REDES LAN - WAN.

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1 REDES LAN - WAN

2 INTEGRANTES Andrés Comba Ariza Rodolfo Contreras Mendoza
Jonathan Cortes Espinosa Steffi Linares Pedroza Gladys Ordoñez Monroy Diego Rico Cortes Carlos Posada Campos

3 REDES LAN Una Red de Área Local (LAN) es un conjunto de computadoras o dispositivos de procesamiento conectadas entre sí en forma física y lógica con la finalidad de optimizar sus recursos y emular el proceso de un sistema de computo único. Una LAN está limitada en cobertura al entorno definido por el usuario (generalmente su área de trabajo o edificio). Estas características dan a los usuarios de una LAN muchas ventajas a diferencia de lo que pudiera desarrollar un usuario aislado, entre las principales se puede mencionar: la posibilidad de conectar equipos de diferentes tecnologías, acceso a bases de datos comunes, correo electrónico, así como utilizar aplicaciones en red y procesamiento distribuido, etc.

4 Elementos de Hardware y Software en una LAN
El servidor. Las estaciones de trabajo. El sistema operativo. Los protocolos de comunicación. Las tarjetas de interfase de red.

5 El servidor es el elemento principal de procesamiento, contiene el sistema operativo de red y se encarga de administrar todos los procesos dentro de ella, controla también el acceso a los recursos comunes como son las impresoras y las unidades de almacenamiento. Las estaciones de trabajo, en ocasiones llamadas nodos, pueden ser computadoras personales o cualquier terminal conectada a la red. De esta manera trabaja con sus propios programas o aprovecha las aplicaciones existentes en el servidor. El sistema operativo de red es el programa (software) que permite el control de la red y reside en el servidor. Ejemplos de sistemas operativos de red son: NetWare!, LAN Manager!, OS/2!, LANtastic y Appletalk!. Los protocolos de comunicación son un conjunto de normas que regulan la transmisión y recepción de datos dentro da la red, el modelo OSI es la base para entender los protocolos utilizados. La tarjeta de interfaz de red proporciona la conectividad de la terminal o usuario de la red física, ya que maneja los protocolos de comunicación de cada topología específica.

6 TOPOLOGÍAS Antes de mencionar las distintas topologías utilizadas en las LAN, es preciso identificar que una red presenta 2 tipos de topologías: física y lógica. Sin embargo, dependiendo del método de acceso al medio utilizado, el funcionamiento lógico de la red corresponderá a determinada topología pudiendo ser distinta a la topología física. La topología física se refiere a la forma de conectar físicamente a las estaciones de trabajo dentro de una red. Cada topología, independientemente de la forma o apariencia geométrica que pueda tener, cuenta con características propias que definen el material a utilizar como medio de transmisión, distancia máxima entre estaciones, grado de dificultad para realizar el cableado, así como para su mantenimiento, ya que la disposición de las estaciones en la red puede determinar si una falla afecta a uno o más elementos; favorece también determinados métodos de acceso. Entre las topologías más utilizadas se encuentran: bus, anillo, estrella y árbol jerárquico.

7 Métodos de Acceso Los métodos de acceso se refieren a las reglas que deben seguir las estaciones de trabajo para accesar al medio y transmitir su información en forma ordenada, evitando así colisiones con la consecuente pérdida de datos. Permiten también el direccionamiento de la comunicación entre estaciones. En esta sección solamente mencionaremos los métodos de acceso más utilizados, el CSMA/CD, CSMA/CA y Token Passing.

8 Acceso Múltiple con Sensibilidad de Portadora, con Detección de Colisión (CSMA/CD)
Es un método en el que la estación de trabajo censa el medio antes de hacer una transmisión; si el medio está ocupado espera un tiempo determinado antes de volver a censar, cuando detecta que ninguna estación está transmitiendo comienza su envío. Es posible que 2 estaciones transmitan al mismo tiempo por hacer la detección simultáneamente, por lo tanto habrá una colisión. Cuando ocurre esto, ambas máquinas vuelven a esperar un tiempo aleatorio para iniciar el proceso. Se usa principalmente en redes con topología bus. Acceso Múltiple con Sensibilidad de Portadora Evitando Colisiones (CSMA/CA) Es una variante del CSMA/CD en el cual la característica principal es evitar las colisiones y no solo detectarlas. Token Passing Se basa en el envío de paquetes de información que contienen tanto la dirección del destino como la información a transmitir. Una vez liberada la información, el paquete está libre y disponible para que otra pueda utilizarlo. El paquete viaja en una dirección definida por lo que no existen problemas por colisión y permite a todos los usuarios la posibilidad de accesar la red con mas facilidad.

9 ESTÁNDARES El Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) emite los estándares que definen las características, topología, medios de transmisión de los modelos más utilizados en las LANs dentro de su proyecto 802. A continuación mencionaremos los estándares más difundidos: El (Ethemet) El (Token Ring) Uno emergente como el (l00VGAnyLAN).

10 ETHERNET Como característica más importante destaca la utilización de CSMA/CD como método de acceso. Soporta velocidades de transmisión de datos de 10 a 100 Mbps. Aunque emplea una topología lógica de bus, puede utilizar topología física en bus o estrella. El medio de transmisión más empleado en las redes Ethemet es el cable coaxial grueso de 50 (Ohms) con señalización baseband, sin embargo, existen especificaciones para otros medios de transmisión.

11 Características Ethernet AUI IEEE 802.3 10Base5 10Base2 10BaseT 10BaseFL 100BaseT Tasa Transf.máx. 10 100 Método señalización Banda base Longitud máx.  segmento (metros) 500 185 2,000 Medio Coaxial grueso 50 ohmios Coaxial delgado 50 ohmios UTP Fibra Optica Conector DB-15 BNC RJ-45 ST, SC Topología Bus Estrella Punto a Punto

12 FAST ETHERNET TOKEN RING
También conocido como 100 Base T, es la evolución de 10 Base T pero aumentando la velocidad de transmisión de datos a 100 Mbps. Conserva el método de acceso CSMA/CD y puede utilizar cable UTP niveles 3, 4 y 5. TOKEN RING En coordinación con el estándar IEEE utiliza una topología lógica de anillo pero físicamente utiliza topología en estrella. La velocidad de transmisión de datos es de 4 Mbps ó l6 Mbps y método de acceso Token Passing.

13 100VGAnyLAN Definida por el estándar IEEE para soportar tanto a topologías Ethemet como Token Ring, también es una tecnología para alta velocidad (100 Mbps). Introduce un nuevo concepto en cuanto al método de acceso llamado Método de Acceso Prioritario por Demanda (DPAM). FDDI Es una tecnología más de MAN que de LAN, utiliza topología lógica de anillo y método de acceso Token Passing, pero permite transmisión de datos a 100 Mbps y su medio de transmisión es la fibra óptica, por lo que accede a mayores distancias de operación. No está estandarizado por la IEEE sino por el Instituto Nacional de Estándares Americanos (ANSI) como X3T9.5. Se utiliza principalmente para implantar un backbone de alta velocidad entre redes LAN en un ambiente de Campus.

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15 REDES WAN Una Red de Área Amplia (WAN) es una red que ofrece servicios de transporte de información entre zonas geográficamente distantes. Es el método más efectivo de transmisión de información entre edificios o departamentos distantes entre sí. Esta forma de comunicación aporta, como nota diferencial respecto a las Redes de Área Local (LAN) o las Redes de Área Metropolitana (MAN), que el ámbito geográfico que puede cubrir es considerablemente más amplio. La tecnología WAN ha evolucionado espectacularmente en los últimos años, especialmente a medida que las administraciones públicas de telecomunicaciones han reemplazado sus viejas redes de cobre con redes más rápidas y fiables de fibra óptica, dado que las redes públicas de datos son el soporte principal para construir una WAN.

16 Objetivos de una Red WAN
• Servicios integrados a la medida de sus necesidades (integración de voz, datos e imagen, servicios de valor añadido...). • Integración virtual de todos los entornos y dependencias, sin importar donde se encuentren geográficamente situados. • Optimización de los costos de los servicios de telecomunicación. • Flexibilidad en cuanto a disponibilidad de herramientas y métodos de explotación que le permitan ajustar la configuración de la red, así como variar el perfil y administración de sus servicios. • Mínimo costo de la inversión en equipos, servicios y gestión de la red. • Alta disponibilidad y calidad de la red soporte de los servicios. • Garantía de evolución tecnológica.

17 Equipos de Interconexión

18 ESTÁNDARES

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20 Técnicas de Interconexión
Son las diversas tecnologías utilizadas para transportar, encaminar, controlar y gestionar la transferencia de información a través de una WAN. Abarcan normalmente los niveles 2 y 3 del modelo de referencia OSI (Enlace y Red). Las características principales de una WAN se describen en los siguientes puntos: Técnica de Conmutación. a) De circuitos. b) De paquetes Almacenamiento y Retransmisión. a) Control de ruta. b) Disponibilidad de la conexión (Comunicación a petición del usuario, Comunicación permanente, fija o dedicada). Técnica de Transmisión (Analógica y Digital). a) Velocidad de transmisión. b) Fiabilidad de la red. c) Dominio (Público o Privado).

21 Conmutación de Circuitos
"Es el procedimiento que enlaza a voluntad dos o más equipos terminales de datos y que permite la utilización exclusiva de un circuito de datos durante la comunicación.“ El principio de funcionamiento es establecer un circuito para la comunicación entre los puntos que se desea intercambio de información. Este canal físico existe durante el diálogo entre ambos nodos, permaneciendo después en el caso de líneas dedicadas o desapareciendo en el caso de utilizar una red conmutada.

22 Conmutación de Paquetes
Una red de transporte de paquetes está constituida básicamente por un conjunto de líneas de transmisión que enlazan un conjunto de nodos o centros de conmutación de paquetes. El nodo de interconexión está constituido por un ordenador, el cual recibe informaciones a través de los caminos que a él llegan, las almacena, determina el nuevo camino que debe seguir para llegar a su destino y las retransmite.

23 Control de Ruta Disponibilidad de Conexión
Hace referencia a la selección mediante un nodo del camino por el que debe retransmitirse una información para hacerla llegar a su destino. En ocasiones a los nodos de un sistema de este tipo se les denomina conmutadores de paquetes (packet switches) debido a las funciones que realizan. Disponibilidad de Conexión Comunicación a petición del Usuario Se establece la conexión entre sistemas sólo cuando es necesario y es solicitada por el sistema que efectúa la llamada. La conexión está disponible durante el período de tiempo preciso. Al dar por finalizada la transmisión de información se anula la conexión. Es necesario establecer la llamada, mantenerla y anularla. Comunicación permanente, fija o dedicada Se establece permanentemente una conexión entre los sistemas a través de la red. El canal de comunicación es permanente, sin limitación de tiempo ni utilización. Cualquiera de los sistemas puede intercambiar información en cualquier momento.

24 Técnica de Transmisión
Hace referencia a las características de la señal utilizada y al modo en que ésta utiliza el ancho de banda disponible proporcionado por el medio de transmisión. Puede ser analógica o digital. Las señales analógicas transmitidas por la línea pueden corresponder a información digital enviada por el sistema de origen. Por ejemplo, si un sistema de tratamiento está conectado a una red que utiliza la técnica de transmisión analógica, se necesita un módem. Este módem transforma las señales digitales enviadas por el sistema de tratamiento en señales analógicas transmitidas por la línea y viceversa. Aunque la técnica de transmisión sea digital, se necesita un adaptador terminal para manejar la interfaz con la red (señalización, pruebas, etc.) y para adaptar la velocidad de transmisión del sistema de tratamiento de datos a la velocidad de la interfaz de la red.

25 Velocidad de Transmisión
Es la velocidad media de transmisión de datos. Se mide en bits por segundo y las velocidades en las WAN pueden variar desde 600 bps a 64 Kbps y, actualmente, 2 Mbps aunque internamente pueden manejar velocidades de 34 Mbps, 155 Mbps o 622 Mbps. Normalmente, el costo de la suscripción a una red está relacionado con su velocidad de transmisión. Fiabilidad de la Red Es la capacidad de la red para poder funcionar correctamente durante un período determinado. Generalmente, las redes de datos de conmutación de paquetes son redes fiables. Sin embargo, algunas de ellas están mejor protegidas que otras contra un comportamiento erróneo del equipo terminal conectado, que podría dañar la Habilidad de la red. Por otra parte se pueden establecer conexiones de terminal a través de una red de conmutación de paquetes y de otras subredes que podrían ser menos fiables que la propia red de conmutación de paquetes. Por consiguiente, la Habilidad de la conexión de terminal a terminal sería menor que la que se espera de la red de conmutación de paquetes.

26 DOMINIO Público Privado
Una red de comunicaciones se denomina "Red Pública" cuando se utiliza, total o parcialmente, para la prestación de servicios de telecomunicaciones disponibles para el público. A este tipo de redes puede acceder cualquier usuario y comunicarse con cualquier otro que esté conectado a ella, sin ningún tipo de limitación. Las Redes Públicas son de libre utilización por cualquier usuario que se abone a las mismas. Tienen grandes ventajas frente a las privadas en cuanto a economía de escala, aunque por el momento, sus prestaciones pueden resultar inferiores. Una red de comunicaciones pertenece al dominio privado (Red privada) cuando es ofertada únicamente para uso interno. Estas redes solos abarcan a los usuarios que pertenezcan a una determinada organización y solo se pueden comunicar con miembros de la misma organización.

27 Redes Públicas de Telecomunicaciones
Líneas Arrendadas Comunicaciones vía satélite • Sistema VSAT • Red Telefónica Básica (RTB) • Red Telegráfica conmutada o red TELEX • Red Digital de Servicios Integrados (RDSI) • Red de Conmutación de Paquetes

28 Comunicaciones Vía Satélite
Ventajas • El costo de la transmisión no depende de la distancia entre las estaciones emisora y receptora. • El costo de la transmisión no depende del número de estaciones que reciben la comunicación. • Se utilizan señales de gran ancho de banda capaces de transmitir grandes cantidades de datos. Desventajas • El retraso en la comunicación entre dos estaciones terrestres es de 250 ms. • Las señales procedentes del satélite son muy débiles, necesitándose equipos sofisticados y antenas de considerable tamaño para su amplificación. • Los satélites que operan en la banda de frecuencia K (14/12 GHz) son muy sensibles a interferencias por el mal tiempo. • Los que operan en la banda C (6/4 GHz) son muy sensibles a las interferencias terrestres de las grandes ciudades.

29 Red Telefónica Básica (RTB)
Ventajas: • Posibilidad de establecer una comunicación telefónica con cualquier usuario del mundo. • Compatibilidad con todas las redes telefónicas internacionales. • Rapidez bastante aceptable en la comunicación. • Capacidad para el intercambio electrónico de ciertas informaciones. • Costo de comunicación moderado. Desventajas: • La cobertura no es total en el ámbito geográfico, sobre todo en lo que se refiere a las zonas rurales menos favorecidas. • La saturación en las líneas puede producir a veces un cierto retraso en el establecimiento de la comunicación. • La capacidad de transmisión de datos es bastante baja, dado que el diseño de la red responde básicamente a las necesidades de transmisión de señales analógicas. • Los costos son crecientes con la distancia.

30 FRAME RELAY Es una nueva técnica de conmutación de paquetes que requiere menos proceso que X.25, lo que se traduce en velocidades de acceso mayores (2/1,5 Mbps frente a 64/56 kbps de X.25) y un costo de implementación menor. Esta técnica se describe en las recomendaciones UIT-T.430/31 y Q.922, que añaden funciones de relay (repetición) y routing (encaminamiento) al nivel de enlace del modelo de referencia OSI. El objetivo de diseño fue conseguir un servicio multiplexado que transportara tramas, minimizando los tiempos muertos y el overhead (sobrecarga) normalmente asociados a X.25, para lo cual, funcionalidades del tipo control de errores, de flujo, etc., se eliminan. Frame Relay nació en el seno de los comités encargados de la formulación RDSI con el objetivo de sacar el mayor provecho posible de los accesos primarios (2 Mbps) para servicios portadores de paquetes. Actualmente la especificación permite alcanzar hasta 45 Mbps. La técnica Frame Relay presenta un conjunto de ventajas que la hacen idónea para la definición de redes de área Amplia; no representa cambios sustanciales a nivel de equipamiento físico, las modificaciones en el equipamiento lógico a nivel de enlace son mínimas, presenta una eficiencia óptima para tráfico de datos y un comportamiento excelente hasta 45 Mbps, lo que se considera suficiente para la interconexión de redes locales a medio y largo plazo. Frame Relay no conoce las redes de área local que interconecta, por ello es un protocolo transparente y adecuado en aplicaciones que intercambian grandes volúmenes de datos a grandes velocidades.

31 ATM La tecnología ATM (Asynchronous Transfer Mode, Modo de Transferencia Asincrono) ha surgido como parte de un conjunto de investigaciones realizadas por los operadores públicos de telecomunicaciones para desarrollar la Red Digital de Servicios Integrados de banda ancha (RDSI-BA). En 1991, los trabajos de la UIT-T en el campo RDSI-BA dieron lugar a la definición de un estándar global de interfaces de usuario para redes ATM (recomendación ÜIT-T.I.121), con una capacidad de transferencia de información de 155,52 Mbps y 622,08 Mbps. ATM fue diseñada para el transporte de datos sobre fibra óptica, de forma que el ancho de banda se reparte en bloques de tamaño idéntico denominados células (cells). Es una técnica del tipo Cell Relay orientada a la conmutación de células de tamaño constante a alta velocidad. El objetivo de ATM es realizar el routing y la multiplexación de las células. Es similar a Frame Relay diferenciándose, fundamentalmente, en que en esta última el tamaño de la célula (oframe) es variable. Las redes ATM son transparentes a todos los tipos de información de usuario transportados mediante los servicios proporcionados por la red: voz, datos y vídeo. Soporta la transmisión de tráfico de diferente naturaleza de forma integrada.

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33 SIMULADORES PACKET TRACER
El Packet Tracer es un simulador de routers y de switches. Es un programa muy útil para familiarizarse con el uso de los comandos del IOS (El sistema operativo de los dispositivos de red de CISCO). Permite componer diferentes topologías y ponerlas a prueba. Su aprendizaje es rápido e intuitivo. Su sencillez, versatilidad y comodidad de uso hacen de él una herramienta muy aprovechable.

34 GNS3 GNS3 es un simulador grafico de redes que le permitirá diseñar fácilmente topologías de red y luego ejecutar simulaciones en el. Hasta este momento GNS3 soporta el IOS de routers, ATM/Frame Relay/switchs Ethernet y PIX firewalls. Usted puede extender su red propia, conectándola a la topología virtual. Para realizar esta magia, GNS3 esta basado en Dynamips, PEMU (incluyendo el encapsulador) y en parte en Dynagen, fue desarrollado en python a través de PyQt la interfaz grafica (GUI) confeccionada con la poderosa librería Qt, famosa por su uso en el proyecto KDE. GNS3 también utiliza la tecnología SVG (Scalable Vector Graphics) para proveer símbolos de alta calidad para el diseño de las topologías de red.

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36 BIBLIOGRAFÍA o LINKS http://standards.ieee.org
Stallings, Local and Wide Area Networks, 4th ed. IEEE: Communications Magazine, vol. 33, Jan 1995.