REDES LOCALES BASICAS

TRABAJO COLABORATIVO 3

MARTA ISABEL MUELAS TUNUBALA

COD: 48660111

GRUPO: 301121_34

TUTOR:

LEONARDO BERNAL ZAMORA

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD

ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGICAS E INGENIERIAS

NOVIEMBRE 2014

1. Que es el modelo TCP/IP y sus características:

Se refiere a un conjunto de protocolos para comunicaciones de datos, este conjunto toma su

nombre de dos de sus protocolos más importantes.

El protocolo TCP (Transmission Control Protocol) proporciona mecanismos de control de

flujo y errores entre los extremos de comunicación y el protocolo IP (Internet Protocol)

proporciona mecanismos de interconexión entre redes de área local. Es el estándar en todo

tipo de aplicaciones telemáticas, incluidas las redes locales y corporativas.

CARACTERISTICAS

Los estándares del protocolo TCP/IP son abiertos y ampliamente soportados por todo

tipo de sistemas, se puede disponer libremente de ellos y son desarrollados

independientemente del hardware de los ordenadores o de los sistemas operativos.

TCP/IP funciona prácticamente sobre cualquier tipo de medio, no importa si es una

res Ethernet, una conexión ADSL o una fibra óptica.

TCP/IP emplea un esquema de direccionamiento que asigna a cada equipo conectado

una dirección única en toda la red, aunque la red sea tan extensa.

El protocolo TCP/IP no se trata de una arquitectura de niveles formal como la torre OSI, fue

creado antes que el modelo de capas OSI, los datos que son enviados a la red recorren la pila

del protocolo TCP/IP desde la capa más alta de aplicación hasta la más baja de acceso a red.

Cuando son recibidos, recorren la pila de protocolo en el sentido contrario.

Durante estos recorridos, cada capa añade o sustrae cierta información de control a los datos

para garantizar su correcta transmisión.

Cabecera (header): cuando la información de control se sitúa antes de los datos que se

transmiten.

Encapsulado: es el proceso que se puede ver como cada capa añade una cabecera a los datos

que se envían a la red.

Si en vez de transmitir datos se trata de recibirlos, el proceso sucede al revés, cada capa

elimina su cabecera correspondiente hasta que quedan solo los datos. Los datos que se

generan en el nivel superior (aplicación) atraviesan el resto de niveles para salir de la maquina

por el nivel físico.

Estos protocolos funcionan con unas estructuras fundamentales que genéricamente se

conocen como PDU (protocol data units). En el conjunto de protocolos Internet tenemos las

siguientes PDU:

o Las PDU Ethernet o PPP se denominan tramas.

o Las PDU del nivel de interconexión (IP o ARP) se denominan paquetes, las

PDU ICMP suelen denominar mensajes porque viajan en paquetes IP.

o En el nivel de transporte se habla de segmentos en TCP y de datagramas en

UDP.

o En los niveles superiores que utilizan UDP por norma general utilizan la

palabra PDU. En TCP el servicio que proporciona a las aplicaciones es el flujo

de bytes sin estructura.

Aplicación.

Transporte

Internet

Acceso a red 1

2

3

4 Procesos y aplicaciones de red.

Permite el envío de datos de extremo a extremo

Define datagramas y define rutas.

Rutinas que permiten el acceso fisico a la red.

POR DEBAJO DE IP O NIVEL DE ACCESO A RED

Se encuentra en el nivel más bajo, en esta capa donde se define como encapsular un

datagrama IP en una trama que pueda ser transmitida por la red, siendo en una

inmensa mayoría de redes LAN una trama Ethernet.

Otra función de esta capa es la de asociar las direcciones lógicas IP a direcciones

físicas de los dispositivos adaptadores de red (NIC), es decir la dirección IP

192.168.1.5 de un ordenador se asocia a la dirección Ethernet 00-0C-6E-2B-49-65,

la primera elegida por el usuario pero la segunda no puede cambiarse e identifica

inequívocamente al adaptador NIC dentro de la red Ethernet.

NIVEL IP O NIVEL INTERNET

En este nivel el protocolo IP es el principal, existen varias versiones del protocolo IP:

IPv4, es la que más se emplea hoy en día, aunque el crecimiento exponencial en el

tamaño de las redes implica cada vez más su operatividad. Es el que permite que todos

se puedan interconectar, independientemente de si se conectan a la misma por medio

de línea telefónica, ISDN o una LAN Ethernet, el direccionamiento y la asignación

de direcciones constituyen sus principales funciones, todos los equipos conectados a

internet implementan este nivel.

NIVEL TCP O NIVEL DE TRANSPORTE.

Confiere fiabilidad a la red, el control de flujo y de errores se lleva a cabo

principalmente dentro de este nivel solo es implementado por los equipos usuarios de

la red Internet o por los terminales de Internet. Los equipos de conmutación

(direccionadores o router) no lo necesitan.

POR ENCIMA DE TCP, NIVEL DE APLICACIÓN

Este nivel corresponde a las aplicaciones que utiliza Internet: clientes y servidores de

www, correo electrónico, FTP. Por ello de denomina nivel de aplicación. Solo es

implementado por los equipos usuarios de la res Internet a los terminales de Internet.

NOTA: solo los equipos terminales implementan todos los niveles, los equipos intermedios

únicamente implementan el nivel de red y el nivel IP.

2. Que es una dirección IP y cuáles son sus características.

Dirección IP: es un protocolo de interconexión de red orientado a datagrama, no dispone del

concepto de circuito virtual, de manera que no es capaz de recuperar tramas perdidas, ni de

garantizar que las tramas se entregaran en el orden correcto ya que los paquetes pueden seguir

caminos diferentes por lo tanto sufrir retardos diferentes, ni que el ritmo de recepción sea el

adecuado para que el receptor procese convenientemente los datos, si se necesita fiabilidad,

esta es proporcionada por los protocolos de la capa de transporte como TCP.

Las características principales del IP son el direccionamiento y el encaminamiento. Cada

interfaz de red (NIC: Network Interface Card) se identifica por medio de una dirección IP

univoca. Cada NIC está asignada a una subred. IETF definió el sistema CIDR (Classless

Inter-Domain Routing) estableció la gestión de subredes mediante el uso de las máscaras de

red.

Una res IP comprende un rango de direccionamiento IP, cuando un equipo va a enviar un

paquete a otro equipo identificado por su por su dirección IP comprueba si la dirección del

destinatario está en su misma subred, en caso de der así emite el mensaje dando por supuesto

que el equipo destinatario será capaz de escucharlo. Si el equipo destinatario esta en otra red

diferente a la del remitente, este enviara el mensaje a la puerta de enlace (Gateway) que tenga

configurada.

Un equipo sin puerta de enlace solo será capaz de comunicarse con su propia subred ya que

la puerta de enlace de un equipo debe encontrarse en su misma subred.

Las cabeceras IP contienen las direcciones de las máquinas de origen y de destino

(direcciones IP) direcciones que serán usadas por los conmutadores de paquetes (switches) y

los encaminadores (routers) para decidir el tramo de red por el que reenviaran los paquetes.

La configuración IP (dirección, mascara y pasarela) puede asignarse de manera estática

especificándose en cada equipo o dinámica por medio de DHCP (Dynamic Host

Configuration Protocol) puede asignarse siempre la misma dirección al mismo equipo

dinámicamente por DHCP.

FRAGMENTACION

En IPv4 si el paquete a transmitir supera el tamaño máximo negociado (MTU Máximum

Transmission Unit) en el tramo de red por el que va a circular, podrá se dividido en paquetes

más pequeños y re ensamblado luego cuando sea necesario, estos fragmentos podrán ir cada

uno por un camino diferente dependiendo de la congestión de las rutas en cada momento, si

uno de los fragmentos se pierde, todo el paquete original se considera perdido el resto de

fragmentos se descartaran. Puede ocurrir con los protocolos ICMP o UDP pero no con el

protocolo TCP que adapta su tamaño de paquete para que no deba ser fragmentado. Al inicio

de la comunicación utiliza una técnica de tanteo enviando paquetes IP con el bit No

fragmentar activado para encontrar el tamaño de MTU adecuado.

IP no establece un MTU máximo pero si establece u MTU mínimo de 576 bytes.

DIRECCIONAMIENTO

Una dirección IP es un número que identifica de manera lógica y jerárquica a una interfaz de

red. Las direcciones de 4 bytes (32 bits) se escriben en formato decimal punteado, 4 números

decimales separados por puntos representado cada uno 8 bits.

Los rangos de IPv4 reservados para intranets son:

1 rango clase A: 10.x.x.x

16 rangos clase B: 172.16.x-172.31.x

256 rangos clase C: 192.168.0.x-192.168.255.x

1 rango clase B para enlace local: 169.254.x.x

3. CLASE DE REDES

Anteriormente existían cinco clases de direcciones IP, indicadas por el primer 0 de los 4

primeros bits pero solo de utilizan las tres primeras. Las clases de redes utilizadas en Internet

se distinguen por la cantidad de estaciones que pueden soportar son las siguientes:

I. Las redes de clase A reservan el primer byte como identificador de red y los tres

restantes como identificadores de estación, el primer bit byte vale 0, en Internet

solo puede haber 128 redes de clase A. están pensadas para grandes empresas o

corporaciones con muchos terminales por identificar.

II. Las redes de clase B tiene 16 bits para cada campo, los dos primeros bytes del

identificador de red valen 1 0. Están pensadas para corporaciones medianas.

III. Las redes de clase C reservan 24 bits para el identificador de red con los tres

primeros bits 1 1 0 y los 8 restantes son para el identificador de estación. Para

entornos mucho más pequeños.

3. ¿QUE SON LAS MASCARAS DE RED?

Es un prefijo de n bits de valor 1 que se aplica sobre las direcciones IP y que se indica /n, una

máscara puede tener hasta 32 bits. Para conocer su dos direcciones IPs se encuentran en la

misma subred basta con realizar una operación binaria AND entre la máscara y cada

dirección si el resultado es el mismo es que están en la misma red.

En IPv4 la máscara se puede especificar con la notación CIDR (/n) o con la misma notación

que las direcciones IP, se definen tres clases de red básicas basadas en mascaras.

Clase A: mascara de 8 bits (/8) o 255.0.0.0

Clase B: mascara de 16 bits (/16) o 255.255.0.0

Clase C: mascara de 24 bits (/24) o 255.255.255.0

DIRECCIONAMIENTOS RESERVADOS

Dirección 0.0.0.0 esta dirección señala al mismo ordenador que la envía, tiene dos

funciones básicas:

Aparecer como dirección origen en paquetes IP generados por estaciones sin

dirección IP asignada. Normalmente solo aparece mientras la estación intenta

averiguar su dirección mediante protocolos como RARP (reserve address resolution

protocol) BOOTP (bootstrap protocol) o DHCP (dynamic host configuration

protocol)

Servir al software de gestión de direccionamiento para indicar la ruta por defecto.

Dirección 127.0.0.1 (loopback) esta dirección no es válida para los paquetes IP. El

software de red la utiliza para transmitir paquetes a la maquina local (los paquetes no

son enviados sino que son entregados al destino por el mismo sistema operativo) en

realidad los tres bytes del identificador de estación son irrelevantes. Esta dirección

solo tiene interés para programar aplicaciones, los sistemas de red no verán nunca

que ningún paquete viaje por la red con esta dirección como origen o destino.

Dirección 255.255.255.255 (broadcast) esta dirección solo es utilizada como

dirección de destino de un paquete, se utiliza para transmitir paquetes a todas las

estaciones localizadas dentro de la misma LAN que la máquina de origen. Hay una

versión equivalente que es el broadcast dirigido, este segundo caso el paquete es

recibido por todas las máquinas de una LAN especificada por el identificador de red,

el identificador de estación debe ser todo 1.

5. CARACTERISITICAS DE LOS EQUIPOS DE NETWORKING:

REPETIDOR:

Son componentes que actúan a nivel puramente físico (N1), sirven para ampliar el alcance

de la red, simplemente repiten la señal recibida sin actuar a nivel lógico, sin realizar ningún

control o análisis de la misma y sin asignar segmentos de la red, a nivel lógico son únicamente

una parte más del medio (cable o parte del aire).

Su función principal es regenerar eléctricamente la señal, para permitir alcanzar distancias

mayores manteniendo el mismo nivel de la señal a lo largo de la red, de esta manera se puede

extender, teóricamente la longitud de la red hasta el infinito.

Se clasifican en dos tipos:

Locales: cuando enlazan redes próximas.

Remotos: cuando las redes están alejadas y se necesita un medio intermedio de

comunicación.

Los repetidores también se clasifican por su latencia: es el retardo de tránsito.

Clase I: latencia 0,7 seg.

Clase II: latencia 0,46 seg

Por la existencia de la latencia se limitan el número de repetidores, este número depende de

cada tecnología.

La normativa Ethernet señala como longitud máxima de un segmento de 500 m, con

repetidores se pueden interconectar hasta 5 tramos con una longitud de 2500 m.

Características

Conectan a nivel físico dos intranets o dos segmentos intranet, tener en cuenta que

cuando la distancia entre dos host es grande, la señal que viaja por la línea se atenúa

y hay que regenerarla.

Permiten resolver problemas de limitación de distancias en un segmento de intranet.

Se trata de un dispositivo que únicamente repite la señal transmitida evitando su

atenuación, de esta forma se puede ampliar la longitud del cable que soporta la red.

Al trabajar al nivel más bajo de la pila de protocolos obliga a que:

Los dos segmentos que interconectan tengan el mismo acceso al medio y trabajen

con los mismos protocolos.

Los dos segmentos tengan la misma dirección de red.

no tiene nada que ver con la estructura de la trama.

Amplifican las señales eléctricas.

Son necesarias para proporcionar corriente para excitar cables de longitud

considerable.

Hay repetidores que combinan tramos de distintos tipos de medios como cable coaxial, con

cables de pares y fibra óptica. Los tramos unidos por un repetidor funcionan como si de un

solo tramo se tratara. Los datos viajan en el mismo instante por todos los tramos conectados

de la red. Son relativamente baratos y fáciles de instalar.

entrada de la señal atenuada REPETIDOR

salida de la señal

regenerada

CONCENTRADOR O HUB

Dispositivo que interconecta ordenadores dentro de una red, es el dispositivo de

interconexión más simple que existe.

CARACTERISTICAS:

Se trata de un armario de conexiones donde se centralizan todas las conexiones de una

red, es un dispositivo con muchos puertos de entrada y salida.

No tiene ninguna función aparte de centralizar conexiones.

Se suelen utilizar para implementar topologías en estrella física, pero funcionando como

un anillo o como un bus lógico.

Hubs activos: permiten conectar nodos a distancias de hasta 609 m, tienen 8, 12 o más

puertos y realizan funciones de amplificación y repetición de la señal. Los más complejos

además realizan estadísticas.

Hubs pasivos: son simples armarios de conexiones. Permiten conectar nodos a distancias de

hasta 30 m. por lo general tienen entre 8 y 12 puertos.

Regla 5-4-3

Limita el uso de repetidores y dice que entre dos equipos de la red no podrá haber más de 4

repetidores y 5 segmentos de cable. Solo 3 segmentos pueden tener conectados dispositivos

que no sean los propios repetidores es decir 2 de los 5 segmentos solo pueden ser empleados

para la interconexión entre repetidores.

La siguiente figura muestra una red mal diseñada, no cumple la regla 5-4-3

PUENTES (Bridges)

Son nodos que unen dos o más redes a nivel de enlace de datos (N2) permiten:

Ampliar las distancias de la red.

Separar dominios de colisión y aislar trafico unicast innecesario.

Cambiar de protocolo de nivel de enlace (N2) entre dos redes.

Cambiar de velocidad.

Transmisiones full-dúplex.

Solo pueden conectar redes del mismo tipo, su función es pasar mensajes de una subred a

otra y transfieren los datos de modo transparente.

El puente no modifica el contenido o formato de las tramas que recibe ni las encapsula con

cabecera adicional. Cada trama a transmitir es simplemente copiada desde la LAN y repetida

con el mismo patrón de bits de la otra LAN debido a que usan los mismos protocolos.

Las funciones del puente:

Lectura de todas las tramas transmitidas en A y aceptación de aquellas dirigidas a B el

mismo proceso para el tráfico B y A.

Retransmisión hacia B de cada una de las tramas, haciendo uso del protocolo de control

de acceso al medio de esta LAN.

Permiten conectar dispositivos de distintos fabricantes que utilicen en el nivel de transporte

estándares como TCP/IP.

Puentes con capacidad de aprendizaje

6. Si las LAN origen y destino son las mismas, desecha la trama.

7. Si las LAN origen y destino son diferentes, reexpide la trama.

8. Si desconoce la LAN destinataria, utiliza la inundación es decir se la manda a

todas.

SWITCH O CONMUTADOR

Segmenta económicamente la red dentro de pequeños dominios de colisiones, logrando un

alto porcentaje de ancho de banda para cada estación final.

Al segmentar la red en pequeños dominios de colisión, reduce o casi elimina que cada

estación compita por el medio, dando a cada una de ellas un ancho de banda

comparativamente mayor.

Cuando un paquete es recibido por el conmutador, este determina la dirección fuente y

destinataria del mismo.

Si ambas pertenecen al mismo segmento, el paquete es descartado.

Si son direcciones de segmentos diferentes el paquete es retransmitido solo al segmento

destino.

Bufering de memoria

Un conmutador Ethernet puede utilizar una técnica bufering para almacenar y enviar

paquetes al puerto o los puertos correctos.

Métodos para enviar paquetes

El búfering de memoria basado en puerto:

Los paquetes se almacenan en colas enlazadas a puertos de entrada específicos. Un paquete

se transmite al puerto de salida una vez que todos los paquetes que están delante de este en

la cola se hayan transmitido con éxito. Un solo paquete puede retardar la transmisión de todos

los paquetes almacenados en la memoria debido al tráfico del puerto destino. Este retardo se

produce aun si los demás paquetes se pueden transmitir a puertos destinos abiertos.

El búfering de memoria compartida:

Deposita todos los paquetes en un búfer de memoria común que comparten todos los puertos

del switch. La cantidad de memoria asignada a un puerto se determina según la cantidad que

cada puerto requiere. Se denomina asignación dinámica de la memoria del búfer. Los

paquetes en el búfer entonces se enlazan dinámicamente al puerto de transmisión, el paquete

se enlaza a la asignación de memoria de dicho puerto de transmisión, permite que recibir el

paquete en un puerto y transmitirlo a otro puerto, sin tener que colocarlo en otra cola.

METODOS DE CONMUTACION

Por método de corte:

El switch verifica la dirección destino e inmediatamente empieza a enviar la trama.

Almacenamiento y envió:

La trama completa se recibe antes de enviar.

ENCAMINADORES O ROUTERS

Es un dispositivo de propósito general diseñado para segmentar la red, con la idea de limitar

tráfico de broadcast y proporcionar seguridad, control y redundancia entre dominios

individuales de broadcast, también puede dar servicios de e firewall y un acceso económico

en una WAN.

El router opera en la capa 3 del modelo OSI y tiene más facilidades de software que un

switch, al funcionar en una capa mayor que la del switch, el router distingue entre los

diferentes protocolos de red, tales como IP, IPX, esto permite hacer una decisión más

inteligente que al switch al momento de reenviar los paquetes.

CARACTERISTICAS

Trabajan a nivel de red del modelo OSI por tanto trabajan con direcciones IP.

Un router es dependiente del protocolo.

Habitualmente se utilizan para conectar una red de área local a una red de área

extensa.

Son capaces de elegir la ruta más eficiente que debe seguir un paquete en el momento

de recibirlo.

FUNCIONAMIENTO

Cuando llega un paquete al router, este examina la dirección destino y lo envía

hacia allí a través de una ruta predeterminada.

Si la dirección destino pertenece a una de las redes que el router interconecta

entonces envía el paquete directamente a ella, en otro caso enviara el paquete a

otro router más próximo a la dirección destino.

Para saber el camino por el que el router debe enviar un paquete recibido, examina

sus propias tablas de encaminamiento.

Hay routers multiprotocolo son capaces de interconectar redes que funcionan con

distintos protocolos tienen un software que pasa un paquete de un protocolo a

otro, aunque no son soportados todos los protocolos.

Cada segmento de red conectado a través de un router tiene una dirección de red

diferente.

Son necesarios cuando hay que acceder a otro nodo remoto o realzar conexiones

de redes distintas por medio de red telefónica o la red de transmisión de datos.

El router añade información de direccionamiento a los paquetes o tramas que trasladan y no

cambian el contenido del mensaje.

Los routers pueden unir segmentos de LAN que utilizan empaquetamientos de datos

completamente diferentes y esquemas de acceso al medio diferentes.

Los routers son dos o tres veces más caros que los puentes.

BIBLIOGRAFIA

FERNANDEZ, Manuel, Extensión de redes, Universidad de Cáliz, 2008.

BARCELO, José. Redes de computadores. Barcelona, 2004.

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