REDES DE COMPUTO.

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1 REDES DE COMPUTO

2 Conceptos básicos de comunicaciones en general
Sincronismo. En toda transmisión debe de existir un acuerdo entre el receptor y el emisor, y pueden llegar a él de dos formas: Síncrona, es decir, utilizando los pulsos del reloj de cada ordenador, de manera que se envíe una señal de sincronismo, algo como "pongamos nuestros relojes en hora" y se inicia la emisión y recepción de datos de acuerdo con estos. O no utilizando el reloj, lo que sería Asíncrona o Start/Stop en la cual se produce una modificación en el voltaje (que en principio es constante) y que es utilizado con este fin.

3 Capacidad de transferencia
Capacidad de transferencia. Es la velocidad por la cual puede transcurrir información a través de un medio, y esto viene definido por dos características fundamentales: Ancho de banda y Relación Señal-Ruido. El ancho de banda viene determinado por la cantidad o rango de frecuencias que es capaz de transmitir un canal. Y señal/ruido lo indica su propio enunciado, en todas las líneas y a cualquier frecuencia hay ruido no deseado que atenúa o distorsiona la señal. Modulación. En este aspecto hay que diferenciar entre las señales analógicas (las que pueden tener un número infinito de estados) como lo sería una señal de voz, o las digitales (las que están supeditadas a un número limitado, desde binario que son 0 y 1, a "eneario"). Una señal analógica tiene tres parámetros, Amplitud, Frecuencia y Fase. Cualquiera de los que modifiquemos nos es de utilidad, depende de distintos factores. Típicamente se suele modular en amplitud o en frecuencia.

4 Multiplexación. Es el sistema por el cual varios usuarios pueden utilizar la misma línea al mismo tiempo, es decir, compartirla. Hay un equipo, denominado multiplexor, que se encarga de ello y se utilizan dos tipos: la División de Frecuencias, en la cual se introducen distintas portadoras y cada una de ellas a una frecuencia determinada, y la División de Tiempos, es decir, que a cada terminal se le asigna una fracción establecida y van transmitiendo de forma rotativa. Protocolo. El funcionamiento de las redes está sujeto a unas reglas, tanto de hardware como de software, que obligan a seguir determinados criterios. Deben de cumplirse por el emisor y el receptor, pues en caso contrario no hay comunicación, y son los que definen los formatos de los paquetes o las tramas, los sistemas de sincronización, etc.

5 EL PROCESO DE LA COMUNICACIÓN
La comunicación es el intercambio de información entre distintos agentes. Sus elementos básicos son:  Emisor, elemento que envía la información y genera el o los mensajes correspondientes.  Medio de transmisión, elemento a través del cual se envían los mensajes  Receptor, elemento que debe recibir la información. También hay 2 posibilidades:  Un emisor y un receptor  Un emisor y varios receptores, cada uno de los cuales debe recibir la misma información.

6 REDES Una red de computadores nace cuando se dispone de más de 1 computador y es necesario el intercambio de información entre ellos. Una de las mejores definiciones sobre la naturaleza de una red es la de identificarla como un sistema de comunicaciones entre computadoras. Como tal, consta de un soporte físico que abarca cableado y placas adicionales en las computadoras, y un conjunto de programas que forma el sistema operativo de red. Red de Computadores Una red de computadores es un sistema de computadores interconectados entre sí. La red más simple posible la forman dos computadores conectados mediante un cable. A partir de aquí, la complejidad puede aumentar hasta conectar miles de ordenadores a lo largo del mundo (red Internet). Funcionalidades  Comunicación entre usuarios (clientes). Se trata de comunicar entre 2 o más usuarios, por ejemplo, el envío de una carta, una comunicación tipo chat, una videoconferencia.  Obtención de información. Por ejemplo recoger un paquete en correos.  Compartir información y recursos. Compartir es la palabra clave de estas redes, y recursos lo que hay que compartir, ya sean discos duros, impresoras, servidores de aplicaciones, servidores de CD-ROM, servidores de fax, etc.

7 Esquema genérico Las redes constan de: Clientes, que son las computadoras que emplean los usuarios de la LAN, y que son los que solicitan la información. Protocolos Los protocolos son la base de las comunicaciones entre los dispositivos que forman las redes de datos, es decir, son la base del intercambio de información entre dispositivos. Sin embargo los dispositivos tienen que hablar lenguajes con los que entenderse. Estos lenguajes son los protocolos, y la estructura de los mismos es su sintaxis. Según el modelo de referencia OSI, protocolo es aquel conjunto de reglas y formatos que gobiernan las comunicaciones entre entidades que ejecutan funciones a un mismo nivel en diferentes sistemas abiertos. Protocolo es por tanto un conjunto de normas que se usan para componer los mensajes que contienen la información a transmitir.

8 Ventajas aportadas por el uso de una Red
 Mantener bases de datos actualizadas instantáneamente y accesibles desde distintos puntos.  Facilitar la transferencia de archivos entre miembros de un grupo de trabajo.  Compartir periféricos caros (impresoras láser, plotters, discos ópticos, etc.)  Bajar el costo del software comprando licencias de uso múltiple en vez de muchas individuales.  Mantener versiones actualizadas y coherentes del software.  Facilitar la copia de respaldo de los datos.  Correo electrónico.  Comunicarse con otras redes (bridge).  Conectarse con minis y mainframes (Gateway).  Mantener usuarios remotos vía modem.  Facilita el acceso al sistema para usuarios inexpertos, ya que ingresa directamente a ejecutar sus aplicaciones.

9 Redes LAN / WAN Los conceptos de LAN y WAN son esenciales y básicos para entender cómo se interaccionan y relacionan los protocolos en las redes de datos, y para distinguirlos si son de red o comunicaciones. ¿Por qué se han de tener muy claros la distinción entre LAN y WAN? Porque los protocolos que se emplean son distintos, es decir, si es una WAN, además de los protocolos de LAN, se utilizan aquellos protocolos de WAN de acuerdo con el tipo de comunicaciones que se emplee. Las características básicas que los distinguen son:  Distancia entre dispositivos  Protocolos que se emplean  Velocidades de transmisión  Costos

10 LAN Una LAN (Local Área Network) o Red de Área Local consiste en una red de ordenadores sin que exista entre ellos ninguna línea de comunicaciones propiamente dicha. La comunicación entre LANs sin líneas de comunicaciones emplea solamente los protocolos de LANs. El término red local incluye tanto el hardware como el software necesario para la interconexión de los distintos dispositivos y el tratamiento de la información. Los servidores pueden ser dedicados o no dedicados:  Dedicados. Normalmente tienen un sistema operativo más potente que los demás y son usados por el administrador de la red.  No dedicados. Pueden ser cualquier puesto de la red que además de ser usado por un usuario, facilita el uso de ciertos recursos al resto de los equipos de la red, por ejemplo, comparte su impresora.

11 Topología en Estrella Se la llama así pues hay un centro denominado hub hacia el cual convergen todas las líneas de comunicación. Cada máquina tiene un enlace exclusivo con el hub. Los sistemas host - terminales también usan una topología estrella, con el host en el centro, pero se diferencian por la forma de comunicación. En las LANs, el hub es un dispositivo que, sea activo o pasivo, permite que todas las estaciones reciban la transmisión de una; en los sistemas con host, sólo el host recibe. En una red, la comunicación entre dos estaciones es directa; en un sistema con host, una terminal se comunica con el host y el host con la otra.

12 Topología en Bus: En esta topología hay un cable que recorre todas las máquinas sin formar caminos cerrados ni tener bifurcaciones. Eléctricamente, un bus equivale a un nodo pues los transceptores de todas las máquinas quedan conectados en paralelo. A los efectos de mantener la impedancia constante en el cableado de la red, se deben conectar dos "terminadores" en ambos extremos del cableado de la misma.

13 Topología en Anillo En este caso, las líneas de comunicación forman un camino cerrado. La información generalmente recorre el anillo en forma unidireccional, cada máquina recibe la información de la máquina previa, la analiza, y si no es para ella, la retransmite a la siguiente. Tiene el problema similar al bus en cuanto a ruptura de la línea, y en ese sentido se pueden utilizar los anillos con doble cableado o haciendo pasar el circuito por una central de cables, que detectan y hacen "un puente" en la zona afectada. Cualquiera de los dos sistemas requiere una cantidad de cable muy superior a la normal. El acceso es similar al anterior, se denomina "Paso de testigo en Anillo" o "Token Ring"

14 WAN Una WAN (Wide Área Network) o Red de Área Amplia consiste en 2 o más LANs conectadas entre sí mediante líneas de comunicaciones. Sin embargo, si 2 LANs se comunican mediante una o varias líneas de comunicaciones, los protocolos de estas líneas es distinto del de las LANs.

15 MAN Una MAN (Metropolitan Área Network) o Red de Área Metropolitana es un concepto intermedio entre LAN y WAN. En cuanto a distancias se corresponde a un ámbito metropolitano, es decir, de una gran ciudad o de un campus universitario. En cuanto a protocolos en general se emplean los de LAN junto con los de WAN, es decir, no unos protocolos específicos. Sin embargo dadas las distancias, siempre acostumbra a haber tramos de cables de fibra óptica y por tanto susceptible de empleo de protocolos asociados a esta tecnología.

16 Características Principales de Red MAN
 Son redes que se extienden sobre áreas geográficas de tipo urbano, como una ciudad, aunque en la práctica dichas redes pueden abarcar un área de varias ciudades.  Son implementadas por los proveedores de servicio de Internet, que son normalmente los proveedores del servicio telefónico. Las MAN normalmente están basadas en estándares SONET/SDH o WDM, que son estándares de transporte por fibra óptica.  Estos estándares soportan tasas de transferencia de varios gigabits (hasta decenas de gigabits) y ofrecen la capacidad de soportar diferentes protocolos de capa 2. Es decir, pueden soportar tráfico ATM, Ethernet, Token Ring, Frame Relay o lo que se te ocurra.  Son redes de alto rendimiento.  Son utilizadas por los proveedores de servicio precisamente por soportar todas las tecnologías que se mencionan. Es normal que en una MAN un proveedor de servicios monte su red telefónica, su red de datos y los otros servicios que ofrezca.

17 Jerarquía de niveles Se entiende por pila de protocolos al conjunto de niveles (con 1 o más protocolos) que permiten las comunicaciones entre dos aplicaciones. Los protocolos son independientes del hardware y el sistema operativo donde estén funcionando. Las pilas de protocolos más conocidas son: -OSI (Open System Interconnection) -TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol) -SPX/IPX de Novell Netware -AppleTalk de Apple -DECnet de DEC -Xerox -Banyan VINES -SNA de IBM Las pilas de protocolos no son redes, sino una filosofía de cómo implementar reglas para que dos computadores se comuniquen.

18 Modelo OSI (Open System Interconnection)
Qué es? Este modelo ha sido y sigue siendo la referencia de todos los protocolos de redes incluso muchas veces en el ámbito de las comunicaciones. Por esta razón, se aconseja como base para poder organizar y entender los distintos tipos de protocolos y su ámbito de actuación. Este modelo consta de 7 niveles: 7. Aplicación Proporciona servicios de red a aplicaciones de ordenador. 6. Presentación Representación de los datos. Conversión, codificación y compresión. 5. Sesión Controla el diálogo entre clientes (sesiones). 4. Transporte Conexiones extremo a extremo. Segmentación 3. Red Direccionamiento y enrutamiento. 2. Enlace Acceso al medio. 1. Físico Transmisión de bits.

19 Nivel de aplicación (7): Este nivel sirve de comunicación para que los procesos de aplicación tengan acceso a los servicios de red. Este nivel representa los servicios a disposición de las aplicaciones del usuario, como por ejemplo el software para la transferencia de ficheros (protocolo FTP), para el acceso a base de datos y para el correo electrónico (protocolo SMTP, MIME, POP3 e IMAP). Nivel de presentación (6): El nivel de presentación convierte los datos, vídeo, sonido, gráficos, etc. a un formato adecuado para la transmisión, es decir, es la conversión de los distintos formatos de datos a un formato común. Nivel de sesión (5): El nivel de sesión establece, administra y finaliza las sesiones entre dos hosts que se están comunicando, es decir, controla el diálogo entre dispositivos y clientes. Este nivel permite que dos aplicaciones de dos dispositivos distintos establezcan, usen y finalicen una conexión llamada sesión

20 Nivel de transporte (4): Los protocolos de este nivel son los responsables de entregar la información entre los extremos. Las funcionalidades de los protocolos de este nivel son:  Divide los mensajes largos recibidos de los protocolos de niveles superiores en unidades estructuradas llamadas segmentos. En la recepción se ensamblan los mensajes, volviéndose a obtener los mensajes con el mismo formato en que estaban el dispositivo origen en este nivel.  Establece la comunicación entre las conexiones remotas  Envía los segmentos al otro extremo  Este nivel proporciona control de flujo y control de errores y participa en la solución de problemas relacionados con la transmisión y recepción de mensajes. Nivel de red (3): Los protocolos de este nivel son los responsables de las funciones de direccionamiento y control (p.e. enrutamiento) necesarios para mover los datos a través de la red. También estos protocolos tienen que establecer, mantener y finalizar las conexiones, incluyendo la conmutación de mensajes, el enrutamiento, la congestión de mensajes, el ensamblaje de mensajes y la traducción de direcciones lógicas a direcciones físicas.

21 Nivel de enlace (2): Los protocolos de este nivel son los responsables de proporcionar el tránsito de información sobre un medio de transmisión o una tecnología de red. Por tanto este protocolo se identifica con el tipo de acceso al medio y la topología de la red. Nivel físico (1): A este nivel corresponde la determinación de las especificaciones correspondientes a las características mecánicas, eléctricas y de procedimiento requeridas para establecer, mantener y desactivar los enlaces físicos. Activación y desactivación de la conexión física. -Transmisión de unidades de datos del servicio físico. -Control de nivel físico. -Sincronización a nivel de bit.

22 Niveles TCP/ IP El Departamento de Defensa de EE.UU. (DoD) creó el modelo TCP/IP porque necesitaba una red que pudiera sobrevivir ante cualquier circunstancia, incluso una guerra nuclear. Para mayor ilustración, supongamos que el mundo está en estado de guerra, atravesado en todas direcciones por distintos tipos de conexiones: cables, microondas, fibras ópticas y enlaces satelitales

23 Capa de aplicación: Los diseñadores de TCP/IP sintieron que los protocolos de nivel superior deberían incluir los detalles de las capas de sesión y presentación. Simplemente crearon una capa de aplicación que maneja protocolos de alto nivel, aspectos de representación, codificación y control de diálogo Capa de transporte: La capa de transporte se refiere a los aspectos de calidad del servicio con respecto a la confiabilidad, el control de flujo y la corrección de errores. Uno de sus protocolos, el protocolo para el control de la transmisión (TCP), ofrece maneras flexibles y de alta calidad para crear comunicaciones de red confiables, sin problemas de flujo y con un nivel de error bajo. Capa de Internet: El propósito de la capa de Internet es enviar mensajes desde un origen de cualquier red y que estos mensajes lleguen a su destino independientemente de la ruta y de las redes que se utilizaron para llegar hasta allí. Capa de red: El nombre de esta capa es muy amplio y se presta a confusión. También se denomina capa de dispositivo a red. Es la capa que se ocupa de todos los aspectos que requiere un paquete IP para realizar realmente un enlace físico y luego realizar otro enlace físico