UNIVERSIDAD DE ALICANTE - RUA: Principal · ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE COMUNICACIÓN ... Gran volumen, consumo y necesidades de mantenimiento. Teleproceso ... de comunicación con

UNIVERSIDAD DE ALICANTE

TEMA 5TEMA COMUNICACIONES Y REDES

Grado en Gestión y Administración Pública

CONTENIDO

Introducción Transmisión de datos Medios de transmisión Redes conmutadas Internet Direcciones IP

TÉCNICAS INFORMÁTICAS. TEMA 5 2

Técnicas Informáticas Curso 2012-2013 (c)Maximiliano Saiz Noeda

TEMA 5 página 1 de 17

OBJETIVOS Y BIBLIOGRAFÍA

◦ Objetivos Proporcionar conceptos básicos relacionados con la transmisión

de datos y las redes de datos.

Presentar el potencial de Internet como recurso clave en la SI.

◦ Bibliografía Dordoigne, José; Redes Informáticas. Nociones fundamentales (3ª

edición). Ediciones Eni. Barcelona. 2011.

García, Fernando; Chamorro, Félix; Molina, José M.; Informática de Gestión y Sistemas de Información. McGraw Hill. Madrid, España. 2000.

Prieto, Alberto; Lloris, Antonio; Torres, Juan C.; Introducción a la Informática (4ª edición). McGraw Hill. Madrid, España. 2006.


PLANTEAMIENTO HISTÓRICO

◦ La necesidad de comunicación es innata al hombre El habla

Sistemas de comunicación para distancias más largas

La escritura: de las tablas de arcilla a la imprenta

◦ Los sistemas de telecomunicaciones Telégrafo (Samuel Finley Breese Morse en 1844)

Teléfono (Alexander Graham Bell, 1876 y Elisha Gray).

Teletipo

◦ La electrónica: transmisión de imágenes y digitalización Transmisión binaria de los datos

Potencia de procesamiento informático

Avances tecnológicos en transmisión de datos




ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE COMUNICACIÓN

◦ Fuente de información: lo que se quiere transmitir.

◦ Codificador/Transmisor: transforma lo que se desea transmitir al formato adecuado para su transmisión.

◦ Canal: es el medio por el que se propaga la información.

◦ Decodificador/Receptor: transforma las señales del medio al tipo de información original.

◦ Destino: elemento que recibe la información transformada.

TÉCNICAS INFORMÁTICAS. TEMA 5

Fuente de información

MEDIO DestinoCodificador

Transmisor

Decodificador

Receptor

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TIPOS DE COMUNICACIÓN

◦ Tipos de comunicación Comunicación símplex comunicación unidireccional. muy poco usada en transmisión de datos salvo en los medios de

comunicación como la televisión o la radio.

Comunicación semidúplex unidireccional. permite la comunicación en ambos sentidos. comunicación entre radioaficionados.

Comunicación dúplex integral comunicación bidireccional. mucho más potente y exige mecanismos de comunicación más

costosos.




EVOLUCIÓN

◦ Proceso local tarjetas perforadas. Gran volumen, consumo y necesidades de mantenimiento.

◦ Teleproceso grandes ordenadores con terminales interconectados. introducción y obtención de datos a distancia.

◦ Proceso distribuido ordenadores geográficamente dispersos, conectados e

independientes. flexibilidad, modularidad y bajos costes de transmisión. Arquitectura cliente-servidor.

◦ La red red mundial como un sistema informático global (ciberespacio).


¿ANALÓGICO O DIGITAL?

TRANSMISIÓN ANALÓGICA

Transmisión continua de los datos (onda senoidal).

Desventajas en la transmisión por canales electromagnéticos◦ Degradación de la señal

◦ Sensibilidad a los ruidos

TRANSMISIÓN DIGITAL

Transmisión discreta de los datos (onda cuadrada)◦ Transmisión digital o binaria

◦ Control de errores (CRC)

Velocidad de transmisión◦ Nº de bits que pueden circular

por la línea de transmisión.

◦ Se mide en bits por segundo (bps) y múltiplos (Kbps, Mbps, ...).


INFORMÁTICA BÁSICA INGENIERÍA DE EDIFICACIÓN. TEMA 3

1-------------------------------------

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¿ANALÓGICO O DIGITAL?

TRANSMISIÓN ANALÓGICA

El Módem

Conversión señal de digital a analógica y viceversa para adaptarlo a la línea telefónica.

Velocidad de hasta 56 Kbps.

Tecnología DSL◦ Tecnología digital sobre pares de

cobre Hasta 8Mbps de recepción Hasta 1Mbps de envío

◦ Las nuevas tecnologías ADSL aumentan esta velocidad a 56Mbps/12Mbps (VDSL)

TRANSMISIÓN DIGITAL

La tarjeta de red

Intermediaria ordenador-red◦ Adapta las señales digitales al

canal de transmisión de la red, empaquetando la información y controlando el acceso al medio

Hace uso de los protocolos de comunicación de la red

Diferentes tipos dependiendo del cableado o topología de red

Velocidad hasta 1Gbps



REDES DE ORDENADORES

◦ Estructura de comunicación entre ordenadores Conjunto de equipos conectados por medio de cualquier canal

de comunicación con el fin de compartir recursos o servicios Hardware (impresoras, sistemas de almacenamiento, etc.) Software (aplicaciones, archivos, datos, etc.)

◦ Partes de una red de ordenadores Dispositivos de red: conjunto de elementos físicos que hacen

posible la comunicación Nodos: ordenadores, encaminadores, etc. Canal de comunicación: cable, aire, etc.

Programas de red: software que permite controlar el funcionamiento de la red



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MEDIOS DE TRANSMISIÓN

◦ Soporte físico que facilita el transporte de datos entre emisor y receptor Guiados: conducen las ondas a través de un campo físico (cables)

Par trenzado Coaxial Fibra óptica

No guiados: proporcionan un soporte para que las ondas se transmitan, pero no las dirigen (aire) Infrarrojos Microondas Satélite



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PAR TRENZADO

El más antiguo y todavía el más usado

Dos hilos de cobre aislados que se enrollan entre sí para reducir la interferencia por el acoplamiento capacitivo entre los hilos (diafonía)

Su aplicación más frecuente es la telefonía, especialmente en el bucle de abonado

Pueden transmitir datos a varios kms sin amplificadores En el caso de grandes distancias se precisan repetidores para

amplificar la señal

Los cables de pares trenzados se pueden usar tanto para la transmisión analógica como la digital

Bajo coste y rendimiento aceptable





CABLE COAXIAL

Hilo de cobre como núcleo, rodeado de un aislante encapsulados en un conducto cilíndrico constituido por una malla de cobre y todo cubierto de un plástico protector

Transmisión digital: cable coaxial en banda base elevado ancho de banda inmunidad a los ruidos eléctricos Velocidad puede ser de hasta 10Mbps en 1km Uso habitual en redes de área local y en telefonía de largas distancias

Transmisión analógica: cable coaxial de banda ancha estándar usado para la televisión Más costoso de instalar y mantener que el par trenzado, pero permite

varios canales lógicos de forma simultánea y puede transmitir datos, voz y vídeo por el mismo cable a decenas de kilómetros



FIBRA ÓPTICA

Partes de un sistema óptico de transmisión de datos: Emisor: diodo láser que emite un punto luminoso cuando se le

aplica una corriente eléctrica Medio de transmisión: fibra de vidrio ultrafino Detector: fotodiodo que genera un pulso eléctrico cuando incide

sobre él el punto luminoso

Empleada cada vez más por los operadores de telefonía y cable.

Decenas de tendidos submarinos con fibra óptica alrededor de todo el mundo.

Ventajas: delgada, inmune al ruido eléctrico, a las interferencias electromagnéticas y a los corrosivos químicos

Inconvenientes: instalación delicada y no es capaz de transportar energía eléctrica



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TRANSMISIÓN INALÁMBRICA

Para determinadas frecuencias, las señales electromagnéticas pueden propagarse por el medio atmosférico.

Se usan dos antenas (radioenlaces): emisor y receptor que manejan ondas de radio en diferentes frecuencias Distancias cortas: rayos infrarrojos y láser Ventajas: baratos y de transmisión digital Desventajas: muy sensibles a los agentes atmosféricos. Además, el

haz producido obliga a una alineación muy precisa de las antenas. Grandes distancias: microondas terrestres emitidas y recibidas por antenas parabólicas Ventajas: se puede alcanzar una gran distancia Desventajas: el haz se dispersa muy rápidamente, la interceptación

es relativamente fácil y son muy sensibles a las tormentas eléctricas. Microondas por satélites: situados en órbitas geoestacionarias. nuevos satélites situados en órbitas más cercanas a la tierra.



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CONMUTACIÓN

Transmisión de la información entre los nodos (o conmutadores) que encaminan la señal por un circuito concreto de un conjunto de ellos.

Conmutación de circuitos: Camino físico dedicado entre los dos equipos. Pasos: Establecimiento del circuito Transferencia de datos Desconexión del circuito

Ineficiente: el circuito está ocupado aunque no haya transacción de datos.

Conmutación de paquetes Información dividida en paquetes de igual longitud Existen dos formas de manejar el flujo de paquetes: Datagrama: cada paquete se trata de forma independiente Circuito virtual: se establece un canal lógico antes del envío.




REDES DE ÁREA LOCAL: Introducción

◦ Tipos de redes en función de su extensión: Redes de área local (RAL o LAN) Pequeñas extensiones. Líneas fiables, de alta velocidad y de expansión geográfica reducida.

Redes de área extensa (RAE o WAN) Las conexiones abarcan una extensión geográfica muy grande. Las velocidades descienden.

Redes de área metropolitana (RAM o MAN) Redes de extensión media con características de las dos anteriores.

◦ Red de área local: conjunto de dispositivos físicos o lógicos que permiten comunicar a un número moderado de equipos informáticos situados en un área geográfica pequeña con el objetivo principal de compartir recursos.


REDES DE ÁREA LOCAL: Aspectos fundamentales

◦ Alcance: entre pocos metros y algunos kilómetros.

◦ Velocidad de transmisión: elevada en comparación con las líneas telefónicas (1Gbps aunque nuevas tecnologías amplían esta velocidad).

◦ Topología: posición relativa de los equipos conectados.

◦ Protocolos de acceso al medio: definidos por un conjunto de reglas o convenciones usadas para establecer y controlar las comunicaciones.

◦ Gestión: es responsabilidad de su propietario su gestión y mantenimiento (remota, centralizada o descentralizada).




REDES DE ÁREA LOCAL: Topologías

BUS◦ Nodos conectados a un bus

o canal principal en cuyos extremos se instalan unos terminadores.

◦ Topología barata y de fácil ampliación

◦ Comunicación limitada a la capacidad del bus

◦ La caída de uno de los nodos provoca la caída de la red

◦ La ampliación de la potencia de la red exige el cambio de los adaptadores y del propio bus.



ANILLO◦ Nodos conectados formando un anillo.

◦ Similar a la topología en bus pero sinterminadores

◦ Red barata y de fácil ampliación

◦ La caída de uno de los nodos provoca la caída de la red

◦ La ampliación de la potencia de la red exige el cambio de los adaptadores.

◦ Para su funcionamiento correcto, todos los adaptadores han de estar encendidos permanentemente.





ESTRELLA◦ Todos los nodos se conectan a un

nodo central que controla la red.

◦ Gestión es sencilla por estar todo controlado por un único equipo,

◦ Dependencia del nodo central: si falla toda la red se verá afectada.

◦ Un fallo en uno de los nodos no afecta a toda la red

◦ La ampliación de la potencia de la red exige sólo en cambio del nodo central

◦ El nodo central es el único que debe estar conectado permanentemente.


REDES DE ÁREA LOCAL: Componentes

◦ SO de red: programas necesarios para la gestión de la red, el control de las comunicaciones, etc.

◦ Tarjeta de red: transforma las señales digitales a transmitir en señales adecuadas al canal de transmisión de la red, empaquetando la información y controlando el acceso al medio.

◦ Cableado: es la materialización del medio de transmisión. Usa los cables antes detallados aunque actualmente se instalan redes sin hilos (Redes Locales Inalámbricas).

◦ Interconexión con otras RAL cercanas: que facilitan la conexión de un área local con otra.




INTERCONEXIÓN DE REDES

Concentrador (hub) Centraliza el cableado de una red y permite ampliarla. Recibe una señal y la repite emitiéndola por sus diferentes puertos.

Puente (bridge) Interconecta redes de diferentes topologías y diferentes protocolos

de acceso. Realiza las adaptaciones necesarias de una LAN a otra, de forma que

se pueden intercambiar información, salvando los obstáculos de incompatibilidad que las separan.

Conmutador (switch) Segmenta una red para aumentar su rendimiento. A diferencia del puente, sólo permite conectar redes que utilizan los

mismos protocolos de acceso. A diferencia del concentrador, envía las tramas exclusivamente por el

puerto de salida donde se encuentra la estación destinataria.



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INTRODUCCIÓN

◦ Se presenta como una inmensa red de ordenadores diferentes conectados entre sí y distribuidos por todo el planeta.

◦ Interconexión de redes más pequeñas de una manera transparente al usuario que, si no es experto, no será capaz de precisar si está trabajando con su ordenador o con un ordenador situado al otro lado del mundo.

◦ Las ventajas de Internet son evidentes: acceso cómodo, intuitivo, sencillo y rápido. Es universal y permite acceder a cualquier tipo de información.




HISTORIA

◦ Origen: experimento del gobierno de EEUU: Red de ordenadores militares y universitarios para compartir

información sobre las investigaciones científicas y analizar formas de que las conexiones se mantuvieran ante un conflicto bélico.

1969: red Arpanet a la que se añadieron poco a poco más redes 1983: segregación de Arpanet de las conexiones entre ordenadores

militares para hacer su propia red de defensa (MilNet). Nacimiento de INTERNET (INTERnational NETwork of Computers).

◦ Problema: protocolo de comunicaciones potente y versátil 1974: diseño de la familia de protocolos TCP/IP TCP (Transport Control Protocol): responsable de transferir los datos

de un ordenador a otro de manera fiable IP (Internet Protocol): encargado del direccionamiento individual de

los datagramas entre los nodos de la red.


ORGANIZACIÓN

◦ Internet tiene una fama merecida de red anárquica

◦ Conjunto de instituciones encargadas de organizar y controlar aspectos como los procedimientos de coordinación y los mecanismos de interconexión.

◦ ISOC (Internet Society): sociedad sin ánimo de lucro constituida por individuos y

organizaciones públicas y privadas involucradas en Internet

Estructurada en varios órganos encargados de la orientación tecnológica y los estándares de la red, la coordinación de trabajos de información y la asignación de recursos.




ARQUITECTURA

◦ Cuatro capas o niveles y los distintos protocolos realizan su tarea correspondiente a la comunicación en cada nivel: Capa de enlace y acceso a red (o al medio): codifica los datos y los

transmite por los canales oportunos. Capa de red: dirige y encamina los datos, comprueba errores y atiende

las peticiones de retransmisión de paquetes. Capa de transporte: establece la conexión, asegura la fiabilidad de la

transferencia (libre de errores, sin pérdidas, duplicaciones y en el orden correcto) y la desconexión.

Capa de aplicación: suministra los servicios de aplicación a los usuarios finales (correo electrónico, transferencia de ficheros, etc.).

◦ Esta estructura proporciona una conexión potente, versátil y transparente al usuario.


PROTOCOLOS

◦ Conjunto de reglas formuladas para el intercambio de datos entre dos partes de una comunicación. ¿Dígame?

◦ Si no se siguen las reglas del protocolo estrictamente, la comunicación no se realizará satisfactoriamente.

◦ Los protocolos usados en Internet son más de 100, aunque hablaremos sólo de los más significativos: Protocolos de acceso al medio: Protocolo PPP Protocolo de red: protocolo IP Protocolos de transporte: Protocolo de control de transporte TCP Protocolos de Aplicación Protocolo de transferencia de ficheros: FTP Protocolo de transferencia de correo: SMTP …




SERVICIOS

◦ Son muy numerosos y todos están apoyados en los protocolos antes vistos y en otros menos relevantes. Servicio de telefonía

Correo electrónico (e-mail)

Transferencia de ficheros

Servicios de conversación

Servicios de búsqueda de Información Buscadores de Internet (Google, Yahoo, Lycos, ...)

Intranet


LAS DIRECCIONES EN INTERNET

Cada nodo u ordenador conectado a una red que use el protocolo IP (p. ej. Internet) debe identificarse de manera unívoca Para ello usa la dirección IP

IP dinámica o estática IP estática: siempre es la misma. Servidores. IP dinámica: puede variar con cada conexión. Clientes. Economiza el gastos de las compañías de telecomunicaciones

IP pública o privada IP pública: visible desde el exterior (Internet). Dirección única. Asignada en régimen de alquiler por los organismos competentes.

IP privada: visible sólo dentro de la misma red. Se puede repetir en redes diferentes. Gratuita. Los datagramas se transforman de privados a públicos a través del

NAT TÉCNICAS INFORMÁTICAS. TEMA 5


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LA IP ES UN NÚMERO EN BINARIO

◦ Tamaño fijo de 32 bits (en la versión 4 del protocolo, IPv4) Versión IPv6 es de 128 bits

◦ Directamente en binario

◦ Notación decimal con puntos

◦ 232 nodos = 4.294.967.296 nodos No todos se pueden utilizar



11000000011101010010010100000011

11000000.01110101.00100101.00000011

192.117.37.3

¿QUÉ SECRETOS ESCONDEN LOS NÚMEROS DE LA IP?

◦ Identificador: dirección IP Números de 4 bytes separados por puntos

Una parte identifica a la red lógica del equipo y otra distingue al ordenador de los restantes de la misma red. Diferenciamos tres clases de redes:

Así, 192.117.137.233 identifica a un ordenador definido por el cuarto byte (233) dentro de una red determinada por los tres primeros bytes.



Clase Primer octeto Id red Id nodo Nº redes Nº de nodos

A 0XXXXXXX (0-127) a b.c.d 27 = 128 224 = 16777216

B 10XXXXXX (128-191) a.b c.d 214 = 16384 216 = 65536

C 110XXXXX (192-223) a.b.c d 221 = 2097152 28 = 256



ENRUTADOR, SERVIDOR DE NOMBRES Y PUERTA DE ENLACE

Enrutador (router): se encarga de decidir hacia dónde deben ir los datagramas (dentro o fuera de la red). Si corresponde, traduce las IP´s privadas a públicas (NAT)

Puerta de enlace (gateway): invoca al DNS para la resolución de nombres externos y dirige los datagramas desde el interior hacia el exterior y viceversa. Tiene dos dispositivos de red: interior (ip privada) y exterior (ip

pública) El sistema de nombres de dominio (DNS) traduce un nombre en

Internet a la cadena de dígitos (ip) correspondiente.

La Network Information Center (NIC) se encarga de registrar los nombres de dominio y actualizar los DNS

Lo que conocemos como router ADSL esta, en realidad, formado por un router, un módem y una puerta de enlace.



Escribir en el navegador 193.145.233.8



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