E:\Alirio Sena\Sena 2010\Redes

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es una diapositiva sobre redes

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¿QUE ES UNA RED?Una red de computadoras, también llamada redde ordenadores o red informática, es unconjunto de equipos (computadoras y/odispositivos) conectados por medio de cables,señales, ondas o cualquier otro método detransporte de datos, que comparteninformación (archivos), recursos (CD-ROM,impresoras, etc.), servicios (acceso a internet,e-mail, chat, juegos), etc. incrementando laeficiencia y productividad de las personas.

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TIPOS DE REDES

Principales tipos de redes son:

REDES DE ÁREA LOCAL: las redes de área local llevanmensajes a velocidades relativamente grande entrecomputadores conectados a un único medio decomunicaciones : un cable de par trenzado. Un cable coaxial ouna fibra óptica. Un segmento es una sección de cable que daservicio y que puede tener varios computadores conectados, elancho de banda del mismo se reparte entre dichascomputadores. Las redes de área local mayores estáncompuestas por varios segmentos interconectados porconmutadores(switches) o concentradores(hubs. El ancho debanda total del sistema es grande y la latencia pequeña, salvocuando el tráfico es muy alto.

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REDES DE ÁREA EXTENSA: estas pueden llevar mensajesentre nodos que están a menudo en diferentesorganizaciones y quizás separadas por grandes distancias,pero a una velocidad menor que las redes LAN. El medio decomunicación esta compuesto por un conjunto de círculosde enlazadas mediante computadores dedicados, llamadosrotures o encaminadores. Esto gestiona la red decomunicaciones y encaminan mensajes o paquetes hacia sudestino. En la mayoría de las redes se produce un retardoen cada punto de la ruta a causa de las operaciones deencaminamiento, por lo que la latencia total de latransmisión de un mensaje depende de la ruta seguida y dela carga de trafico en los distintos segmentos que atraviese.La velocidad de las señales electrónicas en la mayoría de losmedios es cercana a la velocidad de la luz, y esto impone unlímite inferior a la latencia de las transmisiones para lastransmisiones de larga distancia.

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REDES DE ÁREA METROPOLITANA: las redes de áreametropolitana se basan en el gran ancho de banda de lascableadas de cobre y fibra óptica recientemente instaladospara la transmisión de videos, voz, y otro tipo de datos.Varias han sido las tecnologías utilizadas para implementarel encaminamiento en las redes LAN, desde Ethernet hastaATM. IEEE ha publicado la especificación 802.6[IEEE1994], diseñado expresamente para satisfacer lasnecesidades de las redes WAN. Las conexiones de línea desuscripción digital ,DLS( digital subscribe line) y losMODEM de cable son un ejemplo de esto. DSL utilizageneralmente conmutadores digitales sobre par trenzado avelocidades entre 0.25 y 6.0 Mbps; la utilización de este partrenzado para las conexiones limita la distancia alconmutador a 1.5 kilómetros . una conexión de MODEMpor cable utiliza una señalización análoga sobre el cablecoaxial de televisión para conseguir velocidades de 1.5Mbps con un alcance superior que DSL.

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REDES INALÁMBRICAS: la conexión de los dispositivosportátiles y de mano necesitan redes de comunicacionesinalámbricas(wireless networks). Algunos de ellos son laIEEE802.11(wave lan) son verdaderas redes LAN inalámbricas(wireless local área networks;WLAN) diseñados para serutilizados en vez de los LAN . También se encuentran las redesde area personal inalámbricas, incluida la red europea medianteel Sistema Global para Comunicaciones Moviles, GSM( globalsystem for mobile communication). En los Estados Unidos , lamayoría de los teléfonos móviles están actualmente basados enla análoga red de radio celular AMPS, sobre la cual se encuentrala red digital de comunicaciones de Paquetes de Datos DigitalesCelular, CDPD( Cellular Digital Packet Data).

Dado el restringido ancho de banda disponible y las otraslimitaciones de los conjuntos de protocolos llamados Protocolosde Aplicación Inalámbrica WAP(Wireless Aplication Protocol)

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INTERREDES: una Interred es un sistema de comunicación compuestopor varias redes que se han enlazado juntas para proporcionar unasposibilidades de comunicación ocultando las tecnologías y los protocolos ymétodos de interconexión de las redes individuales que la componen.

Estas son necesarias para el desarrollo de sistemas distribuidos abiertosextensibles. En ellas se puede integrar una gran variedad de tecnología deredes de área local y amplia, para proporcionar la capacidad de trabajo enred necesaria para cada grupo de usuario. Así, las intercedes aportan granparte de los beneficios de los sistemas abiertos a las comunicaciones de lossistemas distribuidos.

Las intercedes se construyen a partir de varias redes. Estas estáninterconectadas por computadoras dedicadas llamadas routers ycomputadores de propósito general llamadas gateways, y por unsubsistema integrado de comunicaciones producidos por una capa desoftware que soporta el direccionamiento y la transmisión de datos a loscomputadores a través de la interred. Los resultados pueden contemplarsecomo una red virtual construida a partir de solapar una capa de interredsobre un medio de comunicación que consiste en varias redes, routers ygateways subyacentes.

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COMPORACION DE REDES: en las redes inalámbricas lospaquetes se pierden con frecuencia debido a las interferenciasexternas, en cambio, en el resto de los tipos de redes la fiabilidadde los mecanismos de transmisión es muy alta. En todos los tiposde redes las perdidas de paquetes son como consecuencia de losretardos de procesamiento o por los desbordamientos en losdestinos.

Los paquetes pueden entregarse en diferente orden al que fuerontransmitidos. También se pueden entregar copias duplicadas depaquetes, tanto la retransmisión del paquete como el originalllegan a su destino.

Todos los fallos descriptos son ocultados por TCP y por otrosprotocolos llamados protocolos fiables, que hacen posible que lasaplicaciones supongan que todo lo que es transmitido serárecibido por destinatario. Existen, sin embargo, buenas razonespara utilizar protocolos menos fiables como UDP en algunoscasos de sistemas distribuidos, y en aquellas circunstancias en lasque los programas de aplicación puedan tolerar los fallos.

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Rango Ancho de

Banda

Latencia

(ms)

LAN

WAN

MAN

LAN

inalámbrica

WAN

inálambrica

Internet

1-2 km.

Mundial

2-50 km

0,15-1,5

km

mundial

mundial

10-1.000

0.010-600

1-150

2-11

0.010-2

0.010-2

1-10

100-500

10

5-20

100-500

100-500

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FUNDAMENTOS DE REDES

En las redes se necesita transmitir unidades de informacióno mensajes: secuencias de items de datos de longitudesarbitrarias. Se divide el mensaje en paquetes antes de sertransmitido. La forma más sencilla de éstos es unasecuencia de datos binarios (secuencias de bits o bytes), deuna longitud determinada acompañada con informaciónpara identificar los computadores origen y destino. Lospaquetes deben tener una longitud limitada:De esta manera se puede reservar el espacio dealmacenamiento para el almacenamiento de un paquetemás largo que pudría llegar a recibirse.

Para evitar retardos que podrían ocurrir si se estuviera esperando a que los canales esten libres el tiempo suficiente para enviar un mensaje largo sin dividir.

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Las bases de redes de computadores es la técnica deconmutación de paquetes en el cuál se aprovecha lacapacidad de almacenar información mientras está entransito. Esto posibilita que paquetes con diferentesdestinos compartan un mismo enlace decomunicaciones. Se colocan en cola en bufer y setransmiten cuando el enlace está disponible lacomunicación es asíncrona, ya que los mensajes llegana su destino después de un retardo variable quedepende del tiempo que tardaron los paquetes enviajar a través de la red. Una red se compone de unconjunto de nodos conectados a través de circuitos.Para transmitir información entre dos nodoscualquiera se necesita un sistema de conmutación.

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LOS CUATRO TIPOS DE CONMUTACIÓN SON:

*DIFUSIÓN (broadcast): técnica de transmisión que no involucra cambioalguno. La información es transmitida a todos los nodos y depende de losreceptores decidir si el mensaje va dirigido a ellos o no .

*CONMUTACIÓN DE CIRCUITOS: el sistema telefónico plano antiguo esun típico ejemplo de éste tipo de red. Cuando el emisor marca un número,el par de hilos de cobre que lleva desde su teléfono hasta la centralita esconectado automáticamente al par que va al teléfono receptor.

*CONMUTACIÓN DE PAQUETES: el tipo de redes de comunicaciones dealmacenamiento y reevío (store-and-forward network), envía paquetesdesde el origen hacia el destino. En cada nodo de cambio se encuentra uncomputador (halla donde varios circuitos se conectan). Los paquetes quellegan a un nodo se almacenan en la memoria del computador de ese nodoy luego son procesados por un programa que les envía hacia su destinoeligiendo uno de los circuitos salientes que llevará al paquetes a otro nodoque estará más cerca del destino que el nodo anterior.

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*CONMUTACIÓN DE PAQUETES: el tipo de redes de comunicacionesde almacenamiento y reevío (store-and-forward network), envíapaquetes desde el origen hacia el destino. En cada nodo de cambio seencuentra un computador (halla donde varios circuitos se conectan).Los paquetes que llegan a un nodo se almacenan en la memoria delcomputador de ese nodo y luego son procesados por un programa queles envía hacia su destino eligiendo uno de los circuitos salientes quellevará al paquetes a otro nodo que estará más cerca del destino que elnodo anterior.

La transmisión no es instantánea, toma pocas decenas demicrosegundas hasta pocos milisegundos para encaminar lospaquetes en cada nodo de la red, dependiendo del tamaño del paquete,velocidad de hardware y cantidad de tráfico. Los paquetes pueden serencaminados hacia muchos nodos antes de que alcance su destino..Losretardos son acumulativos.

*FRAME RELAY(o retransmisión de marcos):este tipo aporta algunasventajas de la conmutación de circuitos a la conmutación de paquetes.

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PROTOCOLOSLos protocolos de comunicación son grupos de reglas que definen losprocedimientos convenciones y métodos utilizados para transmitir datos entre dos omás dispositivos conectados a la red. La definición tiene dos partes importantes:

*Una especificación de las secuencias de mensajes que se han de intercambiar. *Una especificación del formato de los datos en los mensajes. La existencia de protocolos posibilita que los componentes software separados

pueden desarrollarse independientemente e implementarse en diferentes lenguajesde programación sobre computadores que quizás tengan diferentesrepresentaciones internas de datos.

Un protocolo está implementado por dos módulos software ubicados en el emisor yel receptor. Un proceso transmitirá un mensajes a otro efectuando una llamada almódulo pasándole el mensaje en cierto formato. Se transmitirá el mensaje a sudestino, dividiéndolo en paquetes de tamaño y formato determinado. Una vezrecibido el paquete de su módulo realiza transformaciones inversas para regenerarel mensaje antes de dárselo al proceso receptor.

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INTERCONEXIÓN DE REDES

Para construir una red integrada (una interred) de debe integrarmuchas subredes, cada una de las cuales se basa en unatecnología de red. Par hacerlo se necesita:

Un esquema de direccionamiento unificado que posibilite quelos paquetes sean dirigidos a cualquier hosts conectado encualquier subred.

Un protocolo que defina el formato de paquetes interred y lasreglas según las cuales serán gestionados.

Componentes de interconexión que encaminen paquetes haciasu destino en términos de dirección interred, transmitiendo lospaquetes utilizando subredes con tecnología de red variada.

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Componentes que se usa para conectar a las redes:

ROUTERS: en una interred los routers pueden enlazarse medianteconexiones directas o pueden estar interconectados a través de subredes.Ellos son los responsables de reenviar paquetes de interred que lleganhacia las conexiones salientes correctas para lo cual se mantienen las tablasde encaminamiento.

PUENTES (bridges): enlazan redes de distintos tipos. Algunos puentescomunican varias redes y se llama puente/ruters ya que efectúan funcionesde encaminamiento.

CONCENTRADORES (hubs): modo para conectar hosts y extender lossegmentos de redes locales de difusión. Tienen (entre 4 y 64) conectores alos que conecta hosts. También son utilizados para eludir limitaciones dedistancia en un único segmento y proporcionar un modo de añadir hostsadicionales.

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CONMUTADORES (switch): función similar a un routers, perorestringida a redes locales. La ventaja de estos sobre losconcentradores es que pueden separar el tráfico entrante ytransmitirlo solo hacia la red de salida relevante, reduciendo lacongestión con otras redes a las que estas conectados.

TUNELES: los puentes y routers transmiten paquetes de interredsobre una variedad de redes subyacentes, pero se da una situaciónen la cual el protocolo de red puede quedar oculto para losprotocolos superiores sin tener que utilizar un protocolo especial deinterred. Cuando un par de nodos conectados a dos redes separadasnecesitan comunicarse a través de algún otro tipo de red o sobre unprotocolo extraño, pueden hacerlo construyendo un protocoloenterrado o de túnel (tunnelling).