Capitulo I Conceptos Basicos de Redes

Transmisión de datos y Redes de comunicaciones

Capitulo I Conceptos básicos de Redes

Ing. Odette Bastias Arce

[email protected]

Nov 2010

Universidad de Las Americas


Introducción

Concepto y funciones de las redes


La Internet es un recurso valioso y estar conectado a ella es fundamental para la actividad empresarial, la industria y la educación.

La creación de una red que permita la conexión a Internet requiere una cuidadosa planificación. Aun para conectar computadores personales individuales (PC) a Internet, se requiere alguna planificación y la toma de ciertas decisiones. Se deben considerar los recursos computacionales necesarios para la conexión a Internet. Esto incluye el tipo de dispositivo que conecta el PC a Internet, tal como una tarjeta de interfaz de red (NIC) o modem. Se deben configurar protocolos o reglas antes que un computador se pueda conectar a Internet. También es importante la selección correcta de un navegador de web.


La Internet es la red de datos más importante del mundo. La Internet se compone de una gran cantidad de redes grandes y pequeñas interconectadas. Computadores individuales son las fuentes y los destinos de la información a través de la Internet.

Concepto y funciones de las redes

Principios básicos de los PC

Como los computadores son importantes elementos básicos de desarrollo de redes, es necesario poder reconocer y nombrar los principales componentes de un PC. Muchos dispositivos de networking son de por sí computadores para fines especiales, que poseen varios de los mismos componentes que los PC normales


COMPUTADOR

SoftwareHardware

Entrada

Salida

Procesamiento

Almacenamiento

uso Licencia

Se clasifica según suConformado por los siguientes dispositivos

Sistemas Operativos

Software de aplicación

Lenguajes de programación

Propietario

Libre

• Teclado• Ratón• Escáner• Lápiz Óptico• Lector de código de barras

• Impresora: Matricial, Inyección de tinta, láser.

• Monitor: TRC, LCD

CPU: Unidad Central de Procesamiento Procesador (Intel, AMD)

Fijo

Temporal

Disco DuroMemorias: RAM - ROM

- Disquete 31/2”- CD-ROM- DVD- USB Drive

(Pendrive)



Partes Internas del PC


Los computadores manipulan y almacenan los datos usando interruptores electrónicos que están ENCENDIDOS o APAGADOS. Los computadores sólo pueden entender y usar datos que están en este formato binario, o sea, de dos estados. Los unos y los ceros se usan para representar los dos estados posibles de un componente electrónico de un computador. Se denominan dígitos binarios o bits. Los 1 representan el estado ENCENDIDO, y los 0 representan el estado APAGADO.

Un número binario 0 puede estar representado por 0 voltios de electricidad (0 = 0 voltios).

Un número binario 1 puede estar representado por +5 voltios de electricidad (1 = +5 voltios).

Los computadores están diseñados para usar agrupaciones de ocho bits. Esta agrupación de ocho bits se denomina byte.

Algunos Subsistemas del PC

MOTHERBOARDEs la tarjeta primordial que se encuentra dentro del computador, a esta se adhieren todos los circuitos electrónicos, CPU (micropocesador), tarjetas, y otras conexiones.

EL MICROPROCESADOR (CPU)

Es el chip más importante de la tarjeta madre, es el se encara de organizar el funcionamiento del computador, procesar la información, ejecutar cálculos y en general realizar millones de instrucciones por segundo y esto es lo que define sus características y precio. Este chip actúa como calculador y ordenador a otros componentes. Al procesar se le dan varios nombres: procesador principal, corazón del sistema CPU

EL CHIPSETEl chipset es el conjunto de chips que determinan la calidad y eficiencia de una placa madre



BUS DEL SISTEMASon alambres que comunican los datos y señales de control entre dispositivos de una computadora

PUERTOSSe llama puerto a los conectores de entrada y salida de dispositivos del computador; tales como: Raton, Teclado, USB, LAN, Paralelo, Serial, Video, Joystick, Auxiliares(Salida de audio, entrada de micrófonos)

LA MEMORIAEl computador funciona con varios tipos de memorias: ROM, RAM, caché interna, cache externa, de video… Se conoce como memoria el conjunto de BITSque almacena caracteres temporal y permanentemente. La presentación minima de este es el BYTE, un BYTE equivale a 8 BITS, un KILOBYTE es 1.024 BYTES, un MEGABYTE equivale a un millon de BYTES, un GIGABYTE equivale a un mil millones de BYTES y un TERRABYTE equivale a un BYTES. Existen 2 tipos de memorias muy importantes.



TARJETAS ADAPTADORAS O DE EXPANSIONSon aquellos dispositivos que se le instalan a la tarjeta madre para realizar una función específica, además mejora el funcionamiento y le da nuevas características y funciones al computador, entre ellas:

· NIC Tarjeta conectora a la red usando cable de red· NIC INALAMBRICA Tarjeta conectora a la red· TARJETA DE VIDEO Provee al una interfaz grafica al usuario· TARJETA DE SONIDO Provee capacidad da audio

DISCO DURO

El disco duro es el sistema de almacenamiento masivo de datos más difundido pueden ser fijos o removibles. El disco duro tiene una gran capacidad de almacenamiento que varian a medida que pasa el tiempo en la actualidad existen discos duros de 20,40,80 y hasta 250GB.



Tarjeta de interfaz de red (NIC):

Network Interface Card es un interface controlador o tarjeta de expansión que permite acceder desde un ordenador a una red y compartir sus recursos por ejemplo los discos duros las impresoras los periféricos etc. Las tarjetas de red a parte de ser la base de conexión de las redes locales (LAN, Local área network), actualmente sirven para la conexión de los modems de internet de alta velocidad

Las tarjetas de red varían en función de la velocidad de transmisión, las encontramos de 10 Mbps / 100 Mbps y las más modernas 1000 Mbps / 10000 Mbps. A más velocidad de transmisión mayor número de datos o información podemos transferir.

Al seleccionar una NIC, hay que tener en cuenta los siguientes factores: • Protocolos: Ethernet, Token Ring o FDDI • Tipos de medios: Cable de par trenzado, cable coaxial, inalámbrico o fibra

óptica • Tipo de bus de sistema: PCI o ISA



Tenemos de dos tipos fundamentalmente, las de cable y las inalámbricas.

Las Inalámbricas no utilizan una cable físico para su transmisión si no que utilizan señales de radio a modo de frecuencias, en este caso, se ajustan a una normativa para comunicar entre sí, las más comunes son las llamadas 802.11a, 802.11b, 802.11g y las moderna 802.11n. Aquí fundamentalmente la diferencia radica en la velocidad de transmisión y la potencia radiada.

Tipos de Tarjeta de interfaz de red (NIC):


El adaptador de red

Tarjeta de expansión que se instala en un computador para que éste se pueda conectar a una red.– Proporciona una conexión dedicada a la red

– Debe estar diseñada para transmitir en la tecnología que utilice la LAN (Ethernet), debe tener el adaptador correcto para el medio (conector RJ45) y el tipo de bus del slot donde será conectada (PCI).


Componentes del adaptador de red

El adaptador de red sirve como interface entre el nodo y la red, por esto puede pensarse que tiene dos componentes:– Una interface al BUS del computador que sabe como

comunicarse con el host.

– Una interface al enlace (cable o antena) que habla de manera correcta el protocolo de la red.

Debe existir una forma de comunicación entre estos dos componentes para que puedan pasar los datos que entran y salen del adaptador.


El “driver” de la tarjeta

La tarjeta de red requiere de un driver en software para poder comunicarse con el sistema operativo. Provee las siguientes funciones:– Rutina de inicialización de la tarjeta

– Rutina de servicios de interrupción

– Procedimientos para transmitir y recibir frames de datos

– Procedimientos para el manejo de status, configuración y control de la tarjeta



Las situaciones que requieren la instalación de una NIC son:

a) Instalación de una NIC en un PC que no tiene una. b) Reemplazo de una NIC defectuosa. c) Actualización desde una NIC de 10 Mbps a una NIC de 10/100/1000 Mbps. d) Cambio a un tipo diferente de NIC tal como una tarjeta wireless. e) Instalación de una NIC secundaria o de respaldo por razones de seguridad

de red.

Para realizar la instalación de una NIC o un módem se requieren los siguientes recursos:

Conocimiento acerca de cómo debe configurarse el adaptador, incluyendo los jumpers y el software plug-and-play

Disponibilidad de herramientas de diagnóstico Capacidad para resolver conflictos de recursos de hardware

Tarjeta de interfaz de red (NIC):



MODEM:

La conectividad a Internet requiere una tarjeta adaptadora, que puede ser un módem o NIC.

Un módem, o modulador-demodulador, es un dispositivo que ofrece al computador conectividad a una línea telefónica. El módem convierte (modula) los datos de una señal digital en una señal analógica compatible con una línea telefónica estándar. El módem en el extremo receptor demodula la señal, convirtiéndola nuevamente en una señal digital. Los módems pueden ser internos o bien, pueden conectarse externamente al computador una interfaz de puerto serie ó USB.


Ing. Odette Bastias ArceIng. Odette Bastias Arce

Concepto de Red


Un red (network) es un conjunto de dispositivos que

intercambian información.

Estos se comunican a traves de un medio fisico (cable.

Fibra, radio...)

Cada dispositivo se denomina nodo. Se denomina Host

aquel nodo que sea un computador de proposito general

Cada nodo tiene una dirección de red, una serie de bytes

que lo identifica de manera única.


Concepto de Red


En algunas redes se asocian nombres con direcciones, para

que sea mas manejable por el ser humano.

Para que pueda existir comunicación entre las redes es

necesario entre otros elementos un protocolo .

Un protocolo es un conjunto de reglas que rigen el

intercambio de información.

Los protocolos mas conocidos son TCP / IP


Existen 2 tipos de protocolos– Orientados a la Conexión

• Se determina un camino entre los nodos a conectar y se mantiene durante toda la comunicación

– No Orientados a la Conexión

• Cada trozo de información recorre un camino diferente

• IP es un ejemplo de este tipo de protocolos


Concepto de Red


Funciones de una Red

Una red informática puede tener diversos propósitos:

– Intercambio de recursos (archivos, aplicaciones o hardware, una conexión a Internet, etc.)

– Comunicación entre personas (correo electrónico, debates en vivo, etc.)

– Comunicación entre procesos (por ejemplo, entre equipos industriales)

– Garantía de acceso único y universal a la información (bases de datos en red)

– Videojuegos de varios jugadores



Servicios básicos ofrecidos por una red

Servicios de archivo: desde sus propias PCs, los usuarios pueden leer, escribir, copiar, modificar, crear, borrar, mover y ejecutar archivos que se encuentren en cualquier otra máquina de la red.

• Servicios de base de datos: los usuarios desde sus máquinas pueden acceder, consultar o modificar una base de datos que se encuentra en otra PC de la red.

• Servicios de impresión: es posible imprimir archivos de texto, gráficos e imágenes en una misma impresora que se encuentra compartida por otras máquinas de la red. Si varios usuarios acceden a la impresora al mismo tiempo, los trabajos a imprimir se irán colocando en una cola de espera hasta que les llegue el turno de ser impresos. La impresora puede estar conectada a una computadora o vinculada directamente al cableado de la red.




Servicios de fax: desde sus propias máquinas, los usuarios pueden enviar y recibir un fax en forma interna o también hacia el exterior; para ello se comunican con una PC de la red que está conectada a la línea telefónica.

• Servicios de backup: es posible automatizar la labor de hacer copias de seguridad también denominadas “backup”) de la información que se considere importante. Esta tarea es desempeñada por el sistema operativo de red, que efectuará una copia de los archivos o carpetas a resguardar, almacenándolos en una PC de la red..

Servicios de website: mediante un programa de aplicación llamado “navegador”, cada usuario puede leer y ejecutar páginas web que se encuentran en otra máquina que funciona como “servidor web”. Las páginas web son archivos con extensión HTML de hipertexto (algo más que texto), es decir, pueden poseer imágenes, sonido, video, etc.




Servicios de e-mail: desde sus PCs, los usuarios pueden enviar a otras máquinas mensajes de texto y, además, adosar archivos de gráficos, imágenes, sonidos, video, etc. También podrán recibir mensajes provenientes de otras PCs.

Servicios de video: también existe la posibilidad de enviar, recibir y participar de videoconferencias con otros usuarios de la red en tiempo real


Es la capacidad de transmisión de un canal de comunicación.

La unidad de medida es bits por segundo (bps) y sus múltiplos (Kbps, Mbps, Gbps)

También se expresa frecuentemente en Bytes por segundo y sus múltiplos (KBps, MBps, GBps)

A mayor ancho de banda, mayor cantidad de información se transmite por unidad de tiempo y como consecuencia, el proceso de comunicación de datos es más rápido.

Definiciones: Ancho De Banda


Es un conjunto de reglas, normas y procedimientos que garantizan la integridad y correcta secuencia de los datos transmitidos.

Asegura que todos los nodos de una red informática, emiten y reciben datos organizados en la misma forma.

Es similar a la gramática de un idioma: asegura que lo que se comunica es comprensible y que se pueden identificar los errores.

Ejemplo: Protocolo TCP/IP. Todo par de computadoras conectadas a Internet, deben seguir las normas del protocolo TCP/IP, para intercambiar datos.

Protocolo De Comunicación


Entre otras:

Establecer que un nodo está listo para comunicarse.

Verificar y recuperar errores.

Numerar los mensajes, para comprobar que llegan en la secuencia correcta.

Controlar el destino de los mensajes.

Decidir qué elemento emitir y cuál recibir.

Funciones del protocolo de comunicación


Componentes de redes


Las redes se construyen con dos tipos de elementos de hardware: nodos y enlaces.

Los nodos: generalmente son computadores de propósito general (aunque los routers y switches utilizan hardware especial, los diferencia lo que hace el software).

Los enlaces: se implementan en diversos medios físicos: par trenzado, coaxial, fibra óptica y el espacio (enlaces inalámbricos).


Repetidores

EL repetidor monitorea la señal en ambos lados del cable. Si detecta señal, el repetidor transmite una copia amplificada de la señal.

Los repetidores son usualmente dispositivos análogos. Ayudan a extender la LAN vía múltiples segmentos.

Aquí dos Ethernets se conectaron para formar una única Ethernet con dos segmentos

500 m


Repetidores

Los repetidores no necesitan entender el formato de la trama. Ellos trabajan al nivel físico.

No poseen dirección física.

La norma establece que un máximo de 4 repetidores pueden separar a dos estaciones de la red.

Mayor distancia aumenta los retardos lo cual crea problemas para en el funcionamiento del protocolo CSMA/CD

Desventajas:

– Ellos recrean las colisiones de una segmento en el otro.

– También propagan interferencias debido a ruido eléctrico.

Solución a estas desventajas => Puentes (Bridges)


53

Conexión de múltiples segmentos


Concentrador o HUB


Un dominio de colisión es un segmento físico de una red de computadores donde es posible que los paquetes puedan "colisionar" (interferir) con otros. Estas colisiones se dan particularmente en el protocolo de red Ethernet

http://es.wikipedia.org/wiki/Red_de_computadores

http://es.wikipedia.org/wiki/Paquete

http://es.wikipedia.org/wiki/Ethernet


Concentrador o HUB


Concentrador o HUB

Existen 3 tipos de HUB

HUB PasivosSolo conectan segmentos de cables a puertos de entrada. No amplifican ni regeneran la señal, algunos HUB pasivos no necesitan corriente eléctrica para funcionar.

HUB ActivosEs similar a un HUB pasivo, pero puedo amplificar la señal y extenderla sobre una máxima longitud de cable, en esta acción también puede amplificar el ruido. Necesitan estar conectados a la corriente eléctrica para funcionar.


Concentrador o HUB

HUB Inteligentes (incluidos los switching hub)

Son HUB Activos, pero pueden seleccionar la ruta de los datos y pueden ser administrados remotamente vía el protocolo SNMP.

La ventaja de usar hub es que al cortarse un de cable conexión solo falla la estación que está conectada a ese puerto y las demás estaciones no se ven afectadas. Sin embargo, si la línea desconexión que falla es la que conecta un hub con otro hub podría afectar a la computadoras entre los servicios del otro hub y viceversa.

Puentes (Bridges)

Los puentes son dispositivos electrónicos que conectan dos segmentos en una LAN.

Los puentes manejan la trama completa y usan la misma tarjeta interfaz que otras estaciones conectadas a la red.

A diferencia del repetidor que trabaja en la capa física, el puente procesa la trama hasta la capa enlace de datos.

Los puentes no retransmiten las colisiones ni tramas recibidas con error.

Son transparentes para los computadores conectados a la red.

Los bridge solo conocen las direcciones de la tarjeta de red de su segmento



Puentes (Bridges)

Un Bridge hace lo siguiente:

1. Escucha todo el trafico

2. Comprueba las direcciones de origen y destino

3. Construye una tabla de enrutamiento

4. Compara la trama de datos enviada por los equipos con la tabla

de ruta, para discriminar si envia información a otro segmento

5. Almacena las direcciones de los equipos en su memoria RAM y

asi usa la tabla de enrutamiento para autorizar el paso de los

datos hacia el o los segmentos destinos conectados a sus puertos

Filtrado De Tramas En Bridges

Los bridges no retransmiten tramas a menos que sea necesario.

Esto lo hacen observando las direcciones destino de las tramas y comparándolas con la información que manejan de la localización de las estaciones.

La ubicación de las estaciones la aprenden en forma adaptiva observando la dirección origen en las tramas que se reciben.

Si la dirección destino no está en la tabla, la trama es retransmitida.

Tramas bradcast son retransmitidas.

Bridges permiten paralelismo en el uso de segmentos


Filtrado De Tramas En Bridges

Los bridges pueden usarse para:

Aumentar la distancia de un segmento

Conectar mayor numero de equipos a la red

Reducir los cuellos de botella en el trafico

Conectar distintos medios de transmisión, por ejemplo cable par trenzado y cable coaxial



Puentes (Bridges)

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Uso de bridges entre edificios

Permite incorporar o remover computadores en un edificio sin tender nuevos cables.

Solución más barata que múltiples extensiones con fibra óptica.

Las comunicaciones de un edificio no interfieren las del otro.

La red LAN se puede extender mucho más que con repetidores debido a que el protocolo CSMA/CD se aplica al interior de cada segmento solamente.


Bridges sobre distancias mayores

La ley tiene regulado el tendido de fibras ópticas en zonas públicas.

Los bridges también pueden extender las vía líneas seriales arrendadas o un canal satelital arrendado.

Estos canales normalmente no ofrecen el ancho de banda de las redes LAN. Como resultado el bridge debe usar un “buffer” como almacenamiento transitorio de las tramas. Si este almacenamiento es excedido, el bridge debe descartar tramas.

10 Mbps (máx)

Buffer56 kbps (1 canal satélite)

o24*64kbps (línea telefonica T1)

BridgeLAN

Canal punto a punto


Caso Usando Canal Satelital


Conexión de múltiples segmentos y aparición de ciclos

Usando bridges se pueden conectar múltiples segmentos.

B8


Switching (Conmutación)

Físicamente un switch (conmutador) se parece a un hub (concentrador)

El hub simula un único medio compartido mientras que el switch simula una LAN con bridges donde hay sólo un computador por segmento.

Como resultado, con un hub sólo una máquina puede acceder al medio pero con un switch varias máquinas pueden enviar datos simultáneamente.

Estas dos tecnologías se pueden combinar. Cada computadores se conecta a un hub y éstos se conectan a un switch. Pensar sobre el comportamiento de esta red.


Routers


Routers

Los routers difieren de los bridges en el uso de las direcciones lógicas más que físicas

Los routers pueden ser configurados para utilizar rutas estáticas o dinámicas

El routers conoce las direcciones de la redes


Clasificación y Topología de las Redes


Las redes informáticas se clasifican de acuerdo a diversos criterios. Algunos de ellos son:

Extensión geográfica.

Topología.

Relaciones lógicas.


Redes LAN (Local Area Network)

Clasificación de las redes informáticas: Según su extensión geográfica

Redes informáticas cuyos nodos están físicamente ubicados dentro de extensiones geográficas pequeñas. 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.

Ejemplos: La red informática de una oficina, de un piso o de un edificio. Su aplicación es para compartir recursos e intercambiar datos y aplicaciones.

Pueden utilizar medios físicos o inalámbricos.

Suelen incluir dispositivos de comunicación tales como: HUB, Switch y Routers.


Es una red de alta velocidad (banda ancha) que da cobertura a un área geográfica extensa, proporciona capacidad de integración de múltiples servicios mediante la transmisión de datos, voz y vídeo, sobre medios de transmisión tales como fibra óptica y par trenzado de cobre a velocidades que van desde los 2 Mbit/s hasta 155 Mbit/s.

El concepto de red de área metropolitana representa una evolución del concepto de red de área local a un ámbito más amplio, cubriendo áreas mayores que en algunos casos no se limitan a un entorno metropolitano sino que pueden llegar a una cobertura regional e incluso nacional mediante la interconexión de diferentes redes de área metropolitana.

Una red de área metropolitana puede ser pública o privada.

Red de Area Metropolitana (Metropolitan Area Network o MAN)


http://es.wikipedia.org/wiki/Banda_ancha

http://es.wikipedia.org/wiki/Fibra_%C3%B3ptica

http://es.wikipedia.org/wiki/Red_de_%C3%A1rea_local

Un ejemplo de MAN privada sería un gran departamento o administración con edificios distribuidos por la ciudad, transportando todo el tráfico de voz y datos entre edificios por medio de su propia MAN y encaminando la información externa por medio de los operadores públicos. Los datos podrían ser transportados entre los diferentes edificios, bien en forma de paquetes o sobre canales de ancho de banda fijos. Aplicaciones de vídeo pueden enlazar los edificios para reuniones, simulaciones o colaboración de proyectos.

Un ejemplo de MAN pública es la infraestructura que un operador de telecomunicaciones instala en una ciudad con el fin de ofrecer servicios de banda ancha a sus clientes localizados en esta área geográfica.

Red de Area Metropolitana (Metropolitan Area Network o MAN)


Redes WAN (Wide Area Network)

Redes informáticas cuyos nodos están físicamente ubicados dentro de extensiones geográficas grandes.

Ejemplos: Una red informática con nodos distribuidos en un país o en el mundo. Internet

Pueden utilizar medios físicos o inalámbricos.

Pueden estar formadas por redes LAN interconectadas a través de dispositivos tales como: MODEM, Router, Gateway y Bridge.


Red De Área De Almacenamiento (Storage Area Network o SAN)

Es una red concebida para conectar servidores, matrices (arrays) de discos y librerías de respaldo, está basada en tecnología fibre channel y más recientemente en iSCSI. Su función es la de conectar de manera rápida, segura y confiable los distintos elementos que la conforman.

Un SAN es una red dedicada que está a parte de LANs y de WANs. Se utiliza generalmente para conectar todos los recursos del almacenaje conectados con los varios servidores. Consiste en una colección de hardware del SAN y de software del SAN; el hardware tiene altas tarifas de la interconexión entre los varios dispositivos de almacenaje y el software maneja, supervisa y configura el SAN.


http://es.wikipedia.org/wiki/Fibre_channel



http://es.wikipedia.org/wiki/ISCSI

Red De Área De Almacenamiento (Storage Area Network o SAN)

Una arquitectura del SAN trabaja de una manera que ponga todos los dispositivos de almacenaje a disposición todos los servidores en un LAN o un WAN.

El Canal de fibra, del inglés Fibre Channel, es una tecnología de red a velocidad de gigabit principalmente utilizada para redes de almacenamiento.

Internet SCSI (iSCSI) es un estandar que permite el uso del protocolo SCSI sobre redes TCP/IP. iSCSI es un protocolo de la capa de transporte.


http://es.wikipedia.org/wiki/SCSI

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Redes_TCP/IP&action=edit

Clasificación Según Área De Cobertura

Multicomputadores: 1 m LAN (local area network): 10 m a 1 km MAN (metropolitan area network): 10 km WAN (wide area network): 100 km a 1.000 km Internet: 10.000 km SAN (Storage area network): 0.1 m a 10 Km


Algunos ejemplos útiles de LAN y WAN aparecen en la siguiente figura:


Topología de las Redes

La topología define la estructura de una red.

La definición de topología está compuesta por dos partes, la topología física, que es la disposición real de los cables (los medios) y la topología lógica, que define la forma en que los hosts acceden a los medios. Las topologías físicas que se utilizan comúnmente son de:

Bus. Anillo. Estrella. Estrella extendida. Jerárquica. Malla.



Hosts: Los dispositivos que se conectan de

forma directa a un segmento de red se denominan hosts.

Estos hosts incluyen computadores, tanto clientes y servidores, impresoras, escáners y varios otros dispositivos de usuario.

Estos dispositivos suministran a los usuarios conexión a la red, por medio de la cual los usuarios comparten, crean y obtienen información.



Las topologías físicas que se utilizan comúnmente son de:

Bus. utiliza un único segmento backbone (longitud del cable) al que todos los hosts se conectan de forma directa.

Anillo. conecta un host con el siguiente y al último host con el primero. Esto crea un anillo físico de cable.

Estrella. conecta todos los cables con un punto central de concentración. Por lo general, este punto es un hub o un switch, que se describirán más adelante.

Estrella extendida. se desarrolla a partir de la topología en estrella. Esta topología enlaza estrellas individuales enlazando los hubs/switches. Esto permite extender la longitud y el tamaño de la red.



Las topologías físicas que se utilizan comúnmente son de:

Jerárquica. se desarrolla de forma similar a la topología en estrella extendida pero, en lugar de enlazar los hubs/switches, el sistema se enlaza con un computador que controla el tráfico de la topología.

Malla. se utiliza cuando no puede existir absolutamente ninguna interrupción en las comunicaciones, por ejemplo, en los sistemas de control de una central nuclear. De modo que, como puede observar en el gráfico, cada host tiene sus propias conexiones con los demás hosts. Esto también se refleja en el diseño de la internet, que tiene múltiples rutas hacia cualquier ubicación.



La topología lógica de una red es la forma en que los hosts se comunican a través del medio. Los dos tipos más comunes de topologías lógicas son:

1. La topología de Broadcast simplemente significa que cada host envía sus datos hacia todos los demás hosts del medio de red. Las estaciones no siguen ningún orden para utilizar la red, el orden es el primero que entra, el primero que se sirve. (FIFO) Esta es la forma en que funciona Ethernet Transmisión de tokens

2. El segundo tipo es transmisión de tokens. La transmisión de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token electrónico de forma secuencial a cada host. Cuando un host recibe el token, eso significa que el host puede enviar datos a través de la red. Si el host no tiene ningún dato para enviar, transmite el token hacia el siguiente host y el proceso se vuelve a repetir.



En el siguiente gráfico se pueden observar varias topologías. Este diagrama muestra una LAN de complejidad moderada que es típica de una escuela o de una pequeña empresa. Tiene muchos símbolos, y describe varios conceptos de networking que lleva cierto tiempo aprender. Esta LAN es típica de un campus pequeño, y de la mayoría de los dispositivos que estudiaremos en este curso.




Capitulo I Conceptos básicos de Redes


Nov 2010


A N E X O S


Red de Telecomunicaciones


Nov 2010


Definición de Red de telecomunicaciones

(Telecommunications network) Una red de telecomunicaciones es una red de enlaces y nodos ordenados para la comunicación a distancia, donde los mensajes pueden pasarse de una parte a otra de la red sobre múltiples enlaces y a través de varios nodos

Se entiende por red de telecomunicación un conjunto de medios técnicos instalados, operados, organizados y administrados con la finalidad de facilitar a los usuarios distintos servicios de telecomunicación. Por lo tanto las redes de telecomunicación constituyen la infraestructura básica de transporte para el intercambio de información entre puntos distantes. Como ejemplos de redes de telecomunicación se pueden citar la Red Telegráfica, la Red Telefónica Conmutada (RTC), Internet…

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Ing Odette Bastias ArceIng. Odette Bastias Arce

Una red queda identificada cuando se conocen:

• La naturaleza de los elementos físicos que la conforman: Terminales, medios de transmisión, de conmutación, de señalización, etc…

• Su topología: Es decir, la disposición o arquitectura que adoptan dichos elementos.

• Las normas operativas que establecen las reglas o protocolos de acceso y funcionamiento de los elementos que conforman la red.

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El sistema de telecomunicaciones es el responsable de:

• establecer la interface entre un transmisor y un receptor,

• transmitir la información.• dirigir los mensaje por el trayecto más eficiente, • realizar un procesamiento elemental de la información

para asegurar que el mensaje no contenga errores de transmisión,

• administrar la velocidad de transmisión, • administrar los formatos de transmisión y • controlar el flujo de la información.


Ing Odette Bastias Arce

El sistema de telecomunicaciones es el responsable de:

• establecer la interface entre un transmisor y un receptor,

• transmitir la información.• dirigir los mensaje por el trayecto más eficiente, • realizar un procesamiento elemental de la información

para asegurar que el mensaje no contenga errores de transmisión,

• administrar la velocidad de transmisión, • administrar los formatos de transmisión y • controlar el flujo de la información.


Clasificación de las redes de telecomunicación

Existen diferentes criterios a la hora de clasificar las redes de telecomunicación. A continuación se muestran algunos ejemplos.

a) En función del modo de administrarlab) En función del tamaño o alcancec) En función del flujo de la información


EN FUNCIÓN DEL MODO DE ADMINISTRARLAS

1. • Red pública: Cuando para ser usuario de la misma la única restricción es la disponibilidad de los medios técnicos. La red pública más extendida es la red telefónica conmutada; para ser usuario de esta red sólo será necesaria la instalación del bucle de abonado y del terminal telefónico en el hogar del abonado

2. • Red privada: Cuando tienen una forma de operar consecuente con un fin eterminado y sus usuarios pertenecen a una o varias compañías que tienen intereses específicos en la red. Ejemplos de estas redes pueden ser: Para aplicaciones específicas simples, como podría ser la reserva de pasajes aéreos, se usan, por tanto, para dar soporte a una sola aplicación.

3. Redes corporativas que interconectan las instalaciones de una empresa, ofreciendo un servicio dedicado y orientado a las aplicaciones que necesita la empresa.

4. Redes militares o multicorporativas por ejemplo la red de administración de justicia.


EN FUNCIÓN DEL TAMAÑO O ALCANCE

• En telefonía se suele hablar de redes urbanas, interurbanas e internacionales.

• En redes de ordenadores se distingue entre redes de área local (LAN), metropolitana (MAN) o extensa (WAN).

EN FUNCIÓN DEL FLUJO DE LA INFORMACIÓN

• Redes de interconexión total o de conmutación: El modelo de este tipo de redes responde a la necesidad de interconectar entre sí, aleatoria y alternativamente, cualesquiera usuarios de un determinado sistema de comunicación. Consiste básicamente en disponer de enlaces entre centros de conmutación, a los que se hallan adscritos los distintos usuarios o puntos de terminación asociados, y desde los que puede establecerse conexión con cualquier otro a través de las diferentes centrales en sus distintas jerarquías. Un ejemplo claro de este tipo de redes es la red telefónica conmutada.


• Redes de distribución o difusión: También conocidas como de punto a multipunto, la transmisión se realiza desde un punto central a distintos puntos periféricos asociados. Una de las redes más conocidas y que se puede considerar perteneciente a este tipo es la red de televisión por ondas hertzianas.

Redes de recolección o contribución: El modelo que conforman estas redes responde a un concepto inverso al anterior; los distintos puntos periféricos confluyen jerárquicamente en uno central. Sería el caso de una red de telealarmas, en la que distintos sensores envían su información a un punto en el que se recolecta y procesa toda esta información


Red de Aceso


Evolución del Red de AccesoCobre => Fo+ cobre (NGN) => Fo (FTTH, PON)


El acceso juega un papel de gran importancia desde el punto de vista tecnológico dentro del desarrollo del modelo de redes

El desarrollo de las tecnologías de acceso debe facilitar el despliegue de nuevas redes y servicios

Los usuarios demandan tecnologías de acceso de banda ancha que les permitan acceder a un conjunto de nuevos servicios y prestaciones que les ofrecen las redes de comunicación

REDES DE ACCESO


Aspectos a Considerar en las Redes de Acceso

Consideraciones Geográficas

Consideraciones Técnicas

REDES DE ACCESO


Consideraciones Geográficas– Son todas aquellas que hacen referencia a la infraestructura

existente entre el punto de conexión de la Terminal de usuario y la central de conmutación

Consideraciones Técnicas– Son aquellas que hacen referencia a la infraestructura de

comunicaciones existente entre el punto de conexión de la terminal del usuario y ademas incluye el primer equipo que procesa la información hasta el nivel de red

REDES DE ACCESO


REDES DE ACCESO


Tipos de tecnologías de acceso

Tecnologías de acceso Guiado– Son todas aquellas que requieren de la existencia de un medio físico de

transmisión que transporte en su interior la información entre los extremos

Tecnologías de acceso NO GuiadoSon todas aquellas que emplean como medio de transmisión el ether, aire es decir propagan la información por medio del uso del espectro electromagnético, ondas de radio


Ethernet es ahora la tecnología LAN dominante en el mundo

Ethernet no es una tecnología sino una familia de tecnologías

LAN

Las especificaciones de Ethernet admiten diferentes medios,

anchos de banda y demás variaciones de la Capa 1 y 2

El formato de trama básico y el esquema de direccionamiento

es igual para todas las variedades de Ethernet.

REDES DE ACCESO - Ethernet


Ethernet ha evolucionado para satisfacer la creciente demanda de LAN de alta velocidad

El éxito de Ethernet se debe a los siguientes factores:– Sencillez y facilidad de mantenimiento.

– Capacidad para incorporar nuevas tecnologías.

– Confiabilidad

– Bajo costo de instalación y de actualización.



A principios de los 70 en la Universidad de Hawai desarrolló un sistema llamado Aloha

Este trabajo sentó las bases para el método de acceso usado en Ethernet conocido como CSMA/CD.



Cuando es necesario expandir Ethernet para agregar un nuevo medio o capacidad, el IEEE publica un nuevo suplemento del estándar 802.3

La descripción abreviada consta de: – Un número que indica el número de Mbps que se transmiten. – La palabra "base", que indica que se utiliza la señalización banda base. – Una o más letras del alfabeto que indican el tipo de medio utilizado (F =

cable de fibra óptica, T = par trenzado de cobre no blindado).

Reglas del IEEE para la denominación de Ethernet


Ethernet emplea señalización banda base, la cual utiliza todo el

ancho de banda del medio de transmisión

En la señalización banda ancha, la señal de datos nunca se

transmite directamente sobre el medio Una señal analógica, o

señal portadora, es modulada, y la señal portadora modulada es

transmitida

– En la radio difusión y en la TV por cable se usa la señalización

de banda ancha



Ethernet opera en dos áreas del modelo OSI, la mitad inferior de la capa

de enlace de datos, conocida como subcapa MAC y la capa física.



Para mover datos entre una estación Ethernet y otra, a menudo, estos pasan a través de un repetidor ( dominio de colisión )



Red de TransporteIng. Odette Bastias Arce

Una red de transporte, también denominada (red troncal), "nucleo de red" o (backbone) tiene como objetivo concentrar el tráfico de información que proviene de las redes de acceso para llevarlo a mayores distancias.

Tradicionalmente su arquitectura y sus características particulares estaban subordinadas al tipo de información que se deseaba transportar y a las características de las redes de acceso utilizadas. Así, por ejemplo, existen redes de transporte de señal de televisión (para el servicio convencional de difusión de televisión), redes de transporte de televisión por cable, múltiples tipos de redes de transporte de datos dependientes del servicio de datos en cuestión, redes de transporte de telefonía fija y redes de transporte de comunicaciones móviles

Basada en tecnologías ATM, HDSL, JDS, JDP y DWDM, está compuesta por sistemas de transmisión multi-suministrador y soportada por la red de fibra óptica, sistemas radioeléctricos y conexiones JDP.



Estandares de Telecomunicaciones


Nov 2010


Es porque los fabricantes del plástico de las tarjetas se basan en un estándar conocido como ISO 7810 en donde se definen las dimensiones del plástico (85mm de largo, 54mm ancho y 0.8mm de grosor); en otro estándar, el ISO 7811, se definen las características del grabado y de la banda magnética.

¿ Alguna vez usted se ha preguntado por qué su tarjeta de crédito puede insertarse en cualquier cajero

automático del mundo ?


¿QUÉ ES UN ESTÁNDAR?

Un estándar, tal como lo define la ISO "son acuerdos documentados que contienen especificaciones técnicas u otros criterios precisos para ser usados consistentemente como reglas, guías o definiciones de características para asegurar que los materiales, productos, procesos y servicios cumplan con su propósito". Por lo tanto un estándar de telecomunicaciones "es un conjunto de normas y recomendaciones técnicas que regulan la transmisión en los sistemas de comunicaciones". Queda bien claro que los estándares deberán estar documentados, es decir escritos en papel, con objeto que sean difundidos y captados de igual manera por las entidades o personas que los vayan a utilizar


TIPOS DE ESTÁNDARES

Existen tres tipos de estándares: de facto, de jure y los propietarios.

1.- Los estándares de facto son aquellos que tienen una alta penetración y aceptación en el mercado, pero aún no son oficiales.

2.- Un estándar de jure u oficial, en cambio, es definido por grupos u organizaciones oficiales tales como la ITU, ISO, ANSI, entre otras.

La principal diferencia en cómo se generan los estándares de jure y facto, es que los estándares de jure son promulgados por grupos de gente de diferentes áreas del conocimiento que contribuyen con ideas, recursos y otros elementos para ayudar en el desarrollo y definición de un estándar específico. En cambio los estándares de facto son promulgados por comités "guiados" de una entidad o compañía que quiere sacar al mercado un producto o servicio; sí tiene éxito es muy probable que una Organización Oficial lo adopte y se convierta en un estándar de jure.


3.- Los "estándares" propietarios son propiedad absoluta de una corporación u entidad y su uso todavía no logra una alta penetración en el mercado. Si un estándar propietario tiene éxito, al lograr más penetración en el mercado, puede convertirse en un estándar de facto e inclusive convertirse en un estándar de jure al ser adoptado por un organismo oficial.

Un ejemplo clásico del éxito de un estándar propietario es el conector RS-232, concebido en los años 60's por la EIA (Electronics Industries Association) en Estados Unidos. La amplia utilización de la interfase EIA-232 dio como resultado su adopción por la ITU, quién describió las características eléctricas y funcionales de la interfase en las recomendaciones V.28 y V.24 respectivamente. Por otra parte las características mecánicas se describen en la recomendación 2110 de la ISO, conocido comúnmente como ISO 2110.


TIPOS DE ORGANIZACIONES DE ESTÁNDARES

Básicamente, existen dos tipos de organizaciones que definen estándares:

1.- Las organizaciones oficiales está integrado por consultores independientes, integrantes de departamentos o secretarías de estado de diferentes países u otros individuos. Ejemplos de este tipo de organizaciones son la ITU, ISO, ANSI, IEEE, IETF, IEC, entre otras.

2.- Los consorcios de fabricantes están integrados por compañías fabricantes de equipo de comunicaciones o desarrolladores de software que conjuntamente definen estándares para que sus productos entren al mercado de las telecomunicaciones y redes (e.g. ATM Forum, Frame Relay Forum, Gigabit Ethernet Alliance, ADSL Forum, etc). Una ventaja de los consorcios es que pueden llevar más rápidamente los beneficios de los estándares promulgados al usuario final, mientras que las organizaciones oficiales tardan más tiempo en liberarlos.


La Unión Internacional de Telecomunicaciones La ITU es el organismo oficial más importante en materia de estándares en telecomunicaciones y está integrado por tres sectores o comités: el primero de ellos es la ITU-T (antes conocido como CCITT, Comité Consultivo Internacional de Telegrafía y Telefonía), cuya función principal es desarrollar bosquejos técnicos y estándares para telefonía, telegrafía, interfases, redes y otros aspectos de las telecomunicaciones. La ITU-T envía sus bosquejos a la ITU y ésta se encarga de aceptar o rechazar los estándares propuestos. El segundo comité es la ITU-R (antes conocido como CCIR, Comité Consultivo Internacional de Radiocomunicaciones), encargado de la promulgación de estándares de comunicaciones que utilizan el espectro electromagnético, como la radio, televisión UHF/VHF, comunicaciones por satélite, microondas, etc. El tercer comité ITU-D, es el sector de desarrollo, encargado de la organización, coordinación técnica y actividades de asistencia.


La IEEE

Fundada en 1884, la IEEE es una sociedad establecida en los Estados Unidos que desarrolla estándares para las industrias eléctricas y electrónicas, particularmente en el área de redes de datos. Los profesionales de redes están particularmente interesados en el trabajo de los comités 802 de la IEEE. El comité 802 (80 porque fue fundado en el año de 1980 y 2 porque fue en el mes de febrero) enfoca sus esfuerzos en desarrollar protocolos de estándares para la interfase física de la conexiones de las redes locales de datos, las cuales funcionan en la capa física y enlace de datos del modelo de referencia OSI. Estas especificaciones definen la manera en que se establecen las conexiones de datos entre los dispositivos de red, su control y terminación, así como las conexiones físicas como cableado y conectores.


Estándares para redes de la IEEE.


La Organización Internacional de Estándares (ISO)

La ISO es una organización no-gubernamental establecida en 1947, tiene representantes de organizaciones importantes de estándares alrededor del mundo y actualmente conglomera a más de 100 países. La misión de la ISO es "promover el desarrollo de la estandarización y actividades relacionadas con el propósito de facilitar el intercambio internacional de bienes y servicios y para desarrollar la cooperación en la esfera de la actividad intelectual, científica, tecnológica y económica". Los resultados del trabajo de la ISO son acuerdos internacionales publicados como estándares internacionales. Tanto la ISO como la ITU tienen su sede en Suiza


Resumen de las diferentes normas de la familia ISO 9000:

ISO 9000: "Sistemas de gestión de calidad - Principios básicos y vocabulario". La norma ISO 9000 describe los principios de un sistema de gestión de calidad y define la terminología

ISO 9001: "Sistemas de gestión de calidad - Requisitos". La norma ISO 9001 describe los requisitos relacionados a un sistema de gestión de calidad, ya sea para uso interno o para fines contractuales o de certificación. Por lo tanto, esta norma es un conjunto de requisitos que las compañías deben respetar

ISO 9004: ""Sistemas de gestión de calidad - Instrucciones para mejorar el rendimiento". Esta norma, que no está diseñada con fines contractuales sino para uso interno, se centra particularmente en la mejora constante del rendimiento

ISO 10011: "Instrucciones para auditar gestiones de calidad y/o sistemas de gestión del entorno".


TIA representa a los proveedores de comunicaciones y tecnología de la información de productos y servicios para el mercado mundial a través de sus competencias básicas en el desarrollo de normas, nacionales e internacionales de promoción, el desarrollo del mercado y programas de promoción del comercio.

La asociación hace posible la convergencia de las nuevas redes de comunicación mientras se trabaja para un mercado competitivo y de innovación, medio ambiente.

TIA se esfuerza para seguir sus 700 miembros y oportunidades de negocios para promover el crecimiento económico y el mejoramiento de la humanidad a través de la mejora de las comunicaciones.


EIA/TIA568-AEstándar ANSI/TIA/EIA-568-A de Alambrado de Telecomunicaciones para Edificios Comerciales. ANSI/EIA/TIA emiten una serie de normas que complementan la 568-A

· Estándar ANSI/TIA/EIA-569-A de Rutas y Espacios de Telecomunicaciones para Edificios Comerciales. Define la infraestructura del cableado de telecomunicaciones, a través de tubería, registros, pozos, trincheras, canal, entre otros, para su buen funcionamiento y desarrollo del futuro.

· EIA/TIA 570, establece el cableado de uso residencial y de pequeños negocios. · Estándar ANSI/TIA/EIA-606 de Administración para la Infraestructura de Telecomunicaciones de Edificios Comerciales.

· EIA/TIA 607, define al sistema de tierra física y el de alimentación bajo las cuales se deberán de operar y proteger los elementos del sistema estructurado.


TelecomunicacionesEstándares


Ejemplos de Empresas de Networking y Equipos de

Comunicaciones



Router Belkin

http://www.belkin.com/mx/


Los productos inalámbricos de Belkin G u 802.11g, hacen referencia al estándar de red que transfiere los datos a velocidades de hasta 54 Mbps utilizando la banda de 2,4 GHz. Es perfecto para su uso en casa y en oficinas que necesitan una solución flexible para descargar música de Internet, compartir fotos y jugar on-line sin conexiones con cables entre los ordenadores. La tecnología inalámbrica G de Belkin es ideal para navegar en la web y utilizar el correo electrónico.

Con un Router inalámbrico G como punto de conexión central para su red, sus ordenadores pueden compartir archivos, impresoras, discos duros y, mediante un módem DSL, acceso de banda ancha a Internet. Nuestra avanzada seguridad protege sus ordenadores conectados de intrusiones indeseadas. Puede añadir hasta 32 Pcs a su red con adaptadores adicionales para ordenadores de sobremesa y portátiles.


Router

El router doméstico Wireless-N le ofrece una conexión inalámbrica dos veces más rápida que la de la tecnología Wireless-G para que toda la familia comparta la conexión a Internet de banda ancha y tenga acceso a archivos desde cualquier habitación de la casa


El router de banda ancha Wireless-G Linux basado en Linux está concebido para aficionados y amantes de la tecnología inalámbrica. Agregue funciones inalámbricas a su red con cables y disfrute de la comodidad que supone eliminar la necesidad de cables. Agregue dispositivos inalámbricos a su red. Menos cables, más eficiencia.

http://www.linksysbycisco.com/EU/es/products/Routers


Router ZyXEL

http://www.zyxel.co.cr/web/index.php

Ing. Odette Bastias Arcehttp://www.dlinkla.com/home/

Router DLink


Cisco 1800 Series Integrated Services RoutersRouter Cisco

The award-winning Cisco 1800 Series integrated services routers, ideal for small to medium-sized businesses and small enterprise branch offices, enable businesses to reduce costs by deploying a single, resilient system for fast, secure, delivery of multiple mission-critical business services, including: • Data • Security • Unified Communications• Wireless

http://www.cisco.com/en/US/hmpgs/index.html


Marcas de routers más habituales: 3ComAlcatel SpeedtouchRouter ADSL BenqRouter CNet, CnetComtrendConceptronickConexantHuawei SmartAXInventelNetgear,NokiaOvislinkSMC

Sagem FastEfficient Speedstream,Speedstream, Supergrass Telecom,Telsey,Thomson Speedtouch,US Robotics,DrayTek Vigor, Amper Xavi Wireless, Xavi Wireless,Zoom, Zyxel PrestigeZyxel ZyAi.

Otras Empresas

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Comunicaciones


Capitulo I Conceptos Basicos de Redes

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