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INTERFACES Y REDES INDUSTRIALES
ALEX MASTER
INDICE
UNIDAD I INTERFACES
1.1 Comunicacin de datos.4
1.2 Puertos de comunicacin..9
1.3 Interface RS232...........16
1.4 Interface GPIB...21
1.5 Interface Universal USB..24
1.6 Buses de datos ISA/PCMCIA............30
UNIDAD II PROTOCOLOS DE COMUNICACIN
2.1 Niveles de protocolos...35
2.2 Protocolo X.25...44
2.3 Protocolo de lnea HDCL........47
2.4 Modelo ISO/OSI....55
2.5 TCP/IP....67
UNIDAD III ARQUITECTURA DE REDES
3.1 Topologas de redes .......88
3.2 Redes LAN ......98
3.3 Redes WAN ...104
3.4 Componentes de una red .......112
3.5 Sistema Operativo de una red .......115
UNIDAD IV REDES INDUSTRIALES
4.1 Profibus ...125
4.2 Modbus ....128
4.3 Modbus plus .......132
4.4 Field bus ..135
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4.5 Unitel way .......137
UNIDAD V INTERNET
5.1 Telnet ...141
5.2 Internet ......145
5.3 Control de dispositivos a travs de internet ...... ..154
5.4 Manipulacin virtual ...158
BIBLIOGRAFIAS..............................................................................................164
UNIDAD I INTERFACES
1.1 COMUNICACIN DE DATOS
Comunicacin de Datos. Es el proceso de comunicar informacin en forma binaria entre dos o
ms puntos. Requiere cuatro elementos bsicos que son:
Emisor: Dispositivo que transmite los datos. Mensaje: lo forman los datos a ser transmitidos. Medio: consiste en el recorrido de los datos desde el origen hasta su destino.
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Receptor: dispositivo de destino de los datos.BIT: Es la unidad ms pequea de informacin y la unidad base en comunicaciones.
BYTE: Conjunto de bits continuos mnimos que hacen posible, un direccionamiento de
informacin en un sistema computarizado. Est formado por 8 bits.
Paquete: Fracciones de un mensaje de tamao predefinido, donde cada fraccin o paquete
contiene informacin de procedencia y de destino, as como informacin requerida para el
reensamblado del mensaje.
Interfaces: conexin que permite la comunicacin entre dos o ms dispositivos.
Cdigos: Acuerdo previo sobre un conjunto de significados que definen una serie de smbolos
y caracteres. Toda combinacin de bits representa un carcter dentro de la tabla de cdigos.
Paridad: Tcnica que consiste en la adicin de un bit a un carcter o a un bloque de caracteres
para forzar al conjunto de unos (1) a ser par o impar. Se utiliza para el chequeo de errores en lavalidacin de los datos. El bit de paridad ser cero (0=SPACE) o uno (1=MARK).
Modulacin: Proceso de manipular de manera controlada las propiedades de una seal
portadora para que contenga la informacin que se va a transmitir.
DTE (Data Terminal Equipment): Equipos que son la fuente y destino de los datos.
Comprenden equipos de computacin (Host, Microcomputadores y Terminales).
DCE (Data Communications Equipment): Equipos de conversin entre el DTE y el canal de
transmisin, es decir, los equipos a travs de los cuales conectamos los DTE a las lneas de
comunicacin.
MEDIOS, FORMAS Y TIPOS DE TRANSMISION
Medios
Areos: basados en seales radio-elctricas (utilizan la atmsfera como medio detransmisin), en seales de rayos lser o rayos infrarrojos.
Slidos: principalmente el cobre en par trenzado o cable coaxial y la fibra ptica.Formas
Transmisin en Serie: Los bits se transmiten de uno a uno sobre una lnea nica. Seutiliza para transmitir a larga distancia.
Transmisin en Paralelo: Los bits se transmiten en grupo sobre varias lneas al mismotiempo. Es utilizada dentro del computador.
La transmisin en paralela es ms rpida que la transmisin en serie pero en la medida que la
distancia entre equipos se incrementa, no solo se encarecen los cables sino que adems
aumenta la complejidad de los transmisores y los receptores de la lnea a causa de la dificultadde transmitir y recibir seales de pulsos a travs de cables largos.
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Tipos
o Transmisin Simplex: La transmisin de datos se produce en un solo sentido. siempreexisten un nodo emisor y un nodo receptor que no cambian sus funciones.
o Transmisin Half-Duplex: La transmisin de los datos se produce en ambos sentidospero alternativamente, en un solo sentido a la vez. Si se est recibiendo datos no se
puede transmitir.
o Transmisin Full-Duplex: la transmisin de los datos se produce en ambos sentidos almismo tiempo. un extremo que esta recibiendo datos puede, al mismo tiempo, estar
transmitiendo otros datos.
o Transmisin Asincrona: Cada byte de datos incluye seales de arranque y parada alprincipio y al final. La misin de estas seales consiste en:
Avisar al receptor de que est llegando un dato.
Darle suficiente tiempo al receptor de realizar funciones de sincronismo antesde que llegue el siguiente byte.
o Transmisin Sincrona: Se utilizan canales separados de reloj que administran larecepcin y transmisin de los datos. Al inicio de cada transmisin se emplean unas
seales preliminares llamadas:
Bytes de sincronizacin en los protocolos orientados a byte. Flags en los protocolos orientados a bit.
Su misin principal es alertar al receptor de la llegada de los datos.
Nota: Las seales de reloj determinan la velocidad a la cual se transmite o recibe.
PROTOCOLOS
Protocolo Conjunto de reglas que posibilitan la transferencia de datos entre dos o ms
computadores.
Arquitectura de Niveles: el propsito de la arquitectura de niveles es reducir la complejidad de
la comunicacin de datos agrupando lgicamente ciertas funciones en reas de
responsabilidad (niveles).
Caractersticas:
o Cada nivel provee servicios al nivel superior y recibe servicios del nivel inferior.o Un mensaje proveniente de un nivel superior contiene una cabecera con
informacin a ser usada en el nodo receptor.
o El conjunto de servicios que provee un nivel es llamado Entidad y cada entidadconsiste en un manejador (manager) y un elemento (worker).
ESTANDARES
OSI ( International Standards Organization)
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IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) OSI ( International Standards Organization)
En este modelo, el propsito de cada nivel es proveer servicios al nivel superior, liberndolo
de los detalles de implementacin de cada servicio. La informacin que se enva de un
computador a otro debe pasar del nivel superior al nivel inferior atravesando todos los dems
niveles de forma descendente, dentro del computador que origina los datos.
A su paso por cada nivel a los datos se les adiciona informacin que ser removida al llegar a
su destino. La informacin adicionada se clasifica en:
Informacin de Control, dirigida a su nivel correspondiente en el computador de destino. Cada
nivel se comporta como si estuviera comunicndose con su contraparte en el otro
computador.
Informacin de Interface, dirigida al nivel adyacente con el cual se est interactuando. Elobjeto de esta informacin es definir los servicios provistos por el nivel inferior, y como deben
ser accesados estos servicios. Esta informacin tras ser empleada por el nivel adyacente es
removida.
El modelo OSI se estructura en 7 niveles:
1. Nivel Fisico.
2. Nivel de Enlace de Datos
3. Nivel de Red:
4. Nivel de Transporte:
5. Nivel de Sesin:
6. Nivel de Presentacin:
7. Nivel de Aplicacin:
IEEE
El modelo desarrollado por IEEE, tambin conocido como el proyecto 802, fue orientado a las
redes locales. Este estndar esta de acuerdo, en general con el modelo ISO, difieren
principalmente en el nivel de enlace de datos. Para IEEE este nivel est dividido en dos
subniveles:
MAC (Medium Access Control)
LLC (Logical Link Control)
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Clasificacin de los Protocolos de Enlace de Datos
De acuerdo a su estructura:
Protocolos Orientados a Bit: son aquellos protocolos en los cuales los bits por si solospueden proveer informacin, son protocolos muy eficientes y trabajan en tramas de
longitud variable.
Protocolos Orientados a Byte: son aquellos en los que la informacin viene provista
por la conjuncin de bytes de informacin y bytes de control.
De acuerdo a su disciplina de comportamiento:
Protocolos de Sondeo Seleccion: son aquellos que utilizan un DTE como nodo
principal de canal. Este nodo primario controla todas las dems estaciones y determina
si los dispositivos pueden comunicarse y, en caso afirmativo, cuando deben hacerlo.
Protocolos Peer to Peer: son aquellos en los cuales ningn nodo es el principal, y por
lo general todos los nodos poseen la misma autoridad sobre el canal.
1.2LOS PUERTOS DE COMUNICACIN
Los puertos de comunicacin son herramientas que permiten manejar e intercambiar datos
entre un computador (generalmente estn integrados en las tarjetas madres) y sus diferentes
perifricos, o entre dos computadores.
Entre los diferentes puertos de comunicacin tenemos:
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Puertos PS/2:Estos puertos son en esencia puertos paralelos que se utilizan para conectar pequeos
perifricos a la PC. Su nombre viene dado por las computadoras de modelo PS/2 de IBM,
donde fueron utilizados por primera vez.
Caractersticas:
o Este es un puerto serial, con conectores de tipo Mini DIN, el cual consta por logeneral de 6 pines o conectores. La placa base tiene el conector hembra. En
las placas de hoy en da se pueden distinguir el teclado del Mouse por sus
colores, siendo el teclado (por lo general) el de color violeta y el Mouse el de
color verde.
o Existen 2 conectores diferentes para estos puertos. El primero es un DIN de 5pines (conocido comnmente como AT) y el segundo es un conector MiniDINde 6 pines (normalmente llamado PS/2). Estos dos conectores son
electrnicamente iguales, lo nico que cambia es su apariencia interna.
Ubicacin en el sistema informtico:
Estos puertos son utilizados principalmente por teclados y ratones.
Puertos Seriales (COM):Son adaptadores que se utilizan para enviar y recibir informacin de BIT en BIT fuera del
computador a travs de un nico cable y de un determinado software de comunicacin. Un
ordenador o computadora en serie es la que posee una unidad aritmtica sencilla en la cual la
suma en serie es un calculo digito a digito
Caractersticas:
o Los puertos seriales se identifican tpicamente dentro del ambiente defuncionamiento como puertos del COM (comunicaciones). Por ejemplo, un
ratn pudo ser conectado con COM1 y un mdem a COM2.
o Los voltajes enviados por los pines pueden ser en 2 estados, encendido oapagado. Encendido (valor binario de 1) significa que el pin esta transmitiendo
una seal entre -3 y -25 voltios, mientras que apagado (valor binario de 0)
quiere decir que esta transmitiendo una seal entre +3 y +25 voltios.
o Estos conectores son de tipo macho y los hay de 2 tamaos, uno estrecho, de9 pines agrupados en dos hileras con una longitud aproximada de 17mm y otro
ancho de 25 pines, con una longitud de unos 38mm, internamente son iguales
(9 pines) y realizan las mismas funciones.
Ubicacin en el sistema informtico:
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Estos puertos se utilizan para conectar el Mouse y el MODEM. Normalmente el Mouse se
conecta a un puerto COM de 9 pines (comnmente COM1) y el MODEM se conecta a un
puerto de 25 pines (comnmente COM2).
Puertos Paralelos (LPT):Son conectores utilizados para realizar un enlace entre dos dispositivos; en el sistema
lgico se le conoce como LPT. El primer puerto paralelo LPT1 es normalmente el mismo
dispositivo PRN (nombre del dispositivo lgico de la impresora).
Caractersticas:
o Unidireccional - puerto estndar 4-BIT que por defecto de la fbrica no tena lacapacidad de transferir datos ambas direcciones.
oBidireccional - puerto estndar 8-BIT que fue lanzado con la introduccin delpuerto PS/2 en 1987 por IBM y todava se encuentra en computadoras hoy. El
puerto bidireccional es capaz de enviar la entrada 8-bits y la salida. Hoy en las
impresoras de mltiples funciones este puerto se puede referir como uno
bidireccional
o EPP - el puerto paralelo realzado (EPP) fue desarrollado en 1991 por Intel,Xircom y funciona cerca de velocidad de una tarjeta ISA y puede alcanzar
transferencias hasta 1 a 2MB / por segundo de datos.
o Estos puertos son del tipo hembra, de unos 38mm de longitud con 25 pinesagrupados en dos hileras. El puerto paralelo est formado por 17 lneas de
seales y 8 lneas de tierra.o Las lneas de seales estn formadas por tres grupos:
4 Lneas de control 5 Lneas de estado 8 Lneas de datos
Ubicacin en el sistema informtico:
Normalmente se utiliza para conectar impresoras, scanners y en algunos casos hasta dos PCs.
Los puertos de comunicacin mayormente utilizados en el ambiente de las redes son el RJ-45 y
el RJ-11.
Puertos RJ-11:Es un conector utilizado por lo general en los sistemas telefnicos y es el que se utiliza para
conectar el MODEM a la lnea telefnica de manera que las computadoras puedan tener
acceso a Internet.
Caractersticas:
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o El RJ11 se refiere expresamente al conector de medidas reducidas el cual estal cable telefnico y tiene cuatro contactos (pines) para cuatro hilos de cable
telefnico aunque se suelen usar nicamente dos.
o En Espaa se usa en toda conexin telefnica. En Alemania, por el contrario,usan RJ45 como conectores telefnicos.
o Tiene forma de cubo, y consta de cuatro cables de los cuales se utilizan solodos para las conexiones telefnicas. Este es mayormente usado en Espaa.
Puertos RJ-45:Es una interfaz fsica utilizada comnmente en las redes de computadoras, sus siglas
corresponden a "Registered Jack" o "Clavija Registrada", que a su vez es parte del cdigo de
regulaciones de Estados Unidos.
Caractersticas:
o Es utilizada comnmente con estndares como EIA/TIA-568B, que define ladisposicin de los pines.
o Para que todos los cables funcionen en cualquier red, se sigue un estndar a lahora de hacer las conexiones.
o Este conector se utiliza en la mayora de las tarjetas de ethernet (tarjetas dered) y va en los extremos de un cable UTP nivel 5
o Posee ocho pines o conexiones elctricas, que normalmente se usan comoextremos de cables de par trenzado.
Ubicacin en el sistema informtico:
Se conecta a la tarjeta de red. Puede tener el formato RJ45 (parecido al de un conector de
telfono) o BINC.
Puertos VGAEl puerto VGA es el puerto estandarizado para conexin del monitor a la PC.
Caractersticas:
o Su conector es un HD 15, de 15 pines organizados en 3 hileras horizontales.o Es de forma rectangular, con un recubrimiento plstico para aislar las partes
metlicas.
Ubicacin en el sistema informtico:
En la parte posterior de los monitores y en la parte trasera del PC, cerca del puerto de S-video.
Puertos RCA
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El conector RCA es un tipo de conector elctrico comn en el mercado audiovisual. El
nombre "RCA" deriva de la Radio Corporation of America, que introdujo el diseo en los 1940.
Caractersticas:
o Un problema del sistema RCA es que cada seal necesita su propio cable. Para evitarlos, se usan otros tipos de conectores combinados, como el euroconector (SCART),presente en la mayora de televisiones modernas. Adems, tambin se encuentran
adaptadores RCA-SCART.
o El cable tiene un conector macho en el centro, rodeado de un pequeo anillo metlico(a veces con ranuras), que sobresale. En el lado del dispositivo, el conector es un
agujero cubierto por otro aro de metal, ms pequeo que el del cable para que ste se
sujete sin problemas.
o Ambos conectores (macho y hembra) tienen una parte de plstico. Los colores usadossuelen ser:
Amarillo para el vdeo compuesto
Rojo para el canal de sonido derecho
Blanco o negro para el canal de sonido izquierdo (en sistemas estreo)
Ubicacin en el sistema informtico:
Se puede ubicar en las tarjetas capturadoras de video menos recientes ya que est siendo
suplantado por la puerta de sper video.
1.3 INTERFASE RS232
RS-232 (tambin conocido como Electronic Industries Alliance RS-232C) es una interfaz que
designa una norma para el intercambio serie de datos binarios entre un DTE (Equipo terminalde datos) y un DCE (Data Communication Equipment, Equipo de Comunicacin de datos),
aunque existen otras en las que tambin se utiliza la interfaz RS-232.
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En particular, existen ocasiones en que interesa conectar otro tipo de equipamientos, como
pueden ser computadores. Evidentemente, en el caso de interconexin entre los mismos, se
requerir la conexin de un DTE (Data Terminal Equipment) con otro DTE. Para ello se utiliza
una conexin entre los dos DTE sin usar modem, por ello se llama: null modem modem nulo.
El RS-232 consiste en un conector tipo DB-25 (de 25 pines), aunque es normal encontrar la
versin de 9 pines (DE-9), ms barato e incluso ms extendido para cierto tipo de perifricos
(como el ratn serie del PC).
Conexiones (Desde el DTE)
En la siguiente tabla se muestran las seales RS-232 ms comunes segn los pines asignados:
Seal DB-25 DE-9 (TIA-574) EIA/TIA 561 Yost RJ-50 MMJ
Common Ground G 7 5 4 4,5 6 3,4
Transmitted Data TD 2 3 6 3 8 2
Received Data RD 3 2 5 6 9 5
Data Terminal Ready DTR 20 4 3 2 7 1
Data Set Ready DSR 6 6 1 7 5 6
Request To Send RTS 4 7 8 1 4 -
Clear To Send CTS 5 8 7 8 3 -
Carrier Detect DCD 8 1 2 7 10 -
Ring Indicator RI 22 9 1 - 2 -
Construccin fsica
La interfaz RS-232 est diseada para distancias cortas, de hasta 15 metros segun la norma, y
para velocidades de comunicacin bajas, de no ms de 20 Kilobytes/segundo. A pesar de ello,
muchas veces se utiliza a mayores velocidades con un resultado aceptable. La interfaz puede
trabajar en comunicacin asncrona o sncrona y tipos de canal simplex, half duplex o full
duplex. En un canal simplex los datos siempre viajarn en una direccin, por ejemplo desde
DCE a DTE. En un canal half duplex, los datos pueden viajar en una u otra direccin, pero slo
durante un determinado periodo de tiempo; luego la lnea debe ser conmutada antes que los
datos puedan viajar en la otra direccin. En un canal full duplex, los datos pueden viajar en
ambos sentidos simultneamente. Las lneas de handshaking de la RS-232 se usan para
resolver los problemas asociados con este modo de operacin, tal como en qu direccin los
datos deben viajar en un instante determinado.
http://es.wikipedia.org/wiki/DB-25http://es.wikipedia.org/wiki/DB-25http://es.wikipedia.org/wiki/DE-9http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=TIA-574&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Electronic_Industries_Alliancehttp://es.wikipedia.org/wiki/TIAhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=TIA-561&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=RJ-50&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=RJ-50&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Modified_Modular_Jack&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Modified_Modular_Jack&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=RJ-50&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=TIA-561&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/TIAhttp://es.wikipedia.org/wiki/Electronic_Industries_Alliancehttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=TIA-574&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/DE-9http://es.wikipedia.org/wiki/DB-257/27/2019 Redes Industriales i
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Si un dispositivo de los que estn conectados a una interfaz RS-232 procesa los datos a una
velocidad menor de la que los recibe deben de conectarse las lneas handshaking que permiten
realizar un control de flujo tal que al dispositivo ms lento le de tiempo de procesar la
informacin. Las lneas de "hand shaking" que permiten hacer este control de flujo son las
lneas RTS y CTS. Los diseadores del estndar no concibieron estas lneas para que funcionen
de este modo, pero dada su utilidad en cada interfaz posterior se incluye este modo de uso.
Los circuitos y sus definiciones
Las UART o U(S)ART (Transmisor y Receptor Sncrono Asncrono Universal) se disearon para
convertir las seales que maneja la CPU y transmitirlas al exterior. Las UART deben resolver
problemas tales como la conversin de voltajes internos del DCE con respecto al DTE, gobernar
las seales de control, y realizar la transformacin desde el bus de datos de seales en paralelo
a serie y viceversa. Debe ser robusta y deber tolerar circuitos abiertos, cortocircuitos y
escritura simultnea sobre un mismo pin, entre otras consideraciones. Es en la UART en donde
se implementa la interfaz.
Para los propsitos de la RS-232 estndar, una conexin es definida por un cable desde un
dispositivo al otro. Hay 25 conexiones en la especificacin completa, pero es muy probable que
se encuentren menos de la mitad de stas en una interfaz determinada. La causa es simple,
una interfaz full duplex puede obtenerse con solamente 3 cables.
Existe una cierta confusin asociada a los nombres de las seales utilizadas, principalmente
porque hay tres convenios diferentes de denominacin (nombre comn, nombre asignado por
la EIA, y nombre asignado por el CCITT).
En la siguiente tabla se muestran los tres nombres junto al nmero de pin del conector al queest asignado (los nombres de seal estn desde el punto de vista del DTE (por ejemplo para
Transmit Data los datos son enviados por el DTE, pero recibidos por el DCE):
PIN EIA CCITT E/S Funcin DTE-DCE
1 CG AA 101 Chassis Ground
2 TD BA 103 Salida Transmit Data
3 RD AA 104 Entrada Receive Data
4 RTS CA 105 Salida Request To Send
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5 CTS CB 106 Entrada Clear To Send
6 DSR CC 107 Entrada Data Set Ready
7 SG AB 102 --- Signal Ground
8 DCD CF 109 Entrada Data Carrier Detect
9* Entrada Pos. Test Voltage
10* Entrada Neg. Test Voltage
11 (no tiene uso)
12+ SCDC SCF 122 Entrada Sec. Data Car. Detect
13+ SCTS SCB 121 Entrada Sec. Clear To Send
14+ SBA 118 Salida Sec. Transmit Data
15# TC DB 114 Entrada Transmit Clock
16+ SRD SBB 119 Entrada Sec. Receive Data
17# RC DD 115 Entrada Receive Clock
18 (no tiene uso)
19+ SRTS SCA 120 Salida Sec. Request To Send
20 DTR CD 108,2 Salida Data Terminal Ready
21* SQ CG 110 Entrada Signal Quality
22 RI CE 125 Entrada Ring Indicator
23* DSR CH 111 Salida Data Rate Selector
CI 112 Salida Data Rate Selector
24* XTC DA 113 Salida Ext. Transmit Clock
25* Salida Busy
En la tabla, el carcter que sigue a los de nmero de pin:
Raramente se usa (*).
Usado nicamente si se implementa el canal secundario (+).
Usado nicamente sobre interfaces sincrnicas (#).
Tambin, la direccin de la flecha indica cul dispositivo, (DTE o DCE) origina cada seal, a
excepcin de las lneas de tierra (---).
Sobre los circuitos, todos los voltajes estn con respecto a la seal de tierra.
Las convenciones que se usan son las siguientes:
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Voltaje Seal Nivel Lgico Control
+3 a +15 Espacio 0 On
-3 a15 Marca 1 Off
Los valores de voltaje se invierten desde los valores lgicos. Por ejemplo, el valor lgico ms
positivo corresponde al voltaje ms negativo. Tambin un 0 lgico corresponde a la seal de
valor verdadero o activada. Por ejemplo si la lnea DTR est al valor 0 lgico, se encuentra en la
gama de voltaje que va desde +3 a +15 V, entonces DTR est listo (ready).
El canal secundario a veces se usa para proveer un camino de retorno de informacin ms
lento, de unos 5 a 10 bits por segundo, para funciones como el envo de caracteres ACK o NAK,
en principio sobre un canal half duplex. Si el mdem usado acepta esta caracterstica, es
posible para el receptor aceptar o rechazar un mensaje sin tener que esperar el tiempo deconmutacin, un proceso que usualmente toma entre 100 y 200 milisegundos.
Caractersticas elctricas de cada circuito
Los siguientes criterios son los que se aplican a las caractersticas elctricas de cada una de las
lneas:
1. La magnitud de un voltaje en circuito abierto no exceder los 25 V.2.
El conductor ser apto para soportar un corto con cualquier otra lnea en el cable sindao a s mismo o a otro equipamiento, y la corriente de cortocircuito no exceder los
0,5 A.
3. Las seales se considerarn en el estado de MARCA, (nivel lgico 1), cua ndo elvoltaje sea ms negativo que - 3 V con respecto a la lnea de Signal Ground. Las seales
se considerarn en el estado de ESPACIO, (nivel lgico 0), cuando el voltaje sea ms
positivo que +3 V con respecto a la lnea Signal Ground. La gama de voltajes entre -3 V
y +3 V se define como la regin de transicin, donde la condicin de seal no est
definida.
4. La impedancia de carga tendr una resistencia a DC de menos de 7000 al medir conun voltaje aplicado de entre 3 a 25 V pero mayor de 3000 O cuando se mida con unvoltaje de menos de 25 V.
5. Cuando la resistencia de carga del terminador encuentra los requerimientos de la regla4 anteriormente dicha, y el voltaje del terminador de circuito abierto est a 0 V, la
magnitud del potencial de ese circuito con respecto a Signal Ground estar en el rango
de 5 a 15 V.
6. El driver de la interfaz mantendr un voltaje entre -5 a 15 V relativos a la seal deSignal Ground para representar una condicin de MARCA. El mismo driver mantendr
un voltaje de entre 5 V a 15 V relativos a Signal Ground para simbolizar una seal de
ESPACIO. Obsrvese que esta regla junto con la Regla 3, permite 2 V de margen de
ruido. En la prctica, se utilizan12 y 12 V respectivamente.
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7. El driver cambiar el voltaje de salida hasta que no se excedan 30 V/s, pero el tiemporequerido a la seal para pasar de 3 V a +3 V de la regin de transicin no podr
exceder 1 ms, o el 4% del tiempo de un bit.
8. La desviacin de capacitancia del terminador no exceder los 2500 pF, incluyendo lacapacitancia del cable. Obsrvese que cuando se est usando un cable normal con una
capacitancia de 40 a 50 pF/Pie de longitud, esto limita la longitud de cable a unmximo de 50 Pies, (15 m). Una capacitancia del cable inferior permitira recorridos de
cable ms largos.
9. La impedancia del driver del circuito estando apagado deber ser mayor que 300 .Existen en el mercado dos circuitos integrados disponibles, (los chips 1488 y 1489) los cuales
implementan dos drivers y receptores TTL, (4 por chip), para una RS-232 de forma compatible
con las reglas anteriores.
1.4 INTERFASE GPIB
El Hewlett-Packard Instrument Bus (HP-IB) es un estndar bus de datos digital de corto rangodesarrollado por Hewlett-Packard en los aos 1970 para conectar dispositivos de test y medida
(por ejemplo multmetros, osciloscopios, etc) con dispositivos que los controlen como un
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ordenador. Otros fabricantes copiaron el HP-IB, llamando a su implementacin General-
Purpose Instrumentation Bus (GP-IB). En 1978 el bus fue estandarizado por el Institute of
Electrical and Electronics Engineers (IEEE) como el IEEE-488 (488.1).
Diseo
El IEEE-488 permite que hasta 15 dispositivos inteligentes compartan un simple bus paralelo
de 8 bits, mediante conexin en cadena, con el dispositivo ms lento determinando la
velocidad de transferencia. La mxima velocidad de transmisin est sobre 1 Mbps en el
estndar original y en 8 Mbps con IEEE-488.1-2003 (HS-488).
Las 16 lneas que componen el bus estn agrupadas en tres grupos de acuerdo con sus
funciones: 8 de bus de datos, 3 de bus de control de transferencia de datos y 5 de bus general.
Algunas de ellas tienen retornos de corriente comn y otras tienen un retorno propio, lo que
provoca un aumento del nmero de lneas totales (8 masas).
Historia
A finales de la dcada de 1960, Hewlett-Packard (HP) era un fabricante de equipos de test e
instrumentos de medicin, como multmetros digitales y analizadores lgicos. HP desarroll el
HP Interface Bus (HP-IB) para permitir una ms fcil conexin entre instrumentos y
controladores como los ordenadores. el bus es relativamente fcil de implemntar usando la
tecnologa del momento, y utilizaba un simple bus paralelo y varias lneas de control individual.
Otros fabricantes copiaron el HP-IB, llamando a su implementacin el General Purpose
Interface Bus (GPIB o bus de interfaz de propsito general).
En 1975 el bus fue estandarizado por el Institute of Electrical and Electronics Engineers como
el IEEE Standard Digital Interface for Programmable Instrumentation, IEEE-488-1975
(actualmente 488.1). IEEE-488.1 define los parmetros mecnicos, elctricos, y el protocolo
bsico de GPIB, pero no dice nada sobre el formato de los comandos o los datos. El estndar
IEEE-488.2, Codes, Formats, Protocols, and Common Commands for IEEE-488.1 (Junio de
1987), proporciona la sntaxis bsica y las convenciones de formato, as como los comandos
independientes de dispositivo, estructuras de datos, protocolos de error, y similares. IEEE-488.2 se construy sobre -488.1 sin sustituirlo; los equipos pueden configurarse para -488.1 sin
seguir -488.2.
Mientras que IEEE-488.1 define el hardware, y IEEE-488.2 define la sntaxis, todava no haba
estndar para comandos especficos de cada instrumento. Los comandos para controlar la
misma clase de instrumento (por ej., multmetros) puede variar entre diferentes fabricantes e
incluso modelos. Un estandar para comandos de dispositivo, SCPI, fue introducido en los 90.
Debido a su reciente introduccin, no ha sido implementado universalmente.
National Instruments introdujo una extensin retro-compatible a IEEE-488.1, conocida
originalmente como HS-488. Esta incrementa la velocidad mxima a 8 MB/s, aunque la
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velocidad disminuye a medida que se conectan ms dispositivos al bus. Fue incorporada al
estandar en 2003, como IEEE-488.1-2003.
Adems del IEEE otros comits han adoptado el HP-IB. El American National Standards
Institute (ANSI) lo llama ANSI Standard MC 1.1, y para la International Electrotechnical
Commission (IEC) es el IEC Publication 625-1.
Aplicaciones
Al principio, los diseadores de HP no planearon el IEEE-488 como un estandar de interfaz de
perifricos para ordenadores de propsito general. En 1977 la familia Commodore PET/CBM
de ordenadores educativos/domsticos/personales conectaban sus unidades de disco,
impresoras, modems, etc, mediante el bus IEEE-488. Todos los equipos de 8 bits posteriores de
Commodore del VIC-20 al Commodore 128, utilizan un bus serial IEEE-488 propietario
(tambin llamado bus serial Commodore) para sus perifricos, con conectores DIN-6 en lugarde los resistentes conectores HP-IB o un conector de borde de tarjeta en la placa madre (para
los ordenadores PET). En l los dispositivos conectados al ordenador hablaban (talking) y
escuchaba (listening) las lneas para realizar sus tareas. Los ordenadores de HP tambin han
usado este bus con un protocolo llamado CS-80.
Hewlett-Packard y Tektronix tambin usaron el IEEE-488 como interfaz de perifricos para
conectar unidades de disco, unidades de cinta, impresoras, plotters etc. a sus estaciones de
trabajo y a los miniordenadores HP 3000. Mientras que la velocidad del bus se incrementaba a
10 MB para esos usos, la falta de un protocolo de comandos estndar limit los desarrollos de
terceros y la interoperabilidad, y posteriormente, estndares abiertos ms rpidos como SCSIacabaron superando a IEEE-488 para la conexin de perifricos.
Adicionalmente, algunas de las calculadoras/ordenadores avanzados de HP en la dcada de
1980, como las series HP-41 y HP-71, pueden trabajar con varios instrumentos mediante una
interfaz HP-IB opcional. La interfaz puede conectarse a la calculadora mediante un mdulo
opcional HP-IL.
1.5 INTERFASE UNIVERSAL USB
USB Universal Serial Bus es una interfase plug&play entre la PC y ciertos dispositivos talescomo teclados, mouses, scanner, impresoras, mdems, placas de sonido, camaras,etc) .
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Son distribuidores inteligentes de datos y alimentacin, y hacen posible la conexin a un nico
puerto USB de 127 dispositivos. De una forma selectiva reparten datos y alimentacin hacia
sus puertas descendentes y permiten la comunicacin hacia su puerta de retorno o
ascendente. Un hub de 4 puertos, por ejemplo, acepta datos del PC para un perifrico por su
puerta de retorno o ascendente y los distribuye a las 4 puertas descendentes si fuera
necesario.
Los concentradores tambin permiten las comunicaciones desde el perifrico hacia el PC,
aceptando datos en las 4 puertas descendentes y envindolos hacia el PC por la puerta de
retorno.
Adems del controlador, el PC tambin contiene el concentrador raz. Este es el primer
concentrador de toda la cadena que permite a los datos y a la energa pasar a uno o dos
conectores USB del PC, y de all a los 127 perifricos que, como mximo, puede soportar el
sistema. Esto es posible aadiendo concentradores adicionales. Por ejemplo, si el PC tiene una
nica puerta USB y a ella le conectamos un hub o concentrador de 4 puertas, el PC se queda
sin ms puertas disponibles. Sin embargo, el hub de 4 puertas permite realizar 4 conexiones
descendentes. Conectando otro hub de 4 puertas a una de las 4 puertas del primero,
habremos creado un total de 7 puertas a partir de una puerta del PC. De esta forma, es decir,
aadiendo concentradores, el PC puede soportar hasta 127 perifricos USB.
La mayora de los concentradores se encontrarn incorporados en los perifricos. Por ejemplo,
un monitor USB puede contener un concentrador de 7 puertas incluido dentro de su chasis. El
monitor utilizar una de ellas para sus datos y control y le quedarn 6 para conectar all otros
perifricos.
Perifricos
USB soporta perifricos de baja y media velocidad. Empleando dos velocidades para la
transmisin de datos de 1. 5 y 12 Mbps se consigue una utilizacin ms eficiente de sus
recursos . Los perifricos de baja velocidad tales como teclados, ratones, joysticks, y otros
perifricos para juegos, no requieren 12 Mbps. Empleando para ellos 1,5 Mbps, se puede
dedicar ms recursos del sistema a perifricos tales como monitores, impresoras, mdems,
scanner, equipos de audio . . . , que precisan de velocidades ms altas para transmitir mayor
volumen de datos o datos cuya dependencia temporal es ms estricta .
En las figuras 3 y 4 se puede ver cmo los hubs proporcionan conectividad a toda una serie de
dispositivos perifricos
Diagrama de capas
En el diagrama de capas de la figura 5 podemos ver cmo fluye la informacin entre las
diferentes capas a nivel real y a nivel lgico.
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En dicha figura est materializada la conexin entre el controlador anfitrin o host y un
dispositivo o perifrico. Este est constituido por hardware al final de un cable USB y realiza
alguna funcin til para el usuario.
El software cliente se ejecuta en el host y corresponde a un dispositivo USB; se suministra con
el sistema operativo o con el dispositivo USB. El software del sistema USB, es el que soporta
USB en un determinado sistema operativo y se suministra con el sistema operativo
independientemente de los dispositivos USB o del software cliente .
El controlador anfitrin USB est constituido por el hardware y el software que permite a los
dispositivos USB ser conectados al anfitrin. Como se muestra en la figura 3, la conexin entre
un host y un dispositivo requiere la interaccin entre las capas. La capa de interfaz de bus USB
proporciona la conexin fsica entre el host y el dispositivo. La capa de dispositivo USB es la
que permite que el software del sistema USB realice operaciones genricas USB con el
dispositivo.
La capa de funcin proporciona capacidades adicionales al host va una adecuada capa de
software cliente. Las capas de funcin y dispositivos USB tienen cada una de ellas una visin de
la comunicacin lgica dentro de su nivel, aunque la comunicacin entre ellas se hace
realmente por la capa de interfaz de bus USB.
Cables y conectores
USB transfiere seales y energa a los perifricos utilizando un cable de 4 hilos, apantallado
para transmisiones a 12 Mbps y no apantallado para transmisiones a 1. 5 Mbps. En la figura 6
se muestra un esquema del cable, con dos conductores para alimentacin y los otros dos para
seal, debiendo estos ltimos ser trenzados o no segn la velocidad de transmisin.
El calibre de los conductores destinados a alimentacin de los perifricos vara desde 20 a 26
AWG, mientras que el de los conductores de seal es de 28 AWG. La longitud mxima de los
cables es de 5 metros. Por lo que respecta a los conectores hay que decir que son del tipo ficha
(o conector) y receptculo, y son de dos tipos: serie A y serie B. Los primeros presentan las
cuatro patillas correspondientes a los cuatro conductores alineadas en un plano. El color
recomendado es blanco sucio y los receptculos se presentan en cuatro variantes: vertical, en
ngulo recto, panel y apilado en ngulo recto as como para montaje pasamuro. Se emplean en
aquellos dispositivos en los que el cable externo, est permanentemente unido a los mismos,
tales como teclados, ratones, y hubs o concentradores. Los conectores de la serie B presentanlos contactos distribuidos en dos planos paralelos, dos en cada plano, y se emplean en los
dispositivos que deban tener un receptculo al que poder conectar un cable USB. Por ejemplo
impresoras, scanner, y mdems.
Algunos Ejemplos de Accesorios USB
Este revolucionario disco usb le permite almacenar hasta 64 mb de datos, archivos e
informacin. Es mas pequeo que un bolgrafo y es totalmente seguro. Puede grabarse
millones de veces y es totalmente seguro. El ordenador lo ve como un disco mas al que puede
leer, escribir, copiar y formatear.
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El Industry Standard Architecture (en ingls, Arquitectura Estndar Industrial), casi siempre
abreviado ISA, es una arquitectura de bus creada por IBM en 1980 en Boca Raton, Florida para
ser empleado en los IBM PC.
Historia
ISA se cre como un sistema de 8 bits en el IBM PC en 1980, y se extendi en 1983 como el XT
bus architecture. El nuevo estndar de 16 bits se introduce en 1984 y se le llama
habitualmente AT bus architecture. Diseado para conectar tarjetas de ampliacin a la placa
madre, el protocolo tambin permite el bus mastering aunque slo los primeros 16 MiB de la
memoria principal estn disponibles para acceso directo. El bus de 8 bits funciona a 4,77 MHz
(la misma velocidad que el procesador Intel 8088 empleado en el IBM PC), mientras que el de
16 bits opera a 8 MHz (el de Intel 80286 del IBM AT). Est tambin disponible en algunas
mquinas que no son compatibles IBM PC, como el AT&T Hobbit (de corta historia), los
Commodore Amiga 2000 y los BeBox basados en PowerPC. Fsicamente, el slot XT es un
conector de borde de tarjeta de 62 contactos (31 por cara) y 8,5 centmetros, mientras que el
AT se aade un segundo conector de 36 contactos (18 por cara), con un tamao de 14 cm.
Ambos suelen ser en color negro. Al ser retro compatibles, puede conectarse una tarjeta XT en
un slot AT sin problemas, excepto en placas mal diseadas.
En 1987, IBM comienza a reemplazar el bus ISA por su bus propietario MCA (Micro Channel
Architecture) en un intento por recuperar el control de la arquitectura PC y con ello del
mercado PC. El sistema es mucho ms avanzado que ISA, pero incompatible fsica y
lgicamente, por lo que los fabricantes de ordenadores responden con el Extended Industry
Standard Architecture (EISA) y posteriormente con el VESA Local Bus (VLB). De hecho, VLB usa
algunas partes originalmente diseados para MCA debido a que los fabricantes de
componentes ya tienen la habilidad de fabricarlos. Ambos son extensiones compatibles con el
estndar ISA.
Los usuarios de mquinas basadas en ISA tenan que disponer de informacin especial sobre el
hardware que iban a aadir al sistema. Aunque un puado de tarjetas eran esencialmente
Plug-and-play (enchufar y listo), no era lo habitual. Frecuentemente haba que configurar
varias cosas al aadir un nuevo dispositivo, como la IRQ, las direcciones de entrada/salida, o el
canal DMA. MCA haba resuelto esos problemas, y actualmente PCI incorpora muchas de las
ideas que nacieron con MCA (aunque descienden ms directamente de EISA).
Estos problema con la configuracin llevaron a la creacin de ISA PnP, un sistema Plug-and-
play que usa una combinacin de modificaciones al hardware, la BIOS del sistema, y el
software del sistema operativo que automticamente maneja los detalles ms gruesos. En
realidad, ISA PnP acab convirtindose en un dolor de cabeza crnico, y nunca fue bien
soportado excepto al final de la historia de ISA. De ah proviene la extensin de la frase
sarcstica "plug-and-pray" (enchufar y rezar).
Los slots PCI fueron el primer puerto de expansin fsicamente incompatible con ISA que
lograron expulsarla de la placa madre. Al principio, las placas base eran en gran parte ISA,incluyendo algunas ranuras del PCI. Pero a mitad de los 90, los dos tipos de slots estaban
equilibrados, y al poco los ISA pasaron a ser minora en los ordenadores de consumo. Las
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especificaciones PC 97 de Microsoft recomendaban que los slots ISA se retiraran por completo,
aunque la arquitectura del sistema todava requiera de ISA en modo residual para direccionar
las lectoras de disquete, los puertos RS-232, etc. Los slots ISA permanecen por algunos aos
ms y es posible ver placas con un slot Accelerated Graphics Port (AGP) justo al lado de la CPU,
una serie de slots PCI, y uno o dos slots ISA cerca del borde.
Es tambin notable que los slots PCI estn "rotados" en comparacin con los ISA. Los
conectores externos y la circuitera principal de ISA estn dispuestos en el lado izquierdo de la
placa, mientras que los de PCI lo estn en el lado derecho, siempre mirando desde arriba. De
este modo ambos slots podan estar juntos, pudiendo usarse slo uno de ellos, lo que exprima
la placa madre.
El ancho de banda mximo del bus ISA de 16 bits es de 16 Mbyte/segundo. Este ancho de
banda es insuficiente para las necesidades actuales, tales como tarjetas de vdeo de alta
resolucin, por lo que el bus ISA no se emplea en los PC modernos (2004), en los que ha sido
sustituido por el bus PCI.
Slot ISA de 8 bits (arquitectura XT)
La arquitectura XT es una arquitectura de bus de 8 bits usada en los PC con procesadores Intel
8086 y 8088, como los IBM PC e IBM PC XT en los 80. Precede al la arquitectura AT de 16 bits
usada en las mquinas compatibles IBM Personal Computer/AT.
El bus XT tiene cuatro canales DMA, de los que tres estn en los slots de expansin. De esos
tres, dos estn normalmente asignados a funciones de la mquina:
Canal DMA Expansion Funcin estndar
0 No Refresco de laRAMdinmica
1 S Tarjetas de ampliacin
2 S Controladora dedisquetes
3 S Controladora dedisco duro
En 1989, el consorcio PCMCIA (Asociacin Internacional de Tarjetas de Memoria para PC)
desarroll el bus PC Card, (el cual recibe a veces el nombre de dicha entidad), con el fin de
extender a los ordenadores porttiles la conectividad de los equipos perifricos disponibles.
Caractersticas Tcnicas
http://es.wikipedia.org/wiki/Memoria_RAMhttp://es.wikipedia.org/wiki/Memoria_RAMhttp://es.wikipedia.org/wiki/Memoria_RAMhttp://es.wikipedia.org/wiki/Disquetehttp://es.wikipedia.org/wiki/Disquetehttp://es.wikipedia.org/wiki/Disquetehttp://es.wikipedia.org/wiki/Disco_durohttp://es.wikipedia.org/wiki/Disco_durohttp://es.wikipedia.org/wiki/Disco_durohttp://es.wikipedia.org/wiki/Disco_durohttp://es.wikipedia.org/wiki/Disquetehttp://es.wikipedia.org/wiki/Memoria_RAM7/27/2019 Redes Industriales i
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Los equipos perifricos PCMCIA son del tamao de una tarjeta de crdito (54 mm por 85 mm),
y poseen un conector de 68 clavijas.
Existen tres factores de forma que corresponden a tres espesores estndar:
Tipo Ancho (mm) Largo (mm) Espesor (mm)
PC Card Tipo I 54 85 3,3
PC Card Tipo II 54 85 5,0
PC Card Tipo III 54 85 10,5
Las tarjetas Tipo I se utilizan por lo general como tarjetas de expansin de memoria. Las
tarjetas Tipo II estn destinadas por lo general a equipos perifricos de comunicacin (mdem,
tarjeta de red, tarjeta de red inalmbrica) y discos duros pequeos. Las tarjetas Tipo III son
ms gruesas y por lo general se utilizan para equipos perifricos con elementos mecnicos
(discos duros de gran capacidad).
CardBus
El estndar CardBus (a veces denominado PC Card de 32-bits) apareci en el ao 1995,
permitiendo la transferencia de datos a 32 bits a una velocidad de 33 MHz, con una carga de3V (en contraste con los 5,5 de PCMCIA).
UNIDAD II PROTOCOLOS DE COMUNICACIN
2.1 NIVELES DE PROTOCOLOS
Protocolos
Nivel de transporte
Nivel de interred: Direcciones IP - Usuarios y dominios - Sistema de nombres de dominios -
Nmeros de puerto
Nivel de red/enlace
La base de Internet, y razn principal de su xito, son sus protocolos. Dentro de cada nivel se
utilizan distintas normas o protocolos, llegando incluso a depender, dentro de un nivel, la
norma utilizada del servicio a prestar.
Nivel de transporte
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El protocolo de nivel de transporte original era el Network Control Protocol, NCP, diseado
para ARPANET, funcion hasta que el sucesivo crecimiento con otras redes dio lugar a ARPA
Internet y adems provoc que se fuera degradando la fiabilidad extremo a extremo de la red,
forzando la necesidad de un nuevo protocolo para el nivel de transporte, el Protocolo de
Control de transmisin, TCP, diseado especialmente para tolerar subredes no fiables.
Es un protocolo orientado a la conexin queda establecida cuando un nodo determinado
comienza a enviar paquetes a otro nodo. Todos los paquetes entre los dos nodos pasan por la
misma ruta durante todo el tiempo que dura la conexin. Son protocolos orientados a
conexin. Al tener una ruta fija y nica durante el tiempo que dura la conexin si en un
momento dado alguno de los enlaces o enrutadores involucrados en formar el circuito virtual
tiene algn problema, la conexin entre los nodos origen y destino queda rota.
Los servicios como correo electrnico, transferencia de ficheros o acceso remoto, necesitan
que los caracteres que se van tecleando en un extremo vayan llegando al otro extremo
conservando el orden en que se han introducido, o que el fichero que estamos transfiriendo
no pierda o duplique partes del mismo. Necesitamos un protocolo que nos proporcione un
flujo de bytes fiable para los dos sentido de la conexin. Nuestro protocolo es el TCP, que nos
garantiza que los bytes que salen del nodo origen son entregados en el nodo destino en el
mismo orden y sin duplicados es un protocolo orientado a conexin.
Cuando lo que se necesita transmitir es voz o vdeo en tiempo real, es ms importante
transmitir con una alta velocidad que el garantizar que llegan absolutamente todos los
paquetes, con el orden adecuado y sin duplicados. En esta situacin, nuestras necesidades son
mejor satisfechas por el protocolo de nivel de transporte llamado Protocolo de Datagramas de
Usuario, UDP, que se caracteriza por ser un protocolo no orientado a conexin, es decir, puede
que algunos de los paquetes enviados con este protocolo no lleguen nunca, lo hagan varias
veces o lleguen en desorden. Cada paquete lleva suficiente informacin como para alcanzar el
destino, reencaminndose el flujo en el caso de que falle algn nodo o enlace. Entre los
inconvenientes, simplemente recordar que no se est a salvo de prdidas, repeticiones y
desordenes de los paquetes, por lo que los procesos que usen este protocolo pueden tener
una carga adicional de trabajo.
Nivel de interred
A principios de los ochenta se introdujo un nuevo protocolo de nivel de interred, el Protocolo
de Internet, IP. Se trata de un protocolo no orientado a conexin, encargado de las cuestiones
relativas a direccionamiento de los paquetes que le suministra la capa de transporte.
De esta forma, el protocolo que principalmente se identifica con Internet es el Transmission
Control Protocol / Internet Protocol, TCP/IP, si bien la parte fundamental de la estructura, en
la que se basan todas las aplicaciones, es la establecida por la norma IP, encargado de
determinar los procedimientos de direccionamiento y encaminamiento que deben seguir
todas las informaciones transmitidas, independientemente de la red fsica que se utilice para la
conexin.
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Como cada servicio tiene sus propias necesidades, existen diferentes protocolos de niveles
superiores que usan IP. Aunque el protocolo IP establece las normas para que los paquetes
alcancen su destino, lo que no se garantiza es cundo lo van a alcanzar, cuntos o en qu
orden, es decir, ofrece un servicio no orientado a conexin.
Direcciones IP
Entre los conceptos aportados por el protocolo IP estn las denominadas direcciones IP,
encargadas de identificar de manera nica cada mquina o nodo dentro Internet.
Las direcciones Internet son nmeros de 32 bits, es decir, cubre desde 0 a 2^32, aunque en
lugar de usarse un espacio de direcciones plano del tipo: 1,2,3,... se eligi establecer una
estructura en las direcciones, de forma que una direccin IP consta de cuatro nmeros
separados por puntos. Como para la representacin de cada nmero se han destinado ocho
bits, estos pueden ir de 0 a 255, es la denominada notacin numrica con puntos. As, porejemplo, la direccin Internet 195.76.188.1 se corresponde de forma nica con un nodo
dentro de la red, de forma que todo paquete que lleve este destino slo acabar su viaje
felizmente si llega a l.
Se establecieron cinco clases de direcciones IP, denominadas clase A, B, C, D y E. La forma ms
sencilla de diferenciarlas es mirando el primer nmero de la direccin. En la figura podemos
ver las distintas clases, su estructura y rangos. Se detallan los campos dedicados a identificador
de red (redID), identificador de host u ordenador (hostID) e identificador de grupo de
multidifusin (multicasting group ID, en ingls), conjunto de ordenadores al que quiero enviar
algo.
Clase Rango
A 0.0.0.0 a 127.255.255.255
B 128.0.0.0 a 191.255.255.255
C 192.0.0.0 a 223.255.255.255
D 224.0.0.0 a 239.255.255.255
E 240.0.0.0 a 247.255.255.255
Este formato de direccin facilita que se puedan aplicar mscaras que permitan diferenciar
direcciones de nuestra red con direcciones fuera de ese mbito, as como posibles
tratamientos de la misma mediante rpidas comparaciones a nivel de bit. Estamos ante lo que
se denominan subredes (subnet en ingls), establecidas por al administrador de cada red en
concreto, con objeto de facilitar las labores de enrutamiento, disminuyndose el tamao de las
tablas de encaminamiento intermedias.
En ocasiones este valor nos puede ser solicitado en alguna configuracin. Normalmente nos
vendr indicado el valor a introducir, siendo el 255.0.0.0 el ms habitual.
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Usuarios y dominios
Las direcciones IP son tratadas por los diversos nodos que deba atravesar nuestro paquete de
informacin, sin embargo existe un modo alternativo de direccionamiento utilizando el
concepto de dominio como alias de una direccin IP pura. A cada usuario en Internet se leasocia una direccin Internet nica, formada por el identificador de usuario y el identificador
del ordenador o dominio en que se encuentra, separados ambos por el carcter arroba (@).La
sintaxis general de cualquier direccin Internet es: USERID@DOMINIO.
Hay que tener especial cuidado con la distincin entre maysculas y minsculas, dado que se
consideran letras distintas y, por tanto, direcciones distintas, as como con la no presencia de
espacios en blanco dentro de la direccin. Las distintas partes que forman el dominio reciben
el nombre de subdominios. El subdominio ms a la derecha es el de carcter ms general,
denominndose dominio de nivel alto.
Existen dos tipos de dominios de nivel ms alto aunque en algunos pases se ha definido
tambin un subdominio que les permita diferenciar el tipo de organizacin, como por ejemplo
ac para instituciones acadmicas o co para las organizaciones comerciales.
Dominios de organizacin: se basan en el plan de direccionamiento creado antes de que
Internet fuese una red internacional. Contienen definiciones del tipo de organizacin a la que
pertenece el ordenador (educativa, comercial, militar, etc.). Cuando Internet se expandi fue
necesario definir nuevos dominios de nivel alto que cubrieran esta situacin.
DOMINIOS DE TIPO DE ORGANIZACIN
DOMINIO SIGNIFICADO
com Organizacin comercial
Edu Institucin educativa
Gov Institucin gubernamental
Int Organizacin internacional
mil Organizacin militar
Net Organizacin de red
Org Organizacin sin nimo de lucro
Por ejemplo: En la direccin [email protected], el identificador de usuario es ayuda y el
dominio nodo50.org. Su dominio de nivel ms alto, org, nos dice que el servidor pertenece
a una organizacin sin nimo de lucro. Por ltimo, el subdominio que est ms a la izquierda (a
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la derecha de la @), nos dice el nombre concreto del ordenador que utiliza ese usuario,
nodo50.
Dominios geogrficos: dominios de nivel alto que definen la localizacin geogrfica. A
continuacin, algunos ejemplos:
DOMINIOS DE NIVEL ALTO GEOGRFICOS
DOMINIO SIGNIFICADO DOMINIO SIGNIFICADO
aq Antrtida is Islandia
ar Argentina it Italia
at Austria jp Japn
au Australia kr Corea del Sur (Korea)
be Blgica kw Kuwait
bg Bulgaria li Liechtenstein
br Brasil lt Lituania
ca Canad lu Luxemburgo
ch Suiza (Cantones Helvticos) lv Latvia
cu Cuba mx Mjico
cn China my Malasia (Malaysia)
cr Costa Rica ni Holanda (Netherlands)
de Alemania (Deutschland) no Noruega
dk Dinamarca (Denmark) nz Nueva Zelanda
ec Ecuador pl Polonia
ee Estonia pr Puerto Rico
eg Egipto pt Portugal
es Espaa re Reunin
fi Finlandia se Suecia
fr Francia sg Singapur
gb Gran Bretaa si Eslovenia (Slovenia)
gr Grecia th Tailandia (Thailand)
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hk Hong Kong tn Tnez
hr Croacia tw Taiwan
hu Hungra uk Reino Unido (United Kingdom)
ie Repblica de Irlanda us Estados Unidos (United States)
il Israel ve Venezuela
in India za Sudfrica
Sistema de nombres de dominio
Las direcciones que valen son las IP, puesto que cuando utilizamos direcciones de dominio,
necesitamos disponer de un servicio denominado Sistema de Nombre de Dominios (Domain
Name System, DNS), que es un servicio TCP/IP que se encarga de establecer las
correspondencias entre los nombres de dominios y sus correspondientes direcciones IP.
Gracias al servicio de DNS, son equivalentes las direcciones: [email protected] y
Al ser un servicio, para utilizarlo puede que necesitemos indicar a nuestros programas dnde
encontrar al servidor correspondiente, informacin que el proveedor de acceso a Internet.
Normalmente, especialmente para conexiones realizadas por va telefnica, la direccin IP que
se asigna a nuestra mquina es dinmica, es decir, en el proceso de conexin, el servidor de
nuestro proveedor nos asigna una direccin IP temporalmente, vlida durante esa conexin
concreta y que cambiar la prxima vez que nos conectemos. Sin embargo, nuestra direccin
Internet no se ve alterada. El servidor DNS de nuestro proveedor se preocupar de traducir en
cada ocasin la parte de dominio de nuestra direccin Internet a la direccin IP que tengamos
asignada en ese momento.
La asignacin de los nmeros IP no se hace por el capricho de cada usuario, sino que es el
Centro de Informacin de la Red Internet (InterNIC) delegado el encargado de tomar estas
decisiones. En el caso europeo, los registros de Internet (Internet Registry, IR) los lleva el
Centro de Coordinacin de Red (Network Coordination Center, NCC) del RIPE (Reseaux IP
Europens), que, a su vez, ha delegado la responsabilidad a organizaciones nacionales dentro
de cada pas. En el estado espaol, se encarga RedIRIS, actuando como NIC delegado para la
asignacin de direcciones en Espaa (ES-NIC dominio de nivel alto .es).
Estos organismos toman las decisiones relativas a los identificadores de red (redID), mientras
que la parte de la direccin dedicada a los ordenadores o hosts depende del administrador de
cada red, quien tomar igualmente las decisiones relativas a la creacin de subredes.
Para registrar un dominio o un nmero IP, lo habitual es que se encargue de ello el proveedor
de acceso a Internet, aunque siempre existe la posibilidad de rellenar una serie de formularios
necesarios para registrarse. Estos formularios se encuentran disponibles en el nodo
rs.internic.net, en el directorio template. Se puede acceder mediante FTP annimo. Pararealizar la solicitud, si es a nivel europeo, basta con enviarlo relleno a [email protected],
en caso contrario, la direccin es [email protected].
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En el estado espaol, se puede obtener ms informacin o los formularios correspondientes
en la direccin ftp.rediris.es, dentro del directorio /infoiris/ip. Si queremos realizar alguna
consulta, podemos dirigirnos a [email protected] o a [email protected].
Nmeros de puerto
Cmo podemos diferenciar a qu servicio se est refiriendo un cliente que se dirige a una
direccin IP dada?.
La respuesta viene a travs del nmero de puerto (PORT NUMBER). Se trata de un concepto
proviniente del mundo UNIX, nuevamente. Tanto TCP como UDP identifican una aplicacin
mediante un nmero de puerto de 16 bits. As, los servidores, que son aplicaciones, tienen
asignado igualmente un nmero de puerto. Existe un nmero de puerto tpico para cada
servicio, de forma que se dice que una aplicacin servidora est escuchando en el puerto
que se le ha asignado, su puerto tpico normalmente, a la espera de peticiones de clientes.Cuando stas llegan, se atienden, bien de forma secuencial o bien de forma concurrente.
Los nmeros de puerto tpicos son asignados por la Autoridad Internet de Nmeros Asignados
(Assigned Numbers Internet Authority, IANA) y estn entre 1 y 1023. Algunos ejemplos de
puertos son: puerto 21 para FTP o 23 para TELNET.
Las aplicaciones clientes tambin usan nmeros de puerto en nuestra mquina, son
aplicaciones usando TCP tambin, slo que no son puertos especficos sino que slo necesitan
ser nicos mientras los use el cliente, por ello se denominan puertos efmeros. Igualmente, hayprocesos del sistema que usan puertos, denominados puertos reservados.
La forma en que se establece el puerto al que nos dirigimos, caso de no ser el puerto por
defecto, consiste en especificarlo tras la direccin IP, separado por dos puntos, por ejemplo:
195.76.188.2:21. Caso de tener que utilizar algn nmero de puerto en especial este deber
sernos comunicado por el proveedor del servicio.
Para acceder a cada servicio de Internet, necesitamos un programa capaz de interpretar los
estndares de cada servicio de Internet. La evolucin de Internet, junto con el desarrollo del
servicio Web, han provocado que los programas que se usan para acceder a pginas Web, losdenominados navegadores o exploradores, asuman cada vez ms funciones, o lo que es lo
mismo, sean capaces de acceder a ms servicios, de forma que nos permiten realizar
transferencias de ficheros, uso del correo o participacin en grupos de noticias adems de sus
primigenias funciones de presentacin de pginas con hipertexto.
Nivel de red/enlace
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X.25 es un estndar UIT-T para redes de rea amplia de conmutacin de paquetes. Su
protocolo de enlace, LAPB, est basado en el protocolo HDLC (publicado por ISO, y el cual a su
vez es una evolucin del protocolo SDLC de IBM). Establece mecanismos de direccionamiento
entre usuarios, negociacin de caractersticas de comunicacin, tcnicas de recuperacin de
errores. Los servicios pblicos de conmutacin de paquetes admiten numerosos tipos de
estaciones de distintos fabricantes. Por lo tanto, es de la mayor importancia definir la interfazentre el equipo del usuario final y la red.
Introduccin e historia
La norma X.25 es el estndar para redes de paquetes recomendado por CCITT, el cual emiti el
primer borrador en 1974. Este original sera revisado en 1976, en 1978 y en 1980, y de nuevo
en 1984, para dar lugar al texto definitivo publicado en 1985. El documento inicial inclua una
serie de propuestas sugeridas por Datapac, Telenet y Tymnet, tres nuevas redes de
conmutacin de paquetes. La X.25 se define como la interfaz entre equipos terminales de
datos y equipos de terminacin del circuito de datos para terminales que trabajan en modo
paquete sobre redes de datos pblicas. Las redes utilizan la norma X.25 para establecer los
procedimientos mediante los cuales dos ETD que trabajan en modo paquete se comunican a
travs de la red. Este estndar pretende proporcionar procedimientos comunes de
establecimiento de sesin e intercambio de datos entre un ETD y una red de paquetes (ETCD).
Entre estos procedimientos se encuentran funciones como las siguientes: identificacin de
paquetes procedentes de ordenadores y terminales concretos, asentimiento de paquetes,
rechazo de paquetes, recuperacin de errores y control de flujo. Adems, X.25 proporciona
algunas facilidades muy tiles, como por ejemplo en la facturacin a estaciones ETD distintas
de la que genera el trfico. Dentro de la perspectiva de X.25, una red opera en gran parte
como un sistema telefnico. Una red X.25 se asume como si estuviera formada por complejosconmutadores de paquetes que tienen la capacidad necesaria para el enrutamiento de
paquetes. Los anfitriones no estn comunicados de manera directa a los cables de
comunicacin de la red. En lugar de ello, cada anfitrin se comunica con uno de los
conmutadores de paquetes por medio de una lnea de comunicacin serial. En cierto sentido la
comunicacin entre un anfitrin y un conmutador de paquetes X.25 es una red miniatura que
consiste en un enlace serial. El anfitrin puede seguir un complicado procedimiento para
transferir sus paquetes hacia la red. El estndar X.25 no incluye algoritmos de
encaminamiento, pero conviene resaltar que, aunque los interfaces ETD/ETCD de ambos
extremos de la red son independientes uno de otro, X.25 interviene desde un extremo hasta el
otro, ya que el trfico seleccionado se encamina el final. A pesar de ello, el estndar
recomendado es asimtrico ya que slo se define un lado de la interfaz con la red (ETD/ETCD).
X.25 y su relacin con el modelo OSI
OSI ha sido la base para la implementacin de varios protocolos. Entre los protocolos
comnmente asociados con el modelo OSI, el conjunto de protocolos conocido como X.25 es
probablemente el mejor conocido y el ms ampliamente utilizado. X.25 fue establecido como
una recomendacin de la ITU-TS (Telecommunications Section de la International
Telecommunications Union), una organizacin internacional que recomienda estndares para
los servicios telefnicos internacionales. X.25 ha sido adoptado para las redes pblicas dedatos y es especialmente popular en Europa.
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2.3 PROTOCOLO DE LNEA HDCL
HDLC (High-Level Data Link Control, control de enlace sncrono de datos) es un protocolo de
comunicaciones de propsito general punto a punto, que opera a nivel de enlace de datos. Se
basa en ISO 3309 e ISO 4335. Surge como una evolucin del anterior SDLC. Proporciona
recuperacin de errores en caso de prdida de paquetes de datos, fallos de secuencia y otros,
por lo que ofrece una comunicacin confiable entre el transmisor y el receptor.
De este protocolo derivan otros como LAPB, LAPF y PPP.
Caractersticas bsicas del HDLC
HDLC define tres tipos de estaciones, tres configuraciones del enlace y tres modos de
operacin para la transferencia de los datos.
Los tres tipos de estaciones son:
Estacin primaria: se caracteriza porque tiene la responsabilidad de controlar elfuncionamiento del enlace. Las tramas generadas por la primaria se denominan rdenes.
Estacin secundaria: funciona bajo el control de la estacin primaria. Las tramas
generadas por la estacin secundaria se denominan respuestas. La primaria establece un
enlace lgico independiente para cada una de las secundarias presentes en la lnea.
Estacin combinada: es una mezcla entre las caractersticas de las primarias y las
secundarias. Una estacin de este tipo puede generar tanto rdenes como respuestas.
Las tres posibles configuraciones del enlace son:
Configuracin no balanceada: est formada por una estacin primaria y una o ms
secundarias. Permite transmisin full-duplex y semi-duplex.
Configuracin balanceada: consiste en dos estaciones combinadas. Permite
igualmente transmisin full-duplex o semi-duplex.
Configuracin simtrica: dos estaciones fsicas, cada una con una estacin lgica, de
forma que se conectan una primaria de una estacin fsica con la secundaria de la otra
estacin fsica.
Los tres modos de transferencia de datos son:
Modo de respuesta normal (NRM, Normal Response Mode): se utiliza en la
configuracin no balanceada. La estacin primaria puede iniciar la transferencia de datos a la
secundaria, pero la secundaria solo puede transmitir datos usando respuestas a las rdenes
emitidas por la primaria.
Modo balanceado asncrono (ABM, Asynchronous Balanced Mode): se utiliza en la
configuracin balanceada. En este modo cualquier estacin combinada podr iniciar la
transmisin sin necesidad de recibir permiso por parte de la otra estacin combinada.
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Modo de respuesta asncrono (ARM, Asynchronous Response Mode): se utiliza en la
configuracin no balanceada. La estacin secundaria puede iniciar la transmisin sin tener
permiso explicito por parte de la primaria. La estacin primaria sigue teniendo la
responsabilidad del funcionamiento de la lnea, incluyendo la iniciacin, la recuperacin de
errores, y la desconexin lgica.
El NRM suele usarse en lneas con mltiples conexiones y en enlaces punto a punto, mientras
que el ABM es el ms utilizado de los tres modos; debido a que en ABM no se necesitan hacer
sondeos, la utilizacin de los enlaces punto a punto con full-duplex es ms eficiente con este
modo. ARM solo se usa en casos muy particulares.
Estructura
HDLC usa transmisin sncrona. Todos los intercambios se realizan a travs de tramas, HDLC
utiliza un formato nico de tramas que es vlido para todos los posibles intercambios: datos e
informacin de control.
En la Figura se muestra la estructura de una trama HDLC. Al campo de delimitacin, de
direccin y de control, que preceden al campo de informacin se denominan cabecera. La FCS
junto con el otro campo de delimitacin final que est a continuacin del campo de datos de
denomina cola.
Los campos de delimitacin estn localizados en los dos extremos de la trama, y ambos
corresponden a la siguiente combinacin de bits 01111110. Se puede usar un nico
delimitador como final y comienzo de la siguiente trama simultneamente. A ambos lados de
la interfaz entre el usuario y la red, los receptores estarn continuamente intentando detectar
esta secuencia para sincronizarse con el comienzo de la trama. Cuando se recibe una trama, laestacin seguir intentando detectar esa misma secuencia para determinar as el final de la
trama. Como se usa la secuencia 01111110 en la delimitacin de las tramas, es necesario el
uso del procedimiento denominado insercin de bits. Por el cual, el emisor cuando deba enviar
una cadena que contenga una secuencia de cinco bits en 1 insertar inmediatamente despus
del quinto 1 un 0. El receptor, tras la deteccin del delimitador de comienzo, monitorizar la
cadena de bits recibida, de tal manera que cuando aparezca una combinacin de cinco 1
seguidos, el sexto bit se examinar. Si dicho bit es 0, se eliminar sin ms. Si el sexto bit es un 1
y el sptimo es un 0, la combinacin se considera como un delimitador. Si los bits sexto y
sptimo son ambos igual a 1 se interpreta como una indicacin de cierre generada por el
emisor.
Por ejemplo, si se quiere transmitir la siguiente secuencia
01101111011111011111100
HDLC lo modificara de esta manera
0110111101111100111110100
Flag Direccin Control Informacin FCS Flag (comienzo de la trama siguiente)
8 bits 8 bits 8 o 16 bits Longitud variable, 0 o ms bits, mltiplos de 8 16 bits 8 bits
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A su vez en campo control puede tomar las siguientes codificaciones dependiendo del tipo de
trama:
I:Informacin:
1 2-4 5 6-8
0 N(S) P/F N(R)
N(S): Nmero de secuencia enviada. N(R): Nmero de secuencia recibida. P/F: Bit de
Sondeo/Final ("Poll/Final")
S:Supervisin:
1-2 3-4 5 6-8
10 S P/F N(R)
S: bits para las tramas de supervisin.
No numeradas:
1-2 3-4 5 6-8
11 M P/F M
M: Bits para las tramas no numeradas.
Cada dato que se enva, es encapsulado en una trama HDLC, esto aadindole un header y una
cola. El header contiene una direccin HDLC y un campo de control HDLC. La cola contiene uncampo de CRC (ciclic redundancy check).
Cada trama es separada por un delimitador o bandera con valor hexadecimal 7E. Este flag o
bandera se puede utilizar para identificar el inicio de la siguiente trama.
Existen tres tipos de trama (DL_PDU): trama de informacin que transportan los datos del
usuario, de supervisin y de gestin (o no numeradas). El orden de inyeccin de las tramas en
el medio de transmisin es LSB (primero el bit menos significativo).
Las tramas de supervisin se utilizan para el reconocimiento de tramas, control de flujo y
control de errores (siempre que no sea posible hacerlo mediante las tramas de informacin).
Existen cuatro subtramas identificadas por el campo S de campo de control (del tipo de
supervisin):
00 RR (Receive Ready)
01 REJ (Reject)
10 RNR (Receive Not Ready)
11 SREJ (Selective Reject)
Ready to Receive: Reconocimiento Positivo: RR N reconoce las tramas hasta la N-1 e indica
que la prxima trama que espera recibir es la N.
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10001 FRMR
Las rdenes SNRM, SNRME, SARM, SARME, SABM y SABME sirven para activar el modo en que
se comunicarn las estaciones: NRM o modo de respuesta normal, ARM o modo de respuesta
asncrona y ABM o modo asncrono equilibrado, con sus respectivas extensiones (NRME,
SARME y SABME).
La orden RSET sirve para reiniciar la conexin y poner a cero los contadores y ventanas
deslizantes de las tramas. La orden DISC sirve para desconectar la conexin.
Campo de Direccin
El campo de direccin identifica a la estacin secundaria que ha transmitido o que va a recibir
la trama. Este campo no se usa en enlaces punto a punto. El mismo tiene normalmente 8 bits,
puede usarse tambin un formato ampliado en el que la direccin tendr un mltiplo de 7 bits.
El bit menos significativo de cada octeto ser respectivamente 1 o 0, si es o no el ltimo octeto
del campo de direccin. Los 7 bits restantes de cada octeto formarn la direccin propiamente
dicha.
Campo de control
En HDLC se definen tres tipos de tramas, cada una con formato diferente para el campo de
control. Las tramas de informacin (tramas-I) transportan los datos generados por el usuario.
En estas tramas tambin se incluye informacin para el control ARQ de errores y de flujo. Las
tramas de supervisin (tramas-S) proporcionan el mecanismo ARQ cuando la incorporacin de
las confirmaciones en las tramas-I no es factible. Las tramas no numeradas (Tramas- N)proporcionan funciones complementarias para controlar el enlace.
El primer o los dos primeros bits del campo de control se utilizan para identificar el tipo de
trama. El resto de los bits se ubican en subcampos como se indica en la figura. 6. (c) y (d) Todos
los formatos posibles del HDLC contienen el bit sondeo/fin (P/F poll/final). Su utilizacin es
dependiente del contexto. Normalmente en las tramas de rdenes se denomina bit P, y se fija
a 1 para solicitar (sondear) una respuesta a la entidad HDLC par. En las tramas de respuesta, el
bit se denomina F, y se fija a un valor 1 para identificar a la trama tipo respuesta devuelta tras
la recepcin de una orden.
Campo de informacin
El campo de informacin solo est presente en las tramas- I y en algunas tramas N. Este campo
puede contener cualquier secuencia de bits, con la nica restriccin que el nmero de bits sea
igual a un mltiplo entero de 8. La longitud de este campo es variable y siempre ser menor
que un valor mximo predefinido.
Campo para la secuencia de comprobacin de la trama
La secuencia de comprobacin de la trama (FCS, Frame Check Sequence) es un cdigo para la
deteccin de errores calculado a partir de los bits de la trama excluyendo los delimitadores.
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El modelo en s mismo no puede ser considerado una arquitectura, ya que no especifica el
protocolo que debe ser usado en cada capa, sino que suele hablarse de modelo de referencia.
Este modelo est dividido en siete capas:
Capa Fsica (Capa 1)
La Capa Fsica del modelo de referencia OSI es la que se encarga de las conexiones fsicas de lacomputadora hacia la red, tanto en lo que se refiere al medio fsico (medios guiados: cable
coaxial, cable de par trenzado, fibra ptica y otros tipos de cables; medios no guiados: radio,
infrarrojos, microondas, lser y otras redes inalmbricas); caractersticas del medio (p.e. tipo
de cable o calidad del mismo; tipo de conectores normalizados o en su caso tipo de antena;
etc.) y la forma en la que se transmite la informacin (codificacin de seal, niveles de
tensin/intensidad de corriente elctrica, modulacin, tasa binaria, etc.)
Es la encargada de transmitir los bits de informacin a travs del medio utilizado para la
transmisin. Se ocupa de las propiedades fsicas y caractersticas elctricas de los diversos
componentes; de la velocidad de transmisin, si sta es uni o bidireccional (smplex, dplex o
full-dplex). Tambin de aspectos mecnicos de las conexiones y terminales, incluyendo la
interpretacin de las seales elctricas/electromagnticas.
Se encarga de transformar una trama de datos proveniente del nivel de enlace en una seal
adecuada al medio fsico utilizado en la transmisin. Estos impulsos pueden ser elctricos
(transmisin por cable) o electromagnticos (transmisin sin cables). Estos ltimos,
dependiendo de la frecuencia / longitud de onda de la seal pueden ser pticos, de micro-
ondas o de radio. Cuando acta en modo recepcin el trabajo es inverso; se encarga de
transformar la seal transmitida en tramas de datos binarios que sern entregados al nivel de
enlace.
Sus principales funciones se pueden resumir como:
Definir el medio o medios fsicos por los que va a viajar la comunicacin: cable de pares
trenzados (o no, como en RS232/EIA232), coaxial, guas de onda, aire, fibra ptica.
Definir las caractersticas materiales (componentes y conectores mecnicos) y
elctricas (niveles de tensin) que se van a usar en la transmisin de los datos por los medios
fsicos.
Definir las caractersticas funcionales de la interfaz (establecimiento, mantenimiento y
liberacin del enlace fsico).
Transmitir el flujo de bits a travs del medio.
Manejar las seales elctricas/electromagnticas
Especificar cables, conectores y componentes de interfaz con el medio de transmisin,
polos en un enchufe, etc.
Garantizar la conexin (aunque no la fiabilidad de sta).
Codificacin de la seal
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El nivel fsico recibe una trama binaria que debe convertir a una seal elctrica,
electromagntica u otra dependiendo del medio, de tal forma que a pesar de la degradacin
que pueda sufrir en el medio de transmisin vuelva a ser interpretable correctamente en el
receptor.
En el caso ms sencillo el medio es directamente digital, como en el caso de las fibras pticas,
dado que por ellas se transmiten pulsos de luz.
Cuando el medio no es digital hay que codificar la seal, en los casos ms sencillos la
codificacin puede ser por pulsos de tensin (PCM o Pulse Code Modulation) (por ejemplo 5 V
para los "unos" y 0 V para los "ceros"), es lo que se llama codificacin unipolar RZ. Otros
medios se codifican mediante presencia o ausencia de corriente. En general estas
codificaciones son muy simples y no usan bien la capacidad de medio. Cuando se quiere sacar
ms partido al medio se usan tcnicas de modulacin ms complejas, y suelen ser muy
dependientes de las caractersticas del medio concreto.
En los casos ms complejos, como suelen ser las comunicaciones inalmbricas, se pueden dar
modulaciones muy sofisticadas, este es el caso de los estndares Wi-Fi, en el que se utiliza
codificacin OFDM.
Topologa y medios compartidos
Indirectamente, el tipo de conexin que se haga en la capa fsica puede influir en el diseo de
la capa de Enlace. Atendiendo al nmero de equipos que comparten un medio hay dos
posibilidades:
Conexiones punto a punto: que se establecen entre dos equipos y que no admiten ser
compartidas por terceros
Conexiones multipunto: en la que ms de dos equipos pueden usar el medio.
As por ejemplo la fibra ptica no permite fcilmente conexiones multipunto (sin embargo,
vase FDDI) y por el contrario las conexiones inalmbricas son inherentemente multipunto (sin
embargo, vanse los enlaces infrarrojos). Hay topologas por ejemplo la topologa de anillo,
que permiten conectar muchas mquinas a partir de una serie de conexiones punto a punto
(Directa entre dos maquinas).
Equipos adicionales
A la hora de disear una red hay equipos adicionales que pueden funcionar a nivel fsico, se
trata de los repetidores, en esencia se trata de equipos que amplifican la seal, pudiendo
tambin regenerarla. En las redes Ethernet con la opcin de cableado de par trenzado (la ms
comn hoy por hoy) se emplean unos equipos de interconexin llamados concentradores
(repetidores en las redes 10Base-2) ms conocidos por su nombre en ingls (hubs) que
convierten una topologa fsica en estrella en un bus lgico y que actan exclusivamente a nivel
fsico, a diferencia de los conmutadores (switches) que actan a nivel de enlace.
Capa de enlace de datos (Capa 2)
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Si un ordenador (host A) desea enviar datos a otro (host B), en primer trmino los datos deben
empaquetarse a travs de un proceso denominado encapsulamiento, es decir, a medida que
los datos se desplazan a travs de las capas del modelo OSI, reciben encabezados, informacin
final y otros tipos de informacin.
N-PDU (Unidad de datos de protocolo)
Es la informacin intercambiada entre entidades pares, es decir, dos entidades pertenecientes
a la misma capa pero en dos sistemas diferentes, utilizando una conexin (N-1).
Est compuesta por:
N-SDU (Unidad de datos del servicio)
Son los datos que se necesitan las entidades (N)) para realizar funciones del servicio pedido
por la entidad (N+1).
N-PCI (Informacin de control del protocolo)
Informacin intercambiada entre entidades (N) utilizando una conexin (N-1) para coordinar
su operacin conjunta.
N-IDU (Unidad de datos de interfase)
Es la informacin transferida entre dos niveles adyacentes, es decir, dos capas contiguas.
Est compuesta por:
N-ICI (Informacin de control del interface)
Informacin intercambiada entre una entidad (N+1) y una entidad (N) para coordinar su
operacin conjunta.
Datos de Interface-(N)
Informacin transferida entre una entidad-(N+1) y una entidad-(N) y que normalmente
coincide con la (N+1)-PDU.
Transmisin de los datos
Transferencia de informacin en el modelo OSI.
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La capa de aplicacin recibe el mensaje del usuario y le aade una cabecera constituyendo as
la PDU de la capa de aplicacin. La PDU se transfiere a la capa de aplicacin del nodo destino,
este elimina la cabecera y entrega el mensaje al usuario.
Para ello ha sido necesario todo este proceso:
1. Ahora hay que entregar la PDU a la capa de presentacin para ello hay que aadirla lacorrespondiente cabecera ICI y transformarla as en una IDU, la cual se transmite a dicha capa.
2. La capa de presentacin recibe la IDU, le quita la cabecera y extrae la informacin, es
decir, la SDU, a esta le aade su propia cabecera (PCI) constituyendo as la PDU de la capa de
presentacin.
3. Esta PDU es transferida a su vez a la capa de sesin mediante el mismo proceso,
repitindose as para todas las capas.
4. Al llegar al nivel fsico se envan los datos que son recibidos por la capa fsica del
receptor.
5. Cada capa del receptor se ocupa de extraer la cabecera, que anteriormente haba
aadido su capa homloga, interpretarla y entregar la PDU a la capa superior.
6. Finalmente llegar a la capa de aplicacin la cual entregar el mensaje al usuario.
Formato de los datos
Estos datos reciben una serie de nombres y formatos especficos en funcin de la capa en la
que se encuentren, debido a como se describi anteriormente la adhesin de una serie de
encabezados e informacin final. Los formatos de informacin son los que muestra el grfico:
APDU Unidad de datos en la capa de aplicacin (Capa 7).
PPDU Unidad de datos en la capa de presentacin (Capa 6).
SPDU Unidad de datos en la capa de sesin (Capa 5).
TPDU (Segmento o datagrama) Unidad de datos en la capa de transporte (Capa 4).
Paquete Unidad de datos en el nivel de red (Capa 3).
Trama Unidad de datos en la capa de enlace (Capa 2).
Bits Unidad de datos en la capa fsica (Capa 1).
Operaciones sobre los datos
En determinadas situaciones es necesario realizar una serie de operaciones sobre las PDU para
facilitar su transporte, debido a que son demasiado grandes o bien porque son demasiado
pequeas y estaramos desaprovechando la capacidad del enlace.
Segmentacin y reensamblaje
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Hace corresponder a una (N)-SDU sobre varias (N)-PDU.
El reensamblaje hace corresponder a varias (N)-PDUs en una (N)-SDU.
Bloqueo y desbloqueo
El bloqueo hace corresponder varias (N)-SDUs en una (N)-PDU.
El desbloqueo identifica varias (N)-SDUs que estn contenidas en una (N)-PDU.
Concatenacin y separacin
La concatenacin es una funcin-(N) que realiza el nivel-(N) y que hace corresponder varias
(N)-PDUs en una sola (N-1)-SDU.
La separacin identifica varias (N)-PDUs que estn contenidas en una sola (N-1)-SDU.
2.5 TCP/IP
Se han desarrollado diferentes familias de protocolos para comunicacin por red de datos para
los sistemas UNIX. El ms ampliamente utilizado es el Internet Protocol Suite, comnmente
conocido como TCP / IP.
Es un protocolo DARPA que proporciona transmisin fiable de paquetes de datos sobre redes.
El nombre TCP / IP Proviene de dos protocolos importantes de la familia, el Transmission
Contorl Protocol (TCP) y el Internet Protocol (IP). Todos juntos llegan a ser ms de 100
protocolos diferentes definidos en este conjunto.
El TCP / IP es la base del Internet que sirve para enlazar computadoras que utilizan diferentes
sistemas operativos, incluyendo PC, minicomputadoras y computadoras centrales sobre redes
de rea local y rea extensa. TCP / IP fue desarrollado y demostrado por primera vez en 1972
por el departamento de defensa de los Estados Unidos, ejecutndolo en el ARPANET una red
de rea extensa del departamento de defensa.
Las capas co