muy pocas interferencias. Su alcance es algo menor que el de los estándares que trabajan a 2.4 GHz (aproximadamente un 10%), debido a que la frecuencia es mayor (a mayor frecuencia, menor alcance).Existe un primer borrador del estándar IEEE 802.11n que trabaja a 2.4 GHz y a una velocidad de 108 Mbps. Sin embargo, el estándar 802.11g es capaz de alcanzar ya transferencias a 108 Mbps, gracias a diversas técnicas de aceleramiento. Actualmente existen ciertos dispositivos que permiten utilizar esta tecnología, denominados Pre-N. Existen otras tecnologías inalámbricas como Bluetooth que también funcionan a una frecuencia de 2.4 GHz, por lo que puede presentar interferencias con Wi-Fi. Debido a esto, en la versión 1.2 del estándar Bluetooth por ejemplo se actualizó su especificación para que no existieran interferencias con la utilización simultánea de ambas tecnologías, además se necesita tener 40.000 k de velocidad.

l) IEEE 802.12 y IEEE 802.13: Prioridad de demanda, comité que define la norma Ethernet a 100 Mbps con el método de acceso de prioridad bajo demanda propuesto por la Hewlett Packard y otros fabricantes. El cable especificado es un par trenzado de 4 hilos de cobre utilizándose un concentrador central para controlar el acceso al cable. Las prioridades están disponibles para soportar la distribución en tiempo real de aplicaciones multimediales. Los concentradores 100VG−AnyLAN controlan el acceso a la red con lo cual eliminan la necesidad de que las estaciones de trabajo detecten una señal portadora, como sucede en el CSMA/CD de la norma Ethernet.

m) IEEE 802.14 Cable módems, es decir módems para televisión por Cable. El Grupo IEEE 802.14 es justamente una parte de la larga serie de estándares 802 de LAN/MAN. Los estándares IEEE 802 para Ethernet y Token Ring, son los más extendidos en las redes de comunicación, y productos basados en los estándares sobre 802 dan razón de la mayoría de nodos de comunicación instados en la industria. El Grupo de trabajo IEEE 802.14 está caracterizado para crear estándares para transportar información sobre el cable tradicional de redes de TV. La arquitectura especifica un híbrido fibra óptica/coaxial que puede abarcar un radio de 80 kilómetros desde la cabecera. El objetivo primordial del protocolo de red en el diseño es el de transportar diferentes tipos de tráficos del IEEE 802.2 LLC (Control de Enlace Lógico), por ejemplo Ethernet. Sin embargo existe una fuerte opinión dentro del grupo que la red debería soportar redes ATM para llevar varios tipos de tráfico multimedia. El grupo

UNSA-EPIS-REDES Y COMUNICACIÓN DE DATOS

66 Mgter. Lucy Delgado

del estándar de la IEEE 802.14 define el protocolo de Capa Física y Control de Acceso al Medio (MAC) de redes usando cables Híbridos Fibra Óptica/Coaxial (HFC). Varios protocolos MAC han sido propuestos por el grupo de trabajo el cual tiene que comenzar la evaluación de procesos para concebir un sencillo protocolo MAC satisfaciendo todos los requerimientos de HFC. Actualmente existen organizaciones implicadas en procesos de normalización de las telecomunicaciones en todo el mundo. Una red HFC (Híbridas Fibra óptica-Coaxial) es una red de telecomunicaciones por cable que combina la fibra óptica y el cable coaxial como soporte de la transmisión de las señales. Esta se compone básicamente de cuatro partes: la cabecera, la red troncal, la red de distribución y el bucle de abonados.

n) IEEE 802.15: Red de área personal inalámbrica, que viene a ser Bluetooth. Define las redes de área personal sin cable (WPAN, Wireless Personal Área Networks).El Estándar IEEE 802.15 se enfoca básicamente en el desarrollo de estándares para redes tipo WPAN o redes inalámbricas de corta distancia. Al igual que Bluetooth el 802.15 permite que dispositivos inalámbricos portátiles como PCs, PDAs, teléfonos, pagers, entre otros, puedan comunicarse e interoperar uno con el otro. Debido a que Bluetooth no puede coexistir con una red inalámbrica 802.11x, de alguna manera la IEEE definió este estándar para permitir la interoperabilidad de las redes inalámbricas LAN con las redes tipo PAN. Bluetooth es la norma que define un Standard global de comunicación inalámbrica, que posibilita la transmisión de voz y datos entre diferentes equipos mediante un enlace por radiofrecuencia. Los principales objetivos que se pretende conseguir con esta norma son:

éstos.

Ofrecer la posibilidad de crear pequeñas redes inalámbricas y facilitar la sincronización de datos entre nuestros equipos personales.

o) IEEE 802.16: Acceso inalámbrico de Banda Ancha, también llamada WiMAX. Define los estándares sin

inalámbricas de banda ancha fijas (no móvil) publicada inicialmente el 8 de abril de 2002. En esencia recoge el estándar de facto WiMAX. WiMAX, siglas de Worldwide Interoperability for Microwave Access (Interoperabilidad mundial para acceso por microondas), es una norma de transmisión de datos que utiliza las ondas de radio en las frecuencias de 2,3 a 3,5 GHz. Es una tecnología dentro de las conocidas como tecnologías de última milla, también conocidas como bucle local que permite la recepción de datos por microondas y retransmisión por ondas de radio. Una de sus ventajas es dar servicios de banda ancha en zonas donde el despliegue de cable o fibra por la baja densidad de población presenta unos costos por usuario muy elevados (zonas rurales).