Tecnologías de Red

Ing. Elizabeth Guerrero V.

Tecnologías

• Existen diferentes tecnologías de redes para la comunicación entre equipos de LANs y WANs.

• Podemos utilizar una combinación de tecnologías para obtener la mejor relación costo-beneficio y la máxima eficacia del diseño de nuestra red.

Tipos

• Hay muchas tecnologías de redes disponibles, entre las que se encuentran:– Ethernet, – Interfaz de datos distribuida por fibra (FDDI)– Token Ring

Tipos

• Una de las principales diferencias entre estas tecnologías es el conjunto de reglas utilizada por cada una para insertar datos en el cable de red y para extraer datos del mismo.

• Este conjunto de reglas se denomina método de acceso. Cuando los datos circulan por la red, los distintos métodos de acceso regulan el flujo del tráfico de red.

Ethernet

• Ethernet es una popular tecnología LAN que utiliza el Acceso múltiple con portadora y detección de colisiones (Carrier Sense Múltiple Access with Collision Detection, CSMA/CD) entre estaciones con diversos tipos de cables.

Ethernet

La arquitectura de red Ethernet se originó en la Universidad de Hawai durante los años setenta, donde se desarrolló el método de acceso múltiple con detección de portadora y detección de colisiones (CSMA/CD)

Características• Es PASIVO, es decir, no requiere una fuente de

alimentación propia, y por tanto, no falla a menos que el cable se corte físicamente o su terminación sea incorrecta.

• Se conecta utilizando una topología de bus en la que el cable está terminado en ambos extremos.

• Utiliza múltiples protocolos de comunicación y puede conectar entornos informáticos heterogéneos, incluyendo Netware, UNIX, Windows y Macintosh.

• Ethernet es popular porque permite un buen equilibrio entre velocidad, costo y facilidad de instalación.

• La amplia aceptación en el mercado

Operación de Ethernet• Ethernet es una tecnología de broadcast de

medios compartidos.• El método de acceso CSMA/CD que se usa en

Ethernet ejecuta tres funciones:1. Transmitir y recibir paquetes de datos 2. Decodificar paquetes de datos y verificar que las

direcciones sean válidas antes de transferirlos a las capas superiores del modelo OSI

3. Detectar errores dentro de los paquetes de datos o en la red

Método de acceso CSMA/CD

• El dispositivo que tiene datos que transmitir funciona según el modo "escuchar antes de transmitir“, es decir, que cuando un dispositivo desea enviar datos, primero debe verificar si los medios de networking están ocupados.

Método de acceso CSMA/CD

• Una vez que el dispositivo determina que los medios de networking no están ocupados, el dispositivo comienza a transmitir los datos.

• Mientras transmite los datos en forma de señales, el dispositivo también escucha. Esto lo hace para comprobar que no haya ninguna otra estación que esté transmitiendo datos a los medios de networking al mismo tiempo.

• Una vez que ha terminado de transmitir los datos, el dispositivo vuelve al modo de escucha.

Confiabilidad de Ethernet

Confiabilidad de Ethernet• Los dispositivos de networking pueden detectar

cuando se ha producido una colisión porque aumenta la amplitud de la señal en el medio de networking.

• Cuando se produce una colisión, cada dispositivo que está realizando una transmisión continúa transmitiendo datos durante un período breve. Esto se hace para garantizar que todos los dispositivos puedan detectar la colisión.

• Una vez que todos los dispositivos de una red detectan que se ha producido una colisión, cada dispositivo invoca a un algoritmo.

Algoritmo

Token Ring

• Las redes TOKEN RING están implementadas en una topología lógica en anillo.

• La topología física de una red Token Ring es la topología en estrella, en la que todos los equipos de la red están físicamente conectados a un concentrador o elemento central.

Token Ring

• El ANILLO FÍSICO está cableado mediante un concentrador o switch denominado unidad de acceso multiestación (multistation access unit, MSAU). La topología lógica representa la ruta del testigo entre equipos, que es similar a un anillo.

• IBM desarrolló la primera red Token Ring en los años setenta

• Ocupa el segundo lugar después de Ethernet

Transmisión de Tokens

Transmisión de Tokens

• Un token libre se enruta alrededor del anillo. A medida que se transmite alrededor del anillo, consulta a los dispositivos de la red para saber si desean enviar datos.

• Un equipo no puede transmitir salvo que tenga posesión del testigo; mientras que el testigo está en uso por un equipo, ningún otro puede transmitir datos.

Método de acceso

• Cuando el primer equipo de la red Token Ring se activa, la red genera un testigo. Éste viaja sobre el anillo por cada equipo hasta que uno toma el control del testigo.

• Cuando un equipo toma el control del testigo, envía una trama de datos a la red. La trama viaja por el anillo hasta que alcanza al equipo con la dirección que coincide con la dirección de destino de la trama.

• El equipo de destino copia la trama en su memoria y marca la trama en el campo de estado de la misma para indicar que la información ha sido recibida.

• La trama continúa por el anillo hasta que llega al equipo emisor, en la que se reconoce como correcta. El equipo emisor elimina la trama del anillo y transmite un nuevo testigo de nuevo en el anillo.

FDDI (Interfaz de Datos Distribuidos por Fibra)

• A mediados de los años ochenta, las estaciones de trabajo de alta velocidad para uso en ingeniería habían llevado las capacidades de las tecnologías Ethernet y Token Ring existentes hasta el límite de sus posibilidades.

• Para solucionar estos problemas, la comisión normalizadora ANSI X3T9.5 creó el estándar Interfaz de datos distribuida por fibra (FDDI)

FDDI (Interfaz de Datos Distribuidos por Fibra)

• Una red de Interfaz de datos distribuidos por fibra (Fiber Distributed Data Interface, FDDI) proporciona conexiones de alta velocidad para varios tipos de redes. FDDI fue diseñado para su uso con equipos que requieren velocidades mayores que los 10 Mbps disponibles de Ethernet o los 4 Mbps disponibles de Token Ring.

FDDI (Interfaz de Datos Distribuidos por Fibra)

• Una red FDDI está formada por dos flujos de datos similares que fluyen en direcciones opuestas por dos anillos. Existe un anillo primario y otro secundario. Si hay un problema con el anillo primario, como el fallo del anillo o una rotura del cable, el anillo se reconfigura a sí mismo transfiriendo datos al secundario, que continúa transmitiendo.

FDDI (Interfaz de Datos Distribuidos por Fibra)

• Las implementaciones de la FDDI en la actualidad no son tan comunes como Ethernet o Token Ring, la FDDI tiene muchos seguidores y continúa creciendo a medida que su costo disminuye.

• La FDDI se usa con frecuencia como una tecnología backbone y para conectar los computadores de alta velocidad en una LAN.

Especificaciones• FDDI tiene cuatro especificaciones: 1. Control de acceso al medio (MAC): Define la

forma en que se accede al medio, incluyendo:– formato de trama– tratamiento del token– direccionamiento– algoritmo para calcular una verificación por

redundancia cíclica y mecanismos de recuperación de errores

Especificaciones2. Protocolo de capa física (PHY): define los

procedimientos de codificación o decodificación, incluyendo:– requisitos de reloj– entramado– otras funciones

Especificaciones3. Medio de capa física (PMD): Define las

características del medio de transmisión, incluyendo:

– enlace de fibra óptica– niveles de energía– tasas de error en bits– componentes ópticos– conectores

Especificaciones• 4. Administración de estaciones(SMT): define

la configuración de la estación FDDI, incluyendo: – configuración del anillo– características de control del anillo– inserción y eliminación de una estación– inicialización– aislamiento y recuperación de fallas– programación– recopilación de estadísticas

Método de Acceso• El método de acceso utilizado en una red FDDI

es el paso de testigo. • Un equipo en una red FDDI puede transmitir

tantos paquetes como pueda producir en un tiempo predeterminado antes de liberar el testigo.

• Tan pronto como un equipo haya finalizado la transmisión o después de un tiempo de transmisión predeterminado, el equipo libera el testigo.

Método de Acceso• Como un equipo libera el testigo cuando

finaliza la transmisión, varios paquetes pueden circular por el anillo al mismo tiempo. Este método de paso de testigo es más eficiente que el de una red Token Ring, que permite únicamente la circulación de una trama a la vez. Este método de paso de testigo también proporciona un mayor rendimiento de datos a la misma velocidad de transmisión.

Velocidad de transferencia• La velocidad de transferencia en una red FDDI

se encuentra entre 155 y 622 Mbps.• La velocidad de transferencia en una red

Token Ring se encuentra entre 4 y 16 Mbps.• La velocidad de transferencia en una red

Ethernet puede ser:– Ethernet estándar 10Mbps– Fast Ethernet 100Mbps– Gigabit Ethernet 1Gbps

Tecnologías WAN• Protocolos X.25X.25 es un estándar para el acceso a redes públicas de

conmutación de paquetes.• ATM Modo de Transferencia AsíncronaATM es una tecnología de telecomunicación desarrollada

para hacer frente a la gran demanda de capacidad de transmisión para servicios y aplicaciones.

• Frame Relay Es una forma de enviar información a través de una WAN

dividiendo los datos en paquetes.

Protocolo X.25

El servicio que ofrece es:• orientado a conexión (previamente a usar el servicio

es necesario realizar una conexión y liberar la conexión cuando se deja de usar el servicio),

• fiable, en el sentido de que no duplica, ni pierde ni desordena

• ofrece multiplexación, esto es, a través de un único interfaz se mantienen abiertas distintas comunicaciones.

Protocolo X.25

• Este protocolo especifica funciones de tres capas del modelo OSI: capa física, capa de enlace y capa de paquetes.

• El terminal de usuario es llamado DTE, el nodo de conmutación de paquetes es llamado DCE.

ATMModo de Transferencia Asíncrona

• El modo de transferencia asíncrona (Asynchronous transfer mode, ATM) es una red de conmutación de paquetes que envía paquetes (CELDAS ATM) de longitud fija a través de LANs o WANs, en lugar de paquetes de longitud variable utilizados en otras tecnologías.

ATM

• Los paquetes de longitud fija, o celdas, son paquetes de datos que contienen únicamente información básica de la ruta, permitiendo a los dispositivos de conmutación enrutar el paquete rápidamente.

• La comunicación tiene lugar sobre un sistema punto-a-punto que proporciona una ruta de datos virtual y permanente entre cada estación.

ATM

• Utilizando ATM, podemos enviar datos desde una oficina principal a una ubicación remota. Los datos viajan desde una LAN sobre una línea digital a un conmutador ATM y dentro de la red ATM. Pasa a través de la red ATM y llega a otro conmutador ATM en la LAN de destino.

ATM

ATM Método de acceso:

• Una red ATM utiliza el método de acceso punto-a-punto, que transfiere paquetes (celdas ATM) de longitud fija de un equipo a otro mediante un equipo de conmutación ATM. El resultado es una tecnología que transmite un paquete de datos pequeño y compacto a una gran velocidad.

ATM

• La forma pequeña y regular de las celdas ATM hace que sean rápidas y adaptables a cualquier tipo de datos.

• Las celdas se procesan en forma independiente unas de otras, y las que están relacionadas no necesariamente vuelven juntas a la red. Por esta razón, la tecnología es asincrónica.

ATM Velocidad de Transferencia• En una red ATM se encuentra entre 155 y 622

Mbps.• Su alta velocidad permite transmitir voz, vídeo

en tiempo real, audio con calidad CD, imágenes y transmisiones de datos del orden de megabytes.

• El tráfico se clasifica por prioridad (qué célula viaja primero) estableciendo ciertos bits que determinan si a una célula le corresponde ser descartada.

FRAME RELAY• ES UNA RED DE CONMUTACIÓN DE PAQUETES

QUE ENVÍA PAQUETES DE LONGITUD VARIABLE SOBRE LANS O WANS.

FRAME RELAY• Cada paquete viaja a través de una serie de

switches en una red Frame Relay para alcanzar su destino

Frame Relay• Con frecuencia se hace referencia a los

dispositivos del usuario como Equipo Terminal de Datos (DTE), mientras que el equipo de red que hace interfaz con el DTE se conoce a menudo como Equipo de Transmisión de Datos (DCE).

Frame Relay

• La conmutación tiene lugar sobre una red que proporciona una ruta de datos permanente virtual entre cada estación.

• Los servicios orientados a conexión constan de tres fases:– Establecimiento de la conexión– Transferencia de datos– Terminación de la conexión

Frame Relay

• Se puede tener establecido un circuito virtual permanente (permanent virtual circuit, PVC), que podría utilizar la misma ruta para todos los paquetes. Esto permite una transmisión a mayor velocidad que las redes Frame Relay convencionales y elimina la necesidad para el desensamblado y reensamblado de paquetes.

Método de Acceso

• Frame relay utiliza un método de acceso PUNTO-A-PUNTO, que transfiere paquetes de tamaño variable directamente de un equipo a otro, en lugar de entre varios equipos y periféricos.

Velocidad de transferencia

• Ha sido especialmente adaptado para velocidades de hasta 2.048 Mbps, aunque nada le impide superarlas.

• Puede ser TAN RÁPIDA COMO EL PROVEEDOR PUEDA SOPORTAR A TRAVÉS DE LÍNEAS DIGITALES

Funciones de Frame Relay

• Posee funcionalidad de nivel de red • Puede conectar distintas LANs entre sí de una

manera rápida y eficiente • Proporciona conexiones entre usuarios a través

de una red pública, del mismo modo que lo haría una red privada con circuitos punto a punto.

• Puede reemplazar las líneas privadas por un sólo enlace a la red

Funciones de Frame Relay

• El uso de conexiones implica que los nodos de la red son conmutadores (control que alterne entre dos estados), y las tramas deben de llegar ordenadas al destinatario, ya que todas siguen el mismo camino a través de la red, puede manejar tanto tráfico de datos como de voz

Aplicaciones y Beneficios

• Reducción de complejidad en la red: Las conexiones virtuales múltiples son capaces de compartir la misma línea de acceso.

• Equipo a costo reducido: Se reducen las necesidades del “hardware” y el procesamiento simplificado ofrece un mayor rendimiento por su dinero.

Aplicaciones y Beneficios

• Mejoramiento del desempeño y del tiempo de respuesta: Debido a que permite la conectividad directa entre localidades con pocos atrasos en la red.

• Mayor disponibilidad en la red: Las conexiones a la red pueden redirigirse automáticamente a diversos cursos cuando ocurre un error.

Aplicaciones y Beneficios

• Tarifa fija: Los precios no son sensitivos a la distancia - lo que significa que los clientes no son penalizados por conexiones a largas distancias.

• Mayor flexibilidad: Las conexiones son definidas por los programas. Los cambios hechos a la red son más rápidos y a menor costo si se comparan con otros servicios.