Date post: | 06-Apr-2016 |
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REDES LOCALES BASICAS
TRABAJO COLABORATIVO 3
MARTA ISABEL MUELAS TUNUBALA
COD: 48660111
GRUPO: 301121_34
TUTOR:
LEONARDO BERNAL ZAMORA
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD
ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGICAS E INGENIERIAS
NOVIEMBRE 2014
1. Que es el modelo TCP/IP y sus características:
Se refiere a un conjunto de protocolos para comunicaciones de datos, este conjunto toma su
nombre de dos de sus protocolos más importantes.
El protocolo TCP (Transmission Control Protocol) proporciona mecanismos de control de
flujo y errores entre los extremos de comunicación y el protocolo IP (Internet Protocol)
proporciona mecanismos de interconexión entre redes de área local. Es el estándar en todo
tipo de aplicaciones telemáticas, incluidas las redes locales y corporativas.
CARACTERISTICAS
Los estándares del protocolo TCP/IP son abiertos y ampliamente soportados por todo
tipo de sistemas, se puede disponer libremente de ellos y son desarrollados
independientemente del hardware de los ordenadores o de los sistemas operativos.
TCP/IP funciona prácticamente sobre cualquier tipo de medio, no importa si es una
res Ethernet, una conexión ADSL o una fibra óptica.
TCP/IP emplea un esquema de direccionamiento que asigna a cada equipo conectado
una dirección única en toda la red, aunque la red sea tan extensa.
El protocolo TCP/IP no se trata de una arquitectura de niveles formal como la torre OSI, fue
creado antes que el modelo de capas OSI, los datos que son enviados a la red recorren la pila
del protocolo TCP/IP desde la capa más alta de aplicación hasta la más baja de acceso a red.
Cuando son recibidos, recorren la pila de protocolo en el sentido contrario.
Durante estos recorridos, cada capa añade o sustrae cierta información de control a los datos
para garantizar su correcta transmisión.
Cabecera (header): cuando la información de control se sitúa antes de los datos que se
transmiten.
Encapsulado: es el proceso que se puede ver como cada capa añade una cabecera a los datos
que se envían a la red.
Si en vez de transmitir datos se trata de recibirlos, el proceso sucede al revés, cada capa
elimina su cabecera correspondiente hasta que quedan solo los datos. Los datos que se
generan en el nivel superior (aplicación) atraviesan el resto de niveles para salir de la maquina
por el nivel físico.
Estos protocolos funcionan con unas estructuras fundamentales que genéricamente se
conocen como PDU (protocol data units). En el conjunto de protocolos Internet tenemos las
siguientes PDU:
o Las PDU Ethernet o PPP se denominan tramas.
o Las PDU del nivel de interconexión (IP o ARP) se denominan paquetes, las
PDU ICMP suelen denominar mensajes porque viajan en paquetes IP.
o En el nivel de transporte se habla de segmentos en TCP y de datagramas en
UDP.
o En los niveles superiores que utilizan UDP por norma general utilizan la
palabra PDU. En TCP el servicio que proporciona a las aplicaciones es el flujo
de bytes sin estructura.
Aplicación.
Transporte
Internet
Acceso a red 1
2
3
4 Procesos y aplicaciones de red.
Permite el envío de datos de extremo a extremo
Define datagramas y define rutas.
Rutinas que permiten el acceso fisico a la red.
POR DEBAJO DE IP O NIVEL DE ACCESO A RED
Se encuentra en el nivel más bajo, en esta capa donde se define como encapsular un
datagrama IP en una trama que pueda ser transmitida por la red, siendo en una
inmensa mayoría de redes LAN una trama Ethernet.
Otra función de esta capa es la de asociar las direcciones lógicas IP a direcciones
físicas de los dispositivos adaptadores de red (NIC), es decir la dirección IP
192.168.1.5 de un ordenador se asocia a la dirección Ethernet 00-0C-6E-2B-49-65,
la primera elegida por el usuario pero la segunda no puede cambiarse e identifica
inequívocamente al adaptador NIC dentro de la red Ethernet.
NIVEL IP O NIVEL INTERNET
En este nivel el protocolo IP es el principal, existen varias versiones del protocolo IP:
IPv4, es la que más se emplea hoy en día, aunque el crecimiento exponencial en el
tamaño de las redes implica cada vez más su operatividad. Es el que permite que todos
se puedan interconectar, independientemente de si se conectan a la misma por medio
de línea telefónica, ISDN o una LAN Ethernet, el direccionamiento y la asignación
de direcciones constituyen sus principales funciones, todos los equipos conectados a
internet implementan este nivel.
NIVEL TCP O NIVEL DE TRANSPORTE.
Confiere fiabilidad a la red, el control de flujo y de errores se lleva a cabo
principalmente dentro de este nivel solo es implementado por los equipos usuarios de
la red Internet o por los terminales de Internet. Los equipos de conmutación
(direccionadores o router) no lo necesitan.
POR ENCIMA DE TCP, NIVEL DE APLICACIÓN
Este nivel corresponde a las aplicaciones que utiliza Internet: clientes y servidores de
www, correo electrónico, FTP. Por ello de denomina nivel de aplicación. Solo es
implementado por los equipos usuarios de la res Internet a los terminales de Internet.
NOTA: solo los equipos terminales implementan todos los niveles, los equipos intermedios
únicamente implementan el nivel de red y el nivel IP.
2. Que es una dirección IP y cuáles son sus características.
Dirección IP: es un protocolo de interconexión de red orientado a datagrama, no dispone del
concepto de circuito virtual, de manera que no es capaz de recuperar tramas perdidas, ni de
garantizar que las tramas se entregaran en el orden correcto ya que los paquetes pueden seguir
caminos diferentes por lo tanto sufrir retardos diferentes, ni que el ritmo de recepción sea el
adecuado para que el receptor procese convenientemente los datos, si se necesita fiabilidad,
esta es proporcionada por los protocolos de la capa de transporte como TCP.
Las características principales del IP son el direccionamiento y el encaminamiento. Cada
interfaz de red (NIC: Network Interface Card) se identifica por medio de una dirección IP
univoca. Cada NIC está asignada a una subred. IETF definió el sistema CIDR (Classless
Inter-Domain Routing) estableció la gestión de subredes mediante el uso de las máscaras de
red.
Una res IP comprende un rango de direccionamiento IP, cuando un equipo va a enviar un
paquete a otro equipo identificado por su por su dirección IP comprueba si la dirección del
destinatario está en su misma subred, en caso de der así emite el mensaje dando por supuesto
que el equipo destinatario será capaz de escucharlo. Si el equipo destinatario esta en otra red
diferente a la del remitente, este enviara el mensaje a la puerta de enlace (Gateway) que tenga
configurada.
Un equipo sin puerta de enlace solo será capaz de comunicarse con su propia subred ya que
la puerta de enlace de un equipo debe encontrarse en su misma subred.
Las cabeceras IP contienen las direcciones de las máquinas de origen y de destino
(direcciones IP) direcciones que serán usadas por los conmutadores de paquetes (switches) y
los encaminadores (routers) para decidir el tramo de red por el que reenviaran los paquetes.
La configuración IP (dirección, mascara y pasarela) puede asignarse de manera estática
especificándose en cada equipo o dinámica por medio de DHCP (Dynamic Host
Configuration Protocol) puede asignarse siempre la misma dirección al mismo equipo
dinámicamente por DHCP.
FRAGMENTACION
En IPv4 si el paquete a transmitir supera el tamaño máximo negociado (MTU Máximum
Transmission Unit) en el tramo de red por el que va a circular, podrá se dividido en paquetes
más pequeños y re ensamblado luego cuando sea necesario, estos fragmentos podrán ir cada
uno por un camino diferente dependiendo de la congestión de las rutas en cada momento, si
uno de los fragmentos se pierde, todo el paquete original se considera perdido el resto de
fragmentos se descartaran. Puede ocurrir con los protocolos ICMP o UDP pero no con el
protocolo TCP que adapta su tamaño de paquete para que no deba ser fragmentado. Al inicio
de la comunicación utiliza una técnica de tanteo enviando paquetes IP con el bit No
fragmentar activado para encontrar el tamaño de MTU adecuado.
IP no establece un MTU máximo pero si establece u MTU mínimo de 576 bytes.
DIRECCIONAMIENTO
Una dirección IP es un número que identifica de manera lógica y jerárquica a una interfaz de
red. Las direcciones de 4 bytes (32 bits) se escriben en formato decimal punteado, 4 números
decimales separados por puntos representado cada uno 8 bits.
Los rangos de IPv4 reservados para intranets son:
1 rango clase A: 10.x.x.x
16 rangos clase B: 172.16.x-172.31.x
256 rangos clase C: 192.168.0.x-192.168.255.x
1 rango clase B para enlace local: 169.254.x.x
3. CLASE DE REDES
Anteriormente existían cinco clases de direcciones IP, indicadas por el primer 0 de los 4
primeros bits pero solo de utilizan las tres primeras. Las clases de redes utilizadas en Internet
se distinguen por la cantidad de estaciones que pueden soportar son las siguientes:
I. Las redes de clase A reservan el primer byte como identificador de red y los tres
restantes como identificadores de estación, el primer bit byte vale 0, en Internet
solo puede haber 128 redes de clase A. están pensadas para grandes empresas o
corporaciones con muchos terminales por identificar.
II. Las redes de clase B tiene 16 bits para cada campo, los dos primeros bytes del
identificador de red valen 1 0. Están pensadas para corporaciones medianas.
III. Las redes de clase C reservan 24 bits para el identificador de red con los tres
primeros bits 1 1 0 y los 8 restantes son para el identificador de estación. Para
entornos mucho más pequeños.
3. ¿QUE SON LAS MASCARAS DE RED?
Es un prefijo de n bits de valor 1 que se aplica sobre las direcciones IP y que se indica /n, una
máscara puede tener hasta 32 bits. Para conocer su dos direcciones IPs se encuentran en la
misma subred basta con realizar una operación binaria AND entre la máscara y cada
dirección si el resultado es el mismo es que están en la misma red.
En IPv4 la máscara se puede especificar con la notación CIDR (/n) o con la misma notación
que las direcciones IP, se definen tres clases de red básicas basadas en mascaras.
Clase A: mascara de 8 bits (/8) o 255.0.0.0
Clase B: mascara de 16 bits (/16) o 255.255.0.0
Clase C: mascara de 24 bits (/24) o 255.255.255.0
DIRECCIONAMIENTOS RESERVADOS
Dirección 0.0.0.0 esta dirección señala al mismo ordenador que la envía, tiene dos
funciones básicas:
Aparecer como dirección origen en paquetes IP generados por estaciones sin
dirección IP asignada. Normalmente solo aparece mientras la estación intenta
averiguar su dirección mediante protocolos como RARP (reserve address resolution
protocol) BOOTP (bootstrap protocol) o DHCP (dynamic host configuration
protocol)
Servir al software de gestión de direccionamiento para indicar la ruta por defecto.
Dirección 127.0.0.1 (loopback) esta dirección no es válida para los paquetes IP. El
software de red la utiliza para transmitir paquetes a la maquina local (los paquetes no
son enviados sino que son entregados al destino por el mismo sistema operativo) en
realidad los tres bytes del identificador de estación son irrelevantes. Esta dirección
solo tiene interés para programar aplicaciones, los sistemas de red no verán nunca
que ningún paquete viaje por la red con esta dirección como origen o destino.
Dirección 255.255.255.255 (broadcast) esta dirección solo es utilizada como
dirección de destino de un paquete, se utiliza para transmitir paquetes a todas las
estaciones localizadas dentro de la misma LAN que la máquina de origen. Hay una
versión equivalente que es el broadcast dirigido, este segundo caso el paquete es
recibido por todas las máquinas de una LAN especificada por el identificador de red,
el identificador de estación debe ser todo 1.
5. CARACTERISITICAS DE LOS EQUIPOS DE NETWORKING:
REPETIDOR:
Son componentes que actúan a nivel puramente físico (N1), sirven para ampliar el alcance
de la red, simplemente repiten la señal recibida sin actuar a nivel lógico, sin realizar ningún
control o análisis de la misma y sin asignar segmentos de la red, a nivel lógico son únicamente
una parte más del medio (cable o parte del aire).
Su función principal es regenerar eléctricamente la señal, para permitir alcanzar distancias
mayores manteniendo el mismo nivel de la señal a lo largo de la red, de esta manera se puede
extender, teóricamente la longitud de la red hasta el infinito.
Se clasifican en dos tipos:
Locales: cuando enlazan redes próximas.
Remotos: cuando las redes están alejadas y se necesita un medio intermedio de
comunicación.
Los repetidores también se clasifican por su latencia: es el retardo de tránsito.
Clase I: latencia 0,7 seg.
Clase II: latencia 0,46 seg
Por la existencia de la latencia se limitan el número de repetidores, este número depende de
cada tecnología.
La normativa Ethernet señala como longitud máxima de un segmento de 500 m, con
repetidores se pueden interconectar hasta 5 tramos con una longitud de 2500 m.
Características
Conectan a nivel físico dos intranets o dos segmentos intranet, tener en cuenta que
cuando la distancia entre dos host es grande, la señal que viaja por la línea se atenúa
y hay que regenerarla.
Permiten resolver problemas de limitación de distancias en un segmento de intranet.
Se trata de un dispositivo que únicamente repite la señal transmitida evitando su
atenuación, de esta forma se puede ampliar la longitud del cable que soporta la red.
Al trabajar al nivel más bajo de la pila de protocolos obliga a que:
Los dos segmentos que interconectan tengan el mismo acceso al medio y trabajen
con los mismos protocolos.
Los dos segmentos tengan la misma dirección de red.
no tiene nada que ver con la estructura de la trama.
Amplifican las señales eléctricas.
Son necesarias para proporcionar corriente para excitar cables de longitud
considerable.
Hay repetidores que combinan tramos de distintos tipos de medios como cable coaxial, con
cables de pares y fibra óptica. Los tramos unidos por un repetidor funcionan como si de un
solo tramo se tratara. Los datos viajan en el mismo instante por todos los tramos conectados
de la red. Son relativamente baratos y fáciles de instalar.
entrada de la señal atenuada REPETIDOR
salida de la señal
regenerada
CONCENTRADOR O HUB
Dispositivo que interconecta ordenadores dentro de una red, es el dispositivo de
interconexión más simple que existe.
CARACTERISTICAS:
Se trata de un armario de conexiones donde se centralizan todas las conexiones de una
red, es un dispositivo con muchos puertos de entrada y salida.
No tiene ninguna función aparte de centralizar conexiones.
Se suelen utilizar para implementar topologías en estrella física, pero funcionando como
un anillo o como un bus lógico.
Hubs activos: permiten conectar nodos a distancias de hasta 609 m, tienen 8, 12 o más
puertos y realizan funciones de amplificación y repetición de la señal. Los más complejos
además realizan estadísticas.
Hubs pasivos: son simples armarios de conexiones. Permiten conectar nodos a distancias de
hasta 30 m. por lo general tienen entre 8 y 12 puertos.
Regla 5-4-3
Limita el uso de repetidores y dice que entre dos equipos de la red no podrá haber más de 4
repetidores y 5 segmentos de cable. Solo 3 segmentos pueden tener conectados dispositivos
que no sean los propios repetidores es decir 2 de los 5 segmentos solo pueden ser empleados
para la interconexión entre repetidores.
La siguiente figura muestra una red mal diseñada, no cumple la regla 5-4-3
PUENTES (Bridges)
Son nodos que unen dos o más redes a nivel de enlace de datos (N2) permiten:
Ampliar las distancias de la red.
Separar dominios de colisión y aislar trafico unicast innecesario.
Cambiar de protocolo de nivel de enlace (N2) entre dos redes.
Cambiar de velocidad.
Transmisiones full-dúplex.
Solo pueden conectar redes del mismo tipo, su función es pasar mensajes de una subred a
otra y transfieren los datos de modo transparente.
El puente no modifica el contenido o formato de las tramas que recibe ni las encapsula con
cabecera adicional. Cada trama a transmitir es simplemente copiada desde la LAN y repetida
con el mismo patrón de bits de la otra LAN debido a que usan los mismos protocolos.
Las funciones del puente:
Lectura de todas las tramas transmitidas en A y aceptación de aquellas dirigidas a B el
mismo proceso para el tráfico B y A.
Retransmisión hacia B de cada una de las tramas, haciendo uso del protocolo de control
de acceso al medio de esta LAN.
Permiten conectar dispositivos de distintos fabricantes que utilicen en el nivel de transporte
estándares como TCP/IP.
Puentes con capacidad de aprendizaje
6. Si las LAN origen y destino son las mismas, desecha la trama.
7. Si las LAN origen y destino son diferentes, reexpide la trama.
8. Si desconoce la LAN destinataria, utiliza la inundación es decir se la manda a
todas.
SWITCH O CONMUTADOR
Segmenta económicamente la red dentro de pequeños dominios de colisiones, logrando un
alto porcentaje de ancho de banda para cada estación final.
Al segmentar la red en pequeños dominios de colisión, reduce o casi elimina que cada
estación compita por el medio, dando a cada una de ellas un ancho de banda
comparativamente mayor.
Cuando un paquete es recibido por el conmutador, este determina la dirección fuente y
destinataria del mismo.
Si ambas pertenecen al mismo segmento, el paquete es descartado.
Si son direcciones de segmentos diferentes el paquete es retransmitido solo al segmento
destino.
Bufering de memoria
Un conmutador Ethernet puede utilizar una técnica bufering para almacenar y enviar
paquetes al puerto o los puertos correctos.
Métodos para enviar paquetes
El búfering de memoria basado en puerto:
Los paquetes se almacenan en colas enlazadas a puertos de entrada específicos. Un paquete
se transmite al puerto de salida una vez que todos los paquetes que están delante de este en
la cola se hayan transmitido con éxito. Un solo paquete puede retardar la transmisión de todos
los paquetes almacenados en la memoria debido al tráfico del puerto destino. Este retardo se
produce aun si los demás paquetes se pueden transmitir a puertos destinos abiertos.
El búfering de memoria compartida:
Deposita todos los paquetes en un búfer de memoria común que comparten todos los puertos
del switch. La cantidad de memoria asignada a un puerto se determina según la cantidad que
cada puerto requiere. Se denomina asignación dinámica de la memoria del búfer. Los
paquetes en el búfer entonces se enlazan dinámicamente al puerto de transmisión, el paquete
se enlaza a la asignación de memoria de dicho puerto de transmisión, permite que recibir el
paquete en un puerto y transmitirlo a otro puerto, sin tener que colocarlo en otra cola.
METODOS DE CONMUTACION
Por método de corte:
El switch verifica la dirección destino e inmediatamente empieza a enviar la trama.
Almacenamiento y envió:
La trama completa se recibe antes de enviar.
ENCAMINADORES O ROUTERS
Es un dispositivo de propósito general diseñado para segmentar la red, con la idea de limitar
tráfico de broadcast y proporcionar seguridad, control y redundancia entre dominios
individuales de broadcast, también puede dar servicios de e firewall y un acceso económico
en una WAN.
El router opera en la capa 3 del modelo OSI y tiene más facilidades de software que un
switch, al funcionar en una capa mayor que la del switch, el router distingue entre los
diferentes protocolos de red, tales como IP, IPX, esto permite hacer una decisión más
inteligente que al switch al momento de reenviar los paquetes.
CARACTERISTICAS
Trabajan a nivel de red del modelo OSI por tanto trabajan con direcciones IP.
Un router es dependiente del protocolo.
Habitualmente se utilizan para conectar una red de área local a una red de área
extensa.
Son capaces de elegir la ruta más eficiente que debe seguir un paquete en el momento
de recibirlo.
FUNCIONAMIENTO
Cuando llega un paquete al router, este examina la dirección destino y lo envía
hacia allí a través de una ruta predeterminada.
Si la dirección destino pertenece a una de las redes que el router interconecta
entonces envía el paquete directamente a ella, en otro caso enviara el paquete a
otro router más próximo a la dirección destino.
Para saber el camino por el que el router debe enviar un paquete recibido, examina
sus propias tablas de encaminamiento.
Hay routers multiprotocolo son capaces de interconectar redes que funcionan con
distintos protocolos tienen un software que pasa un paquete de un protocolo a
otro, aunque no son soportados todos los protocolos.
Cada segmento de red conectado a través de un router tiene una dirección de red
diferente.
Son necesarios cuando hay que acceder a otro nodo remoto o realzar conexiones
de redes distintas por medio de red telefónica o la red de transmisión de datos.
El router añade información de direccionamiento a los paquetes o tramas que trasladan y no
cambian el contenido del mensaje.
Los routers pueden unir segmentos de LAN que utilizan empaquetamientos de datos
completamente diferentes y esquemas de acceso al medio diferentes.
Los routers son dos o tres veces más caros que los puentes.
BIBLIOGRAFIA
FERNANDEZ, Manuel, Extensión de redes, Universidad de Cáliz, 2008.
BARCELO, José. Redes de computadores. Barcelona, 2004.
http://66.165.175.211/campus13_20142/mod/lesson/view.php?id=7906&pageid=1870
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http://66.165.175.211/campus13_20142/mod/lesson/view.php?id=7906&pageid=1872