Omron Formacion Automatas Plcs Ethernet Curso de Redes 01

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Curso de redes EthernetCurso de redes Ethernet

Business Support Unit

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CURSO DE REDESCURSO DE REDES

ContenidoContenido

1. Informacin Bsica.2. El modelo OSI.3. Redes de rea local (LAN).4. Capa 1: Medios, conexiones y

colisiones.5. Capa 2: Conceptos.6. Capa 2: Tecnologas.7. Capa 3: Enrutamiento y

direccionamiento.

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1. Informaci1. Informacin Bn Bsica.sica.

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1. Terminolog1. Terminologa ba bsica de networking.sica de networking.

1.1 Redes 1.2 Evolucin de la redes. 1.3 Ejemplo de redes de datos. 1.4 Redes de rea local. 1.5 Redes de rea amplia. 1.6 Unidades de ancho de banda. 1.7 Analoga de para el ancho de banda. 1.8 Medios tpicos. 1.9 Variables de rendimiento.

5


1.1 Redes.1.1 Redes.

Una red es un conjunto de ordenadores o de equipos informticos conectados entre s que pueden intercambiar informacin.

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1.2 Evoluci1.2 Evolucin de las redes.n de las redes.

Con la adquisicin de ordenadores por parte de las empresas fue lenta al principio, pero con la aparicin de aplicaciones informticas diseadas especficamente para los empresarios (lotus 123, word, etc.), impulso el rpido incremento de ordenadores en las empresas.

7



Al principio las empresas compraban ordenadores como dispositivos autnomos, a los que a veces se les conectaban una impresora.

Cuando un usuario necesitaba imprimir algn documento, tenia que copiarlo en un disquete, y cargarlo en un ordenador con impresora.

8



A medida de que las empresas crecan, las desventajas del disquete se iban haciendo evidentes, e invirtieron en redes de rea local o LAN.

La LAN permita a los usuarios de un mismo departamento pudieran transferir archivos a travs de red electrnica.

9



La expansin de la empresas implico en muchos casos la apertura de oficinas en regionales de diferentes ciudades y pases. Cada oficina dispona de su propia LAN. Cada oficina funcionaba de manera eficiente, pero aislada de las dems oficinas, que a menudo presentaba una operacin ineficiente que afectaba a toda la empresa. Administracin

de redAdministracin

de red

Administracin

de red

Administracin

de red

Administracin

de red

Administracin

de red

10



Tres diferentes problemas hicieron que fuera necesario la internetworking: La duplicacin de equipos

y de recursos. La incapacidad de

comunicacin, en cualquier momento y lugar.

La falta de una administracin de la LAN.

Administracin

de red

11


1.3 Ejemplos de Redes de Datos.1.3 Ejemplos de Redes de Datos.

Red de rea amplia (WAN).Sistema tierra-luna.100.000 Km.

Red de rea amplia (WAN).Planeta10,000 Km.

Red de rea amplia (WAN).Continente1,000 Km.

Red de rea amplia (WAN).Pas100 Km.

Red de rea loca (LAN).Campus1 Km.

Red de rea local (LAN).Edificio100 m.

Red de rea local (LAN).Habitacin10 m.

Red de sistemas de computacin.

Milmetro Mainframe1,0 m.

Motherboard.Redes de rea personal (PAN).

Placa de circuito impreso.Asistente personal de datos.

0,1 m.

NombreNombreUbicacin de las CPUUbicacin de las CPUDistancia entre las CPUDistancia entre las CPU

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1.4 Redes de 1.4 Redes de rea local.rea local.

Las LAN se encuentran diseadas para: Operar dentro de un rea geogrfica limitada. Permitir el mltiple acceso a medios con un alto

ancho de banda. Controlar la red de forma privada. Proporcionar conectividad continua a los servicios

locales. Conectar dispositivos fsicamente adyacentes.

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1.4 Redes de 1.4 Redes de rea local.rea local.

Dispositivos utilizados:

Router

Switch Ethernet

Hub

Puente

Switch ATM

14


1.5 Redes de 1.5 Redes de rea amplia.rea amplia.

Las WAN estn diseadas para: Operar en reas geogrficas extensas. Permitir el acceso a travs de interfaces series que

operan a velocidades reducidas. Suministrar conectividad continua y parcial. Conectar dispositivos separados por grandes

distancias.

15


1.5 Redes de 1.5 Redes de rea amplia.rea amplia.

Dispositivos de rea amplia:

Router

Servidor de

comunicaciones

Modem CSU/DSU

TA/NT1

Switch de ancho

de banda WAN

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1.6 Unidades del ancho de banda.1.6 Unidades del ancho de banda.

1 Gbps = 1.000.000 Kbps = 1.000.000.000 bps.

GbpsGigabits por segundo

1 Mbps = 1.000 Kbps = 1.000.000 bps.

MbpsMegabits por segundo

1 Kbps = 1.000 bps.KbpsKilobits por segundo

1 bps = unidad base del ancho de banda.

BpsBits por segundo

EquivalenciaEquivalenciaAbreviaturaAbreviaturaUnidad del ancho de Unidad del ancho de bandabanda

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1.7 Analog1.7 Analoga del ancho de banda.a del ancho de banda.

Sistema de autopistas como ancho de banda.

El ancho de banda es como la cantidad de carriles de una autopista.

Los dispositivos de red, son como las rampas de acceso, seales de trafico, carteles y mapas.

Los paquetes son como los vehculos.

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1.8 Medios t1.8 Medios tpicos.picos.

Aproximadamente 100 m.

11 MbpsInalmbrico

3000 m1000 MbpsFibra ptica monomodo (9/125 mm.)(1000Base-LX)

2000 m.100 Mbps.Fibra ptica multimodo (62,5/125 mm.)(100Base-TX, 1000Base-SX)

100 m.10-100 Mbps.Par trenzado no blindado mejorado de categora 5 (UTP)(Ethernet 10Base-T, Fast Ethernet 100Base-TX y 1000Base-T)

100 m.10-100 Mbps.Par trenzado no blindado de categora 5(UTP)(Ethernet 10Base-T y 100Base-T)

500 m.10-100 Mbps.Cable coaxial de 50 Ohmios(Ethernet 10Base5, ThickNet)

185 m.10-100 Mbps.Cable coaxial de 50 Ohmios(Ethernet 10Base2, ThinNet)

Distancia fsica Distancia fsica mximamxima

Ancho de Ancho de bandabanda

Medios tpicosMedios tpicos

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1.8 Servicios WAN.1.8 Servicios WAN.

2,048 Mbps.Entidades de mayor envergadura.E1

34,368 Mbps.Entidades de mayor envergadura.E3

51,840 Mbps.Compaas telefnicas, backbones de las empresas de transmisin de datos.

STS-1 (OC-1)

4,488320 Gbps.Compaas telefnicas, backbones de las empresas de transmisin de datos.

STS-48 (OC-48)

155,251 Mbps.Compaas telefnicas, backbones de las empresas de transmisin de datos.

STS-3 (OC-3)

44,736 Mbps.Entidades de mayor envergadura.T3

1,544 Mbps.Entidades de mayor envergadura.T1

56 1544 Kbps.Pequeas instituciones (escuelas), WAN confiables

Frame Relay

128 Kbps.Pequeas empresas.RDSI

56 Kbps.IndividuosModem

Ancho de bandaAncho de bandaUsuario Usuario tipicotipicoTipo de servicio WANTipo de servicio WAN

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1.9 Variables de rendimiento.1.9 Variables de rendimiento.

Rendimiento Ancho de banda.

Cules son las variables que afectan al medio? Su PC (Cliente). El servidor. Otros usuarios de su LAN. Enrutamiento dentro de la Nube. El diseo (topologa) de todas las redes involucradas. Tipos de datos que se transfieren. Hora.

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1.9 Importancia de ancho de banda.1.9 Importancia de ancho de banda.

Es finito. Puede ahorrar dinero. Es una medicin clave del diseo y

desempeo de la red. Es fundamental para entender Internet. Su demanda aumenta constantemente.

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2. El modelo OSI2. El modelo OSI

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2. El modelo OSI.2. El modelo OSI.

2.1 Modelo general de comunicaciones. 2.2 El modelo de referencia OSI. 2.3 Comparacin del modelo OSI y el modelo

TCP/IP

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2.1 Modelo general de comunicaciones.2.1 Modelo general de comunicaciones.

Anlisis de capas de la red.

Qu fluye?

Cules son las diferentes formas del flujo?

Qu reglas rigen para el flujo?

Dnde se produce el flujo?

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Comparacin de redes.

Sistema telefnico: cable, ondas electromagnticas, etc.

Reglas de acceso al telfono y reglas de cortesa.

Lenguaje hablado.InformacinTelfono

Cajas especiales de correos, oficinas, camiones, aviones, carteros.

Reglas para el empaquetamiento y franqueo.

Cartas (informacin escrita); paquetes.

ObjetosServicio Postal

Carreteras y autoras.Leyes de transito y reglas de cortesa.

Camiones, automviles, ciclomotores.

VehculosAutopistas

Tuberas.Reglas de acceso (Abrir o cerrar grifos); descargar; no echar determinados elementos en las caeras.

Caliente, fra, potable, cloaca.

AguaAgua

Dnde?Dnde?Reglas?Reglas?Diferentes Diferentes formas ?formas ?

Qu fluye?Qu fluye?Red?Red?

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Comunicacin en red.

Origen Destino

Paquete

de datos

27



Medios.

Cables telefnicos. UTP de categora 5 (Ethernet 10Base-T). Cable coaxial. Fibra ptica.

28



Protocolo.

L,M,N: capas del modelo de comunicaciones.

Morig, Mdest: capas del mismo nivel.

Protocolo capa M: las reglas a travs de las cuales Morig se comunica con Mdest.

L

M

N

L

M

N

Origen Destino

Medio fsico

29



ISO Al principio de su desarrollo, las LAN, MAN y WAN eran en

cierto modo caticas. Se desarrollaron sistema propietarios. La Organizacin Internacional para la normalizacin (ISO)

estudio esquemas de red como DECNET, SNA y TCP/IP a fin de encontrar un conjunto de reglas.

Como resultado es esta investigacin, la ISO desarroll un modelo de red.

El modelo de referencia OSI, lanzado en 1984, fue el esquema descriptivo que crearn.

30


2.2 Modelo de referencia OSI.2.2 Modelo de referencia OSI.

Propsito del modelo de referencia OSI.

Por qu un modelo de red dividido en capas? Reduce la complejidad. Estandariza las interfaces. Facilita la tcnica modular. Asegura la interoperatividad de la tecnologa. Acelera la evolucin. Simplifica la enseanza y el aprendizaje.

31



Las 7 capas del modelo de referencia OSI.

Aplicacin

Presentacin

Sesin

Transporte

Red

Enlace de datos

Fsica

32



Funciones de la capa 1:

Aplicacin

Presentacin

Sesin

Transporte

Red

Enlace de datos

Fsica

Transmisin binaria Cables, conectores, voltajes,

velocidades de datos.

Seales, medios.

33




Aplicacin

Presentacin

Sesin

Transporte

Red

Enlace de datos

Fsica

Acceso a los medios. Permite la transferencia de

datos a travs de los medios. Direccionamiento fsico,

topologa de red, notificacin de errores, control de flujo.

Tramas, control de acceso al medio.

34




Aplicacin

Presentacin

Sesin

Transporte

Red

Enlace de datos

Fsica

Direccionamiento y rutas. Proporciona conectividad y

seleccin de ruta entre sistemas.

Dominio de enrutamiento.

Direccionamiento, enrutamiento.

35




Aplicacin

Presentacin

Sesin

Transporte

Red

Enlace de datos

Fsica

Conexiones de extremo a extremo. Se ocupa de los aspectos de

transmisiones entre hosts. Confiabilidad del transporte

de datos. Establecer, mantener,

terminar circuitos virtuales. Deteccin y recuperacin de

fallos. Control del flujo de

informacin.

Calidad de servicio, confiabilidad.

36




Aplicacin

Presentacin

Sesin

Transporte

Red

Enlace de datos

Fsica

Comunicacin entre hosts. Establece, administra, y

termina las sesiones entre aplicaciones.

Dilogos y conversaciones.

37




Aplicacin

Presentacin

Sesin

Transporte

Red

Enlace de datos

Fsica

Representacin de datos. Garantiza que los datos sean

legibles para el sistema receptor.

Formato de datos. Estructuras de datos. Negocia la sintaxis de

transferencia de datos para la capa de aplicaciones.

Formato de datos comn.

38




Aplicacin

Presentacin

Sesin

Transporte

Red

Enlace de datos

Fsica

Procesos de red a aplicaciones. Proporciona servicios de red

a procesos de aplicaciones (como correo electrnico, etc.).

Aplicaciones.

39



Encapsulamiento de datos.Aplicacin

Presentacin

Sesin

Transporte

Red

Enlace

Fsica

Aplicacin

Presentacin

Sesin

Transporte

Red

Enlace

Fsica

Flujo de datos

Flujo de datos

Flujo de datos

Datos Datos

Encabezado

de red Datos

Datos

Encabezado

de trama

Encabezado

de red DatosFinal de

trama

01001101010010101

40



Encapsulamiento de datos.

Datos Datos

Encabezado

de red Datos

Datos

Encabezado

de trama

Encabezado

de red DatosFinal de

trama

DatosCorreo electrnico

100110101010010

Aplicacin de correo electrnico

Datos

Segmento

Paquete

Trama

Bits

41


2.3 Comparaci2.3 Comparacin de los modelos OSI y TCP/IP.n de los modelos OSI y TCP/IP.

El modelo TCP/IP.

Aplicacin

Transporte

Internet

Enlace de datos

Fsica

42



Grafico del protocolo TCP/IP.

Ethernet 802.3 X.25 Token Ring Frame Relay ATM SMDS etc.

LLC PPPHDLC

IP

TCP ICMPUDP

DNS TFTP BOOTP FINS OSPF etc.

PingTelnet & Rlogin

FTP SMTP SNMPTraceRoute

Fiber Optics UTP Coax Microwave Satlite STP

Aplicacin

Transporte

Red

Enlace de datos

Fsico

43



Comparacin entre OSI y TCP/IP.

Protocolos

Redes

Aplicacin

Transporte

Internet

Enlace

Fsica

Capas de

aplicacin

Capas de

flujo de

datos

Aplicacin

Presentacin

Sesin

Transporte

Red

Enlace

Fsica

Modelo OSI Modelo TCP/IP

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3. Redes de 3. Redes de rea local (LAN)rea local (LAN)

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3. Redes de 3. Redes de rea local (LAN).rea local (LAN).

Contenido.

3.1 Dispositivos de LAN bsicos.

3.2 Evolucin de los dispositivos de red.

46


3.1 Dispositivos de LAN B3.1 Dispositivos de LAN Bsicos.sicos.

Topologas de red fsicas.

Topologa jerrquica

Topologa de anillo

Topologa en mallaTopologa en estrella

Topologa de bus

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Dispositivos de una LAN.

Ordenadores Personales (PC) Impresoras

Servidores PLCs

48



NIC (Network Interface Cards). Tiene una direccin nica, llamada MAC (control de

acceso al medio). Mueven los datos desde el cable al PC y viceversa. Se instalan en cada nodo de la red.

49



NIC: dispositivo de capa 2.

Aplicacin

Presentacin

Sesin

Transporte

Red

Enlace de datos

Fsica

50



Tecnologas.

Token Ring. Anillo FDDI. Lnea Ethernet. Lnea Serie.

51



REPETIDORES.

Propsito: Unen dos cables del mismo tipo. regenerar y retemporizar las seales de red.

Limitaciones: Nmero limitado de repetidores (4 repetidores

para conectar 5 segmentos de red en ethernet de 10 Mbps).

52



REPETIDORES.

Amplificar la seal

Seal de salida Seal de entrada

Repetidor

53



REPETIDORES (Dispositivo de la capa 1)Aplicacin

Presentacin

Sesin

Transporte

Red

Enlace de datos

Fsica

Aplicacin

Presentacin

Sesin

Transporte

Red

Enlace de datos

Fsica

Repetidor

54



HUBS. Propsito:

regenerar y retemporizar las seales de red. Posibilidad de conectar un gran nmero de

hosts mediante un proceso denominado concentracin.

Tambin denominado repetidor multipuerto. Crear un punto de conexin central. Aumenta la confiabilidad de la red.

Clasificaciones de los hubs. Hubs pasivos y activos. Hubs inteligentes y no inteligentes.

55



HUBS (Dispositivo de la capa 1)

Aplicacin

Presentacin

Sesin

Transporte

Red

Enlace de datos

Fsica

Aplicacin

Presentacin

Sesin

Transporte

Red

Enlace de datos

Fsica

Hub

56



HUBS

57



Puentes (Bridges).

Conectan dos segmentos de red. Recibe, analiza y decide que hacer con las tramas. Mantiene una tabla que informa de los nodos que

tiene en sus lados. Los routers y los switches han adoptado muchas de

las funciones de los puentes.

58



Puentes (Dispositivos de la capa 2).

Aplicacin

Presentacin

Sesin

Transporte

Red

Enlace de datos

Fsica

Aplicacin

Presentacin

Sesin

Transporte

Red

Enlace de datos

Fsica

Puente

59



Switches

Permite que varios dispositivos se conecten a un punto de red.

Tambin denominado puente multipuerto. Toman decisiones basndose en las direcciones

MAC. Hacen que la red sea ms eficiente. Envan la informacin solo al puerto conectado al

host destino.

60



Switches (Dispositivos de la capa 2).

Aplicacin

Presentacin

Sesin

Transporte

Red

Enlace de datos

Fsica

Aplicacin

Presentacin

Sesin

Transporte

Red

Enlace de datos

Fsica

Switch

61



Switches.

62



Routers.

Define reas fsicamente. Enlaza redes. Cada red tiene su propio identificador. Es un dispositivo de control de trafico en la red.

63



Routers (Dispositivos de la capa 3).

Aplicacin

Presentacin

Sesin

Transporte

Red

Enlace de datos

Fsica

Aplicacin

Presentacin

Sesin

Transporte

Red

Enlace de datos

Fsica

Router

64



Routers.

65


3.2 Evoluci3.2 Evolucin de los dispositivos de red.n de los dispositivos de red.

Segmentos de red.

Son los medios de la capa1 que constituyen la ruta comn para la transmisin de datos en una LAN.

Cada vez que un dispositivo electrnico se utiliza para extender la longitud, o para administrar datos en los medios, se crea un nuevo segmento.

Es un dominio de colisin.

66


3.2 Evoluci3.2 Evolucin de los dispositivos de red.n de los dispositivos de red.

Segmentos de red.

iMaciMac

iMaciMac

iMaciMac

iMaciMac

iMaciMac

iMaciMac

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4. Capa 1: M4. Capa 1: Mtodos, conexiones y colisiones.todos, conexiones y colisiones.

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4. Capa 1: M4. Capa 1: Mtodos, conexiones y colisiones.todos, conexiones y colisiones.

Contenido.

4.1 Medios LAN. 4.2 Componentes y dispositivos. 4.3 Colisiones y dominios de colisin. 4.4 Topologas de red bsicas.

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4.1 Medios LAN.4.1 Medios LAN.

UTP (Par trenzado sin blindaje).

Tiene 4 pares de hilos. Cable sin blindaje. Velocidad y rendimiento de 10 100 Mbps. Longitud mxima del cable de 100 m. Hilos codificados en colores. Susceptible al ruido elctrico. Cable muy barato.

70



STP (Par trenzado blindado). Tiene 4 pares de hilos. Blindaje por cada par de hilos, mas un blindaje

general. Es ms inmune al ruido elctrico que UTP. Velocidad y rendimiento de 10 -1000 Mbps. Longitud mxima del cable de 100 m. Existe un cable con solamente un blindaje

general denominado ScTP UTP blindado. Hilos codificado con colores. Cable ms caro que el UTP.

71



Cable coaxial.

Velocidad de 10 Mbps. Fcil de instalar y explotar. Topologas limitadas. Permite distancias de hasta 500 m. RG-58 y RG-8.

72



Fibra ptica.

Velocidad de 100+ Mbps. Precio promedio por nodo elevado. Inmune al ruido elctrico. Distancias de hasta 40 Km. Fibra multimodo y monomodo.

73



Fibra ptica. Multimodo (hasta 2 Km.)

Monomodo (hasta 40 Km.)

74


4.2 Capa 1: Componentes y dispositivos.4.2 Capa 1: Componentes y dispositivos.

Ethernet (x) Base-T.

Velocidades de transmisin de 10 a 10.000 Mbps.

Diferentes tecnologas de transmisin: 10Base-T (802.3) 100Base-T 100Base-T4, 100Base-TX, 100Base-

FX 1000Base-T (802.3z / 802.3ab). 10000Base-T (802.3ae)

75



Ethernet (x) Base-T. Trabaja sobre cable de par trenzado de Categora 5.

La terminacin estndar del (x) Base-T es el conector RJ-45.

76



Transceivers (Transceptores).

Permiten conectar un equipo a cualquier medio de transmisin.

Por lo general se utilizan con los puertos AUI.

CS1W-ETN01

77



Repetidores. Solucin sencilla a los problemas de:

exceso de nodos. longitud del cable.

Capta la seal debilitada, la amplifica, y la reenva. Cada dispositivo conectado al cable degrada ligeramente la

seal. No puede filtrar el trafico de la red. Una red con muchos repetidores, podr no tener un

rendimiento ptimo.

78



Repetidores multipuerto (Hubs).

Combinan las propiedades de los repetidores con la conectividad.

Existen repetidores de 4, 8, 16 y hasta 24 puertos. Permiten realizar topologas de red en estrella. Son excelentes para configurar una red con rapidez. Solo manejan bits.

79



Resumen.

Todos los dispositivos (activos y pasivos) crean y actan sobre bits.

No reconocen patrones de informacin (direcciones, datos).

Su funcin en transportar los bits.

La capa 1 en fundamental en el diagnostico de fallos.

80


4.3 Colisiones y dominios de colisi4.3 Colisiones y dominios de colisin.n.

Tipos de redes.

Directamente conectadas. Entorno de medios compartidos.

Entorno extendido de medios compartidos.

Entorno de red punto a punto.

Indirectamente conectados. Conmutada por circuitos. Conmutada por paquetes. Conmutacin por

circuitos

Conmutacin por

paquetes

81



Colisiones. Cuando dos bits se propagan al mismo tiempo en la misma

red, se produce una colisin. Se pueden producir problemas graves del exceso de trafico

en la red. Los segmentos de una red conectados nicamente por

dispositivos no filtrantes, como los repetidores, incrementan el numero de colisiones en la red.

Ethernet solo permite un paquete de datos a la vez pueda acceder al cable.

El rea dentro de la red donde se originan los datos y colisionan, se denomina dominio de colisin.

82



Seales en una colisin.

Cuando se produce una colisin, los paquetes de datos se destruyen.

La red deben de contener un sistema que pueda controlar la competencia por el medio (contencin).

83



Repetidores y dominio de colisin.

Los repetidores regeneran y retemporizan los bits.

No pueden filtras en trafico que pasa por ellos.

Los datos que llegan a un puerto se reenvan a todos los dems puertos.

El repetidor extiende el dominio de colisin.

84



Hubs y dominios de colisin.

Cualquier seal que entre a un puerto del hubs se regenerar, retemporizara y se enviara a todos los dems puertos.

Son tiles para concentrar gran cantidad de ordenadores.

Extienden el dominio de colisin.

85



La regla de los 4 repetidores. No puede haber ms de cuatro repetidores o hubs

repetidores, entre dos ordenadores de la red. Para garantizar que una red con repetidores funcione

correctamente, se debe cumplir la siguiente condicin: Que (Retardos repetidor + retardos cable + retardos NIC) x 2,

sea menor que, mximo retardo de recorrido de ida y vuelta.

Cuando se supera este limite de retardo, la cantidad de colisiones tardas aumenta notablemente.

Una colisin tarda ocurre cuando una colisin se produce despus de que se transmitan los primeros 64 bytes de la trama.

86



Segmentacin de los dominios de colisin.

Los repetidores y hubs son econmicos, pero extienden el dominio de colisin.

Se puede reducir el tamao del dominio de colisin, utilizando dispositivos inteligentes para dividir los dominios.

Los puentes, switches y routers son ejemplos de este tipo de dispositivos inteligentes.

Este proceso de denomina segmentacin.

87



Segmentacin de los dominios de colisin. Un puente puede eliminar el trafico innecesario de la red con

mucha efectividad, dividiendo la red en segmentos, y filtrando el trafico.

88


4.4 Topolog4.4 Topologas de red bas de red bsicas.sicas.

Topologas.

Topologa de bus. Topologa de anillo. Topologa de red de anillo doble. Topologa en estrella. Topologa en estrella extendida. Topologa jerrquica. Topologa en malla.

89



Topologa de bus.

Tiene todos sus nodos conectados directamente a un enlace, y no tiene ninguna otra conexin entre nodos.

Todos los hosts estn conectados entre si. El fallo de una estacin no afecta a la red. Todos los dispositivos de la red ven todas las seales de los

dems dispositivos. La rotura del cable hace que los hosts queden

desconectados. Puede producir problemas de trafico y colisiones.

90



Topologa de anillo. Es un anillo cerrado formado por nodos y enlaces, en los

que cada nodo esta solo conectado con dos nodos adyacentes.

Todos los dispositivos estn interconectados directamente. Para que la informacin pueda circular, cada nodo debe de

transferir la informacin al nodo adyacente.

91



Topologa de red de anillo doble. Consta de dos anillos concntricos, cada unos de

los cuales se conecta solamente con el anillo vecino adyacente.

Los dos anillos no estn conectados. Es igual que la topologa de anillo, con la

diferencia que hay un anillo redundante. La topologa de anillo doble acta como si fueran

dos anillos independientes, de los cuales se usa solamente uno por vez.

La red Controller Link de fibra ptica, es un ejemplo de este tipo de redes.

92



Topologa en estrella. Tiene un nodo central desde el que se irradian todos

los dems nodos, y no permiten otros enlaces. Permite que todos los nodos se comuniquen entre si

de manera conveniente. Si el nodo central falla, toda la red se desconecta. Segn el tipo de dispositivo central, las colisiones

pueden ser un problema. Todo el flujo de informacin pasa por el dispositivo

central.

93



Topologa en estrella extendida.

Es igual que la topologa en estrella, con la diferencia de que cada nodo que se conecta al nodo central, tambin es el centro de otra estrella.

La ventaja de esto es que el cableado es ms corto y limita la cantidad de dispositivos que se deben interconectar con cualquier nodo central.

Esta topologa es sumamente jerrquica, y busca que la informacin se mantenga local.

94



Topologa en rbol. A diferencia de la topologa en estrella, est no tiene

un nodo central. Tiene un nodo de enlace troncal desde el que se

ramifican los dems nodos. Hay dos tipos de topologas en rbol:

rbol binario: cada nodo se divide en dos enlaces. rbol backbone: un tronco backbone tiene nodos

ramificados con enlaces que salen de ellos.

El flujo de informacin es jerrquico.

95



Topologa en malla completa. Cada nodo se enlaza directamente con los dems nodos. Al estar todos los nodos conectados unos con otros, crean

una conexin redundante. Solo funciona con una cantidad pequea de nodos. Su comportamiento depende enormemente de los

dispositivos utilizados.

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5. Capa 2: Conceptos5. Capa 2: Conceptos

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5. Capa 2: Conceptos.5. Capa 2: Conceptos.

Contenido.

5.1 Estndares de la LAN. 5.2 Direccionamiento MAC. 5.3 Entramado. 5.4 Control de acceso al medio.

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5.1 Est5.1 Estndares de la LAN.ndares de la LAN.

Capa 2. Cada una de las funciones de la Capa 1 tiene sus

limitaciones, y la Capa 2 se ocupa de estas limitaciones. La Capa 2 permite:

Comunicar con la capas de nivel superior (Control de enlace lgico (LLC)).

Usar un proceso de direccionamiento. Usa un entramado para organizar o agrupar los bits. Utiliza un sistema de denominado Control de acceso al medio

(MAC) para el control de transmisin de datos en un grupo en el que todos estn tratando de realizar la transmisin al mismo tiempo.

99



Control de enlace lgico (LLC). IEEE cre una subcapa de enlace lgico

para independizar las tecnologas de transmisin existentes.

Proporciona versatilidad a los servicios de los protocolos de la capa de red superior.

Participa en el proceso de encapsulamiento. El LLC transporta los datos de protocolo de

la red (paquete IP), y agrega informacin de control (direcciones, CRC, etc.).

El LLC se define en la especificacin IEEE 802.2.

Capa de

enlace

de datos

Subcapa

LLC

Subcapa

MAC

Capa fsica

Capas del modelo OSI

100



Subcapa MAC. El control de acceso al medio (MAC) se refiere a los

protocolos que sigue el host para acceder a los medios fsicos.

Capa de

enlace

de datos

Subcapa

LLC

Subcapa

MAC

Capa fsica

Capas del modelo OSI Especificacin LAN

IEEE 802.2

IEEE 802

.3

10Base-T

Token

-Ring / IEEE80

2.5

FDDI

Etherne

t

101


5.2 Direccionamiento MAC.5.2 Direccionamiento MAC.

Direcciones MAC.

00 00 0A 30 D6 EC

Identificador exclusivo de Organizacin (OUI) Nmero de serie de la interfaz

OMRON

Direccin de 48 bits

102



Direcciones MAC.

Cada NIC tiene una direccin fsicamente grabada, y es una direccin nica.

Cada fabricante de hardware asigna un direccin fsica a cada NIC.

La IEEE de encarga de administrar el identificador exclusivo de Organizacin (OUI).

103



Uso de las direcciones MAC. Cuando un nodo quiere comunicar con otro nodo, abre una

ruta de comunicaciones usando la direccin MAC. La direcciones MAC se transportan en la trama de

comunicaciones. Las LAN Ethernet y 802.3 son redes de broadcast (todas los

nodos ven todas las tramas). Cada nodo debe examinar cada trama para determinar si la

trama es para l, y si no es as la descarta. Cuando los datos pasan el nodo destino, la NIC hace una

copia, saca los datos del sobre y los entrega al ordenador.

104



Limitaciones del direccionamiento MAC.

Las direcciones MAC son esenciales para el funcionamiento de la red.

Las direcciones MAC suministran una forma de identificacin a los nodos.

No tienen ninguna estructura (direccionamiento plano). Los distintos fabricantes tienen distintos OUI, y esto es un

grave problema cuando la red crece y pasa a tener una mayor cantidad de nodos.

105


5.3 Entramado.5.3 Entramado.

Por que el entramado. El entramado es el proceso de encapsulamiento de la Capa 2. Un trama es la unidad de datos de la Capa 2. El entramado ayuda a obtener informacin esencial, que no

se podra obtener de otro modo. Que nodos se comunican entre si. Cundo comienza y cundo termina la comunicacin entre

nodos. Registro de errores que se han producido durante la

comunicacin. Quien tiene el turno para transmitir en una comunicacin entre

nodos.

106


5.3 Entramado.5.3 Entramado.

Formato de trama genrico. Campos de una trama:

Inicio de trama. Direccin. Longitud/tipo/control. Datos. CRC. Fin de trama.

Fin de trama

CRCDatosTipo / Longitud

DireccinInicio de trama

Trama

107


5.4 Control de acceso al medio.5.4 Control de acceso al medio.

Protocolos MAC deterministicos.

Utilizan la forma de esperar hasta que llegue su turno.

Token Ring y Controller Link son redes deterministas.

Los equipos se ubican en forma de anillo.

Un token especial circula por el anillo, cuando un host desea realizar una transmisin, toma el token, transmite los datos y luego coloca el token nuevamente en la anillo.

108


5.4 Control de acceso al medio.5.4 Control de acceso al medio.

Protocolos MAC no deterministicos.

Utilizan un enfoque de el primero que llega, el primero que se sirve (FCFS).

Esto provoca colisiones en la red.

Control de acceso al medio lo realiza el protocolo MAC denominado acceso mltiple con deteccin de portadora y deteccin de colisiones (CSMA/CD).

Factory Automation

Systems

Factory Automation

Systems

6. Capa 2: Tecnolog6. Capa 2: Tecnologasas

110


6. Capa 2: Tecnolog6. Capa 2: Tecnologasas

Contenido.

6.1 Ethernet e IEEE 802.3.

6.2 Dispositivos de la Capa 2.

6.3 Efecto de los dispositivos de la Capa 2.

111


6.1 Ethernet e IEEE 802.36.1 Ethernet e IEEE 802.3

Tecnologas Ethernet.

BusEstrella100 m.100 MbpsUTP CAT 5100Base-T4

BusEstrella100 m.1000 MbpsUTP CAT 51000Base-T

BusEstrella2000 m.100 MbpsFibra ptica multimodo

100Base-FX

BusEstrella100 m.100 MbpsUTP CAT 5100Base-TX

BusEstrella2000 m.10 MbpsFibra ptica multimodo

10base-FL

BusEstrella;estrella extendida

100 m.10 MbpsUTP CAT 3, CAT 5

10Base-T

BusBus500 m.10 MbpsCoaxial grueso (RG-8)

10Base5

Topologa lgica

Topologa fsicaLongitud del segmento

Ancho de banda

MedioTipo

112


6.2 Dispositivos de la Capa 2.6.2 Dispositivos de la Capa 2.

NIC. Ejecutan las siguientes funciones:

Control de enlace lgico. Denominacin. Entramado. Control de acceso al medio (MAC). Sealizacin.

Aplicacin

Presentacin

Sesin

Transporte

Red

Enlace de datos

Fsica

Tarjeta NIC

Medios fsicos

113



Puentes. Un puente conecta dos o ms

segmentos de red. Toma decisiones inteligentes

respecto a si tiene que transferir tramas al siguiente segmento.

Puede mejorar el trafico de la red. Filtra el trafico de la red basndose

en las direcciones MAC. Mantiene tablas de direcciones

MAC.

114



Switches. Puente multipuerto. No hay dominio de colisin. Switching y filtrado basado en las

direcciones MAC. Transparente a las capas superiores. Elimina las colisiones y aumenta la

capacidad. Soporta mltiples conversaciones

simultaneas.

115


6.3 Efecto de los dispositivos de la Capa 2.6.3 Efecto de los dispositivos de la Capa 2.

Segmentacin de la LAN

Por qu segmentar una LAN ? Aislar el trfico entre segmentos. Se obtiene un mayor ancho de banda por usuario. Se crean dominios de colisin ms pequeos.

Los switches son ms rpidos que los puentes. Los switches permiten interconectar una LAN de 100 Mbps

con una LAN de 10 Mbps.

Factory Automation

Systems

Factory Automation

Systems

7. Capa 3: Enrutamiento y direccionamiento.7. Capa 3: Enrutamiento y direccionamiento.

117


7. Capa 3: Enrutamiento y direccionamiento.7. Capa 3: Enrutamiento y direccionamiento.

ndice.

7.1 La capa de red. 7.2 Determinacin de ruta. 7.3 Direcciones IP. 7.4 Clases de direcciones IP. 7.5 Espacio de direccin reservado. 7.6 Direccionamiento de subredes.

118


7.1 La Capa de red.7.1 La Capa de red.

Identificacin. La capa de red es la responsable del desplazamiento de los

datos a travs de las redes (Internetwork). Se utiliza el direccionamiento de la capa de red para

determinar el destino de los datos. Los protocolos sin capa de red, solo pueden ser usados en

redes internas. La direcciones de la capa de red utilizan un esquema de

direccionamiento jerrquico. Permite la existencia de direcciones nicas ms all de los

limites de una red.

119



Identificacin. Las direcciones MAC usan un esquema de direccionamiento plano

que hace que sea difcil ubicar los dispositivos en una red. El direccionamiento jerrquico permite que la informacin viaje por

una Internetwork, y detectar el destino de un modo eficiente.

120



Dispositivos de la Capa 3.

Los routers son los dispositivos de la capa de 3. Los routers unen o interconectan segmentos de red o redes

enteras. Pasan paquetes de datos entre redes tomando con base la

informacin de capa 3. Los routers toman decisiones lgicas con respecto a la

mejor ruta para el envi de datos a travs de una internetwork.

121


7.2 Determinaci7.2 Determinacin de la ruta.n de la ruta.

Determinacin de ruta. La determinacin de una ruta se produce a nivel de la capa 3. El router evala las rutas disponibles hacia un destino y

establece la mejor. Ha este proceso se le denomina errutar paquetes. Los routers tambin toman decisiones basndose en la

densidad del trafico y la velocidad del enlace (ancho de banda).

122


7.2 Determinaci7.2 Determinacin de la ruta.n de la ruta.

Direccionamiento de la capa de red. Direccin de red: Parte de la ubicacin utilizada por el router. Direccin de host: dispositivo especifico de la red.

1.2

1.1

1.3

1.4

2.1

3.1

2.2

3.2132

1123412

2

HostRed

123


7.1 Direcciones IP7.1 Direcciones IP

Datagramas de la capa de red.

El Protocolo Internet (IP) es la implementacin ms popular de un esquema de direccionamiento de red jerrquico.

En la capa de red, los datos se encapsulan en paquetes (datagramas).

124


7.1 Direcciones IP.7.1 Direcciones IP.

Formato del direccionamiento IP. La direccin IP tiene una longitud de 32 bits. Para facilitar el manejo de estas direcciones de 32 bits, las

direcciones IP de agrupan en nmeros de 8 bits, separados por comas y representados en formato decimal.

194.106.0.132194.106.0.132

11000010 01101010 00000000 10000100

194 106 0 132

125



Partes de la direccin IP. Se compone de dos partes:

Nmero de host. Como las direcciones IP estn formadas por cuatro octetos, se

puede utilizar uno, dos o tres octetos para identificar el nmero de red.

Nmero de red. Tambin se pueden utilizar hasta 3 octetos para identificar la

parte de hosts de una direccin IP.

HOSTRED

132.0.106.190

126



Clases de direcciones IP.

Dependiendo del nmero de host que se necesiten para cada red, la direcciones se han dividido en clases.

Las clases identifican no a un host, sino a un grupo de ellos.

127


7.2 Clases de direcciones IP.7.2 Clases de direcciones IP.

Direcciones IP (Clases).

-

-

255.255.255.0

255.255.0.0

255.0.0.0

Mascara de subred

-

-

2,097,152

16,384

126

Redes disponibles

-

-

245

65,534

16,777,214

Host disponibles por Red

192.0.0.0 - 223.255.255.0r.r.r.hC

224.0.0.0 - 239.255.255.255grupoD

240.0.0.0 - 255.255.255.255No validasE

128.0.0.0 - 191.255.0.0r.r.h.hB

0.0.0.0 - 127.0.0.0r.h.h.hA

RangoFormato IP (r=red, h=host)

Clase

31 24 16 8 0hostred0

hostred01

hostred011

grupo de multidifusin0111

direcciones reservadas (no utilizar)1111

Clase A

Clase B

Clase C

Clase D

Clase E

128


7.3 Espacio de direcciones reservadas.7.3 Espacio de direcciones reservadas.

Identificador de red.

Los hosts solo pueden comunicarse con los dispositivos de una red que tengan el mismo identificador de red.

HOSTRED

132.0.106.190

129



Clasificacin de las direcciones IP.

Direcciones IP publicas. Son visibles en todo Internet.

Direcciones IP privadas. Son visibles nicamente por otros hosts de su propia red o

de otras redes privadas interconectadas por routers.

130



A su vez, las direcciones pueden ser: Direcciones IP estticas (fijas).

Un host que se conecta a la red con direccin IP esttica siempre lo har con una misma direccin IP.

Direcciones IP publicas estticas: son las que utilizan los servidores de Internet con objeto de que estn siempre localizables por los usuarios en Internet.

Direcciones IP dinmicas. Un host que se conecte a la red mediante direccin IP

dinmica, cada vez que se conecte lo har con una direccin IP distinta.

Direcciones IP publicas dinmicas: son las que se utilizan en laconexin a Internet mediante modem.

131



Direcciones especiales.

No todas las direcciones comprendidas entre la 0.0.0.0 y la 233.255.255.255 son validas para un host.

Algunas direcciones tienen significados especiales.

132



Direcciones reservadas. Direccin de red: es una direccin IP que contiene ceros

binarios en todos los bits de host. Clase A: 10.5.132.2 10.0.0.0 Clase B: 130.12.52.10 130.12.0.0

Direccin de broadcast: es una direccin IP que contiene unos binarios en todos los bits de host.

Clase A: 10.5.132.2 10.255.255.255 Clase C: 192.100.34.15 192.100.34.255

133



Principales direcciones especiales.

127.0.0.1Loopback (el propio host)Cualquier valor valido de host

127

192.168.1.255Difusin a la red indicada.todos a 1Red

255.255.255.255Difusin a mi red.todos a 1

192.168.1.0Direccin de red.todos a 0red

0.0.0.10Host indicado dentro de mi red.hosttodos a 0

0.0.0.0El propio host.todos a 0

EjemploSignificadoBits de hostBits de red

134



Direcciones privadas.

Hay ciertas direcciones de cada clase de direcciones IP que no estn asignadas.

Se denominan direcciones privadas. Pueden se utilizadas por los hosts que usan traduccin de

direccin de red (NAT), o un servidor proxy. Aplicaciones que no requieren conectividad externa. Cualquier trafico que posea una direccin destino dentro de

uno de los intervalos de direcciones privadas NO se enrutar a travs de Internet.

135



Direcciones privadas.

Clase C

Clase B

Clase A

192.168.0.0 - 192.168.255.0

172.16.0.0 - 172.31.0.0

10.0.0.0

Rango de direcciones de red privadas

136


7.4 Direccionamiento de subredes.7.4 Direccionamiento de subredes.

Principio bsico.

A veces se necesita dividir las redes en redes ms pequeas.

Estas divisiones se denominan subredes. Proporcionan flexibilidad de direccionamiento. Las direcciones de subredes son asignadas localmente. Cada direccin de subredes en nica. Usando subredes se reduce el tamao del dominio de

broadcast.

137



Subredes. El campo de subred se crea con un porcin del campo de

host de la direccin IP. La cantidad mnima de bits utilizados para crear una subred

es de 2 bits. La cantidad mxima de bits utilizados para crear una subred,

son todos los bits excepto 2 bits para el indicador de host. Esta asignacin se realiza mediante un mscara de subred.

Subred HostRed

132.10.106.190

138



Mascara de subred.

Determina qu parte de la direccin corresponde al campo de red y qu parte corresponde al campo de host.

Tiene una longitud de 32 bits y tienes 4 octetos, con la direccin IP.

La parte de red y subred de la direccin se ponen a 1. La parte del hosts de la direccin se ponen a 0.

139



Mascara de subred.

Para un red de Clase B.

00000000.11110000.11111111.11111111

Identificador de red Identificador

de subred

Identificador

de host

140



Mascaras de subred.

ninguno posible025611111111255.255.255.255

ninguno posible012811111110255.255.255.254

x.0, x.4, x.8, x.12, x.16, x.20, .26411111100255.255.255.254

x.0, x.8, x.16, x.24, x.32, x.40, 63211111000255.255.255.248

x.0, x.16, x.32, x.48, x.64, 141611110000255.255.255.240

x.0, x.32, x.64, x.96, x.128, 30811100000255.255.255.224

x.0, x.64, x.128, x.19262411000000255.255.255.192

x.0, x.128126210000000255.255.255.128

x.0254100000000255.255.255.0

Ejemplos de subredes( x=a.b.cpor ejemplo 192.168.1)

Nmero host por subred

Nmero subredes

BinarioMascara de subred

141


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Omron Formacion Automatas Plcs Ethernet Curso de Redes 01

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