Telecomunicaciones Avanzadas - Sistema de Gestion … · Arquitectura de un Sistema Operativo de...

Always leading the pack

Telecomunicaciones Avanzadas

LOCAL AREA NETWORK (LAN) & INTERNETDL TC74

Página blanca

DE LORENZO Local Area Network afronta el estudio de todas las problemáticas concernientes a las tecnologías, los estándar, los aparatos, las aplicaciones relativas a las redes de conexión entre el PC en el ámbito 'local'.

Local Area Network & Intranet ( LAN )

Mod DL TC74 (Vers. 2.1)

Recorrido Formativo:

1. Introducción a las redes locales

2. Codificación de las señales y los medios de trasmisión

3. El modelo OSI y los protocolos LAN IEEE

4. Redes Ethernet, Fast Ethernet y Gigabit Ethernet

5. Dispositivos de red

6. Cableado estructurado de estándar EIA/TIA 568A - ISO/IEC11801

7. Protocolos: NetBIOS, NetBEUI, TCP/IP, IPX/SPX

8. Intranet y diagnóstico sobre las redes

9. Arquitectura de un Sistema Operativo de red Peer-to-Peer: Windows 98

10. Arquitectura de un Sistema Operativo Server de Red: Windows 2000 Server

Tecnologías Didácticas utilizadas:

TeoríaLos argumentos de base son presentados sobre el ordenador a

través de páginas WEB, con una eficaz navegación hipertextual

Ejercitaciones prácticasLas ejercitaciones prácticas sobre dispositivos reales

constituyen lo indispensable completamente del proceso de formación.

Detalle de los contenidos:

Lección 1: Introducción a las redes locales

Qué es una red local

Componentes de una red local

Los medios de trasmisión

El cableado estructuradoTopologías de redProtocolos de red: Modelo OSITecnologías y estándar para las redes localesDispositivos de redSistemas operativos de redCuestionario

Lección 2: Codificación de las señales y los medios de trasmisión

Técnicas de codificación

Los medios de trasmisión

El cable coaxial

El cable doblado telefónicoLas fibras ópticasCuestionario

Lección 3: El modelo OSI y los protocolos de LAN IEEE

El modelo de referencia OSI

Modelo OSI: Nivel Físico

Modelo OSI: Nivel de Línea

El proyecto IEEE 802IEEE 802: Subnivel LLCIEEE 802: Subnivel MACIEEE 802: Nivel físicoCuestionario

Lección 4: Redes Ethernet, Fast Ethernet y Gigabit Ethernet

Estándar Ethernet e IEEE 802.3

El subnivel MAC

Método de acceso CSMA-CD

El nivel físico

Ethernet: 10 Mbps (10Base-T)Fast Ethernet: 100 MbpsGigabit Ethernet: 1000 MbpsCuestionario

Práctica: Red Ethernet 10Base-2Práctica: Red Ethernet 10Base-T/100Base-T

Lección 5: Dispositivos de red

Los dispositivos típicos de una red Ethernet

Transceiver

Repeaters

Media converters

Concentradores (Hub)SwitchCuestionario

Práctica: Uso de los HubPráctica: Uso de los SwitchPráctica: Uso de los Media Converters

Lección 6: El cableado estructurado Qué es el cableado estructurado

Los estándar de cableado

Contenido y objetivo de los estándar

Topología de un cableado estructuradoElementos principales y nomenclaturaEl cableado horizontalLas dorsalesCuestionario

Práctica: Ejemplo de cableado 1Práctica: Ejemplo de cableado 2Práctica: Ejemplo de cableado 3

Lección 7: Protocolos: NetBIOS, NetBEUI, TCP/IP, IPX/SPX

Los protocolos de nivel 3, 4, 5, 6, 7

La interfaz NetBIOS

El protocolo NetBEUI

Protocolos Netware: IPX/SPXProtocolo IPXProtocolo SPXProtocolos Internet: TCP/IPProtocolo IPProtocolo TCPCuestionario

Práctica: Resolución de los nombres de red (file LMHOSTS)

Lección 8: Intranet y diagnóstico sobre las redes

Qué es una Intranet

Emulación de terminal

Trasferencia de Files

Correo ElectrónicoWorld Wide WebInstrumentos TCP/IPCuestionario

Práctica: diagnóstico (ping, ipconfig, arp, ..)Práctica: Trasferencia de Files (FTP)

Lección 9: Arquitectura de un Sistema Operativo de red Peer-to-Peer: Windows 98

Arquitectura general

Redirector y File System

Soporte de redes múltiple

Arquitectura NDISArquitectura TCP/IPArquitectura de Client y Server Peer Interfaz de programaciónArquitectura de Comunicaciones de serieCuestionario

Práctica: red Per-to-Peer

Lección 10: Arquitectura de un Sistema Operativo Server de Red: Windows 2000 Server

Arquitectura general

Especificaciones NDIS

Protocolos de red

Transport Driver InterfaceServicios de red: ServerServicios de red: WorkstationServicio DHCPServicio DNSServicio WINSCuestionario

NOTA: Para la ejecución de todas las experiencias previstas por este aparato se exigen:

N.2 Personal Computer dotados de tarjeta de red Ethernet, con sistema operativo Windows 95/98/Me/2000

Redes Locales

Objetivos: Saber:

qué se entiende por red local

los elementos que la constituyen

sus prestaciones

Requisitos: Ninguno

Contenidos: Qué es una red local y sus componentes

Estructura, servicios y dispositivos

Sistemas operativos de red

LAN y WAN

Página blanca

Qué es una Red Local

Las redes son una interconexión de ordenador y periféricas. Estos ordenadores pueden ser conectados juntos usando diferentes sistemas de cableado, y con fines diferentes.

Las principales razones para la interconexión de los ordenadores pueden resumirse así:

para la condivisión de recursos (files, impresoras, módem, fax, ..)

para la condivisión de programas aplicativos

para incrementar la productividad (haciendo sencillo la condivisión de datos entre los usuarios).

Las redes de pequeñas dimensiones son normalmente llamadas Redes Locales (Local Area Networks [LAN]).

Las características típicas de una LAN son:

límites de espacio reducidos (< 2 km)

medio-grande anchura de banda (> 1 mbps)

cables de bajo coste (docable doblado telefónico, cable coaxial o fibra óptica)

condivisión de datos y periféricas entre los usuarios.

La LAN no es otra cosa entonces que un sistema que permite a más aparatos independientes comunicar directamente entre sí, en el ámbito de un área geográfica moderadamente amplia, mediante un soporte físico de comunicación que se caracteriza de una medio-alta capacidad de transmisión.

Típicamente las redes locales están confinadas en el interior de un edificio individual o grupo de edificios.

Página blanca

Componentes de una Red Local

Las Redes Locales están constituidas de un conjunto de componentes hardware y software.

Generalizando se puede subdividir la LAN en tres componentes principales:

Infraestructura de comunicación

Server de red

Uso de red

INFRAESTRUCTURA DE COMUNICACIÓN: Es el conjunto de sistemas y medios físicos que tiene la función de transferir las informaciones entre los diferentes usuarios. Comprende:

diferentes tipos de medios físicos de transmisión (cobre, fibra óptica, ondas de radio)sistemas de cableadodispositivos de comunicación (Transceivers, Repeaters, Concentradores (HUB), Switch, ..)tarjetas de interfaz de red (NIC, Network Interface Card) que equipan los sistemas que pertenecen a la red local.

SERVER DE RED: Es un ordenador dedicado a una serie de actividades:

mantener un database de los usosgestionar la memorización de files y archivos condivididos creados por los usuariosmantener copias de seguridad de los archivos....

USO DE RED: está consituida por un operador dotado de PC/Workstation equipado con determinadas periféricas como impresoras, discos rígidos, módem, etc. (además naturalmente de la tarjeta NIC), que se pueden utilizar en condivisión por todos los componentes del sistema.

Página blanca

Los medios de transmisión

Los medios de transmisión (cables) son utilizados para interconectar entre sí los ordenadores, las periféricas y los dispositivos de red. Hay tres tipos principales de cables utilizados al día de hoy:

Cable Doblado telefónico

STP (Shielded Twisted Pair): cable doblado protegidoUTP (Unshielded Twister Pair): cable doblado no protegidoCat. 5: cables destinados a aplicaciones de hasta 100Mbps, con especificaciones de las prestaciones hasta 100MHz. Adapto para Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, Token-Ring, ..Cat. 5E (Enhanced): como Cat. 5, con mejores prestaciones (paradiafonía más baja)Cat. 6/Clase E: cables previstos para la transmisión ATM de 622 Mbps, con especificaciones de las prestaciones hasta de 600 MHz.

Fibras ópticas

Step index (100/125, 200/230, ..) : aplicaciones industrialesGraded index (50/125, 62.5/125) : Thernet, Fast Ethernet, ATM, FDDI, Gigabit Ethernetmonomodales (10/125) : Gigabit Ethernet de larga distancia

Cable coaxial

Cable coaxial delgado (Thin): RG-58 (en desuso)Cable coaxial grueso (Thick): RG-8 (no más utilizado)

Página blanca

Cableado estructurado

La exigencia de la transmisión de fonía+datos en el inteior de los edificios ha hecho necesario la definición de estándar a la que deben adecuarse los operadores que realizan el cableado de los edificios mismos.

Los estándares más importantes actualmente existentes son:

EIA/TIA 568A

estándar americano para el cableado de edificios comerciales, aprobado en 1991

ISO/IEC 11801

estándar internacional para los cableados de edificios comerciales, aprobado en 1994

Estos estándar se refieren al cableado de uno o más edificios presentes en un comprensorio. La validez mínima de un proyecto es de 10 años. La definición de comprensorio prevé:

extensión geográfica máxima de 3.000 msuperficie máxima de los edificios de 1.000.000 m2

población máxima de 50.000 personas

Las especificaciones del estándar se refieren a todos los aspectos del cableado:

la topología de la redlos elementos que forman parte de cableadolos medios de transmisiónlas dorsales y el cableado horizontallas normas de instalaciónla identificación de los cablesla documentación

En la figura hay indicado un ejemplo de cableado estructurado de un edificio. Para los detalles se debe ver la específica lección sobre el cableado Estructurado.

Página blanca

Topologías de red

Existen diferentes topologías de red. Tomando en examen el sólo estándar Ethernet, las topologías más difundidas son: BUS

Topología base de las redes Ethernet.

Usa el cable coaxial como medio de transmisión y todas las estaciones están conectadas en un único cable.

ESTRELLA

Cada nodo de la red (server, workstation, ..) está conectado directamente en un punto central denominado concentrador ( o HUB).

EJE

Combina las características de la topología de BUS y de la de ESTRELLA.

Consiste en grupos de workstations conectados en estrella, conectados después en un único cable principal con una configuración de BUS

Página blanca

Protocolos de la red: modelo OSI

La necesidad de mandar una serie de estándar internacionales, adoptados por todos los constructores de dispositivos para redes locales, se debe a la exigencia de interoperabilidad entre aparatos producidos por diferentes constructores. Con este fin el ISO ha emanado, en 1983, un modelo llamado OSI (Open Systems Interconnections) con el objetivo de abastecer una base común estandarizando la terminología y definiendo las funcionalidades base de una red.

Se basa en el concepto de los Niveles (Layers), donde cada nivel es responsable de la ejecución de determinadas funciones. Cuando de hecho se deben enviar datos entre un ordenador y otro, hay diferentes problemáticas de gestionar: las fichas de la red de los PC, las señales sobre los cables, como los datos son empaquetados, la gestión de los errores de transmisión, a otros. Dividiendo estos aspectos en Niveles distintos, la complejidad del problema es gestionada de manera óptima.

El Modelo OSI prevé la presencia de 7 niveles distintos:

7. Nivel de Aplicación Se refiere al programa de aplicación que debe intercambiar los datos

6. Nivel de Presentación Determina el formato usado para intercambiar los datos (ASCII, EBCDIC, ..)

5. Nivel de Sesión Permite a dos aplicaciones establecer, usar y desconectar una conexión (sesión).

4. Nivel de Transporte Asegura que los datos son transmitidos sin errores, duplicación y en la secuencia correcta.

3. Nivel de Red Es responsable de la dirección de los datos, es decir la transformación de las direcciones lógicas en direcciones físicas.

2. Nivel Data-Link Es responsable de la transmisión de los datos y, en algunos casos efectúa también verificaciones de error.

1. Nivel Físico Controla la transmisión y la recepción de los datos sobre el cable.

Los 7 niveles del modelo OSI

En la práctica, los datos de un nivel superior a uno inferior en el ordenador que los envía, hasta que son efectivamente transmitidos del nivel más bajo (Nivel Físico). Cada vez que los datos pasan a un nivel más bajo, son encapsulados en un pquete más grande (de hecho cada nivel añade sus informaciones a las procedentes del nivel más elevado).

En el ordenador que recibe los datos, los paquetes pasan del nivel inferior al superior. Durante estos pasos son filtrados y son extraidos los datos añadidos de los diferentes niveles, hasta que vuelven en forma original al nivel más elevado.

Construcción y Transmisión de la trama OSI

Tecnologías y estándar para las Redes Locales

Sobre la base del Modelo OSI diferentes estándar de red han sido desarrollados, sobre todo por el comite americano IEEE, y encuentran un uso más o menos difundido. Al día de hoy las tecnologías, los estándar y las relativas siglas más utilizadas son:

Ethernet - IEEE 802.3 10BaseT 10BaseF 10Base2 10Base5

T = cable doblado (twisted pair). Segmento máx. 100 m

2 = cable coaxial (thin). Segmento máx. 200 m

5 = cable coaxial (thick). Segmento máx. 500 m

F = fibra ópticaS = short wavelength (máximo 550

m)L = long wavelength (máximo 3

km)

10 Mbpsdimensión máxima de segmento: 4 kmmedios de transmisión: UTP/STP, fibra óptica, cable coaxialtopología: bus, estrella

Fast Ethernet 100BaseTx 100BaseFx 100 Mbps

dimensión máxima de segmento: 100 m (cable doblado), 320 m (fibra)medios de transmisión: UTP/STP, fibra ópticatopologías: estrella

Gigabit Ethernet 1000BaseT 1000BaseSx 1000BaseLx

1000 Mbps (1Gbps)dimensión máxima de segmento: 100 m (UTP), 500 m (1000Sx), 3-5 km (1000Lx)medios de transmisión: UTP/STP, fibra ópticatopología: estrella

Token-Ring - IEEE 802.5 16 Mbpsdimensión máxima de segmento: aproximadamente 150 mmedios de transmisión: UTP/STPtopología: anillo

Página blanca

Dispositivos de red

Además de los cables de conexión, las redes se caracterizan por la presencia de dispositivos activos que sirven para la realización de sistemas de cableado complejos, que utilizan también diferentes medios de transmisión. En la figura hay indicado un ejemplo de red que utiliza estos dispositivos. Los más utilizados están indicados en la tabla siguiente.

Transceiver

Es utilizado para convertir el formato de las señales de un medio de transmisión a otro. Normalmente convierte el formato de las señales entre la interfaz AUI y otros medios de transmisión (cable doblado, cable coaxial, fibra óptica).

Concentrador (HUB)

Consiente a más aparatos ser conectados en el sistema de cableado de la LAN a través de un único punto de concentración.

Switch

Consiente a más aparatos ser conectados en el sistema de cableado de la LAN a través de un único punto de concentración.

Sistemas operativos de red

Según el tipo de sistema operativo que es utilizado en la estación de trabajo de la red, esta última puede ser clasificada como:

Red de tipo Peer To PeerEn este tipo de red cada ordenador está considerado un server y mantiene su database de los accesos. Es capaz de condividir sus recursos como: discos, impresoras, módem, ..Red de tipo Client-ServerEn este tipo de red algunos ordenadores están encargados de la función de Server, y pueden entonces condividir sus recursos, mientras otros están encargados de la función de Client y pueden solamente acceder a los recursos de los Server.

Las características principales de las dos soluciones están indicadas a continuación.

Redes Peer To Peer

Cuando el número de estaciones de la red aumenta, nacen problemas a causa de los costes elevados de administración y de seguridad.

las workstations pueden condividir sus recursosno se exige la presencia de un server centralizadola seguridad de la red es de responsabilidad de cada estación de trabajocada ordenador tiene su database de los accesos

Redes Client-Server

las workstations comunican con un ordenador Serverlas operaciones de seguridad están todas concentradas en el serverlas workstation se conectan en el server mediante un identificativo de usuario y una passwordlos recursos de las workstations (discos) no están disponibles en la redcada server mantiene su database de los accesos

Página blanca

Cuestionario

¿Cuáles de las siguientes afirmaciones no se refiere a una Red Local?

Límites de espacio reducidos

Condivisión de recursos y programas aplicativos

Velocidad de transmisión de los datos inferiores a 1 Mbit/s

Cableado con cable coaxial, cable doblado telefónico y fibra óptica

¿Cuál de los siguientes medios es más utilizado en las Redes Locales?

Cable doblado telefónico

Fibra óptica

Cable coaxial

¿Cuántos son los niveles del Modelo OSI ?

5

6

7

8

¿Cuál de los siguientes estándar no es utilizado en las redes locales?

Ethernet

Fast Ethernet

Gigabit Ethernet

Frame Relay

Token Ring

¿Cuál de las siguientes características contradistingue el Transceiver ?

Convierte el formato de las señales de un medio de transmisión al otro

Consiente concentrar más aparatos a un único punto de conexión a la LAN

Mantiene más conexiones contemporáneas entre estaciones

Consiente guiar de manera correcta los paquetes de datos en la LAN

Codificación de las señales y los medios de transmisión

Objetivos: Saber:

como las señales digitales (0, 1) son codificadas antes de ser enviadas sobre los medios de transmisiónlos diferentes tipos de medios de transmisión utilizados en las redes locales

sus principales características y prestaciones

Requisitos: Lección N.1 del Paquete DL TC74

Contenidos: Téccnicas de codificación de las señales


El cable coaxial

El cable doblado telefónico

La fibra óptica

Página blanca

Técnicas de codificación de las señales

Para transmitir las informaciones digitales ( bit ) sobre un soporte físico (cable, cable doblado, fibra óptica) normalmente se asocia al valor digital del bit (0, 1) un valor de una magnitud física (la tabla ilustra las posibilidades actualmente utilizadas):

soporte físico magnitud cable coaxial, cable doblado tensión

fibra óptica luz

Los principales métodos de asociación (codificación) del bit al valor de la magnitud física, utilizados en las redes locales son:

Codificación NRZCodificación ManchesterCodificación NRZICodificación MLT-3Codificaciones 4B5B, 5B6B, 8B6T

Codificación NRZ

Es la codificación más sencilla y consiste en la asociación, en cada bit de transmitir, un valor de la magnitud física que es transmitida. Es denominda NRZ por 'Non Return to Zero'. Presenta el problema que, en caso de largas secuencias de '0' o de '1', no son generadas las transiciones en la señal transmitida, pero permanece fijo a un determinado valor; esto provoca problemas en la recepción ya que el receptor no es capaz de sincronizarse con la señal transmitida.

Codificación Manchester

La codificación Manchester se basa en el principio que, en vez de usar un particular valor de la magnitud física, asociado al valor del bit, es la transición del estado de la línea a señalar el valor del bit relativo.

De hecho, en la codificación Manchester, hay presente una transión (la señal pasa de un valor alto a un bajo o viceversa) al centro del período de bit. La transición de un valor de tensión bajo a uno alto representa el valor binario 1. El valor 0 está representado sin embargo de la transición alto-bajo. Este sistema tiene la ventaja de hacer mucho más seguro el reconocimiento de los bit 1 y 0, ya que no se mide la amplitud de la señal, pero la inversión de la polaridad (transición). Esto hace fácilmente reconocible la señal también en caso de interferencias. La transición en el centro del período de bit tiene también el objetivo de abastecer una referencia temporal (sincronización) que puede ser usado por la estación de destino del mensaje. Es utilizada en las redes Ethernet de 10Mb/s y en las redes Token Ring.

Codificación NRZI

Esta codifiicación (NRZI: Non Return to Zero Inverted on one) prevé una transición para los bit de 1, a mitad del bit, y ninguna transición para los bit de cero. La transición para los bit de '1' puede ser 'alto-bajo' o 'bajo-alto' según el estado del estado de la señal en el bit precedente. Respecto a la NRZ es resuelto el problema de la sincronización, a menos de no encontrar largas secuencias de '0'. Es utilizada en las redes FDDI sobre la fibra óptica.

Codificación MLT-3

Esta codificación, similar a la NRZ, opera sobre tres niveles, en vez de 2. Prevé una transición a mitad de los bit '1' y niguna y transición para los bit '0'. Queda el problema de la sincronización en el caso de largas secuencias de '0'. La codificación sobre tres niveles reduce la banda de la señal transmitida. Es utilizada en las redes Ethernet a 100 Mb/s.

Codificaciones 4B5B, 5B6B, 8B6T

Estas codificaciones resuelven el problema de la sincronización en presencia de largas secuencias de bit iguales, como se ha visto en algunas codificaciones precedentes. La codificación 4B5B transforma en 5 bit cada posible secuencia de 4 bit. La codificación 5B6B transforma en 6 bit cada posible secuencia de 5 bit. Ovbiamente provocan un aumento del número de bit para transmitir, y entonces de la banda de transmisión solicitada. La codificación 8B6T los transforma sin embargo en grupos de 6 símbolos ternarios.

Página blanca


Los medios de transmisión usados en la realización de las redes locales son cambiados a lo largo de los años, desde los primeros cables coaxiales a las fibras ópticas y a los cables doblados de diferente tipo. La tendencia ya consolidada y confirmada por los estándar es la de usar la fibra óptica y el cable doblado.

A continuación no obstante se tomarán en examen los tres fundamentales tipos de medios de transmisión:

CABLE COAXIALCable grueso

Cable delgado CABLE DOBLADO TELEFÓNICO

Cable doblado telefónico no recubierto (UTP)

Cable doblado protegido (STP)

FIBRA ÓPTICA

Fibra multimodal Step-Index

Fibra multimodal Graded-Index

Fibra monomodal

Página blanca

El cable coaxial

El cable coaxial ha sido muy usado en el primer período subseguente al nacimiento de las redes locales de tipo Ethernet. Este cable no es actualmente usado en la realización de las redes locales, ya que ha sido sustituido por las fibras ópticas y por los cables doblados de cobre. Los mayores prooblemas relacionados con su uso son relativos a la dificultad de instalación y al coste elevado, mientras las ventajas se refieren principalmente a la elevada inmunidad a las interferencias.

Un cable coaxial está formado por un conductor central y una o más calzas externas separadas del conductor central de un material aislante.

Las calzas tienen la función de proteger el conductor central de las interferencias procedentes del ambiente externo. Las calzas externas son a su vez envueltas de un un material protector.

A = conductor

sólido B = material aislante C = folio protectivo

D = calza protectiva E = revestimiento externo

Cable coaxial "Thick"

Los cables coaxiales son:

Cable Thin (Delgado) - RG58

Utilizado en las redes Ethernet 10base2. El 2 se refiere a la máxima longitud de un segmento de la red (200 m).

Cable Thick (Grueso) (o cable amarillo) - RG8

Utilizado en las redes Ethernet 10Base5. El 5 se refiere a la máxima longitud de un segmento de la red (500 m). Respecto al cable delgado tiene un revestimiento plástico ulterior que mejora las prestaciones, pero hace todavía más difícil su instalación.

Página blanca

El cable doblado telefónico

El cable doblado es un cable compuesto por dos cables de cobre torcidos (cada uno aislado por una propia vaina), conocido también con el nombre de twisted pair. La "twistatura" sirve para minimizar las interferencias electromagnéticas haciendo que las interferencias externas actúen de igual modo sobre los dos conductores.

La sección presenta valores de 24 AWG (American Wire Gauge) correspondientes a 0,51 mm. La impedancia típica es de 100, 150 Ohm.

Del cable doblado existen diferentes versiones:

UTP (Unshielded Twisted Paia)versión que no presenta ningún tipo de protección de los cables (impedancia = 100 Ohm)

FTP (Foiled Twisted Pair)versión que presenta una protección global para todo el cable (impedancia = 100 Ohm)

STP (Shielded Twisted Pair)versión que presenta una protección para cada par y una protección global (impedancia = 150 Ohm)

Las protecciones pueden ser del tipo de calza o de folio.

El cable doblado es actualmente el medio físico más usado en el cableado de las redes locales.

Esto se debe a su bajo coste y a la solución de los problemas relacionados a la transmisión de las señales de frecuencia elevada:

Atenuación de la señal Interferencias entre pares de cables

Clasificación de los cables doblados

Como los otros cables, también el cable doblando presenta parámetros eléctricos que varían al variar la frecuencia de la señal transportada. Al elegir el tipo de cable doblado, el criterio para evaluar la idoneidad depende de los parámetros eléctricos que el cable presenta en las diferentes condiciones de uso. Con este fin, y para evitar deber interpretar una serie de parámetros eléctricos como la diafonía, atenuación ect., los cables doblados han sido clasificados en diferentes categorías. Las categorías hasta hoy estandarizadas son 5 (donde la categoría 5 ofrece las mejores prestaciones). Existen en venta cables doblados que superan mucho las características eléctricas ofrecidas por los cables de categoría 5. Están en curso de completación los estándar relativos a nuevas categorías (6, 7 u otro). Los cables de categoría 5 están certificados para operar con frecuencias de 100 MHz. Existen cables que, según las declaraciones del constructor, son capaces de operar a 600 MHz y más.

Categoría Sigla Uso

1 Telecommunication Cables adaptos únicamente a la telefonía analógica

2 Low Speed Data Cables para telefonía analógica y digital (ISDN) y transmisión de datos de baja velocidad

3 High Speed Data Cables para redes locales de hasta 10 Mb/s

4 Low Loss, High Performance Data Cables para redes locales de hasta 16 Mb/s

5 Low Loss, Extended Frequency, High Performance Data

Cables para redes locales de hasta 100 Mb/s

Fibras ópticas: modalidad de funcionamiento

Una fibra óptica es una vaina de onda dieléctrica constituida por un cilindro muy delgado de vidrio (o plástico), denominado núcleo (Core), y por un revestimiento también de vidrio (o plástico) denominada envuelta (Cladding). Pueden ser utilizadas para transportar señales de datos una vez que estas últimas han sido transformadas en impulsos de luz.

La luz se propaga normalmente solamente en el interior del Core por reflexiones sucesivas, que tienen lugar cuando el rayo luminoso encuentra el Cladding. La reflexión se lleva a cabo porque el índice de refracción del Core (n1) es mayor del de Cladding (n2).

Ya que la estructura Core-Cladding, que consituye el conductor óptico verdadero y propio, es mecánicamente muy frágil y es robustecida con diferentes revestimientos de protección, obteniendo el cable óptico monofibra.

Juntando más cables monofibra se obtienen los cables ópticos múltiples o multifibra.

FIBRAS MULTIMODALES y MONOMODALES

En función del modo de propagación de la luz, las fibras ópticas pueden ser subdivididas en tres categorías:

MultimodalES Step-IndexMultimodales Graded IndexMonomodales

Multimodales Step-Index e Multimodales Graded Index

Así han sido definidas las fibras ópticas que tengan más modos de propagación. La más difundida en las redes locales es la Gradex Index 62.5/125 donde los valores numéricos representan respectivamente el diámetro del Core (62.5 µm) y del Cladding (125 µm). Como se puede ver por la figura siguiente, en las fibras multimodales los rayos luminosos se propagan según los modos diferentes, recorriendo caminos de longitud con consecuentes diferentes tiempos de propagación.

Dispersión Modal e Índice de refracción en fibras multimodales El efecto complesivo es el del ensanchamiento del impulso óptiico recibido, conocido como Dispersión Modal, con una consecuente reducción de la máxima velocidad de transmisión. La Dispersión Modal está influenciada por el índice de refracción del Core (n1) que en las fibras Step-Index tiene una variación de grados, mientras varía gradualmente en las fibras Graded-Index.

Monomodales

Así han sido definidas las fibras ópticas que tienen un solo modo de propagación. La más difundida es la 10/125. Como se puede ver por la figura siguiente, la reducción del núcleo (8-10 µm) comporta una fuerte disminución de la Dispersión Modal y permite elevadísimas velocidades de transmisión (decinas de Gb/s).

Dispersión Modal e Índice de refracción en fibras monomodales

ATENUACIÓN y VENTANAS

Por Atenuación se entiende la pérdida de potencia que asume la energía luminosa al atraversar un medio absorbente como la fibra óptica. Depende de la longitud de onda y del tipo de material con el que está constituida la fibra (plástico o vidrio).

Valores tipos son fracciones de dB/km para fibras de vidrio, de algunos db/m para fibras de plástico.

Otras pérdidas, no intrínsecas a la naturaleza de la fibra, están determinadas por las uniones entre más tramos de fibra y por lasmodalidades de curvatura del cable óptico (Bending Losses).

Att.(dB) = 10 · log(POUT/PIN)

Curva de la atenuación de fibra de vidrio Graded-Index

La fibra óptica es comúnmente utilizada en 3 zonas de longitud de onda, denominadas Ventanas:

Ia ventana entre 800 y 900 nm (típicamente 820 o 850 nm)

IIa ventana alrededor a 1330 nm

IIIa ventana alrededor a 1550 nm.

Sobre las mismas longitudes de onda fuentes o detectores deberán tener la máxima potencia y la sensibilidad.

Conclusiones

Las principales ventajas de la fibra óptica son:

elevada inmunidad a las interferencias de naturaleza electromagnéticabanda de paso muy superior a cualquier cable de cobre. Esto permite velocidades de transmisión de la orden de decinas de Gb/satenuación muy baja: fracciones de dB/km para fibras de vidrio, de algunos db/m para fibras de plástico.dimensiones y peso contenidos.

Las desventajas son el coste elevado del sistema de cableado y de los elementos accesorios de la red (fuentes, detectores, conectores, etc.).

Del confronto de los pro y contra, se deduce que las fibras ópticas son adaptas a la realización de conexiones dorsales o tramos principales. Tarjeta de resumen sobre las Fibras Ópticas

dimensiones Core/Cladding

[µm ]

NA Atenuación [db/km]

Dispersión Modal

Banda [MHz·km]

Aplicaciones

Step-Index (plástico)

500/530

980/1000

0.5-0.6 0.2 (660 nm) muy elevada 10 Transmisiones analógicas y datos de media velocidad (10 Mb/s) sobre cortas distancias (< 200 m). Telemetría. Longitud de onda 660 nm.

Step-Index PCS (Plastic Clad Silica)

200/380

600/750

0.4-0.5 10 (660 nm) elevada 20 Transmisiones analógicas y datos de media velocidad (10 Mb/s) sobre cortas distancias (< 2 km). Telemetría. Longitud de onda 660 nm.

Step-Index (vetro)

100/140

200/230

0.3-0.4 7 (820 nm) media 50 Transmisiones analógicas y datos de media velocidad (10 Mb/s) sobre medias distancias (< 10 km). Redes Locales. Longitud de onda 820 nm.

Graded-Index 50/125

62.5/125

85/125

0.2-0.3 3 (820 nm)

1 (1330 nm)

bassa 1000 Trasmisiones de vídeo y datos de alta velocidad (200 Mb/s) sobre medias distancias (< 50 km). Redes Locales. Longitud de onda 820 nm y 1330 nm.

Monomodal 8-10/125 < 0.1 0.4 (1330 nm)

0.25 (1550 nm)

muy baja 10.000 Trasmisiones digitales de altísima velocidad (Gb/s) y de largas distancias (< 400 km). Redes Locales (Gigabit Ethernet). Longitud de onda 1330 nm y 1550 nm.

Fibras ópticas: fuentes y detectores

FUENTES

Las fuentes de luz más utilizadas son los diodos emisores (LED) y los láser (LD).

Los LED ofrecen, generalmente, una buena fiabilidad de un coste contenido, el volumen está limitado y permiten óptimos acoplamientos con las fibras ópticas. Pero no son absolutamente monocromáticos por lo que son causa de dispersión cromática en el interior de la fibra.

Los diodos Láser LD tienen espectros de emisión extremamente estrechos, con toda la ventaja de la dispersión cromática, y abastecen una potencia óptica notablemente superior a la de los LED. Pero son más costosos y siendo la potencia emitida dependiente de la variación de temperatura, deben operar en ambientes termostatados.

Principales características de las Fuentes Ópticas

LED Diodo Láser Potencia óptica emitida

decinas de mW centenares de mW

Longitud de onda

660 nm y I/IIa ventana (típicas) II/IIIa ventana (típicas)

Espectro de emisión

ancho (decenas de nm) estrecho (pocos nm)

Complejidad del circuito

medio / baja alta

Respuesta en la frecuencia

centenares de MHz decenas de GHz

Montaje recetáculo pigtail (IIa ventana)

pigtail

Aplicaciones Telemetría. Transmisiones analógicas y datos de media velocidad (10 Mb/s) sobre cortas distancias (< 2 km) con fibras de plástico. Longitud de onda 660 nm. Transmisiones analógicas, datos y redes locales de media velocidad (10 Mb/s) sobre medias distancias (< 10 km), con fibras de vidrio. Longitud de onda en Ia ventana. Transmisiones de vídeo, datos y redes locales de alta velocidad (200 Mb/s) sobre medias distancias (< 50 km), con fibras de vidrio. Longitud de onda en I/IIa ventana.

Transmisiones de vídeo, datos y redes locales de alta velocidad (200 Mb/s) sobre medias/largas distancias (100 km) con fibras monomodales. Longitud de onda en II/IIIa ventana. Transmisiones digitales de altísima velocidad (Gb/s) y larga distancia (< 400 km) con fibras monomodales. Longitud de onda en II/IIIa ventana.

DETECTORES

Los fotodetectores transforman una señal incidente de tipo óptico en una eléctrica. Requisitos exigidos al fotodetector son:

elevata sensibilidad, es decir la capacidad de absorber el máximo de la radiación incidente y de convertirla en corriente eléctricaelevada velocidad de respuesta, para poder detectar correctamente impulsos luminosos muy estrechosfiabilidad, bajo coste y dimensiones contenidas.

Los fotodetectores más utilizados en los sistemas de fibra óptica son los fotodiodos con una unión PN y PIN y los de Avalancha (APD).

Principales características de los Detectores Ópticos

FOTODIODO FOTODIODO de AVALANCHA (APD) Sensibilidad 0.1 - 1 A/W 10 - 100 veces superior del fotodiodo

Longitud de onda

660 nm e I/II/IIIa ventana (típicas) II/IIIa ventana (típicas)

Complejidad del circuito

medio / baja alta

Respuesta en la frecuencia

centenares de MHz decenas de GHz

Montaje recetáculo pigtail (II/IIIIa ventana)

pigtail

Aplicaciones Telemetría. Transmisiones analógicas y datos de media velocidad (10 Mb/s) sobre cortas distancias (< 2 km) con fibras de plástico. Longitud de onda 660 nm. Transmisiones analógicas, datos y redes locales de media velocidad (10 Mb/s) sobre medias distancias (< 10 km), con fibras de vidrio. Longitud de onda en Ia ventana. Trasmisiones de vídeo, datos y redes locales de alta velocidad (200 Mb/s) sobre medias distancias (< 50 km), con fibras de vidrio. Longitud de onda en I/II/IIIa ventana.

Trasmisiones de vídeo, datos y redes locales de alta velocidad (200 Mb/s) sobre medias/largas distancias (100 km) con fibras monomodales. Longitud de onda en II/IIIa ventana. Trasmisiones digitales de altísima velocidad (Gb/s) y larga distancia (< 400 km) con fibras monomodales. Longitud de onda en II/IIIaventana.

Acoplamiento de fuente-fibra y fibra-detector

Con el final de tener el máximo de acoplamiento entre la fuente y la fibra por una parte, y entre la fibra y el detector de de la otra, es necesario prestar mucha atención en el montaje. Este último puede ser de dos tipos:

con recetáculo

: la energía luminosa es dirigida, mediante lentes o cortos racores de fibra, en el interior de un conector llamado recetáculo. Para la fuente, el constructor indica normalmente la potencia óptica introducida en la fibra, especificando el tipo de fibra (50/125, 62.5/125, monomomal, etc.). Para el detector, el constructor indica normalmente el área de la superficie sensible y/o la Apertura Numérica del dispositivo.

con pigtail : la superficie radiante es acoplada a una pieza desmochada de fibra de 1 m aproximadamente denominado pigtail. Para la fuente, el constructor indica normalmente la potencia óptica emitida por el pigtail, especificando también el tipo de fibra utilizada en la realización del pigtail mismo. Para el detector, el constructor indica normalmente el tipo de fibra utilizada en la realización del pigtail y su Apertura Numérica.

Fibras ópticas: conectores

En el caso de montaje con pigtail, en el acto de la realización de la conexión, la fibra es directamente soldada en el pigtail del componente.

En el caso de montaje con recetáculo, la fibra óptica es acoplada al componente óptico (fuente o detector) a través de conectores (hembra sobre el componente, macho sobre la fibra).

A continuación son indicadas las características de los conectores de las serie ST y SC.

Características de conector de la serie ST

Características de conector de la serie SC

Cuestionario

La codificación NRZ asocia a cada bit (0 o 1) :

un nivel de señal (ejemplo 0V y +1V)

una transición de la señal de un nivel a otro

ninguna transición para el bit 0 y una transición para el bit 1

una codificación de 3 niveles

La codificación NRZI asocia a cada bit (0 o 1) :




La codificación Manchester asocia a cada bit (0 o 1) :



ninguna transición para el bit 0 y una transición para el bit 1


El cable doblado telefónico la 'twistatura' es usado para :

reducir las pérdidas de la señal a lo largo del cable

equilibrar las señales sobre los dos conductores

hacer que una interferencia actúe de manera igual sobre los dos conductores

aumentar la resistencia mecánica del cable.

¿A qué categoría debe pertenecer un cable doblado para poder ser utilizado en redes de 100 Mb/s ?

Categoría 1

Categoría 2

Categoría 3

Categoría 4

Categoría 5

¿Qué indica la sigla 62.5/125 en una fibra óptica?

Los valores de frecuencia mínima y máxima (en MHz) utilizables

El diámetro del Core y el diámetro del Cladding de la fibra

Las secciones mínima y máxima del conector de la fibra

Los valores mínimo y máximo de baud rate (inMb/s) de uso.

El modelo OSI y los protocolos LAN IEEE

Objetivos: Saber:

el modelo OSI

los protocolos del proyecto IEEE para las LAN

Requisitos: Lecciones N.1 y N.2 del Paquete DL TC74

Contenidos: El modelo de referencia OSI

Los niveles del modelo OSI

El proyecto IEEE 802

Los niveles y los protocolos del proyecto IEEE 802

Página blanca

El modelo de referencia OSI

El modelo de referencia OSI (Open Systems Interconnection) es un modelo de concepto compuesto por 7 niveles, cada uno de los cuales identifica bien precisas funciones de red. Describe como la información de una aplicación software residente en un ordenador se mueve a través de la red hacia otra aplicación residente en otro ordenador.

El modelo ha sido desarrollado por International Standards Organization (ISO) en 1984, y es considerado el modelo primario de arquitectura para la intercomunicación de los sistemas informáticos. División de las funcionesEl modelo OSI subdivide en 7 niveles las funciones (task) normalmente envueltas en el cambio de datos entre el ordenador en la red:

nivel 7 : Aplicación (Application)

nivel 6 : Presentación (Presentation)

nivel 5 : Sesión (Session)

nivel 4 : Transporte (Transport)

nivel 3 : Red (Network)

nivel 2 : Línea (Data Link)

nivel 1 : Físico (Physical)

Para cada uno de los 7 niveles es definido un grupo de funciones, y también las modalidades de coloquio con los niveles inmediatamente inferior y superior. Esta arquitectura permite desarrollar e implementar sobre los sistemas de elaboración y de comunicación (ordenador y nodos de red) individualmente las funciones de un nivel, sin influenciar en los otros niveles.

Los siete niveles pueden ser divididos en dos categorías:

niveles superiores (4 ÷ 7)

: abastecen servicios de nivel aplicativo, y son generalmente realizados solamente en software

niveles inferiores (1 ÷ 3)

: gestionan todo lo que es relativo al transporte verdadero y propio de los datos. Los niveles Físico y Línea son realizados en hardware y software, los otros niveles son generalmente realizados solamente en software.

ProtocolosEs importante resaltar que el modelo OSI abastece un cuadro de referencia de concepto para las comunicaciones entre el ordenador, pero no es un método de comunicación. El efectivo intercambio de informaciones se ha hecho posible por el uso de los específicos protocolos de comunicación, pero que hacen referencia (por lo que concierne a la definición de las funciones) a los niveles del modelo OSI.

Construcción de la trama OSI

Construcción y Transmisión de la trama OSI

La figura ilustra las fases de construcción, transmisión y recepción de una trama OSI completa. En el ejemplo, el punto de inicio son los datos de uso del software aplicativo de la estación “A”, el punto de llegada la homóloga aplicación sobre la estación “B”. Los datos pasan a través de los sucesivos niveles del modelo. Cada nivel introduce un "Encabezamiento" (Header) especificación que contiene informaciones de servicio destinadas al nivel homólogo, y a vaces cierra la unidad de datos con una terminación (Trailer). El diálogo entre niveles homólogos es definido por protocolos específicos de cada nivel (por ejemplo, la interfaz V.35 para el nivel 1, el protocolo Frame Relay para el nivel 2, el protocolo IP para el nivel 3, el protocolo TCP para el nivel 4). Una vez introducido el encabezamiento, el nivel pasa la trama en formación al nivel inferior y así poco a poco hasta el nivel físico, que tiene la función de enviar los bit al elaborador remoto. El Header más el campo de datos de un dado nivel constituyen el campo de datos del nivel inferior. En otras palabras, el campo de datos de un nivel OSI puede potencialmente contener header y datos procedentes de todos los niveles superiores. Este mecanismo es conocido como encapsulamiento.

Llegada al destino, la trama pasará a través de los diferentes niveles, que la descubrirán de la parte a los mismos destinada.

Modelo OSI: Nivel Físico

El Nivel Físico define las especificaciones eléctricas, mecánicas y funcionales para activar, mantener y desactivar la conexión física entre los sistemas de comunicación. Las especificaciones del Nivel 1 definen características como los niveles de tensión, las codificaciones y las modulaciones, las temporizaciones, la velocidad de transmisión, la distancias de transmisión, los conectores. Las implementaciones relativas al Nivel Físico cociernen ya sea a las LAN (redes locales) como a las WAN (redes geográficas).

Las más comunes realizaciones de Nivel 1 (comúnmente denominadas interfaz) son:

IEEE 802.3/802.5: una parte de estas recomendaciones define las funciones de nivel Físico para redes locales con una metodología CSMA/CD y Token-Ring. Son entre otras cosas descritos los medios de transmisión (cable doblado, cable coaxial, fibra óptica, etc.) y las modalidades de conexión física.

ITU-T V.24 y V.35; EIA/TIA RS232 y RS449: interfaz de seriales DTE-DCE utilizadas para la transmisión de datos en el ámbito WANX.21 y X.21bis: interfaz de seriales DTE-DCE recomendadas para la Red de Conmutación de Paquete X.25 bus-S para ISDN: interfaz con estructura de bus para la conexión de aparatos ISDN. Es descrita en la recomendación I.430 del ITU-T

Realizaciones de Nivel Físico

Página blanca

Modelo OSI: Nivel de Línea (Nivel 2)

El Nivel de Línea abastece los medios para una fiable transferencia de los datos a través de la conexión física de red. La unidad de datos del Nivel 2 es genéricamente llamada trama.

Las principales funciones desarrolladas por los diferentes protocolos de Nivel 2 son:

ladirección física (que es diferente de la dirección de Nivel de Red);

la notificación de los errores y la recuperación de los datos incorrectos;

la numeración de las tramas transmitidas;

el control de flujo.

Los subniveles del Nivel de LíneaEl IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) ha subdividido el Nivel de Línea en dos subniveles, utilizados en un ambiente LAN con tecnología Ethernet, Token-Ring, FDDI:

Logical Link Control – LLC: IEEE 802.2

Media Access Control – MAC: IEEE 802.3, IEEE 802.5.

Las implementaciones relativas al Nivel de Línea conciernen ya sea a las LAN (redes locales) como a las WAN (redes geográficas). Las más comunes realizaciones de Nivel 2 son:

ambiente LAN: Ethernet / IEEE 802.3; Fast Ethernet; Gigabit EthernetFDDI (Fiber Distributed Digital Interface)Token-Ring / IEEE 802.5

ambiente WAN: Frame Relay: protocolo para red WAN de elevadas prestacionesHDLC (High_level Data Link Control): en la versión LAPB (Link Access Procedure, Balanced) es utilizado en la Red de Conmutación de Paquete X.25. En la versión LAPD (Link Access Procedure on D-channel) es utilizado y en la Red ISDNSDLC (Synchronous Data Link Control): protocolo IBM utilizado en las redes SNA (System Network Architecture)PPP (Point-to-Point Protocol): utilizado para conexiones Router-Router o usuario-router (via módem o Terminal Adapter)ATM Layer y ATM Adaptation Layer (AAL): protocolos para la red ATM (Asynchronous Transfer Mode). ATM se basa en una unidad de datos llamada célula, de pequeñas dimensiones y longitud fija. ATM ha sido desarrollada para el transporte eficiente de informaciones multimediales: datos, voz, imágenes.

Realizaciones de Nivel de Línea


Cuando las primeras LAN empezarán a difundirse, el IEEE decidió constituir los comites para estudiar el problema de la estandarización de las LAN, globalmente recogidos en el proyecto IEEE 802. Los comites constituidos hasta hoy son:

802.1 Overview, Architecture, Bridging and Management

802.6 Metropolitan Area Networks - DQDB (Distributed Queue, Dual Bus)

802.2 Logical Link Control 802.7 Broadband Technical Advisory Group802.3 CSMA/CD (Carrier Sense Multiple

Access - Collision Detection)802.8 Fiber Optic Technical Advisory Group

802.3u 100BaseT (Fast Ethernet) 802.9 Integrated Data and Voice Networks802.3z 1000BaseLX, 1000BaseSX (Gigabit

Ethernet su fibra ottica)802.10 Network Security

802.3ab 100BaseT (Gigabit Ethernet su fibra doppino)

802.11 Wireless Networks

802.4 Token Bus 801.12 100VG AnyLAN802.5 Token Ring 802.14 Cable-TV Based Broadband

Communication Network

IEEE 802 introduce la de que las LAN deben abastecer una interfaz unificada hacia los niveles superiores (del nivel 3 (Network, rete) en adelante, incluso utilizando tecnologías de transmisión diferenciadas. Para obtener tal resultado, el proyecto IEEE 802 subdivide el nivel Data Link en dos subniveles:

Bajo estos dos niveles está presente el nivel físico que se ocupa de la codificación, de la sincronización y del interfaz con el medio de transmisión.

LLC (Logical Link Control) que gestiona el control del flujo, la conexión lógica y la recuperación de errores.MAC (Media Access Control) que gestiona el control del acceso al medio, la dirección, las frame y el control de error.

El subnivel LLC es común a todas las LAN, mientras el MAC es peculiar de cada LAN, así como el nivel físico al cual está estrechamente asociado. La figura resume todos los conceptos precedentemente ilustrados:


IEEE 802.2: Subnivel LLC

El subnivel LLC, definido en la normativa 802.2, tiene el fin de abastecer un interfaz unificado con el nivel superior (Nivel de Red), esta interfaz resulta similar a la de las redes geográficas. Por este motivo el LLC, que deriva del protocolo HDLC, puede operar ya sea como protocolo conectado como no conectado, con las siguientes características:

Modalidad no conectada Modalidad no conectada

transmisión no fiable transmisión fiable

tramas no numeradas numeración de la trame

En las LAN se usa solamente la modalidad no conectada (el control de las tramas y de los errores es delegada a los protocolos de nivel superior).

Otra característica importante del LLC es el soporte contemporáneo de más protocolos de nivel superior. Esto se obtiene mediante el concepto de Service Access Point (SAP). La SAP no es otro que un 'pipe' a través del cual pasan los datos, diferenciados según el protocolo superior que los ha generado. Cada protocolo que genera una SAP tiene su dirección: 04=IBM SNA, 06=TCP/IP, .. . La dirección de SAP no debe obviamente ser confundida con la dirección efectiva física de las estaciones, que es introducida en los datos transmitidos por el nivel MAC.

La estructura de una unidad de datos del protocolo LLC (LLC- PDU: LLC Protocol Data Unit) está indicada en la figura:

Los campos entonces contenidos son los siguientes:

Destination Service Access Point (DSAP): indica el protocolo de nivel Network donde pasar el paquete en destino.

Source Service Access Point (SSAP): indica el protocolo de nivel Network de donde proviene el paquete

Control: este campo es de 1 byte por trame no numeradas, de 2 bytes por trame Information a SupervisoryPDU del nivel superior de donde proceden los datos (contiene los datos efectivos para transmitir y los encabezamientos de los protocolos de nivel superior).

La presencia de campos de dirección SAP a un byte permite identificar un máximo de 255 diferentes protocolos de nivel 3. El ISO ha codificado solamente aquellos protocolos que han sidoo estandarizados, pero es posible también usar protocolos propietarios. Para hacer esto se llenan los campos DSAP y SSAP con el número 0AAh y el campo de control con el valor 03h. Se obtiene de este modo una particular PDU llamada:

SNAP (Subnetwork Access Protocol)

En este caso es utilizado un Protocol Identifier de 5 bytes que contiene N.2 campos:

OUI: Organization Unique Identifier: es el identificador que ha propuesto el protocoloProtocol: Es el número del protocolo en el interior de la organización especificada en el OUI.

IEEE 802.3: Subnivel MAC

El subnivel MAC es específico de cada LAN se ocupa del problema de la condivisión del medio de transmisión. Diferentes tipos de MAC han sido definidos en los proyectos IEEE, basados sobre principios diferentes, como la contienda, el token, la reserva, ..Los más importantes son:

802.3 CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access - Collision Detection)

802.3ab 1000BaseT (Gigabit Ethernet over fiber optic)

802.3u 100BaseT (Fast Ethernet) 802.4 Token Bus

802.3z 1000BaseLX/SX (Gigabit Ethernet over fiber optic)

802.5 Token Ring

El MAC debe tener en cuenta también la topología de la LAN, que implica ligeras variaciones sobre las posibles modalidades de realización del broadcast: con topologías de bus, es un broadcast de nivel físico (eléctrico), mientras con topologías que utilizan canales punto-punto, como el anillo, es un broadcast de tipo lógico. Las redes locales tienen canales lo suficientemente fiables, entonces no es en general necesario efectuar correcciones de los errores. Si esto fuera solicitado, sería el subnivel LLC a ocuparse siendo el MAC siempre connectionless.

La figura muestra la posición del nivel MAC en el interior de los niveles del modelo OSI.

Los subniveles MAC para los estándar 802.3 serán objeto de descripción de la sucesiva lección. Los subniveles MAC para los otros estándar (Token Ring, Token Passing) no se han tomado en consideración porque ya son obsoletos.

Página blanca

IEEE 802.3: Nivel Físico

El nivel físico es epecífico de cada LAN se ocupa del problema de la trasmisión física de las señales sobre el medio de transmisión. Los estándar más importantes definidos por el IEEE para el nivel físico son los mismos de aquellos del subnivel MAC :

802.3 CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access - Collision Detection)

802.3ab 1000BaseT (Gigabit Ethernet over fiber optic)

802.3u 100BaseT (Fast Ethernet) 802.4 Token Bus

802.3z 1000BaseLX/SX (Gigabit Ethernet over fiber optic)

802.5 Token Ring

El nivel físico define el tipo de codificación de las señales (physical signaling), la interfaz para la conexión con el medio de transmisión (Attachment Unit Interface) y el medio de transmisión mismo.

La figura muestra la posición del nivel físico en el interior de los niveles del modelo OSI.

Las características del nivel físico para los estándar 802.3 serán objeto de descripción de la sucesiva lección. El nivel físico para los otros estándar (Token Ring, Token Passing) no es tomado en consideración porque estos estándar son ya obsoletos.

Página blanca

Cuestionario

¿Cuál de los siguientes niveles del Modelo OSI no forma parte de los Niveles Inferiores?

Nivel de Red

Nivel de Transporte

Nivel Físico

Nivel de Línea

¿La dirección física de los dispositivos de una red forma del ?

Nivel físico

Nivel de Línea

Nivel de red

¿Qué es el proyecto IEEE ?

Un conjunto de reglas de codificación de los datos para la transmisión en el interior de una red

Un protocolo de transmisión

Un grupo de estándar para la estandarización de las LAN

Una alternativa al modelo OSI

¿De qué se ocupa el subnivel LLC del estándar IEEE ?

Se ocupa del envío de datos sobre el medio de transmisión

Se ocupa de la dirección de los dispositivos y de la condivisión del medio de transmisión

Se ocupa de encapsular los datos procedentes del nivel de transporte

Se ocupa de abastecer una interfaz apropiada con el nivel de red

¿De qué se ocupa el subnivel MAC del estándar IEEE ?

Se ocupa del envío de datos sobre el medio de transmisión

Se ocupa de la dirección de los dispositivos y de la condivisión del medio de transmisión

Se ocupa de encapsular los datos procedentes del nivel de transporte

Se ocupa de la numeración de las trame transmitidas.

Redes Ethernet, Fast Ethernet y Gigabit Ethernet

Objetivos: Saber:

el estándar Ethernet e IEEE 802.3

las redes Ethernet, Fast Ethernet y Gigabit Ethernet

Requisitos: Lecciones N.1, N.2 y N.3 del Paquete DL TC74

Contenidos: Los estandar Ethernet e IEEE 802.3

Los niveles MAC y Físico

Ethernet 10 Mbps

Ethernet 100 Mbps

Gigabit Ethernet 1000 Mbps

Página blanca

Standard Ethernet e IEEE 802.3

En los primeros años 70 tres industrias de alta tecnología formaron el consorcio DIX (Digital, Intel y Xerox) para el desarrollo de una red local. DIX trabajó por aproximadamente 10 años sobre una primera versión de Ethernet, la 1.0, que opera a 10Mb/s.En paralelo el comite americano IEEE inició el desarrollo del estándar 802.3 que se ha basado sobre Ethernet, pero que difiere de esto por algunas características lógicas (nivel de Data Link) y electrónicas (nivel Físico).Los costes reducidos de los aparatos y la gran facilidad de proyectar y realizar redes de pequeñas dimensiones han sido las llaves de éxito de Ethernet y, si bien ya todos los aparatos en comercio son conformes a las especificaciones 802.3, son a menudo identificados con el nombre original de Ethernet.

La figura a lato mostra come gli standard Ethernet ed IEEE 802.3 si inseriscano nel Modello OSI.

Lo standard Ethernet definisce le specifiche corrispondenti ai livelli 1 e 2 del Modello OSI.

Lo standard IEEE 802.3 definisce le specifiche del livello 1 (fisico) e della porzione di accesso al canale (MAC) del livello 2. Esso non prevede alcuna specifica relativa al sottolivello LLC (Logical Link Control).

Características de base:

Topología: busCableado: bus, estrellaArbitraje de canal de transmisión: mediante contiendaVelocidad de transmisión: 10 Mb/s

In questa lezione verranno analizzate le specifiche relative ai livelli 1 e 2, unitamente alle caratteristiche delle 3 differenti implementazioni delle reti Ethernet:

Ethernet ed IEEE 802.3 Rete locale a 10 Mbps operante su cavo coassiale o doppino telefonico

100-Mbps Ethernet Rete locale a 100 Mbps operante su doppino telefonico, chiamata anche Fast Ethernet

1000-Mbps Ethernet Rete locale a 1000 Mbps, operante su doppino telefonico o su fibra ottica, chiamata anche Gigabit Ethernet.

Página blanca

El subnivel MAC

El subnivel MAC (Medium Access Control) se ocupa de la condivisión del medio de transmisión. Toma los datos del nivel LLC superior y los prepara en una trama (frame) estructurada como en la figura siguiente, donde son indicadas las tramas relativas a los dos estándar Ethernet e IEEE 802.

Los campos de las tramas Ethernet e IEEE 802.3 son descritas a continuación.

Preamble Es la secuencia de cero y 1 que dice la estación de recepción que está llegandi una trama. La trama Ethernet incluye un byte adicional que es equivalente al campo Start-of-Frame especificado en la trama IEEE 802.3 .

Start of frame (SOF)

Este byte delimitador de la trama IEEE 802.3 acaba con dos bit consecutivos a 1, y sirve para sincronizar la porción de recepción de la trama de todas las estaciones de la LAN.

Destination y Source Addresses

Direcciones de la estación de destino y de la estación fuente de los datos. Los primeros 3 bytes de la dirección son asignados por el IEEE a cada constructor. Los últimos 3 bytes son especificados por cada productor. La dirección fuente individua siempre una sola estación. La direcciónd estino puede ser de una sola estación, de un grupo o de todos los nodos de la red (broadcast).

Type (Ethernet) El tipo especifica el protocolo de nivel que recibe los datos del protocolo MAC.Length (IEEE 802.3)

La longitud indica el número de bytes de datos que siguen a este campo.

Data (Ethernet) Datos procedentes del nivel superior en transmisión, y enviados al nivel superior en recepción. El estándar Ethernet preve la presencia de al menos 46 bytes de datos.

Data (IEEE 802.3)

Datos procedentes del nivel superior en transmisión, y enviados al nivel superior en la recepción. Si los datos no son suficientes para llenar al menos 64 bytes, son añadidos bytes adicionales.

Frame Check Sequence (FCS)

Este campo contiene los 4 bytes del cyclic redundancy check (CRC). Es creado desde la estación de transmisión y es recalculado desde cada estación que recibe para verificar la recepción de eventuales tramas incorrectas.

Transmisión de la trama

Cuando una estación recibe una solicitud de trasmisión de una trama, unidamente a las direcciones fuente y destino, del nivel LLC superior, empieza el procesod e construcción de la misma según la estructura precedentemente descrita. Una vez que la trama está preparada empieza la trasmisión de la misma.

El estándar IEEE 802.3 exige que todos los MAC de la red soporten las operaciones en half-duplex, donde una estación puede trasmitir o recibe en un determinado momento, pero no puede efectuar las dos operaciones contemporaneamente. Si la estación no está recibiendo, empieza la trasmisión de la trama usando el método de acceso CSMA/CD descrito en la página sucesiva.

Método de acceso CSMA/CD

El método de acceso CSMA/CD ha sido desarrollado como un método que permita a dos o más estaciones, conectadas en el mismo medio de trasmisión, de acceder al mismo sin el control centralizado de los accesos, y con la posibilidad por parte de cada estación de determinar por sí sola cuando puede acceder al medio.

Las reglas del método CSMA/CD derivan de su misma sigla:

CSMA/CD Carrier Sense Cada estación está en continua escucha del tráfico sobre el medio de trasmisión para determinar cuando el medio está libre.

CSMA/CD Multiple Access Cada estación puede iniciar a trasmitir en cualquier momento cuando el medio está libre.

CSMA/CD Collision Detect Si dos o más estaciones en la misma red inician a trasmitir aproximadamente en el mismo momento, las señales de las mismas entran en colisión y la trasmisión resulta incorrecta. Las dos estaciones deben ser capaces de determinar la colisión, de terminare la trasmisión y des eparar por un tiempo aleatorio antes de intentar la trasmisión.

La figura de al lado muestra la trasmisión d elos paquetes entre dos estaciones, en el caso de ausencia de colisiones y en el caso de colisiones.

El caso peor sucede cuando las dos estaciones más lejanas de una red deben enviar una trama y la segunda estación inicia a trasmitir precisamente antes de que la trama de la primera estación llegue. En este caso la colisión es individuada inmediatamente desde la segunda estación, mientras la primera estación debe esperar a que la señal corrupta se propague hacia atrás hasta la misma.

El tiempo máximo exigido para detectar una colisión (slot time) es entonces igual a 2 veces el tiempo de propagación de la señal entre las dos estaciones más lejanas de la red.

El slot time condiciona la longitud mínima de la trama y el diámetro máximo de la red.

El estándar Ethernet ha elegido un diámetro máximo de aproximadamente 2500 metros, y como consecuencia ha determinado la longitud mínima de la trama para asegurar la detección de las colisiones.

En el caso del estándar Fast Ethernet (100 Mbps) los proyectistas han debido reducir un factor 10 el diámetro máximo de la red, para poder mantener a la compatibilidad para asegurar la detección de las colisiones. El diámetro máximo de una red Fast Ethernet es de 200 metros.

En el caso del estándar Gigabit Ethernet (1000 Mbps) no era obviamente posible reducir ulteriormente el diámetro, por lo que ha sido elegida la solución de incrementar, en modo aparente, la longitud mínima de la trama añadiendo un campo de extensión a las tramas que son más cortas de la longitud mínima posible. Este campo es automáticamente extraida durante la recepción de las tramas.

El nivel físico

El nivel físico del estándar Ethernet soporta diferentes medios de trasmisión y diferentes velocidades de trasmisión. Es individuado por una sigla formada de tres términos como en la figura:

La primera parte individua la velocidad de la LAN. Los valores posibles son 10, 100, 1000 Mbps.

La segunda parte está costituida por la sigla 'base' que indica que se trata de una trasmisión en banda base. Ha sido introducida para diferenciar las trasmisiones en 'broadband' que pero no son utilizadas en las redes locales.La tercera parte individua el tipo de medio de trasmisión, con la siguiente convención:

T = cable doblado (twisted pair) : longitud máxima del segmento: 100 m

2 = cable coaxial (thin) : longitud máxima segmento: 200 m

5 = cable coaxial (thick) : longitud máxima de segmento: 500 m

F = fibra óptica : longitud máxima de segmento: 2000 m

S = short wavelength : máximo 220 m sobre fibra 62.5/125, 550 m sobre fibra 50/125

L = long wavelength : máximo 550 m sobre fibra 62.5/125, 5 km sobre fibra monomodal

Algunos ejemplos de siglas que describen el nivel físico de redes Ethernet son indicados a continuación:

10Base-T : Red a 10 Mbps, en banda base, operante sobre cable doblado10Base-F : Red de 10 Mbps, en banda base, operante sobre fibra óptica1000Base-T : Red a 1000 Mbps, en banda base, operante sobre cable doblado.

El nivel físico prove con tomar los bit de información de la trama construida por el subnivel MAC y enviarlos en línea como secuencia de impulsos de tensión o impulsos ópticos. Estas señales, atenuadas y distorsionadas por el medio de trasmisión, llegan al receptor el cual debe reconstruir la secuencia corregida de los bit de la trama. Para la reconstrucción de los bit, el receptor debe extraer el clock de la señal recibida, de manera de poder muestrear en los instantes de tiempo corregidos la señal recibida. La extracción del clock se ha hecho posible solamente por la presencia de trasnciones de nivel en la señal recibida.

El estándar Ethernet a 10 Mbps usa la codificación Manchester para la trasmisón de las señales en línea. Esta condificación asegura las necesarias transiciones para la reconstrucción del clock en recepción.

Los estándar Ethernet a velocidades mayores usan las técnicas diferentes ya ue la codificación Manchester resulta no adapta a velocidades superiores a los 10 Mbps.

Ethernet: 10 Mbps

La red Ethernet de 10 Mbps puede ser implementada con 4 diferentes tipos de medio de trasmisión a continuación ilustrados. El cable coaxial delgado (10Base-2) y el cable coaxial grueso (10Base-5) no son actualmente más actualizados.

Según el tipo de medio de trasmisión cambia la topología de la red: de tipo de bus en el caso de cable coaxiales, del tipo de estrella en el caso del cable doblado, del tipo punto a punto en el caso de la fibra óptica.

10Base-5

Limitaciones núm. máximo de segmentos de cable = 5longitud máxima de los segments de cable = 500 mlongitud máxima del cable = 2500 mnúm. máximo de estaciones en un segmento de cable = 100mínima distancia entre transceivers = 2.5 mmáxima longitud del cable del transceiver = 50 m

Reglas cada cabo del cable tiene una terminación de 50 Ohmuna de las terminaciones está conectada en masamínimo número de juntas de acoplamiento mecánico

Cableado Transceivers 802.3cable coaxial RG11 (50 Ohm)conector macho tipo DIX

10Base-2

Limitaciones núm. máximo de segmentos de cable = 5longitud máxima de los segmentos de cable = 185 mlongitud máxima del cable = 925 mnum. máximo de estaciones en un segmento de cable = 30mínima distancia entre conectores de T = 0.5 m

Reglas cada cabo tiene una terminación de 50 Ohmuna de las terminaciones está conectada en masamínimo número de juntas de acoplamiento mecánico

Cableado

conectores tipo BNC-Tcable coaxial RG-58A/U (50 Ohm - 0.2"))

10Base-T

Limitaciones longitud máxima de los segmentos de cable (cable doblado) = 100 mlongitud máxima de las conexiones entre Hub o entre Repeater = 100 m

Reglas tipología de estrellael recorrido entre cualquier par de estaciones puede ser implementado utilizando un máximo de 5 segmentos de cable de 100 m y 4 Repeater (Hub)están permitidos solamente dos nodos por segmento

Cableado conectores tipo RJ-45cable doblado tipo UTP de categoría 3, preferiblemente 5

10Base-F

Limitaciones longitud máxima de los segmentos de fibra óptica = 2000 m

Reglas tipología punto-punto

Cableado conectores tipo ST o SCcable de fibra óptica 62.5/125 µm

Página blanca

Fast Ethernet: 100 Mbps

El paso de la velocidad de 10 Mbps a la de 100 Mbps ha sido llevado hacia delante del IEEE Higher Speed Ethernet Study Group, que ha llegado para definir 2 diferentes estándar para este producto:

100Base-T 100VG-AnyLANEs la especificación IEEE (802.3u) para la implementación de una Ethernet a 100 Mbps sobre el cable doblado con pantalla (STP) y no (UTP). El nivel MAC es compatible con el del IEEE 802.3 a 10 Mbps.

Es una especificación IEEE para redes Ethernet y Token-Ring a 100 Mbps sobre cable doblado UTP a 4 pares. El nivel MAC no es compatible con el del IEEE 802.3. Ha sido desarrollada por Hewlett-Packard.

A continuación será descrita solamente la especificación 100Base-T.

La diferencia principal entre el 100base-T y el 10Base-T es el diámetro de la red que ha sido reducida al valor de 205 m, es decir 10 veces inferior. Esto a causa del mecanismo de gestión de las colisiones del método CSMA/CD, que preve que la colisión haya sido detectada antes de que la entera trama (64 bytes) haya sido completamente transmitida.

La interfaz al medio de trasmisión se efectúa según N.2 diferentes estándar: 100Base-X : transmite con la codificación 4B5B a 125

Mbps, sobre dos pares UTP de categoría 5, o sobre dos fibras multimodales (variante FX)

4T+ : transmite con la codificación 8B6T a 100

Mbps sobre 3 pares UTP de categoría 3. El cuarto par es utilizado para gestionar las colisiones.

La 100Base-T usa impulsos, denominados FLP, para verificar la integridad de la conexión entre el Hub y la estación de red. Estos impulsos son compatibles con los normal-link pulses (NLP) de las redes 10BaseT, pero contienen más información y son usados en el proceso de autonegociación entre el Hub y la estación de red.

La autonegociación soporta diferentes prestaciones: la adaptación automática de las velocidad entre dispositivos a 10 y 100 Mbpsel funcionamiento en full-duplex paralos dispositivos que lo soportanla configuración automática entre el interfaz al medio de trasmisión tipo 100Base-T4 y 100Base-TX.

El esándar 100BaseT soporta 3 diferentes medios de trasmisión de nivel 1 (nivel físico). Están resumidos en la tabla:

Características 100Base-TX 100Base-FX 100Base-T4

Cable UTP categoría 5 STP tipo 1 y 2

fibra multimodo 62.5/125 UTP categoría 3, 4, 5

Número de pares de conductores 2 pares 2 fibras 4 pares

Conectores ISO 8877 (RJ-45) Conector ST ISO 8877 (RJ-45)

Máxima longitud de segmento 100 metrios 400 metros 100 metros

Máximo diámetro de red 200 metros 400 metros 200 metros

100Base-TX

Utiliza cables de UTP y STP, y prevé la trasmisión sobre dos solos pares de conductores: uno usado para la trasmisión y el otro para la recepción.

Las especificaciones 802.3u permiten un número máximo de 2 repetidores y un diámetro total de la red de 200 m. El segmento máximo, definido como la conexión punto-punto entre dos dispositivos de red, es de 100 m.

100Base-FX

Utiliza la trasmisión según el estándar 100BaseX que prevé el uso de N.2 cables de fibra óptica: uno usado para la trasmisión y el otro para la recepción.

Las especificaciones 802.3u prevén una longitud máxima de la conexión entre dos DTE de aproximadamente 400m. En el caso de presencia de un repetaer o hub intermedio la longitud total se reduce a aproximadamente 300 m.

100Base-T4

Este estándar prevé el uso de cables de categoría 3, ya existentes, solamente si son adoptados de N.4 pares de conductores.

La interfaz en el medo de trasmisión se efectúa según el estándar 4T+ .

Las especificaciones 802.3u permiten un número máximo de 2 repetidores y un diámetro total de la red de 200 m. El segmento máximo, definido como la conexión punto-punto entre dos dispositivos de red, es de 100 m.

Página blanca

Gigabit Ethernet: 1000 Mbps

Gigabit Ethernet es una extensiónd del estándar Ethernet IEEE 802.3 que usa siempre los protocolos Ethernet a nivel de línea (nivel 2), pero eleva la velocidad de trasmisión de 1000 Mbps.

Diferentes estándar han sido desarrollados en relación, y son representados en la figura: Se pueden dividir en los siguientes 2 grupos:

1000Base-T : para la trasmisión sobre el cable doblado UTP de 4 pares1000Base-X : para la trasmisión sobre el cable doblado STP y fibras ópticas

1000Base-TPreve la trasmisión sobre cables UTP de categoría 5 o superior, de 4 pares. Se usa una codificación Trellis 4-D,8-State en la cual 4 símbolos PAM5 son enviados en el mismo instante sobre los 4 pares de conductores. Cuatro de los 5 niveles en cada símbolo PAM5 representan 2 bit. El quinto nivel es usado para Forward Error Correction (FEC). 1000Base-XPreve la trasmisión binaria a 1250 Mbps sobre dos fibras ópticas o sobre 2 pares STP. Se utiliza una codificación 8B/10B en 8 bit de entrada son mapados en 10 bit para la trasmisión de serie sobre el medio de trasmisión. Son definidos N.3 diferentes estándar, cuyas principales diferencias son relativas al medio utilizado y a la longitud de onda de la señal óptica.

1000Base-CX : trasmisión sobre cable STP1000Base-SX : trasmisión sobre Fibra Óptica multimodal 125/62.5 y 125/50 con longitud de onda

850 nm1000Base-LX : trasmisión sobre Fibra Óptica multimodal 125/62.5 y 125/50, y fibra monomodo

125/10 con longitud de onda 1300 nm

La figura siguiente muestra los varios estándar y las distancias máximas que pueden ser utilizadas:

TX = cable UTP/STP (máximo distancia 100 m)

SX = Short wavelength - 850 nm (máximo 220 m sobre fibra 62.5/125, 550m sobre fibra 50/125)LX = Long wavelength - 1300 nm (massimo 550 m su fibra 62.5/125, 5km su fibra monomodale)

Los usos mayores del estándar Gigabit Ethernet están previstos en la realización de las dorsales de redes de comprensorio y di edificio. La figura siguiente muestra un ejemplo donde un Switch a 1 Gbps es utilizado para conectar los diferentes edificios del comprensorio.

Cuestionario

¿Qué niveles del modelo OSI están cubiertos por el estándar Ethernet e IEEE 802.3 ?

Nivel Físico

Nivel Físico y nivel de Línea

Nivel línea

Nivel Físico, nivel Línea y nivel Red

¿Cuál es la función del subnivel MAC ?

Codificar los datos, usando el código Manchester, para el envío sobre la línea

Generar la trama para enviar en línea

Gestionar el acceso CSMA/CD a la línea

¿Cuál es el tiempo máximop que una estación debe esperar para asegurarse de que no haya habido una colisión en el envío de los datos sobre el medio de trasmisión ?

Es igual al tiempo de propagación de la señal entre las dos estaciones más lejanas

Es igual a dos veces el tiempo de propagación de la señal entre las dos estaciones más lejanas

Es igual al tiempo de propagación de la señal entre la estación que trasmite a la más cercana

Es igual a 10 veces l tiempo de trasmisión de un bit

¿Cuál es la máxima longitud de un segmento en una red 10Base-T ?

100 metros

200 metros

500 metros

¿Qué individua la sigla 100Base-TX ?

Una red Ethernet de 100 Mbps que usa un cable UTP de dos pares

Una red Ethernet de 100 Mbps que usa un cable de fibra óptica

Una red Ethernet de 100 Mbps que usa un cable UTP de cuatro pares

¿Qué sigla individua una red Gigabit Ethernet que utiliza una fibra óptica y la trasmisión conuna longitud de onda 1300 nm ?

1000Base-CX

1000Base-SX

1000Base-LX

Red Ethernet 10Base-2 .E1

OBJETIVOS, REQUISITOS, APARATOS

Objetivos Requisitos (PC) En esta experimentación se guía en la realización de un sencillísima red de conexión de N.2 ordenadores utilizando el estándar Ethernet 10Base-2 (cable coaxial RG-58A/U de 50 Ohm). La red no exige dispositivos, pero solamente un cable de conexión entre los dos ordenadores con los relativos accesorios (conectores en T y terminaciones de 50 Ohm). Este tipo de red no es más utilizada por lo que esta experiencia, si no se poseen los 'requisitos' exigidos por su realización, puede saltarse.

N.2 PC con Tarjeta de red Ethernet 10/100Mb y conector para 10base-2

Protocolo TCP-IP instalado sobre ambos PC

(Instalación del protocolo TCP/IP)

Aparatos del Laboratorio N.2 Conectores en T (T1, T2)N.2 Terminaciones de 50 Ohm (NT1, NT2) N.1 cable coaxial RG58A/U (C-RG58)

PREDISPOSICIÓN DEL SISTEMA

Esquema de la conexión

Conectar los dos ordenadores según el esquema indicado precedentemente y arrancar, sobre ambos, el programa de comunicación en la red que es utilizado para la experimentación.

EXPERIMENTACIÓN Verificación de funcionamiento de la red 10Base-2

Predisponer el ordenador PC1 para funcionar como server con:

Presionar el pulsador Listen.

LocalAddress = PC1LocalPort = 1000

Predisponer el ordenador PC2 para funcionar como client de PC1 con:

Presionar el pulsador Connect.

RemoteAddress = PC1RemotePort = 1000

Cuando se presiona el pulsador 'Connect' PC2 se conecta en el server PC1. Si el programa no señala ningún mensaje de error la conexión resulta correcta y la red puede denominarse funcionante.

Enviar un file del ordenador Client PC2 al server PC1.

Verificar la velocidad con la que son transmitidos los datos. La red tiene una velocidad de 10Mbps por la que la efectiva transmisión útil de datos (throughput) es de aproximadamente 5÷6 Mbps.

PREGUNTAS

El estándar 10Base-2 (Thin Ethernet) prevé una longitud máxima del segmento de:

85 m

185 m

285 m

¿Cuántos segundos de tiempo se utilizan para transferir un file de 1MB de un PC al otro?

de 0.5 s a 1 s

de 1 s a 2 s

de 2 s a 5 s

Red Ethernet 10Base-T / 100Base-T .E2


Objetivos Requisitos (PC) En esta experimentación se guía a la realización de una sencillísima red de conexión de N.2 ordenadores utilizando el estándar Ethernet 10Base-T o 100Base-T (según el adaptador de red del que disponen los PC utilizados). La red no exige dispositivos, sino un solo cable de conexión del tipo twisted-pair cruzado entre los dos ordenadores. La velocidad de transmisión de los datos (10 Mbps o 100 Mbps está determinada por los adaptadores de red de los dos PC.

N.2 PC con Tarjeta de red Ethernet 10/100Mb conector RJ-45 para estándar Base-T



Aparatos del Laboratorio

N.1 cable twisted pair 'cross' (C-TPC)

Existen N.2 tipos diferentes de cables normalmente utilizados en las redes locales Base-T. A continuación son indicadas las notas de cableado, con la codificación de los colores de los cables según la normativa T568B, de los dos tipos de cables.

Cable Patch (utilizado para conectar los PC en los Hub o

Switch) (cable directo)

Cable Cross (utilizado para conectar directamente 2 PC sin el

uso de Hub) (cable cruzado)

Pin SX Color de cable Pin DX

1 Blanco/Naranja 12 Naranja 23 Blanco/Verde 34 Azul 45 Blanco/Azul 56 Verde 67 Blanco/Marrón 78 Marrón 8

Pin SX Color de cable Pin DX

1 Blanco/Naranja 32 Naranja 63 Blanco/Verde 14 Azul 75 Blanco/Azul 86 Verde 27 Blanco/Marrón 48 Marrón 5



Conectar los dos ordenadores según el esquema establecido precedentemente y arrancar, sobre ambos, el programa de comunicación en la red que es utilizado para la experimentación.








Cuando se presiona el pulsador 'Connect' PC2 se conecta en el server PC1. Si el programa no señala ningún mensaje de error la conexión resulta corregida y se puede decir que la red funciona.


Verificar la velocidad con la que son transmitidos los datos. Si la red tiene una velocidad de 10Mbps la efectiva transmisión útil de datos (throughput) es de aproximadamente 5÷6 Mbps. En el caso de una red de 100Mbps el factor 10, respecto al precedente, es reducido por los tiempos de elaboración de los datos de los 2 PC.

PREGUNTAS

El estándar 10Base-T (Thin Ethernet) prevé una longitud máxima del segmento de conexión entre dos unidades (PC-PC o PC-HUB) igual a:

50 m

100 m

150 m

200 m

500 m

¿Cuántos segundos de tiempo se utilizan para transferir un file de 1MB de un PC a otro usando el estándar 100Base-T?

de 0.1 s a 0.5 s

de 0.5 s a 1 s

superior a 1 s

Página blanca

Dispositivos de red

Objetivos: Saber:

los dispositivos usados en las LAN

realizar simples redes

Requisitos: Lecciones N.1, N.2, N.3 y N.4 del Paquete DL TC74

Contenidos: Los dispositivos de las redes Ethernet

Transceivers, repeaters, media converters

Hub, switch, ..

Página blanca

Dispositivos de las redes Ethernet

La figura siguiente muestra un ejemplo de una red Ethernet compleja. Donde están presentes los dispositivos típicos que se encuentran en las LAN.

La estructura de la red se caracteriza por:

Un SWITCH dotado de una interfaz AUI (A), Cable Thin (B), cable doblado (C y D)Un Cable Thick (10Base-5) conecta el SWITCH en el HUB N.1N.3 estaciones están conectadas en el HUB N.1 usando el cable doblado (TP: Twisted Pair)N.2 Media Converter, de cable doblado con fibra óptica y viceversa, son usados para conectar el SWITCH en el HUB N.2Las estaciones N.7, 8, 9, 10 son conectadas en el SWITCH mediante una conexión de 'bus' con cable Thin. La longitud de la red exige la presencia de un REPEATER.

A continuación son descritos con detalle todos los dispositivos utilizados en esta red, y en las LAN en general.

Página blanca

Transceiver

El Transceiver o MAU (Medium Attachment Unit) es el dispositivo que es utilizado para conectar una estación en el medio de transmisión. Es utilizado prácticamente solamente en las redes 10Base-5 (con cable grueso 'amarillo) o en el caso de que la tarjeta de red esté dotada del solo conector AUI.

La realidad actual prevé el uso casi absoluto del cable doblado para la conexión de los dispositivos en la red por lo que el transceiver resulta ser utilizado muy poco. En el caso del cable doblado telefónico las funciones del transceiver están integradas en la tarjeta de red.

Ejemplos de transceivers comerciales son indicados en la figura:

Transceiver para cable Thick (Cable amarillo)

Transceiver para cable Thin

Transceiver para cable Thin con conector en T

Transceiver para cable doblado

Transceiver para fibra óptica

Página blanca

Repeaters

Los repeaters son utlizados para incrementar la longitud de los segmentos de las redes Ehernet. Esta longitud está en general limitada entre 100 y 500 m, pero puede ser aumentada de hasta algún kilómetro utilizando los repeaters.

Prácticamente sirven para repetir y regenerar una secuencia de bit recibidos por una puerta sobre las otras puertas. Se denominan repeater cuando están constituidos por 2 puertas y multiport repeater cuando están constituidos por más de 2 puertas.

Operan a nivel físico del modelo OSI:

Las funciones principales de un repeater 802.3 pueden ser así resumidas:

toma las señales de una puerta (segmento) las amplifica y las repite sobre el resto de puertas (segmentos);se ocupa de la gestión de la colisiónpuede opcionalmente aislar una puerta, por un determinado período de tiempo, cuando sobre esta se verifican más de 30 colisiones consecutivas.

Página blanca

Media Converters

Los Media Converters sirven para convertir las señales de un medio de transmisión a otro. Son utilizados cuando, por ejemplo, se quiere realizar una dorsal de conexión de un edificio usando la fibra óptica. Si los dispositivos terminales de la dorsal no están previstos de las conexiones de fibra, pero solo con el cable doblado, se usan N.2 Media Converters que convierten la señal para la fibra y en adelante lo reconvertirán para el cable doblado.

Operan con nivel físico del modelo OSI:

Algunos Media Converters de uso comercial están indicados en la figura:

Una red compleja que utiliza diferentes medios de transmisión y diferentes velocidades de transmisión está indicada en la figura:

Concentradores (Hub)

La evolución del estándar 802.3 desde el inicial estándar 10base5 a los actuales 10baseT y 10baseF ha solicitado la modificación de la estructura de las redes que han pasado de la configuración de 'bus' a la de 'estrella'.

La configuración de estrella exige la presencia de un dispositivo concentrador (HUB) que opera a nivel físico y conecta entre sí todas las estaciones como si estuvieran conectadas sobre un único cable.

El HUB recibe la señal de una puerta y la re-transmite sobre todas las otras.

Existen diferentes tipos de HUB: de los simples concentradores que operan a nivel de señal eléctrico (amplificación), a los más complejos que son capaces de filtrar los paquetes y eliminar paquetes incorrectos.

Los HUB operan a nivel físico del modelo OSI:

Algunos HUB de uso comercial están indicados en la figura:

Página blanca

Switch

Los SWITCH son sustancialmente HUB que operan de manera inteligente.

Operan a nivel 2 (subnivel MAC) e incrementan las prestaciones de la red filtrando oportunamente el tráfico sobre los diferentes segmentos de la red.

Cuando llega un paquete sobre una puerta, se verifica el encabezamiento para determinar qué segmento de red está destinado, y el paquete es después transmitido solamente sobre ese segmento sin hacer más pesado el tráfico de los otros.

Se pueden gestionar entonces muchas transmisiones contemporáneamente sin aumentar el número de las colisiones. En el ejemplo de la figura se ve como tres transmisiones (A-C, F-B y D-E) puedan ser operativas contemporáneamente.

Existen tres modalidades para la ejecución de la operación de switching descrita precedentemente:

Store-and-Forward: la trama es recibida enteramente y después retransmitida.Cut through: no apenas el switch empieza a recibir una trama, lee la dirección de destino, e

inicia inmediatamente a transmitir la trama sin esperar a que esta haya llegado completamente.

Fragment free: a igualdad de la modalidad cut-through, también aquí no se espera la entera trama antes de iniciar a transmitirla, pero se nos asegura que esta sea al menos larga 64 byte y se separa cualquier fragmento de trama que tenga dimensiones inferiores.

LAN y Dominios de Colisión

Una LAN constituye un único dominio de colisión. Los switch segmentan una LAN en múltiples dominios de colisión, entonces:

con un menor número de estaciones se restringe el acceso al medio de transmisióncada estación tiene un porcentaje mayor de la banda disponible

Todos los dominios de colisión son todavía parte del mismo dominio de broadcast.

Un SWITCH de uso comercial está indicado en la figura:

Cuestionario

¿Para qué sirve el transceiver ?

Para conectar entre sí dos segmentos de una red

Para pasar de un tipo de medo de trasmisión a otro

Para conectar la estación en el medio de trasmisión

Para conectar más estacones en el mismo me dio de trasmisión

¿Para qué sirve el repeater ?

Para conectar entre sí dos segmentos de una red

Para pasar de un tipo de medio de trasmisión a otro

Para conectar la estación en el medio de trasmisión

Para conectar más estaciones en el mismo medio de trasmisión

¿Cómo operan los hub ?

Reciben las señales de una puerta y las trasmite sobre las otras

Reciben las señales de una puerta y las trasmite solamente sobre las puertas donde han sido programadosReciben las señales de una puerta y las trasmite solamente sobre la puerta donde está conectada el destinatario del paquete

Reciben los paquetes y los interpretan correctamente también en presencia de colisiones

¿Cómo operan los switch ?

Reciben las señales de una puerta y las trasmite sobre todas las otras

Reciben las señales de una puerta y las trasmite solamente sobre las puertas donde han sido programadasReciben los paquetes de una puerta y las trasmite solamente sobre la puerta donde astá conectado el destino del paquete

Reciben los paquetes y las interpretan correctamente también con la presencia de colisiones

Página blanca

Uso de los Hub .E1


Objetivos Requisitos (PC) En esta experiencia se gu ía en la realización de una simple red que utiliza un HUB para la conexión de N.2 PC.

Se utiliza la Hub TC74-DH y los cables para las conexiones de los PC. El control del funcionamiento de la red es hecha a través de l software DLnetw. Si se disppone de más de 2 PC, pueden ser efectuadas experiencias de control del degrado de las prestaciones de la red en presencia de comunicaciones múltiple sobre la misma, a causa de las colisiones.





N.1 HUB Mod. DL TC74-DHN.2 patch cable



Conectar los dos ordenadores según el esquema indicado precedentemente y arrancar, sobre ambos el programa de comunicación en red que es utilizado para la experimentación.








Cuando se presiona el pulsador 'Connect' PC2 se conecta en el server PC1. Si el programa no señala ningún mensaje de error la conexión resulta corregida es la red que puede decirse que funciona.


Verificar la velocidad con el que son transmitidos los datos. La red tiene una velocidad de 10Mbps (introducida desde el HUB) y la efectiva trasmisión útil de datos (throughput) es de aproximadamente 5 Mbps.

En el caso de se tengan N.4 computer probar y arrancar simultaneamente la trasferencia entre los dos pares de ordenador.

Verificar la bit rate en este caso, y observar como la misma resulta inferior ya que estamos en presencia de colisiones.

PREGUNTAS

Cuál es el tiempo exigido para trasferir un file de 2.0 MB ?

menos de 1 s

entre 1 s y 3 s

entre 3 s y 5 s

más de 5 s

Uso de los Switch .E2


Objetivos Requisitos (PC) En esta experiencia se gu ía en la realización de una simple red que utiliza un Switch para la conexión de N.2 PC.

Se utiliza el Switch TC74-DS y los cables patch para las conexiones de los PC. El control del funcionamiento de la red es hecha a través de l software DLnetw. Si se disppone de más de 2 PC, pueden ser efectuadas experiencias de control del degrado de las prestaciones de la red en presencia de comunicaciones múltiple sobre la misma, a causa de las colisiones. Los resultados pueden ser comparados con los precedentes, relativos al HUB, para el control de las mejores prestaciones del Switch.




Aparatos del Laboratorio N.1 Switch Mod. DL TC74-DSN.2 patch cable











Cuando se presiona el pulsador 'Connect' PC2 se conecta en el server PC1. Si el programa no señala ningún mensaje de error la conexión resulta corregida es la red puede decirse funcionante.

Enviar un file desde el ordenador Client PC2 en el server PC1.

Verificar la velocidad con la que son transmitidos los datos. La red tiene una velocidad de 100Mbps (introducida desde el Switch) y la efectiva trasmisión útil de datos (throughput) depende de las velocidades de los PC.

En el caso de se tengan N.4 computer probar y arrancar simultaneamente la trasferencia entre los dos pares de ordenador.

Verificar la bit rate en este caso y observar como el degrado de las prestaciones ya se amuy inferior respecto al caso precedente de los Hub.

PREGUNTAS

Porque el Switch resulta más veloz del Hub en el caso de colisiones múltiple?

Está dotado de circuitos internos más veloces

Divide los paquetes en partes más pequeñas aumentando las prestaciones

Divide el tráfico sobre sus salidas en base a la dirección del destinatario del paquete, evitando las colisiones.

Uso de los Media Converters .E3


Objetivos Requisitos (PC) En esta experiencia se gu ía en la realización de una simple red que utiliza una conexión de fibra óptica entre N.2 PC.

Los 2 PC están dotados de una tarjeta de red con conector RJ-45 para el estándar Base-T. Se utilizan entonces N.2 Media Converter para realizar la conexión de fibra óptica.





N.2 Media Converter Mod. DL TC74-DMN.2 patch cable UTPN.2 cables de fibra óptica ícon conectores ST.











Cuando se presiona el pulsador 'Connect' PC2 se conecta en el server PC1. Si el programa no señala ningún mensaje de error la conexión resulta corregida es la red que puede denominarse funcionante.


Verificar la velocidad con la que son transmitidos los datos. I Media Converter supportano la velocità di 10Mbps e quindi la effettiva trasmissione utile di dati (throughput) è di circa 5 Mbps.

PREGUNTAS

Como operan los Media Converter ?

A nivel físico (nivel 1) transformando la señal para adaptarla a los diferentes medios de trasmisión

A nivel de línea (nivel 2) adaptando la trama a los diferentes medios de trasmisión

Modificando la codificación de los datos en línea (del código Manchester al código MLT-3)

El Cableado Estructurado

Objetivos: Saber:

qué es el cableado de los edificios

los estándar para el cableado estructurado y los relativos contenidos

los estándar EIA/TIA 568 e ISO/IEC 11801

Requisitos: Lecciones N.1, N.2, N. 3, N. 4 y N. 5 del Paquete DL TC74

Contenidos: El cableado de los edificios

Los estándar

El estándar EIA/TIA 568

El estándar ISO/IEC 11801

Página blanca

Qué es el cableado estructurado

Al día de hoy la transmisión de señales de diferente naturaleza en el interior de los edificios asume una notable importancia y, como consecuencia, se han desarrollado modalidades y reglas para la solución óptima de este problema.

El cableado de un edificio es un conjunto de componentes pasivos puestos en obra: cables conectores tomas etc.

oportunamente instalados y predispuestos para poder interconectar los aparatos activos: ordenador, teléfonos, impresoras, monitor, .. .

El cableado debe integrar en una única estructura los siguientes servicios: Redes locales Detección de presencias de control de accesos Fonía TV con circuito cerrado Seguridad

Los elementos componentes de un cableado

Haciendo referencia a la figura que muestra el cableado de un edificio, relativamente a una red local, los elementos componentes del cableado son:

Medios de transmisión (cables de cobre y fibras ópticas)estructuras de transposiciónConectores, enchufes y tomas

AdaptadoresAparatos de protección eléctricaMateriales de soporte (cajas, canaletas, armarios, ..)

Página blanca

Los estándar de cableado

La necesidad de sistemas de cableado estándar para edificios comerciales ha sido advertida por asociaciones de telecomuniaciones (TIA) y de calculadores (EIA) en 1985 y, en 1991 ha sido aprobado el estándar para el cableado estructurado denominado EIA/TIA 568.

El sistema de cableado debe ser:

adapto a un ambiente multiproducto y multivendedorindependiente de los productos de telecomunicación que serán instaladospensado para ser realizado junto a la construcción del edificio.

Los estándar principales actualmente operativos son:

TIA/EIA 568A Aprobado en 1995Estándar americano para el cableado de edificios comerciales orientados a oficinas. Retoma una buena parte de las especificaciones contenidas en la precedente versión EIA/TIA 568 aprobada en 1991. Incluye y mejora los contenidos de los precedentes boletines EIA/TIA TSB 36, 40, 53

ISO/IEC IS 11801 Aprobado en 1995Estándar internacional para el cableado de edificios comerciales orientados a oficina.

EN 50173 Estándar europeo derivado de ISO/IEC IS 11801EIA/TIA 569 Estándar americano que define las características de las infraestructuras para el

cableadoEIA/TIA 570 Estándar americano que define las características del cableado en el ámbito

residencialEIA/TIA TSB 67 Estándar americano que establece las modalidades de test y de certificación de un

cableado estructurado.

Página blanca

Contenido y objetivo de los estándar Contenido de los estándar:

Los estándar abastecen las especificaciones mínimas para el cableado de un grupo de edificios construidos sobre una única parcela de un suelo privado, denominado comprensorio (campus).Para este cableado se especifican:

medios de transmisióntopologíasdistanciasconectoresnormas para la instalaciónnormas para el ensayo.

Objetivo de los estándar:

Proporcionar las especificaciones para la realización de cableados que tengan un tiempo de vida mínimo igual a 10 años.Ser aplicables a edificios comerciales de tipo orientado a una oficina, con los siguientes límites:

extensión geográfica máxima de 3000 m

superficie máxima 1.000.000 m2 de espacio útil para oficinaspoblación máxima de 50.000 usuarios.

Página blanca

Topología de un cableado estructurado

Los estándar TIA/EIA 568A e ISO/IEC IS 11801 adoptan la misma topología de estrella gerárquica constituida por:

Centro de estrella de comprensorio CD/MC primer nivel gerárquico

Centro de estrella de edificio BD/IC segundo nivel gerárquico

Centro de estrella o armario de plano FD/HC tercer nivel gerárquico

El modelo de estrella gerárquico está indicado en la figura de al lado (para el significado y las siglas de la nomenclatura véase las páginas siguientes).

Los límites y las distancias del estándar ISO/IEC IS 11801 están indicados en la figura siguiente:

Elementos principales y nomenclatura

Con referencia a la figura siguiente, son a continuación indicados los elementos principales y la relativa nomenclatura, según los estándar ISO/IEC y TIA/EIA.

Terminología ISO/IEC Terminología TIA/EIALos centros estrella gerárquicos

centro estrella de comprensorio

CD: Campus Distributor MC: Main Cross Connect

centro estrella de edificio BD: Building Distributor IC: Intermediate Cross Connect

centro estrella de plano FD: Floor Distributor HC: Horizontal Cross Connect

Dorsal de comprensorioInterconecta el centro estrella de comprensorio en los centros estrella de edificio

Campus Backbone Interbuilding Backbone

Dorsal de edificioInterconecta el centro estrella de edificio en los centros estrella de plano

Building Backbone Intrabuilding backbone

Armario de plano FD: Floor Distributor TC: Telecommunication Closet

Pequeña placa de usuario TO: Telecommunication Outlet TO: Telecommunication Outlet

Un ejemplo de cableado en el interior de un edificio está indicado en la figura:

El cableado horizontal

El cableado horizontal sirve para la conexion de los diferentes lugares de trabajo en el armario de trabajo en el armario del plano. Su topología es de tipo de estrella a partir del armario de plano. La figura ilustra los elementos del cableado horizontal según el estándar ISO/IEC y las distancias máximas admitidas:

Los principales elementos que les acompañan están detallados a continuación:

Panel de transposición (Patch panel)

Es el panel donde se ramifican los cables que van a las tomas de usuario TO (telecommunication outlets).

Toma de usuario TO

Puede ser de tres tipos:

RJ45 para cables de 4 paresHermafrodita 802.5 para cables 2 pares STPSC para fibra óptica

A = Toma hembra de paredB = Espiga (plug) macho volante

Work Area Cable (WAC)

Es el cable de conexión entre la toma y el lugar de trabajo.

Las dorsales

Las dorsales son los elementos portantes del cableado y sirven para conectar entre sí:

diferentes edificios con el edificio donde está instalado el centro estrella de comprensorio

diferentes armarios de plano con el centro estrella de edificio

Los medios de transmisión que pueden ser utilizados en los dorsales, según el estándar ISO/IEC 11801 son los siguientes:

cables multipar protegidos y no (impedancias 100 Ohm o 120 Ohm)fibra óptica multimodal 62.5/125 µmfibra óptica monomodalcables STP (impedancia 150 Ohm)

Según el cable utilizado cambia la distancia máxima admitida por los dorsales.

Página blanca

Cuestionario

¿Cuál de los siguientes componentes no forman parte del cableado estructurado ?

Medios de transmisión

Conectores, enchufes, tomas

Tarjeta de red (NIC)

Hub, Transceiver, Switch

¿Cuál de los siguientes componentes se encuentra en el primer nivel jerárquico en la topología estrella de los estándar TIA/EIA 568A e ISO/IEC 11801 ?

Centro de estrella de armario o de plano

Centro estrella de edificio

Centro estrella de comprensorio

¿Qué se indica con la sigla TO ?

La pequeña placa de usuario

El armario de plano

La dorsal de comprensorio

El centro estrella de plano

¿Cuál de los siguientes cables no puede ser utilizado en los dorsales de un cableado estructurado ?

El cable multipar

La fibra óptica

El cable coaxial

Página blanca

Cableado horizontal .E1


Objetivos Requisitos (PC) En esta experimentación se guía a la realización de un ejemplo de cableado horizontal en el interior de un piso de un edificio. El cableadohorizontal sirve para la conexión de los diferentes puestos de trabajo en el armario de piso. Su topología es de tipo estrella a partir del aramario de piso. En la práctica se supone el uso de un HUB en el amrmario de piso y se realizan las coexiones para conectar N.2 PC entre si.

N.2 PC con Tarjeta de red Ethernet 10/100Mb y conector para 10base-T




Módulo DL TC74-MCN.2 HUB Mod. TC74-DH N.4 cables patch

PREDISPOSICION DEL SISTEMA



EXPERIMENTACION Control del funcionamiento del cableado horizontal







Cuando se presiona el pulsador 'Connect' PC2 se conecta en el server PC1. Si el programa no señala ningún mensaje de error la conexión resulta correcta y la red puede determinarse funcionante.


Verificar la correcta trasmisión de los datos.

PREGUNTAS

Com es llamado el cable que conecta el PC en la toma de usuario (Telecommunication outlet) ?

Equipment cable (Ec)

Work are cable (WAC)

PC cable (PCc)

Cableado estructurado con dorsal UTP .E2


Objetivos Requisitos (PC) En esta experimentación se guía en la realzación del cableado de un edificio de 2 pisos con dorsal de conexión de dos pisos en UTP. Se utilizan el primero y el último piso representados en el módulo TC74-MC. En el centro de la estrella de edificio es usado un Switch. En los armarios de piso son utilizados N.2 HUB.





Módulo DL TC74-MCN.2 HUB Mod. TC74-DH N.1 SWITCH Mod. TC74-DS N.8 cables patch




EXPERIMENTACION Control del funcionamiento del cableado del edificio










PREGUNTAS

Que representan los dos HUB de esta práctica, en el interior de un sistema de cableado estructurado?

Centro de estrella de comprensorio CD/MC

Centro estrella de edificio BD/IC

Centro estrella o armadio de piso (FD/HC)

Cableado estructurado con dorsal de fibra óptica .E3


Objetivos Requisitos (PC) En esta experimentación se guía en la realización del cableado de un edificio de 2 pisos con dorsal de conexión de dos pisos de fibra óptica. Se utilizan el primero y el segundo piso representados en el módulo TC74-MC. En el centro de la estrella de edificio es usado un Switch. En los armarios de piso son utilizados N.2 HUB. Se utilian N.2 media converter para conectar los 2 pisos a través de la fibra óptica.





Módulo DL TC74-MCN.2 HUB Mod. TC74-DH N.1 SWITCH Mod. TC74-DS N.2 Media Converter Mod. TC74-DM N.8 cables patch N.2 cables de fibra óptica con conectores ST.




EXPERIMENTACION Control del funcionamiento del cableado con dorsal de fibra óptica.










PREGUNTAS

Que tipo de fibra óptica (62.5/125) es utilizada en esta práctica?

Fibra óptica monomodal

Fibra óptica multimodal step-index

Fibra óptica multimodal graded-index

Protocolos: NetBIOS, NetBEUI, TCP/IP, IPX/SPX

Objetivos: Saber:

qué son los protocolos de nivel 2, 3, 4, 5, 6, 7

los protocolos más utilizados

Requisitos: Lecciones N.1, N.2, N.3, N.4, N.5 y N.6 del Paquete DL TC74

Contenidos: Los protocolos de nivel 2, 3, 4, 5, 6, 7

La interfaz NetBIOS

El protocolo NetBEUI

Los protocolos IPX/SPX

Los protocolos TCP/IP

Página blanca

Los protocolos de nivel 3, 4, 5, 6, 7

Los pprotocolos de nivel 1 y 2 del modelo OSI universalmente utilizados son los estandarizados por los proyectos IEEE 802.

Cuando se entra en los niveles del 3 en adelante no hay, a parte pocos casos (TCP/IP), protocolos estandarizados, pero solamente implementaciones específicas de individuales constructores.

El análisis de los mismos parte entonces del análisis de la difusión de uso de estos protocolos, para estudiar los más significativos.

La situación actual se está moviendo hacia la adopción de la suite de protocolos Internet (TCP/IP, FTP, SMTP, ..) como estándar único para estoos niveles.

Pero la base de instalado existente usa todavía muchos protocolos propietarios como IPS/SPX de Novell Netware o NetBIOS/NetBEUI utilizado en las primeras aplicaciones de LAN para personal computer IBM compatibles.

Los 7 niveles del modelo OSI

A continuación serán analizados los siguientes protocolos:

NetBIOS: Se trata fundamentalmente de una interfaz (y no de un protocolo), utilizada por los programas a nivel de sesión para comunicar con los protocolos inferiores. Ha sido muy utlizada por los programadores para desarrollar programas de red que pudieran ser utilizados sobre una gran cantidad de redes.

NetBEUI: (NetBios Extended User Interface). Es el protocolo sobre los cuales se basa normalmente la interfaz NetBIOS. Ha sido expresamente proyectado para ser utilizado sobre individuales LAN, sin internetworking.

IPX/SPX: Es la suite de protocolos de nivel 3/4 del sistema operativo de red Netware de Novell.TCP/IP: Es la suite de protocolos de nivel 3/4 de Internet. Se ha convertido en el estándar 'de

hecho' y todos los constructores se están orientando hacia la misma.

Página blanca

Interfaz NetBIOS

NetBIOS es una interfaz de programación, para aplicaciones a nivel de sesión, muy utilizada para el desarrollo de aplicaciones para LAN. Es utilizada en los sistemas operativos MS-DOS y OS/2 y en muchos programas también para otros sistemas operativos (Windows, Netware, ..). La interfaz NetBIOS es la responsable de las siguientes funciones:

Registro de los nombres lógicos sobre la red y la verificaciónEstablecer las conexiones (denominadas sesiones) entre dos ordenadores utilizando los respectivos nombres lógicos sobre la redTransmitir los datos entre los ordenadores en la red.Gestión y monitorización del protocolo y del adaptador de red.

Ha sido desarrollada originariamente por Sytek y vendida por IBM como un protocolo completo. Era implementada en una ROM en la tarjeta de red, que contenía entonces también el protocolo completo para hacerla funcionar. Actualmente se ha convertido solamente una interfaz y el protocolo inferior es realizado por software y bajo el nombre de NetBEUI (NetBIOS Extended User Interface). En algunos casos existen implementaciones de la interfaz NetBIOS sobre los protocolos IPX/SPX y sobre TCP/IP. De este modo software 'viejos' que han sido desarrollados sobre NetBIOS pueden operar también sobre estas redes más recientes.

Interfaz NetBIOS y protocolos que la soportan Interfaz NetBIOS en el modelo OSI

La interfaz NetBIOS funciona muy bien sobre las individuales LAN, pero no es adapta en las aplicaciones de Internetworking.

La versión actual de esta interfaz es la IBM NetBIOS 3.0 . Las NetBIOS Requests for Comments (RFC) disponibles son la 1001, 1002 y 1008.

Página blanca

Protocolo NetBEUI

El protocolo NetBEUI (NetBIOS Extended User Interface) es el protocolo de nivel 3/4 capaz de abastecer la interfaz NetBIOS al nivel 5 (sesión). Ha sido desarrollado para altas prestaciones en ambientes de departamentos o segmentos de LAN. Es sin funciones de routing por lo que resulta no idóneo al Internetworking.

Es sustancialmente un protocolo de transporte/red que usa el NetBIOS como interfaz superior hacia el nivel de sesión y una NDIS (Network Device Interface Specifications) hacia el nivel inferior.

Los frame que genera hacia el nivel inferior son conformes al estándar LLC 802.2.

El protocolo NetBEUI puede funcionar en el modo sin la conexión y con conexión.

El NDIS no es otra cosa que una especificación para el interfaz hacia un dispositivo de red (tarjeta NIC). Esta especificación se ha hecho operativa por un driver NDIS el cual implementa todo el software del nivel MAC, exigido por la particular tipología de tarjeta (Ethernet, Token Ring, .. ).Las especificaciones NDIS son actualmente disponibles en las versiones 2.x y 3.1 .

Página blanca

Protocolos Netware: IPX/SPX

Netware es un sistema operativo de red desarrollado por Novell Inc. en los años 80 para los personal computer, y después ha emigrado también a los mainframes. Ha sido desarrollado empezando por la arquitectura client-server del Xerox Network System (XNS) proyectada por Xerox Corporation a finales de los años 70. El conjunto de los protocolos que utiliza está indicado en la figura, con la referencia en la estructura del Modelo OSI.

Los dos protocolos más importantes son:

IPX Internet Packet Exchange

: Cubre el nivel de red de la red y resulta el correspondiente del IP de Internet

SPX Sequenced Packet Exchange

: Es el más importante entre los protocolos del nivel de transporte y es el correspondiente del TCP de Internet

También Novell, vista la amplia difusión que han tenido los Internet Protocols (TCP/IP) en los últimos años, ha introducido estos últimos en el sistema operativo Netware. A continuación son descritos los protocolos IPS y SPX porque todavía está en uso en muchas apllicaciones.

Página blanca

Protocolo IPX

El protocolo IPX (Internetwork Packet Exchage) es el protocolo de nivel 3 (Network) usado por NetWare para el envío de los paquetes sobre la red. Se trata de un protocolo sin la conexión que usa los datagramas para el envío de la información, como el protocolo IP de Internet. Todas las funciones de control de la conexión y de verificación de los paquetes son delegadas a los protocolos de nivel superior.

Como para todos los protocolos de red, la dirección de red IPX de un host debe ser única. La estructura de estas direcciones se caracteriza por:

Estructura de la dirección IPX Número de la red Es un número de 32 bit abastecido por el administrador de la red.

Número del nodo Es un número de 48 bit que normalmente corresponde a la dirección MAC del host. El valor FF-FF-FF-FF-FF-FF representa la dirección de broadcast.

Número del socket Es la dirección de un proceso en el interior de un nodo. Es utilizado para poder enviar, contemporáneamente a un host, datos procedentes de más aplicaciones.

La figura de al lado muestra la posición de protocolo IPX respecto a los sockets de donde recibe los datos y a la tarjeta de red NIC que transmite los datos a nivel físico.

El protocolo IPX soporta diferentes protocolos de nivel 2 (802.x, Ethernet, Token Ring, ..).

No es utilizado el subnivel LLC del Data Link, sino solamente el nivel MAC.

Un paquete IPX está constituido por una parte de encabezamiento (header) de longitud fija igual a 30 bytes, y por una parte de datos de longitud variable. La longitud mínima de un paquete es de 30 bytes, mientras la máxima puede llegar hasta 65.535 bytes.

La estructura del paquete IPX está indicada en la figura.

Los diferentes campos presentes están descritos a continuación.

Campo Descripción

Checksum Campo de 16 bit para la verificación de lo correcto de los paquetes. No utilizado ya que el IPX no desarrolla esta función.

Packet Length Longitud completa del paquete (header + datos).

Transport Control Indica el número de routers que el paquete ha atravesado. El lugar cero cuando el paquete es creado y es incrementado de 1 a cada cruce de un router. Cuando llega el valor 16 el paquete es eliminado.

Packet Type Indica el tipo de servicio al que se refiere el paquete (0=desconocido, 1=RIP packet, 4=SAP packet, 5=SPX packet, 17=NCP packet..

Destination Network Indica la dirección del segmento de red a la que pertenece el destinatario. Si el valor es 0 significa que el destinatario está en el mismo segmento.

Destination Node Indica la dirección física (MAC) del destinatario. El valor FF-FF-FF-FF-FF-FF representa la dirección de boadcast.

Destination Socket Contiene la dirección del socket asociado al proceso al que el paquete está destinado. Se puede entonces gestionar la comunicación contemporánea con diferentes proocesos (aplicaciones) sobre el mismo host.

Source Network Indica la dirección del segmento de red a la que pertenece la fuente.

Source Node Indica la dirección física (MAC) de la fuente.

Source Socket Contiene la dirección del socket asociado al proceso del que el paquete ha sido enviado.

Data Contiene los datos provenientes del protocolo de nivel superior.

Protocolo SPX

El protocolo Sequenced Packet Exchange (SPX) es el protocolo de nivel de transporte de la suite de protocolos Netware.

Es colocado sobre el protocolo IPX y proporciona las prestaciones típicas de un protocolo de transporte (como el TCP):

garantiza la correcta transmisión de los paquetes (es utilizado el mecanismo de acknowledge con retransmisión),orientado a la conexión,full duplex,gestión de una ventana de transmisión de los paquetes.

SPX ha sido derivado por el Sequenced Packet Protocol (SPP) del proyecto Xerox Networking Systems (XNS).

La estructura del paquete SPX prevé un header constituido por el header IPX con campos adicionales.La dimensión del header es de 42 byte (30 byte para IPX y 12 byte para SPX). Los campos adicionales del protocolo SPX son:

Campo Descripción

Connection Control Campo de bit usado para funciones de control del estado.

Data Stream Type Es usado como campo de control: 255 indica system packet, 254 indica el final de la conexión, .. ..

Source Connection Id Identifica el proceso de nivel superior que ha enviado el paquete.

Destination Connection Id Identifica el proceso de nivel superior destinatario del paquete.

Sequence Number Corresponde prácticamente al número del paquete, desde el momento en que se ha establecido la conexión.

Acknowledge Number Indica el próximo número de secuencia que el receptor se espera sobre la conexión.

Allocation number Indica el número de paquetes que el que recibe puede aceptar; define entonces la amplitud de la ventana de recepción.

Página blanca

Protocolos Internet: TCP/IP

Los protocolos Internet constituyen el conjunto de protocolos de nivel superior para el uso en el ambiente LAN y WAN más utilizados.

Se desarrollaron a mitad de los años 70 por la agencia DARPA americana (Defence Advanced Research Projects Agency) para la realización de una red de conmutación de paquete que conectara una realidad heterogénea de ordenador. Más tarde estos protocolos fueron integrados en la versión BSD del sistema operativo UNIX y se convirtieron en un estándar para este ambiente. Empezando por el ambiente UNIX Internet se ha convcertido después en el estándar para cualquier sistema operativo.

Los prototocolos Internet constituyen un estándar 'abierto' y 'no propietario' cuya documentación y especificaciones es de dominio público y disponible en Request For Comments (RFCs). Las RFCs son publicadas y gestionadas por la Internet Engineering Task Force (IETF), que está formada por representantes de diferentes instituciones e industrias. La IETF se ocupa de la evolución de los protocolos Internet.

La figura siguiente muestra el conjunto de los protocolos Internet y como los mismos se introducen en el Modelo OSI.

Los niveles de transporte y red están cubiertos por dos protocolos más importantes (serán ilustrados en las páginas siguientes):

TCP Transmission Control Protocol

Protocolo de Nivel de Transporte (Transport) que trasfiere los datos entre las aplicaciones de Internet.

IP Internet Protocol Protocolo de Nivel de Red (Network) que mueve los datos entre los ordenadores de Internet.

Los niveles superiores son sin embargo cubiertos por los siguientes protocolos más importantes (serán ilustrados en una lección sucesiva):

FTP File Transfer Protocol (Trasferencia de files) SMTP Simple Mail Transfer Protocol (Correo electrónico) HTTP Hypertext Transfer Protocol (World Wide Web) SNMP Simple Network Management

Protocol (Gestión de la red)

Se denomina Internet la red WAN que conecta los PC de todo el mundo utilizando los Internet Protocols.

Se denomina Intranet a cada red local (LAN) que utiliza los Internet Protocols.

Protocolo IP

El protocolo IP contiene la parte relativa a la dirección y al routing de la suite de protocolos TCP/IP. Opera al nivel 3 del Modelo OSI.

Cada estación de la red tiene una dirección IP propia e unívoca y el protocolo IP utiliza oportunos datagramas donde introduce la dirección IP del remitente y del destinatario, junto a los datos para transmitir. El datagrama puede ser dividido en 3 partes:

Campo Header Contiene todas las informaciones para consignar de manera correcta los datos encapsulados en el datagrama (largo 20 bytes).

Campo Opciones Campo opcional para informaciones adicionales (largo 8 bit) Campo de Datos Contiene las informaciones provenientes del protocolo de nivel superior(TCP).

Su longitud no es fija.

La estructura de un datagrama IP está indicada en la figura:

A continuación son brevemente descritos los diferentes campos del header.

Campo Núm. Bit

Descripción

Version (VERS) 4 Indica la versión de protocolo IP con el que ha sido construido el paquete. El protocolo IP ha cambiado en el tiempo (la versión actual es la 4) por lo que es importante saber la versión con la que ha sido construido el paquete, para interpretarlo de manera correcta.

IP Header Length (IHL) 4 Longitud del header IP, comprendida del campo de opciones. Es expresada en número de palabras de 32 bit (4 bytes). Normalmente, siendo el header IP largo 20 bytes, este campo vale 5 si el campo de opciones está vacío.

Type of Service (TOS) 8 Especifica las prioridades relativas a la entrega de los datos para el nivel de red superior. Los bit de este campo indican: precedencia, retraso, fiabilidad, coste.

Total Length 16 Indica la longitud del entero paquete IP (datos + opciones + header).

Identification 16 Indica un número de identificación del paquete debe utilizarse cuando el datagrama es dividido en diferentes fragmentos durante la transmisión.

Flags 3 Campo utilizado junto al precedente para la gestión de la fragmentación.

Fragment Offset 13 Campo utilizado junto a los 2 precedentes para la gestión de la fragmentación.

Time to Live 8 Especifica por cuanto tiempo el paquete puede vivir sobre la red: Esto con el objetivo de evitar que el paquete, por algún particular error, vagos por siempre en la red ocupando inútilmente recursos.

Protocol 8 Indica que protocolo de nivel superior ha creado los datos encapsulados en el paquete, con la siguiente codificación: 1=ICMP, 2=IGMP, 6=TCP, 17=UDP.

Header Checksum 16 Campo para la verificación de eventuales errores de transmisión. Normalmente este campo no es usado ya que el protocolo IP no es un protocolo 'fiable' y el protocolo superior (TCP) utiliza un propio sistema de verificación y corrección de errores.

Source Address 32 Dirección IP del remitente original. Esta dirección mantiene inalterado también el paso a través de los router.

Destination Address Dirección IP del destinatario. Puede contener la dirección IP de un host, o todos 1 por un mensaje broadcast a todos.

Las direcciones IP pueden ser divididos en 5 diferentes clases.

Dirección IP La gestión de las direcciones en el protocolo IP nace de la exigencia de individuar de manera correcta e unívoca los host de una red, y gestionar el routing de los paquetes en una WAN.

Una dirección IP es un número de 32 bit, dividido en 4 bytes, y representado en la que es denominada normalmente 'dotted decimal notation'.

La primera parte de la dirección IP individua la red a la que pertenece el host, mientras la segunda parte individua el host en el interior de la red. Las longitudes de las secciones destinadas a individuar la red y el host varían según los casos. Así como el número de posibles direcciones IP es elevadísimo, y cada host debe tener una dirección unívoca, la gestión de las asignaciones de las direcciones IP es hecha de este modo:

La asignación de la dirección de red es hecho por una única entidad a nivel mundial (el Internet Network Information Center: InterNIC) la cual provee con hacer que cada red tenga una dirección unívoca.La asignación de los números de los host en el interior de la red es hecho por el administrador de la red. Cada Internet Service Provider ISP) recibe del InterNIC uno o más números de red y provee después con la asignación de los números de los host en el interior de estas redes.

CLASE A

Estas redes de grandísima dimensión están reservadas por pocos grandes organizaciones.

Formato de la dirección:

N.H.H.H.

Primer bit de la dirección IP:

0

Número de redes:

126

Range de direcciones:

1.0.0.0 ÷ 126.0.0.0

Número máximo de hosts por red:

16.777.214

CLASE B

Estas redes de media dimensión están también reservadas para organizaciones de medias dimensiones.


N.N.H.H.

Primeros bit de la dirección IP:

1,0

Número de redes:

16.384


128.1.0.0 ÷ 191.254.0.0


65.543

CLASE C

Estas redes están reservadas normalmente a los Internet Service Providers (ISP).


N.N.N.H

Primeros bit de la dirección IP:

1,1,0

Número de redes:

4.194.304


192.0.1.0 ÷ 223.255.254.0


254

CLASE D Para funciones de multicast.

Primeros bit de la dirección: 1,1,1,0 Range de direcciones: 224.0.0.0 ÷ 239.255.255.255

CLASE E Para experimentos.

Primeros bit de la dirección: 1,1,1,1 Range de direcciones: 240.0.0.0 ÷ 254.255.255.255

De la tabla precedente se ve como, por especificaciones la dirección de una red, el campo relativo a los hosts de la red sea llenado con todos cero. Ejemplo: 192.5.1.0 individua una red de clase C que contiene las direcciones hosts de 192.5.1.1 a 192.5.1.254

Subredes (Subnets)

Las redes IP pueden ser divididas en unidades más pequeñas denominadas subredes (Subnets). Esta división es hecha por el administrador de la red para facilitar el mantenimiento de la misma.

Subnet Mask

La Subnet Mask es un modo para indicar la división entre la parte de direcciones y la parte de hosts de una dirección IP. Utiliza la misma estructura prevista para indicar las direcciones IP, solamente que parte relativa a la red y a la subred es llenada con todos '1', mientras la parte relativa al host es llenada con todos '0'. Una red de clase B tiene la siguiente Subnet Mask: 255.255.0.0 Una red de clase C tiene la siguiente Subnet Mask: 255.255.255.0 Las tablas que individuan las Subnet Mask para cada una de las posibles subredes de las clases B y C son indicadas a continuación.

Class B Subnetting Reference Chart

N. of Bits Subnet Mask N. of Subnets N. of Hosts 2 255.255.192.0 2 16.382 3 255.255.224.0 6 81904 255.255.240.0 14 40945 255.255.248.0 30 20466 255.255.252.0 62 10227 255.255.254.0 126 5108 255.255.255.0 254 2549 255.255.255.128 510 12610 255.255.255.192 1022 6211 255.255.255.224 2046 3012 255.255.255.240 4094 1413 255.255.255.248 8190 614 255.255.255.252 16.382 2

Class C Subnetting Reference Chart

N. of Bits Subnet Mask N. of Subnets N. of Hosts 2 255.255.255.192 2 3 255.255.255.224 64 255.255.255.240 145 255.255.255.248 306 255.255.255.252 62

El concepto de subnet mask es útil en las operaciones que un router debe efectuar para dirigir correctamente los paquetes que recibe. Estas operaciones son indicadas a continuación:

El router extrae la dirección IP de destino del paquete que ha recibido y recupera la subnet mask interna.Haciendo una operación AND lógica entre la dirección y la subnet mask se determina la dirección de la red de destino.El router busca en la propia tabla la interfaz relativa a esa red.El router envía el paquete sobre la interfaz individuada.

Página blanca

Protocolo TCP

El protocolo TCP (Transport Control Protocol) es el protocolo de Nivel de Transporte de los Internet protocols. Abastece las siguientes prestaciones:

Transferencia de flujo de datos: Una aplicación puede trasferir al TCP un flujo de datos. Este último se ocupa de la división en bloques y del envío al protocolo IP para la transmisión de los mismos.

Fiabilidad: El TCP proporciona una trasmisión fiable, con la verificación de la efectuada recepción, la detección de los errores y la retransmisión de los paquetes incorrectos.

Control del flujo: Para cada bloque recibido el receptor envía al trasmisor indicaciones para evitar el llenado del buffer de recepción.

Operaciones full-duplex: El TCP permite la trasmisión simultánea en ambos lados.Multiplexing: Una individual conexión TCP puede ser utilizada para trasmitir

contemporáneamente los datos de más aplicaciones de nivel superior.

El TCP es un protocolo orientado a la conexión que necesita entonces, cada vez que debe trasmitir los datos, establecer y terminar una conexión.

Para asegurar después la fiabilidad y la secuencialidad del flujo de datos el TCP utiliza los mensajes de reconocimiento (acknowledgements). Cada vez que el destinatario de una conexión TCP recibe un mensaje, envía un acknowledgement al trasmisor. Para obtener un eficiente throughput el TCP no envía un mensaje y después espera recibir el reconocimiento para trasmitir el sucesivo, pero utiliza sin embargo la técnica de la 'ventana de desplazamiento'(sliding window) que les permite trasmitir más mensajes antes de esperar un reconocimiento.

El TCP pone una ventana sobre el flujo de los datos y entonces trasmite todos los datos contenidos en la ventana.

Poco a poco que recibe los mensajes de reconocimiento, hace correr la ventana a través del flujo de datos, y trasmite el mensaje sucesivo.

Una ventana de desplazamiento utilizada por TCP

Estructura del paquete TCP

La estructura del paquete TCP está indicada en la figura:

Sigue una breve descripción de los campos presentes.

Campo Descripción

Source Port Identifica la puerta de protocolo de la aplicación de orden superior que trasmite

Destination Port Identifica la puerta de protocolo de la aplicación de orden superior que recibe

Sequence Number Identifica el primer byte en el área de datos del segmento TCP

Acknowledge number Identifica el sucesivo byte de datos que el que recibe espera del flujo

Data Offset Especifica la longitud del header TCP en palabras de 32 bit

Reserved Campo reservado para usos futuros

Flags Contiene informaciones de control sobre el estado de la conexión

Window Especifica la anchura de la ventana de recepción del trasmisor (es decir el espacio disponible para la recepción de datos)

Checksum Campo de control para la detección de errores.

Urgent Pointer Apuntador al primer byte de datos urgentes en el paquete

Options Especifica opciones particulares del TCP

Datos Contiene los datos procedentes del protocolo de orden superior.

Cuestionario

¿Cuál es la suite de protocolos de nivel 3, 4, 5, 6, 7 estandarizada por el OSI ?

NetBIOS/NetBEUI

IPX/SPX

TCP/IP, FTP, ...

Ninguna

La interfaz NetBIOS puede ser utilizada para desarrollar programas de aplicación a nivel de:

Transporte (nivel 4)

Sesión (nivel 5)

Presentación (nivel 6)

Aplicación (nivel 7)

¿Cuál es la función de los dos protocolos IPX y SPX del sistema operativo de red Netware ?

IPX se ocupa de la red y SPX del transporte

IPX se ocupa del transporte y IPX de la red

IPX es el protocolo y SPX la interfaz hacia el nivel de sesión

SPX es el protocolo y IPX es la interfaz hacia el nivel Data Link

¿Cuál de las siguientes es una dirección IP válida?

194.200.256.1

194-150-2-0

192.45.6.3

¿Cuál de los siguientes representa una dirección de Clase C ?

126.20.25.1

190.45.201.1

196.198.250.3

¿Suponiendo tener una subred IP de clase C formada por N.6 host caracterizados por las direcciones de 196.200.1.1 hasta 196.200.1.7, cuál es la subnet mask que individua esta red?

255.255.255.192

255.255.255.224

255.255.255.240

255.255.255.248

255.255.255.252

File HOSTS .E1


Objetivos Requisitos (PC) En esta experimentación se guía en la realización de una simple experiencia de uso del file HOSTS para la transformación de los nombres de los PC en direcciones IP.

Ha sido visto como los ordenadores individuados en modo unívoco con su dirección IP (ej. 192.68.0.1), pero resulta más sencillo individuarlos mediante un nombre. La transformación de los nombres de los PC en direcciones IP es hecha en diferentes modos, el más importante de los cuales es el Domain Name System (DNS) que resuelve los nombres de Internet en direcciones IP.

En el caso de redes de pequeñaas dimensiones se puede recurrir al file HOSTS que opera como una tabla local, sobre el ordenador, que asocia los nombres a las direcciones IP.





N.1 cable twisted pair 'cross' (cable con conectores verdes)



Conectar los dos ordenadores según el esquema indicado precedentemente.

EXPERIMENTACION Práctica con el file HOSTS

Suponemos que:

PC1 tiene dirección IP: 200.0.0.7

Del PC2 se puede probar la conexión de PC1 con el mando PING:

Se ve como son enviados los bytes y los mismos vuelven hacia atrás correctamente.

Modificar ahora el file HOSTS usando el NotePad (este file se encuentra en directory diferentes según el sistema operativo, usar por tanto la búsqueda de files para individuarlo):

Añadir la línea final que asigna el nombre 'namePC1' en el PC con la dirección IP 200.0.0.7 .

Testar ahora la conexión usando el mando PING con la siguiente sintaxis:

PING namePC1

Observar come el mando funciona correctamente también en este caso se ha utilizado el mobre asignado al PC en vez de la dirección IP.

Observación: En e caso de uso de Windows 98/Me para usar el file HOSTS se debe haber habilitado la opción DNS en los parámetros del protocolo TCP/IP.

PREGUNTAS

Para qué sirve el file HOSTS ?

Para transformar los nombres NetBIOS de los ordenadores en direcciones IP

Para transformar los nombres de los PC en direcciones IP

Para predisponer la tabla de trasformación de los nombres de los PC en direcciones IP para el DNS (Domain Name System).

Página blanca

Intranet y diagnóstico sobre las redes

Objetivos: Saber:

qué es una Intranet

las aplicaciones típicas de una Intranet

instrumentos de diagnóstico de las redes

Requisitos: Lecciones N.1, N.2, N.3, N.4, N.5, N.6 y N.7 del Paquete DL TC74

Contenidos: Qué es una Intranet y los servicios que pone a disposición

Los servicios de uuna Intranet: emulación de terminal, trasferencia de files, correo electrónico, WebInstrumentos de diagnóstico de las redes

Página blanca

Qué es una Intranet y sus servicios

Una Intranet no es otra cosa que una Red Local (LAN) Privada donde se utilizan los Internet Protocols y los servicios que ponen a disposición. Esta red es después conectada en Internet mediante router o firewall.La figura siguiente ilustra todo lo dicho.

La red en ámbito local de izquierda es una Intranet. Puede ser después conectada en todas las otras redes que forman la red mundial Internet. Las tecnologías que son usadas en la Intranet para los niveles 1 y 2 del modelo OSI son todas las estudiadas en este paquete (Ethernet, Fast Ethernet, IEEE 802.3, Token Ring, ..).

Sobre el nivel 2 se usa la Suite de los Protocolos Internet, como muestra en la figura:

El protocolo IP es el protocolo de red. Los protocolos TCP y UDP son los protocolos de transporte.

Sobra estos están presentes los protocolos que hacen de soporte a los servicios típicos de una Intranet. Los más importantes entre estos son:

Servicio Protocolo DescripciónEmulación de terminal Telnet Emula un terminal para la conexión en un host mediante la LAN

Trasferencia de Files FTP Permite la trasferencia de files de un server a un clientCorreo Electrónico SMTP Permite cambiar mensajes entre usuarios de la redWorld Wide Web HTTP Permite descargar páginas hipertextuales de un server de la redDomain Name Server DNS Permite la gestión de los nombres de los host y la traducción en

direcciones IP

El uso de redes Intranet en el interior de las empresas, en vez de las normales redes peer-to-peer o client-server, lleva a una serie de ventajas y de aperturas hacia nuevas tecnologías como:

Acceso a las aplicaciones mediante la interfaz WebAcceso a los database a través de server WebIntegración directa de la propia red Intranet con la red pública Internet

Contrariamente se deben tener en consideración las problemáticas que nacen, relativas a la seguridad de la propia red en relación a las intrusiones externas. Normalmente para proteger la red de accesos no deseados por Internet, se utiliza un ordenador en función de firewall que es capaz de seleccionar el tráfico en base a la dirección IP.

Emulación de terminal: Telnet

El Telnet es un protocolo para el acceso remoto de un terminal con la modalidad interactiva que consiente a un usuario de conectarse en un host remoto convirtiéndose, de hecho, terminal virtual, como si fuera, es decir realmente conectado en el lugar.

La figura de izquierda muestra el caso normal donde N.3 terminales son directamente conectados, mediante una interfaz de serie, en un host.La figura de la derecha indica la situación donde las mismas prestaciones se obtienen a través del protocolo Telnet con host y PC en emulación de terminal, ubicados en localidades remotas entre sí.

Una de las ideas principales sobre la que este protocolo se basa es el concepto de terminal virtual - NVT (Network Virtual Terminal).

Las especificaciones del protocolo Telnet describen el terminal virtual come una periférica imaginaria que proporciona una interfaz estándar a los terminales o a las unidades de visualización. En realiadad esta periférica imaginaria incorpora todas las características que se encuentran normalmente en el monitor de un ordenador o terminal.

Las especificaciones del terminal virtual (NVT) definen el modo en que los datos y los mandos son transmitidos, además del modo de cancelar los caracteres, crear nuevas líneas y efectuar retornos de carro a través de Internet. Definiendo un estándar común para estas funciones, NTV esconde las diferencias entre los ordenadores coonectados en Internet.

Concepto de terminal virtual

Anttes de que puedan transmitir datos y mandos a través de Internet, ya sea los programas client, ya sea los programas server traducen estas informaciones en un formato especificado del terminal virtual. Cuando los programas reciben estas trasmisiones, se pueden utilizar las deificiones de NTV para decodificar los datos y los mandos y traducirlos en el formato utilizado por el ordenador local.

El formato NTV

Utiliza la codificación estándar ASCII de 7 bit por letra, números y signos de puntuación. De los 33 códigos de control contenidos en el ASCII de 7 bit, NTV utiliza una interpretación estándar por 8 de estos, e ignora el resto (véase la tabla siguiente)

Código Valor (Hex)

Significado asignado

NUL 0x00 Ninguna operación o efecto

BEL 0x07 Genera una señal audible o visible

BS 0x08 Mueve a la izquierda de un caracter

HT 0x09 Mueve a la derecha hasta el tabulador horizontal sucesivo

LF 0x0A Mueve hacia abajo (line-feed) a la línea sucesiva

VT 0x0B Mueve hacia abajo hasta el tabulador vertical sucesivo

FF 0x0C Mueve hasta el inicio de la página sucesiva (form-feed)f

CR 0x0D Mueve hasta el margen izquierdo de la línea actual (carriage-return)

El uso de NTV de los códigos de control ASCII

NOTA NTV define otras secuencias de mandos que usan el octavo bit, pero esas secuencias proporcionan funciones que pocos programas, fuera de las aplicaciones Telnet, utilizan.

Trasferencia de files

El FTP (File Tranfer Protocol) es el protocolo de trasferencia de files, de un host computer a otro, más utilizado en Internet. La fuerza de este protocolo es de no ser dependiente de la arquitectura del host consintiendo así el intercambio de datos también entre host disimiles que adoptan diferentes file system.Se acerca a SMTP y POP3 (protocolos e-mail) por el hecho de utilizar las cadenas de mando y los códigos de replica NVT ASCII. El modelo FTP

El protocolo FTP utiliza dos conexiones TCP para efectuar las operaciones de trasferencia de los file:

conexión de control

: se configura como un típico establecimiento de client/server. El server FTP efectúa la apertura de una puerta bien especificada y espera la conexión del client. El client FTP, a su vez, se pone en contacto con el server en la misma puerta y el programa negocia una conexión típica TCP. Es gestionada por la User Protocol Interface (PI) del client y del server, permitiendo el intercambio de las cadenas de mando y de los códigos de replica NVT ASCII.

conexión de los datos

: es gestionada por los Data Transfer Process (DTP) del client y del server, permitiendo la trasferencia efectiva de los datos.

Típica configuración de las operaciones FTP

La User Interface es normalmente utilizada, por los programas FTP, para aislar el usuario de los mandos y por las réplicas FTP. Los programas FTP se reagrupan generalmente en dos variedades: con plena pantalla (el usuario elige las operaciones de menú) o bien a través de línea de mando.

Gestión de los datos

FTP ha sido proyectado parta operar con diferentes host que utilizan diferentes sistemas operativos, estructuras de file y set de caracteres. Como consecuencia exige al usuario eligir en una amplia variedad de opciones para las operaciones de trasferencia de files. Las opciones FTP se reagrupan en tres categorías:

tipo de file : puede ser de tipo binario, ASCII, EBCDIC o local (este último para trasferir los file entre host que utilizan byte de dimensiones diferentes)

formato del file

FTP define tres tipos de controles de formato: nonprint : significa que los file no contiene ninguna indicación de formato vertical;Telnet : con indicaciones de formato vertical;Fortran : el primer caracter de cada línea es un caracter de control que especifica

la formatación.

modalidad de trasmisión

especifica como se produce la trasmisión a través de la conexión de datos TCP. FTP define tres modalidades de trasmisión:

de bloques : el file es trasferido en una serie de bloques que contienen uno o más byte de header. La trasferencia se efectúa en la misma secuencia donde los datos se encuentran en el file;

comprendida : un simple algoritmo de codificación comprime las repeticiones de un mismo byte, la codificación está representada por un símbolo especial a continuación de una cuenta;

continua : el file es trasferido como un flujo continuo de byte.

Mandos FTP y Códigos de respuesta FTP

Los mandos FTP entran en tres categorías.

de control de encendido en el server

: trasmiten informaciones que identifican el usuario en el server o indican en el server las locaciones (directory) a las cuales el programa client desea acceder;

de trasferencia de los parámetros

: dejan que el client defina las opciones precedentemente discutidas (tipo de file, formato del file y modalidad de trasmisión);

de servicio : defininen la operación de trasferencia de file que el usuario desea efectuar.

De los más de treinta mandos que un software basado sobre FTP puede utilizar son a continuación indicados los más importantes.

Username (USER) permite enviar al server el nombre del usuario

Password (PASS) permite enviar la password del usuario

Change Working Directory (CWD) permite desplazarse en una directory diferente de la host remoto

Logout (QUIT) permite terminar la sesión FTP

Represention type (TYPE) indica como representar un file durante la operación de trasferencia de file

File structure (STRU) especifica que estructura utilizar para las operaciones de trasferencia de file

Transfer mode (MODE) especifica que modalidad utilizar para las operaciones de trasferencia de file

Retrieve (RETR) indica a un server enviar un file a otro host computer

Store (STOR) permite a un usuario trasmitir un file al host remoto

Abort (ABOR) indica al server eliminar el mando de servicio FTP precedente

List (LIST) permite visualizar los file ubicados en cada directory

El protocolo FTP utiliza un esquema de código replica prácticamente idéntico al descrito para el SMTP. En otras palabras cada cifra en el código de respuesta tiene un especial significado.

La tabla de al lado enumera algunos códigos de control que la especifica FTP define correctamente.

Código Descripción

150 estado de file okay; en eminencia de abrir la conexión de datos

200 mando de okay

202 mando de no implementación, superflúo en este sitio

221 conexión de control de cierre de servicio

230 usuario conectado, proceder

250 acción de file exigida okay, completada

331 nombre de usuario okay, es necesaria la password

Página blanca

Correo Electrónico

El Correo Electrónico (E-Mail) es la aplicación más utilizada en la mayor parte de las redes. De hecho en todas las conexiones TCP que los usuarios de Internet establecen, acerca de la mitad concierne al envío y a la recepción de mensajes e-mail.

En el interior de Internet, el correo elctrónico se desplaza de acuerdo al protocolo SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), unidamente a otros protocolos que constituyen las extensiones.

Componentes esenciales del sistema e-mail de Internet

La figura muestra, a través de los bloques esenciales, las modalidades de gestión del correo electrónico de Internet. Dos de esas son fundamentales:

User Agent (UA) (Agente Usuario)

: la documentación relativa a Internet se sirve frecuentemente del término agent haciéndose referencia a un software especial que desarrolla operaciones para una persona u otro programa. Muchas especificaciones del e-mail hacen referencia a un agente externo (UA, User Agent) como programa e-mail (Microsoft Outlook Express, PC Eudora, etc) que el usuario utiliza para enviar y/o recibir el correo. El objetivo de un programa e-mail es dar un sistema de red un buen front-end.

Message Transfer Agent (UA) (Agente de Trasferencia Mensaje)

: es un client o un programa server que desarrolla servicios de e-mail, como por ejemplo enviar o recibir correo por un computer host. MTA protege el host de la interacción con una gran cantidad de agentes de usuario. Utiliza el protocolo SMTP para la trasferencia.

Los protocolos utilizados para la gestión completa del e-mail son:

SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)

MIME (Multipurpose Internet Mail Extentions)

POP (Post Office Protocol)


El centro del sistema e-mail de Internet es el agente de trasferencia de los mensajes. Para comunicar con un MTA, en una conexión TCP, la mayor parte de los agentes de trasferencia de los mensajes utilizan el STMP. Una comunicación MTA en Internet normalmente utiliza el Network Virtual Terminal (NTV) ACII de 7 bit. Para más detalles véase la RCF 821, Simple Mail Transfer Protocol, Poste, 1982.

El Simple Mail Transport Protocol permite una comunicación de doble sentido entre un client (local) y el server (remoto). Los client mandan mandos a los server, los cuales envían respuestas a los clientes. SMTP limita la secuencia (o orden) donde los mandos SMTP actúan.

Una transacción de mail SMTP está constituida por una serie de líneas cada una de las cuales comprende un número de línea e identifica si la trasmisión proviene del destinatario o del remitente.

En la tabla siguiente son enumerados los mandos minimales del SMTP definidos por la RCF 821. Otros mandos son opcionales.

Mando DescripciónHELO Identifica el remitente SMTP al destinatario SMTP; un mando hello.MAIL Arranca una transacción postal que trasfiere los datos de mail de una o más casillas

postales.RCPT Identifica un destinatario único de datos mail.

FECHA El destinatario SMPTP considera las líneas que siguen el mando de DATOS como datos mail. Para SMTP, la cadena del período y del caracter CRFL identifica el término de los datos de mail.

RSET Interrumpe (reset) la transacción postal corriente.NOP Exige que el destinatario no cumpla ninguna acción (no operation) excepto que dar un

OK. (Utilizado con fines de test client/server).QUIT Exige que el destinatario SMTP dé un OK y cierra el canal de trasmisión.

En la tabla siguiente son enumerados los principales códigos de respuesta SMTP definidos por la RCF 821. Cada una de las tres cifras del código de respuesta tiene un preciso significado.

Código Descripción220 <domain> Servicio preparado.221 <domain> El servicio está cerrando el sistema de trasmisión.250 Acción mail solicitada okay, completa.354 Arranca la introducción de correo; termina con <CRLF>.<CRLF>.550 Acción solicitada no efectuada: casilla postal no disponible.


La RCF 1521, MIME (Multipurpose Internet Mail Extentions), Borenstein and Bellcore, 1993, descrive MIME, que proporciona algunas de las más importantes extensiones en la e-mail. MIME no exige modificaciones a los MTA existentes. Dos agentes de usuario UA que comprenden MIME pueden utilizar el actual sistema e-mail para cambiar mensajes MIME.

MIME añade cinco nuevos campos de header (según el RCF 822) de los mensajes e-mail:

1. Versión MIME : indica la versión que un agente gestiona. Identificando la versión utilizada para crear el mensaje, se evita que los agentes comprendan erróneamente los mensajes MIME utilizando versiones no compatibles.

2. Tipo del contenido

: a su vez dividido en tipos y subtipos.

3. Contenido-

Trasferencia- Codificación

: es el campo más importante. Permite superar la limitación de la trasferencia de solamente caracter ASCII de 7 bit, típico de SMTP. La tabla sigguiente enumera los formatos actualmente disponibles con MIME:

Contenido-Trasferencia-Codificación

Descripción

7 bit NVT ASCII-valor predefinido para e-mail

Quoted-printable Útil cuando una pequeña fracción de caracter utiliza el octavo bit

Base64 Codificación entre data bytes como valores de cuatro-seis-bit

8 bit Contiene líneas de caracteres con algunos caracteres

no ASCII (algunos caracteres tienen el octavo bit restablecido)

Binario Datos de 8-bit normalmente sin interrupciones de línea

4. ID del contenido : opcional. Los agentes de usuario UA pueden utilizar su valor para identificar las entidades MIME.

5. Descripción del contenido

: opcional. Permite a un usuario añader informaciones de descripción acerca de los contenidos del cuerpo de un mensaje.


Es el protocolo más utilizado por un agente de usuario UA para recibir e-mail de una casilla postal Internet. Excpeto que por algunas diferencias en los mandos de protocolo transmitidos por los client, las operaciones de POP son prácticamente idénticas al SMTP

La figura de al lado muestra una típica configuración POP client/server para descargar el correo de una casilla e-mail de Internet. Como se puede ver, el server POP se encuentra entre el agente de usuario y las casillas postales e-mail. Conceptualmente el PC utiliza dos agentes de usuario para gestionar el sistema de transporte: mail-SMTP (para enviar) y POP3 (para recibir).

Una configuración Post Office Protocol client/server

Actualmente existen dos versiones de POP:

Ambos protocolos ofrecen similes funcionalidades pero no son compatibles. Los mandos POP2 y sus estructuras son paralelas a los mandos y a las estructuras de SMTP. Contrariamente, POP3 dirige específicadamente problemas y las relativas operaciones e-mail del PC.

POP2 RFC937, Post Office Protocol - Version 2

POP3 RFC1225, Post Office Protocol - Version 3

POP3 define tres estados (o estadios) a través de los cuales un típica sesión POP3 pasa:

Autorización : después de que el client y el server de PO3 establecen una conexión, la sesión pasa al estado de autorización, donde el client se identifica en el server. Si esta tiene un resultado positivo, el server abre la casilla postal del client y la sesión pasa al estado de transacción;

Transacción : en la cual el client exige al server POP3 informaciones (como un lista e-mail) o desarrolla una acción (como recibir un específico mensaje e-mail);

Actualización : en la cual es actualizada la casilla sobre el server y la conexión termina.

La tabla siguiente enumera los mandos PO3 exigidos por una implementación minimal de POP3 sobre Internet.

Mando DescripciónUSER Exige un nombre que identifique el usuario.PASS Exige una palabra clave para el usuario/server.QUIT Cierra la conexión TCP.STAT El server re-envía el número de mensajes presentes en la casilla postal más la magnitud total

de los mensajes.LIST (si unn parámetro), enumera el identificador de file y la dimensión de cada mensaje en la

casilla postal (con un argumento), enumera las informaciones de un mensaje específico.

RETR Recibe un mensaje de una casilla postal (Exige un mensaje ID por parámetro).DELE Marca un mensaje para la cancelación (Exige un mensaje ID por parámetro).NOOP El server re-envía una respuesta positiva pero no actúa.LAST El server re-envía el número mayor de mensajes obtenido.RSET Desmarca todos los mensajes marcados para la cancelación.

World Wide Web

El Word Wide Web (WWW) o más sencillamente Web define la colocación y los métodos de acceso para prácticamente cada tipo de documento que se puede encontrar en Internet.

Como cada cosa sobre Internet, las operaciones relativas al Web se basan sobre un protocolo: el HTTP (Hypertest Transfer Protocol) que define, al igual de otros protocolos (FTP, POP y STMP), un set de mandos y usa cadenas de texto en formato ASCII para su lenguaje.

Un client HTTP usa, para establecer una conexión HTTP, el mismo procedimiento usado para establecer cualquier otra conexión TCP: exigirá al server HTTP el envío de un file (documento HTML, imagen, vídeo, audio, animación, etc.); esto responderá simplemente con la trasferencia del file a la puerta dedicada del client. URI y URL

La solicitud de documentos transmitida por el client Web contiene la especificación del nombre del file, una dirección Internet (la dirección del host) y un método (típicamente un protocolo, como el HTTP o el FTP) para obtener el file solicitado. La combinación de estos elementos forma lo que se denomina identificador universal de recursos (URI, Universal Resource Identifier).Para individuar completamente un file son utilizados los URL (Uniform Resource Locator) los cuales describen el modo en que un programa accederá o detectará un objeto Internet específico. Un URL es un URI que comprende las informaciones sobre la posición (la dirección) codificadas en el URI.

La RCF 1738 hace referencia a los métodos de acceso como a esquemas. En la tabla siguiente son enumerados los esquemas de acceso actualmente definidos.

Esquema URL Descripción

ftp File Transfer Protocolhttp Hypertest Transfer Protocol

gopher Protocollo Gophermailto Dirección de correo electróniconews News de Usenetnttp News de Usenet utilizando el acceso Nttp

telnet Referencia a una sesión interactivawais Wide Area Information Serverfile Nombres de file específicos de host

prospero Servicio de archivo Prospero

Sintaxis de los URL HTTP

La sintaxis para el esquema de los URL HTTP es la siguiente:

http://<host>:<porta>/<percorso>?<parte_de_búsqueda>

donde: host identifica el server (ej. www.ibm.com)puerta identifica la puerta de comunicación (el valor predefinido es 80)recorrido identifica el file y su recorridoparte_de_búsqueda incluida en la RCF 1738 no es normalmente implementada por el

protocolo HTTP

Se debe notar que el esquema URL de HTTP no permite especificar un nombre de usuario o de password, entre otras cosas no exigidos por el Web. Transacción en HTTP

Una transacción HTTP es muy simple de las transiciones FTP y se compone de cuatro partes: una conexión

: generalmente un programa client HTTP establece una conexión TCP sobre la puerta conocida dedicada al HTTP (la puerta 80) de un host remoto.

una solicitud

: que puede ser simple o completa. El único mando utilizado por la solicitud simple es el GET con la siguiente sintaxis:

GET <URI> CRLF Esta lleva al server para localizar y trasferir el objeto que el URI especificado identifica. El objeto de recurso puede ser un documento HTML, una imagen, una parte audio o vídeo, o un file de animación. Ya que el client trasmite una solicitud para un objeto específico, debe después ser capaz de gestionar el objeto devuelto.

una respuesta

: consiste en la trasferencia del file solicitado por el server HTTP a la puerta del client especificada. Un server HTTP utiliza códigos de respuesta similares a SMTP, POP y FTP.

un cierre : ya sea el client como el server (o ambos) pueden cerrar la conexión TCP.

Instrumentos TCP/IP de test y diagnóstico

La suite de los Internet Prococols abastece algunos instrumentos (a nivel 5, 6, 7 del modelo OSI) útiles para el test y el diagnóstico sobre redes TCP/IP. Los instrumentos más importantes son:

Instrumentos TCP/IP

Test Guía Estadísticas Guía Otros

ping tracert netstat ipconfig nbtstat

route arp nslookup

Se trata de programas para efectuar con modalidad 'prompt de los mandos'. La descripción de los mandos está indicada a continuación.

ping

Este mando verifica que el TCP esté configurado correctamente y que nodo está disponible o alcanzable. Envía un mensaje ICMP al host remoto con dirección, y analiza el tiempo de respuesta. Sintaxis: ping dirección_IP ping dirección_IP -t (efectúa continuamente)

Es.: C>ping 10.0.0.100

Se usa la sintaxis: ping (sin dirección host) para obtener la lista de las opciones del mando.

ipconfig

Este mando (winincfg en Win98) visualiza la configuración IP del ordenador donde es efectuado.

Ej.: C>ipconfig

Se debe usar la sintaxis: ipconfig /? para obtener la lista de las opciones del mando.

El mando ipconfig /all visualiza toda la configuración, incluido la dirección MAC de la tarjeta de red.

arp

Este mando visualiza la tabla de ARP sobre el Host local.

Es.: C>arp -a

Se usa la sintaxis: ping (sin argumentos) para obtener la lista de las opciones del mando.

tracert

El mando tracert (o traceroute) verifica el recorrido entre la host local y el remoto e indica las informaciones. Resulta útil en el caso de redes de Internetworking dotadas de routers.

Ej.: C>tracert 200.0.0.9

El número máximo de router que se pueden atravesar es de 256, mientras el efectivo es de 30. El ordenador donde el mando ha sido efectuado manda un primer paquete con TTL=1 (Time to Live), incrementa el TTL de 1 en cada retransmisión hasta que el destino no responde o el TTL logra su máximo valor (30).

route

El mando route permite visualziar y modificar las tablas de guía locales de la red. Resulta útil en el caso de Internetworking.

Ej.: C>route PRINT

Imprime sobre el vídeo la tabla de guía local.

netstat

Este mando visualiza las estadísticas del protocolo y las conexiones de red TCP/IP actuales.

Ej.: C>netstat -a

Se debe usar la sintaxis: netstat ? para obtener la lista de las opciones del mando.

nbtstat

Este mando visualiza las estadísticas sobre el protocolo y las conexiones TCP/IP actuales que usan NBT (NetBIOS sobre TCP/IP).

Ej.: C>nbtstat -n (enumera los nombres locales NetBIOS)

Se debe usar la sintaxis: nbtstat (sin parámetros) para obtener la lista de las opciones de mando.

nslookup

Este mando es utilizado para las operaciones de test de server DNS (Véase el paquete TC75: Wide Area Network para informaciones detalladas).

Página blanca

Asignación de las direcciones IP en los ordenadores

Si la red Intranet que ha sido realizado no está conectada en Internet, se puede utilizar una dirección cualquiera IP para los ordenadores de la red. En el caso de que sin embargo la red se haya conectado en Internet directamente (mediante un router) o indirectamente (mediante un server proxy) la selección de las direcciones debe ser efectuada utilizando los dos tipos de direcciones posible:

direcciones IP públicas

direcciones IP privadas

Direcciones IP públicas

Las direcciones IP públicas son asignadas por el InterNIC y están garantizados como direciones únicas. Es posible enbtonces obtener las direcciones IP paralos ordenadores de la Intranet, normalmente directamente por el Internet Service Provider en el que estan conectados, y usar estas direcciones sin ninguna problemática de conflictos con otros hosts de Internet.

En este caso el router debe ser programado para hacer circular en el interior de la Intranet los paquetes con direcciones IP de la Intranet misma, y enviar hacia la conexión de Internet los paquetes con direcciones IP diferentes.

El número elevado de Intranet realizadas ha llevado a la solicitud de un número de muy elevado de direcciones IP, saturando la disponibilidad de los mismos, por lo que no es pensable que cada host de una Intranet tenga una dirección IP única para todo Internet. Además normalmente, en el interior de una Intranet, no todos los ordenadores tienen la necesidad de conectarse directamente en Internet. Se puede de hecho estructurar la Intranet con la presencia de un server proxy que desarrolla las funciones de interfaz hacia Internet para todos los host de la Intranet. Cada vez que un host tiene la necesidad de abrir una página Web de un sitio remoto, envía esta solicitud al server proxy, que después la envía al server remoto. Direcciones IP privadas

Para resolver el problema del limitado número de las direcciones IP, y de la absoluta unicidad de los mismos, han sido introducidas las direcciones IP privadas. Las porciones de direcciones IP han sido destinadas a ser usadas como direcciones privadas en el interior de las Intranet, asegurando que no formen parte de esos públicos y entonces evitando una duplicación de direcciones.

Las direcciones privadas son definidas en la RFC 1918 y son divididos en los siguientes 3 bloques:

10.0.0.0 ÷ 10.255.255.254 Permiten realizar una red privada de clase A y las relativas subredes usando 24 bit para localizar los hosts de la red

172.16.0.0 ÷ 172.31.255.254 Permiten realizar una red privada con 20 bit para localizar los host, o 16 redes de clase B.

192.168.0.0 ÷ 192.168.255.254 Permiten realizar una red privada con 16 bit para individuar los host o 256 redes de clase C.

Las direcciones privadas pueden ser duplicadas en un número cualquiera de Intranet. No hay problemas de conflictos ya que existen recorridos en los router de Internet que llevan a estas direcciones. Las direcciones privadas no se pueden lograr en Internet.

Página blanca

Cuestionario

¿Qué es una Intranet ?

Es una red local que sustituye los estándar Ethernet con los estándar TCP/IP

Es una red local que puede ser conetada en Internet

Es una red local donde se utiliza el protocolo TCP/IP

Es una red local donde se utiliza el protocolo TCP/IP y los servicios de nivel superior de Internet

¿Cuál de los siguientes servicios de Internet se utiliza para la emulación de terminal?

Telnet

FTP

SMTP

HTTP

¿Cuál de los siguientes servicios de Internet se utiliza para la trasferencia de files ?

Telnet

FTP

SMTP

HTTP

¿Qué protocolo se usa para descargar el correo sobre el propio PC, de la casilla situada sobre el server de correo electrónico?




¿Cuál es el significado de la parte en rojo del siguiente URL HTTP : http://www.appl.com:80/services ?

Individua el host

Individua la puerta de comunicación sobre el host

Individua el recorrido en el interior del host

¿Cuál es el instrumento de test y diagnóstico TCP/IP se usa para verificar si un host de la red es alcanzable?

netstat

ping

ipconfig

Trasferencia de Files (FTP) .E1


Objetivos Requisitos (PC) En esta experimentación se guía en la realización de un sistema de trasferencia de files (FTP) entre un server FTP y un client. Es utilizado un programa para el FTP configurable en modo server y client. El server y el client son conectados entre si por un cable UTP cross.




Accesorios para utilizar

N.1 Cable UTP cross (con conectores verdes) N.1 Software FTP Client/Server (Installazione)



Conectar los ordenadores según el esquema indicado precedentemente y arrancar, sobre ambos, el programa de gestión del servicio FTP.

EXPERIMENTACION Trasferencia de files (FTP)

Arrancar la ejecución del software FTP sobre el PC1, donde la dirección IP se supone igual a: 200.0.0.5, y habilitar la función server.

El programa sobre PC1 se presenta en el siguiente modo:

Abrir el Prompt MS-DOS sobre PC2 y conectarse en el server FTP dando la serie de mandos de acceso. Se conecta en modo anónimo con User Name y Password : anonymous . El mando ftp abre la sesión FTP. Es solicitado el nombre (User) y se responde con anonymous. Es solicitado el nombre (User) y se responde con anonymous.

A este punto se ha conectado con el server.

El mando ls de la lista de los files y directory del server FTP.

Descargar un file del server FTP con el mando get nome_file.

Desconectarse del server con el mando disconnect.

Salir de la sesión FTP con el mando quit .

En esta experiencia se ha usado una sesión de mandos para descargar un file del server FTP. Las mismas operaciones pueden ser ehechas directamente del Software FTP Client/Server utilizando las funciones de client del mismo.

PREGUNTAS

Cuantas conexiones utiliza el protocolo FTP para la trasferencia de los files ?

Una única conexión para el cambio de los mandos y de los datos

Dos conexiones: una de control y una de datos

Dos conexiones: una para cada una de las dos direcciones de cambio de datos.

Página blanca

Diagnóstico .E2


Objetivos Requisitos (PC) Esta experimentación tiene como objetivo el uso de los servicios de diagnóstico de la suite de protocolos TCP/IP. Estos programas son útiles para el test y el control de la configuración de los PC, y para el test de la red IP. Se utilizan N.2 ordenadores conectados entre si por un cable UTP cross.




Accesorios para utilizar

N.1 Cable UTP cross (con conectores verdes)



Conectar los dos ordenadores según el esquema indicado precedentemente.

EXPERIMENTACION Diagnóstico sobre las redes IP

Digital el mando netstat /all sobre PC1.

Este mando, como muestra la figura de al lado, muestra todas las informaciones relativas al adptador de red y a la configuración del TCP/IP.

Digitar el mando ping 200.0.0.7 sobre PC1. Se supone que PC2 tenga direcciones IP = 200.0.0.7 .

El mando ping, como muestra la figura de al lado, envía una serie de paquetes a la estación remota especificada, y esperar a que estos vuelvan hacia atrás.

Es visualizada la longtud de cada paquete unidamente al tiempo usado para volver hacia atrás.

PREGUNTAS

Que es el Physical Address indicado por el mando netstat, relativamente al adaptador de red?

Es la dirección 'escrita' en la tarjeta de red, única para cada tarjeta.

Es la dirección que es asignada a la estación, una vez que es conectada en el medio de trasmisión.

Es la dirección TCP de la estación.

Arquitectura de un Sistema Operativo Peer-to-Peer: Windows 98/Me

Objetivos: Saber:

la arquitectura de un Sistema Operativo de tipo Peer-to-Peer, con referencia de Windows 98/Mearquitectura de los protocolos y de las interfaz de programación

Requisitos: Lecciones N.1, N.2, N.3, N.4, N.5, N.6, N.7 y N.8 del Paquete DL TC74

Contenidos: Arquitectura general de red de Windows 98/Me

Arquitectura de los protocolos y de los driver

Arquitectura Client y Server Peer

Interfaz de programación

Página blanca

Arquitectura de red de Windows 98

La arquitectura de red del sistema operativo Windows 98/Me ha sido desarrollada para permitir conexiones múltiple y simultáneas, de cualquier estación de trabajo, a una vasta serie de redes (Windows NT/2000, Novell Netware, y otras) y a una variedad de recursos (files, programas, impresoras, sistemas de correo, ..) sobre los más importantes sistemas de red (Ethernet, Token Ring, X.25, ATM e ISDN).

La arquitectura modular de red de Windows 98/Me sobre el modelo OSI de arquitectura de red a niveles y su estructura es inidcada en la figura.

La correspondencia entre los bloques indicados en la figura y los niveles del modelo OSI se puede resumir en el siguiente modo:

El nivel físico está representado por el Network Adapter que puede soportar un estándar cualquiera de red precedentemente enumerados: Ethernet, Token Ring, .. .

los Network Providers, Installable File System (IFS) Manager y los Redirectors proveen con las funciones de los niveles de Aplicación (7), Presentación (6) y Sesión (5) del modelo OSI. los Transport Protocols proveen a las funciones de los niveles de Transporte (4) y Red (3) del modelo OSI.el Network Driver Interface Specification (NDIS) y el Network Adapter Driver proveen con las funciones del nivel de Línea (2) del modello OSI.

A continuación serán ilustrados con detalle todos los elementos de esta arquitectura de red.

Página blanca

Redirector y File System

El Redirector de red proporciona el mecanismo para econtrar, abrir, leer, escribir, cancelar files y para gestionar los trabajos de impresión. Proporciona las funcionalidades de los niveles Aplicación y Presentación del modelo OSI. Cuando una aplicación desea enviar o recibir datos de un dispositivo remoto, efectúa una llamada al redirector.

Los redirectors están incluidos en el sistema operativo Windows 98/Me como File System Drivers:

Los paquetes SMB y NCP son después pasados al nivel inferior para la trasmisión en la red.

ElInstallable File System (IFS) Manager controla todas las operaciones de I/O sobre los files. Cada redirector de 32 bit es implementado como un file system driver. El redirector trabaja con el IFS Manager para 'mapar' los nombres locales a los dispositivos de red y para decidir si una aplicación necesita un dispositivo local o remoto.

en los Client para Microsoft Networks il redirector (Vredir.vxd) soporta todas las redes Microsoft y formata los datos que llegan de la aplicación en paquetes SMB.en los Client para NetWare Networks el redirector (Nwredir.vxd) soporta todas las redes NetWare y formata los datos que llegan de la aplicación en paquetes NCP.

Página blanca

Soporte de redes múltiple

La interfaz Network Provider de Windows 98/Me soporta comunicaciones competidoras con más de una red diferente. Por ejemplo el PC puede conectarse simultáneamente con otros PC Windows 98/Me, con server NT y con redes NetWare.

La arquitectura para el soporte de redes múltiple está indicada en la figura.

Los componentes para el soporte de redes múltiple son:

Interfaz Win32 WinNet para las aplicaciones (API)Esta interfaz proporciona de las API a los programadores que permite el desarrollo de aplicaciones que funcionan en el mismo modo independientemente del tipo de red que es utilizada. Estas API son las mismas para el ambiente NT/2000, y entonces constituyen una plataforma para el desarrollo de aplicaciones que resultan independientes también del sistema operativo de la máqina donde son utilizadas.Multiple Provider Router y Service provider Interface (SPI)El Multiple Provider Router exporta le API WinNet a las aplicaciones. Además contiene las partes comunes a todas las redes del nivel inferior.Network Providerslos Network Providers son las interfaz específicas para cada una de las redes soportadas por Windows 98/NT. Se trata de Driver específicos para cada red que pueden también ser abastecidos por los constructores de redes. Windows 98/Me incluye los siguientes Network Providers:

Msnp32.dll para las redes MicrosoftNwnp32.dll para las redes NetWareWinnet16.dll para las viejas redes de 16 bit

Página blanca

Arquitectura NDIS

La Network Driver Interface Specification (NDIS) describe la interfaz que los driver de la tarjeta de res usan para comunicar, hacia abajo, con la tarjeta mismae, hacia arriba, con los Protocolos de Transporte.

La figura de al lado muestra donde se introduce el NDIS en el interior de la completa arquitectura de red.

Windows 98/Me soporta los drivers NDIS 2.x y 3.1 e integra también las extensiones definidas en el NDIS 4.0 y NDIS 5.0.

En las versiones de NDIS precedentes a la 3.1, el driver de la tarjeta debía implementar todas las funciones específicas de la tarjeta yb también a quellas de la interfaz NDIS.

En las versiones de NDIS de la 3.1 en adelante (figura próxima) el driver Ndis.vxd (abastecido por Microsoft) implementa las funciones de la interfaz NDIS.

El Miniport Driver es abastecido por el constructor de la tarjeta y debe implementar todas las funciones relativas a la tarjeta misma, es decir la comunicación, el aislamiento eléctrico para el Plug and Play, la detcción del medio de trasmisión, etc. .

Arquitectura TCP/IP

El sistema operativo Windows 98/Me soporta el Transport Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP). La arquitectura de la implementación de este protocolo en el interior del sistema operativo está mostrada en la figura:

El protocolo TCP es implementado en el módulo Vtcp.386 .El protocolo IP es implementado en el módulo Tip.386 .

El acceso a estos protocolos puede ser hecho, a nivel de programas aplicativos, a través de las interfaz Windows Sockets o NetBIOS.

La interfaz NetBIOS es soportada para permitir, a todos los programas desarrollados sobre la misma, acceder a la red utilizando el protocolo TCP/IP.

La interfaz Windows Sockets es la nueva interfaz casi universalmente utilizada en el desarrollo de aplicaciones de red sobre el protocolo TCP/IP. Existe en dos versiones: la 1.1 y la nueva 2.0.

Página blanca

Arquitectura Client y Server Peer

Windows 98/Me contiene el soporte para la red peer-to-peer Microsoft Network, donde no existen server dedicados, pero cada PC desarrolla las funciones ya sea de Client como de Server.

La arquitectura de la función Client está indicada en la figura próxima.

Se ve como es posible la conexión en cada PC que posea la interfaz NetBIOS a través de Vnetbios.vxd, independientemente después del protocolo de transporte inferior.

Además es posible la conexión directa a IPX/SPX usando Nwlink.vxd sin la necesidad de la interfaz NetBIOS.

Windows 98/Me incluye los compponentes para la condivisión de files e impresoras. Cuando, durante la instalación, son instaladas estas funciones, el file Vserver.vxd es añadido en la configuración del PC.

La arquitectura de la función Server está indicada en la figura.

Cuando es usada la seguridad a nivel de usuario para el acceso a los files y a las impresoras, el módulo Mssp.vxd gestiona la habilitación al acceso. El módulo Msab32.dll gestiona la lista de los usuarios y sus derechos de acceso.

Página blanca

Arquitectura de Comunicaciones de Serie

La arquitectura del sistema operativo Windows 98/Me relativa a las comunicaciones de serie está indicada en la figura:

La parte más importante está constituida por VCOMM. Se trata de un driver de comunicación que prove servicios de acceso a las puertas y a los drivers con modalidad protegida. Además VCOMM usa los servicios Plug and Play de Win 98/Me para asistir en las operaciones de configuración e instalación de los dispositivos de comunicación.

En la figura son además ilustrados los recorridos seguidos de las aplicaciones de 16 bit para mantener la compatibilidad. Los driver de comunicación bajo MS-DOS específicos de los diferentes proveedores, sin embargo, comunican directamente con las puertas de I/O, en vez de con VCOMM.

Las API de comunicación (Win32 COMM API) proveen una interfaz de alto nivel para el uso de los módem y de los dispositivos de comunicación.

El Universal Modem Driver (Unimodem) es un nivel que provee servicios facilitados para la gestión de módem de datos y fax.

Los Port Drivers son responsables de las comunicaciones con las puertas de I/O y proporcionan este servicio a VCOMM. Los Port Drivers proporcionan un acercamiento a niveles en la gestión de los dispositivos de comunicación y pueden ser hechos disponibles por parte de cualquier constructor.

Página blanca

Cuestionario

¿A qué niveles del modelo OSI abastecen sus servicios los Redirectors en el sistema operativo Windows 98/Me ?

Nivel de Transporte y Red

Nivel Físico y Línea

Nivel de Transporte y Sesión

Nivel de Presentación y Aplicación

¿Qué son los Network Providers ?

Son las interfaz de programación de la red

Son las interfaz con el medio físico

Son los driver para cada diferente tipo de red: Microsoft, NetWare, etc.

¿Qué es el NDIS ?

Es una especificación para la interfaz entre los protocolos de transporte y los redirectors

Es una especificación para la interfaz entre los driver de la tarjeta de red y el nivel de transporte

Es una especificación para el nivel físico de acceso al medio de trasmisión

Es un estandar de formatación de los paquetes a nivel de trasmisión en línea.

¿Cuál es la interfaz de programación usada en las redes Microsoft peer-to-peer ?

TCP/IP

NetBIOS

NetBEUI

Página blanca

Red Peer-to-Peer .E1

OBIETTIVI, REQUISITI, APPARECCHIATURE

Obiettivi Requisiti (PC) In questa sperimentazione si guida alla realizzazione di una esperienza di collegamento tra N.2 PC con sistema operativo Windows 98/Me e rete peer-to-peer.

N.2 PC con Scheda di rete Ethernet 10/100Mb connettore RJ-45 per standard Base-T

Protocollo TCP-IP installato su ambedue i PC

(Installazione del protocollo TCP/IP)

Apparecchiature del Laboratorio

N.1 cavo twisted pair 'cross' (cavo con connettori verdi)

PREDISPOSIZIONE DEL SISTEMA

Schema del collegamento

Collegare direttamente i 2 computer tra di loro utilizzando un cavo UTP Cross (normalmente verde) senza impiego di altri dispositivi di rete.

SPERIMENTAZIONE Rete peer-to-peer

La configurazione della rete sui due PC viene fatta tramite il comando Rete del Pannello di Controllo.

Una volta attivato appare la finestra di gestione della configurazione di rete dove si può notare:

La presenza di N.2 Client installati: Uno per Microsoft Networks ed uno per NetWare NetworksL'adattatore di rete che collega i 2 PC è un 3Com EtherLinkE' installato il Dial-Up Adapter per la connessione ad Internet tramite modem e linea commutataSono installati tutti i più importanti protocolli di trasporto e di rete: IPX/SPX, NetBEUI e TCP/IP

Il protocollo IPX/SPX non ha bisogno di particolari predisposizioni ed è impostato per supportare sia le Microsoft Networks che le NetWare Networks.

La rete in considerazione non richiede espressamente il protocollo IPX/SPX, perchè può funzionare con il solo TCP/IP. Esso viene qui installato per completezza.

Analogamente il protocollo NetBEUI non ha bisogno di particolari predisposizioni ed è impostato per supportare le Microsoft Networks.

La rete in considerazione non richiede espressamente il protocollo NetBEUI, perchè può funzionare con il solo TCP/IP. Esso viene qui installato per completezza.

Il protocollo TCP/IP richiede invece la impostazione relativa all'indirizzo IP ed alla Subnet Mask da utilizzare. Si usino, per esempio, gli indirizzi:

200.0.0.1 200.0.0.2

per i due PC della rete (la Subnet Mask è quella riportata in figura per entrambi).

La rete non possiede server DNS o WINS per cui risultano entrambi disabilitati.

Analogamente per il gateway, non essendo richiesta la connessione ad altre reti tramite router, il suo campo può essere lasciato vuoto.

Si noti come la interfaccia NetBIOS, per utilizzare le applicazioni NetBIOS sopra il TCP/IP, risulta automaticamente abilitata.

Si ricordi come la rete peer-to-peer di Windoes 98/Me richiede la interfacci NetBIOS.

Con la configurazione precedente su entrambi i PC la rete risulta operativa e si possono scambiare files tra i due PC tramite gli appositi comandi del sistema operativo.

DOMANDE

Quale protocollo di trasporto/rete viene richiesto dalla architettura Client della rete Windows 98/Me ?

Solo il TCP/IP

Solo il NetBEUI

Solo il TCP/IP

Uno qualsiasi dei precedenti, purché dotato dell'interfaccia NetBIOS.

Página blanca

Arquitectura de un Sistema Operativo Server de red: Windows 2000 Server

Objetivos: Saber:

la arquitectura de un Sistema Operativo de tipo Server de Red, con referencia de Windows 2000 Serverarquitectura de los protocolos y de las interfaz de programación

Requisitos: Lecciones N.1, N.2, N.3, N.4, N.5, N.6, N.7, N.8 y N.9 del Paquete DL TC74

Contenidos: Arquitectura general de red de Windows 2000 Server

Arquitectura de los protocolos y de los driver

Servicios de red: Server y Workstation

Servicios DHCP, DNS, WINS

Página blanca

Arquitectura de red de Windows 2000 Server

La arquitectura de red de Windows 2000 está organizada en niveles, con similitud al modelo OSI. Los componentes software que la componen están representadospor rectángulos. Los rectángulos sobr el mismo nivel proveen con la funionalidad similes. Los niveles de margen (boundary layer) representan interfaces. Sonm muy útiles ya que representan modos de comunicación estándar entre niveles que estandarizan y simplifican el desarrollo de aplicaciones de red. La estructura de componentes e interfaz está indicada en la figura:

Los niveles e interfaz que la componen, empezando por abajo, son:

Nivel de Network Driver Interface Specification (NDIS)Se trata del nivel que proporciona la comunicación entre los protocolos de transporte y el adaptador de red. Esto actúa fundamentalmente como un boudary layer. Es capaz de soportar la conexión con las tradicionales redes de tipo no conectado (Ethernet, Token Ring, ..) y con las redes conectadas como ATM e ISDN.Nivel de Network ProtocolEste nivel proporciona los servicios de envío de los datos sobre la red para los niveles superiores. Son soportados todos los protocolos de red utilizados hoy en día (TCP/IP, IPS/SPX, NetBEUI, ..).Nivel Transport Driver Interface (TDI)La TDI provee una interfaz estándar entre los protocolos de red y los clients de estos protocolos (aplicaciones, redirectors, API).Nivel Network Application Programming InterfaceEsta interfaz proporciona un estándar para el desarrollo de las aplicaciones y de los servicios de red. Soporta Winsock, NetBIOS, Telephony API (TAPI), Messaging API (MAPI), WNet API y otros servicios.Nivel Interprocess CommunicationsSoporta las aplicaciones client/server y las elaboraciones distribuidas. Estre estos servicios los más importantes son: Remote Procedure Calls (RPC), Distributed Component Object Model (DCOM), named pipes, Mail Slots.

Nivel Basic Network ServicesProporciona los servicios de base de la red como: gestión de las direcciones de red, name services y file services.

Una característica importante de esta estructura de capas es el binding.

Con este término se identifica el proceso de unión de los componentes de red sobre los niveles adyacentes del stack de los protocolos. Habilita la comunicación entre los varios niveles.

Cuando se alcanzan componentes software, durante la instalación y/o configuración, Windows 2000 efectúa el binding para unir conjuntos de estos nuevos componentes a los ya presentes.

La figura de al lado muestra el binding de dos protocolos (TCP/IP e IPX/SPX) sobre dos tarjetas de red en el interior del mismo computer.

Especificaciones NDIS

La Network Device Interface Specification (NDIS) es una especificación que permite a los protocolos de red, como TCP/IP, ATM, IPX y NetBEUI comunicar con los adaptadores de red al nivel inferior.

NDIS permite a estos protocolos ser independientes de los adaptadores de red abasteciendo una interfaz estándar para los mismos. Windows 2000 soporta entonces todos los adaptadores de red que están abastecidos de driver NDIS compatibles.

La implementación de NDIS en Windows 2000 soporta, además de las redes de tipo no conectadi como Ethernet y Token-Ring, también las redes de tipo conectado como ATM e ISDN.

NDIS es implementado en un file llamado Ndis.sys, a menudo indicado como "NDIS wrapper".

La figura de al lado muestra la arquitectura NDIS wrapper. Se ve como NDIS define el modo con el cual los protocolos comunican con los adaptadores de red.

Esta estructura hace de los adaptadores de red completamente independientes de los protocolos de red.

Página blanca

Protocolos de red

Windows 2000 Server soporta los potocolos más difundidos de red utilizados hoy en día. La figura siguiente los enumera todos.

TCP/IPATMIPX/SPXNetBEUIAppleTalk DLCIrDA

Transmission Control Protocol / Internet Protocol (TCP/IP)

Se ha convertido en el protocolo más difundido, gracias a su uso en Internet, y es también el protocolo estratégico de la arquitectura de red de Windows 2000. Permite de hecho utilizar el sistema operativo en las pequeñas LAN, sino también en las grandes LAN y en las WAN. Asynchronous Transfer Mode (ATM)

ATM es un protocolo de tipo conectado ideal en usos como la voz, en vídeo y la comunicación de datos. Soporta redes de alta velocidad y exige que se haya instaurado una conexión o un 'circuito virtual' antes de enviar los datos. NetWare Internetwork Packet Exchange/Sequenced Packet Exchange (IPX/SPX)

Se trata de la implementación Microsoft de la suite de protocolos IPX/SPX. Resulta útil en el caso en que se deba utilizar sobre Windows 2000 una aplicación client/server NetWare que use Winsock o NetBIOS sobre IPX/SPX. No sirve para permitir a un ordenador Windows 2000 conectarse en un server NetWare (en este caso se debe usar un redirector). NetBIOS Enhanced User Interface (NetBEUI)

Se trata de un protocolo relativamente viejo, desarrollado para pequeñas redes sin la posibilidad de routing. Ha sido implementado para permitir la conexión de viejas workstation que lo soportan como único protocolo. AppleTalk

Es el protocolo desarrollado por Apple Computer Corporation para las aplicaciones de red sobre los computer Macintosh.

Data Link Control (DLC)

Ha sido originariamente desarrollado por IBM para permitir la conexión entre mainframe. Ha sido implementado fundamentalmente para permitir la conexión de la impresoras HP conectadas directamente en la red. Infrared Data Association (IrDA)

Es un protocolo desarrollado para permitir a dispositivos diferentes comunicar entre sí usando una conexión sin cables, de alta velocidad, usando señales infrarrojas.

Transport Driver Interface

La Transport Driver Interface (TDI) es una interfaz común para drivers (como el redirector y el server) usada para comunicar con los diferentes protocolos de transporte de los que está dotado Windows 2000.

TDI permite a las aplicaciones sobre la misma permanecer independientes del protocolo.

Se trata de una interfaz (y entonces no existe un driver para la misma) que especifica el modo con el que los mensajes son pasados entre dos niveles de la arquitectura de red.

Ha sido desarrollada para abastecer una mayor flexibilidad y funcionalidad respecto a las interfaz existentes (Winsock y NetBIOS).

Las especificaciones TDI describen un conjunto de funciones y mecanismos de llamada a través de los cuales protocolos de red comunican con los client a nivel superior. Algún protocolo, como NetBEUI, no se crea una interfaz directamente a la TDI.

Página blanca

Servicios de red: Server

Los servicios de red (Server y Workstation) proveen con la condivisión y el acceso de los recursos de red.

El servicio server es localizado sobre TDI y es implementado como un file system driver.

Interactúa directamente con el File System Driver para satisfacer a las solicitudes de I/O que provienen de la red (lectura y escritura de files).

Cuando el servicoio server recibe la solicitud por parte de un ordenador remoto leer un file que reside sobre el disco rígido local tienen lugar los siguientes eventos:

Los driver de red reciben la solicitud y la pasan al server driver.El server driver pasa la solicitud al file system driver local.El file system driver pasa la solicitud a los driver de acceso al disco para la lectura del file.Los datos son enviados hacia atrás al file system driver local.El file system driver local los pasa al servicio de server.El servicio server los pasa a los drivers de los protocolos de red para la trasmisión al ordenador remoto.

Página blanca

Servicios de red: Workstation

En el sistema operativo Windows 2000 Workstation las solicitudes de acceso a los files son gestionadas, a nivel kernel, del I/O Manager.

La I/O Manager verifica si el file es sobre un hard disk local (NTFS o FAT), o remoto.

En este segundo caso el Redirector toma el control de la solicitud y la envía a los drivers de red a través de la interfaz TDI.

La figura de al lado muestra la posición del Redirector en el interior de la estructura de red de Window 2000.

Es capaz de gestionar las conexiones con Windows 95, Windows 98, Windows Me, Windows for Workgroups, LAN manager, LAN server.

La comunicación con los protocolos de transporte (TCP/IP, IPX/SPX, ..) se lleva a cabo mediante la interfaz TDI.

Los protocolos de transporte luego, a través de la inetrfaz NDIS, envían la solicitud al adaptador de red y entonces al computer remoto.

Página blanca

Servicio DHCP

Windows 2000 Server implementa los protocolos y abastece los servicios para la gestión de los host en redes de grandes dimensiones. El Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) es un estándar TCP/IP para la gestión simplificada de las configuraciones de las direcciones IP de los client de la red.

Windows 2000 proporciona el servicio DHCP que permite a un ordenador funcionar como server DHCP y configura los otros ordenadores como client DHCP.

Sobre el server DHCP es gestionada la configuración centralizada de las direcciones IP y de las otras configuraciones TCP/IP de los hosts de la red.

La figura de al lado muestra la estructura del servicio DHCP, con el Server, los Clients y el database de las direcciones IP.

Las ventajas están obviamente relacionadas con el hecho de que no es necesario asignar manualmente las direcciones a los diferentes ordenadores de la red y que, de este modo, se evita seguramente asignar a más ordenadores la misma dirección IP.

Página blanca

Servicio DNS

El Domain Name System (DNS) permite usar nombres simples, organizados según un sistema jerárquico, para localizar los computer y los otros recursos en una red IP. El DNS permite entonces transformar un nombre de un host (ej. mail.comp.com) en su equivalente dirección IP (Es. 234.45.2.1). Ha sido desarrollado como un database distribuido, entre diferentes host de Internet, cada uno de los cuales contiene una parte de las asociaciones nombre-dirección IP.

El servicio Microsoft Windows 2000 DNS es compatible con el Domain Name System (DNS) como está descrito en las RFC de Internet Engineering Tack Force (IETF).

Windows 2000 utiliza el DNS como sistema primario para la asociación de nombres-direcciones IP, pero soporta todavía el Windows Internet Name Service (WINS) que era el sistema de resolución de los nombres usado con los sistemas operativos NT 4.0 y precedentes.

Mientras en la versión NT 4.0 el computer era identificado por un nombre NetBIOS (nombre simple de 16 caracteres), en Windows 2000 los computer se caracterizan por un DNS Fully Qualifies Domain name (FQDN) (ej. Client1.reskit.com).

Windows 2000 permite a cada tarjeta de red instalada en el PC tener su propio sufijo DNS en el interior de FQDN.

Pueden entonces ser gestionadas situaciones como la de la figura donde el mismo computer está conectado en dos redes con dos adaptadores diferentes. En la conexión con la Intranet local el PC es visto como Client1.reskit.com, mientras hacia Internet es visto como Client1.isp-ext.com .

Página blanca

Servicio WINS

Windows Internet Name Server (WINS) es un servicio de Windows 2000 para la resolución de los nombres de los hosts en direcciones IP. Resulta suplantado por el DNS, pero era usado en Windows NT Server 4.0 y está todavía presente en muchas redes con sistemas operativos no recientes, y diferentes.

Mientras el DNS usa un sistema jerárquico para signar los nombres en los host de la red (Ej. mail.comp.com), WINS usa los nobres NetBIOS, es decir un sistema 'plano' donde cada nombre se acaracteriza por un máximo de 16 caracteres.

En una red con un WINS server, los client cuando parten registran el propio nombre NetBIOS y la dirección IP en el server WINS de la red.

La registración inicia con la operación de solicitud 'request' de registración. Cuando el server recobe esta solicitud verifica si en el propio database ya está presente el nombre o la dirección IP.

Si no están presentes responde con una 'response' positiva. De lo contrario con una 'response' negativa.

La figura de al lado muestra las dos fases del proceso de registración.

Página blanca

Cuestionario

¿Qué es el NDIS ?

Un protocolo para el transporte de los datos sobre la red

Una interfaz de comunicación entre los protocolos de red y el adaptadore de red

Un driver para los adaptadores de red

Una interfaz entre el adaptador de red y el medio de trasmisión.

¿Cuál entre los siguientes no es un protocolo de red soportado por Windows 2000 ?

ATM

PPP

IPX/SPX

NetBEUI

¿Qué es la TDI ?

Un protocolo de red

Una interfaz entre los protocolos de red y el adaptador de red

Una interfaz entre los protocolos de red y las aplicaciones superiores

Una interfaz de programación ubicada sobre los protocolos de red.

¿Cuál es la función del Redirector en Windows 2000 Workstation ?

Recibir las solicitudes de acceso en los file de las aplicaciones y enviarlos a los protocolos de transporte de red, sis e trata de solicitudes de files remotos

Gestionar el acceso a los discos locales y remotos

Es una interfaz con los protocolos de transporte

¿Cuál es la diferencia entre los servicios DNS y WINS ?

Ejecutan las mismas funciones y resultan alternativos uno al otro

Efectuan las mismas funciones, pero el DNS es más potente

El DNS gestiona los nombres de Internet, mientras WINS gestiona los nombres NetBIOS.

© 1996 - 2003 DE LORENZO SRL - Printed in Italy - All right reserved

DE LORENZO SRLV.le Romagna, 20 - 20089 Rozzano (MI) ItalyTel. ++39 02 8254551 - Telefax ++39 02 8255181E-mail: [email protected] site: www.delorenzogroup.com

Telecomunicaciones Avanzadas - Sistema de Gestion … · Arquitectura de un Sistema Operativo de...

Documents

Transcript of Telecomunicaciones Avanzadas - Sistema de Gestion … · Arquitectura de un Sistema Operativo de...