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7/26/2019 Tema 1 redes locales
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CARACTERSTICAS GENERALES DE LAS
REDES LOCALES
A lo largo de la historia la comunicacin ha representado un elemento esencial para la vida.De hecho, la comunicacin es casi tan importante para nosotros como el aire, el agua, los
alimentos y un lugar para vivir.
Los mtodos que utilizamos para compartir ideas e informacin estn en constante cambio y
evolucin. Mientras la red humana estuvo limitada a conversaciones cara a cara, el avance de
los medios ha ampliado el alcance de nuestras comunicaciones. Desde la prensa escrita hasta
la televisin, cada nuevo desarrollo ha mejorado la comunicacin.
Al igual que con cada avance en la tecnologa de comunicacin, la creacin e interconexin
deredesde datos slidas tiene un profundo efecto.
Las primeras redes de datos estaban limitadas a intercambiar informacin basada en simples
secuencias decaracteresentre sistemas informticos conectados. Las redes actuales
evolucionaron para agregarle voz, flujos de video, texto y grficos, a los diferentes tipos de
dispositivos. Las formas de comunicacin anteriormente individuales y diferentes se unieron en
una plataforma comn. Esta plataforma proporciona acceso a una amplia variedad de mtodos
de comunicacin alternativos y nuevos que permiten a las personas interactuar directamente
con otras en forma casi instantnea.
La naturaleza inmediata de las comunicaciones enInternetalienta la formacin de
comunidades globales. Estas comunidades motivan la interaccin social que depende de laubicacin o el huso horario.
Es increble la rapidez con la que Internet lleg a ser una parte integral de nuestra rutina diaria.
La compleja interconexin de dispositivos y medios electrnicos que abarca la red es evidente
para los millones de usuarios que hacen de sta una parte personal y valiosa de sus vidas.
Las redes de datos que fueron alguna vez el transporte de informacin entre negocios se
replanificaron para mejorar la calidad de vida de todas las personas. En el transcurso del da,
los recursos disponibles en Internet pueden ayudarlo a:
decidir cmo vestirse consultando en lnea las condiciones actuales del clima,
buscar el camino menos congestionado hacia su destino observando vdeos de
cmaras Web que muestran el clima y el trfico,
consultar su estado de cuenta bancario y pagar electrnicamente las boletas,
recibir y enviar correo electrnico o realizar una llamada telefnica a travs de Internet
durante el almuerzo en un bar con Internet,
obtener informacin sobre la salud y consejos sobre nutricin de parte de expertos detodo el mundo y compartir en un foro esa informacin o tratamientos,
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descargar nuevas recetas y tcnicas de cocina para crear cenas fabulosas, o enviar y
compartir sus fotografas, vdeos caseros y experiencias con amigos o con el mundo.
Algunos ejemplos de las herramientas de comunicacin mas populares son el correo
electrnico, mensajera instantnea, redes sociales, foros,blogs, wikis,podcastings,
herramientas de colaboracin,streamingsaudio/video.
El proceso de comunicacin
Las tecnologas de la informacin y la comunicacin (TIC) y en concreto la teleinformtica viven
actualmente su mayor auge . La sociedad no puede avanzar sin informacin y la teleinformtica
trata del modo de acceso a la misma.
Podemos definir la teleinformtica como la tcnica que trata la COMUNICACIN remota (a
distancia) entre sistemas informticos. Debe ocuparse de los siguientes aspectos:
Interconectabilidad fsica (forma del conector, tipo de seal, parmetro elctricos)
Especificaciones lgicas: protocolos de comunicacin, deteccin y correccin de
errores, compatibilidad de distintas redes etc.
La base de cualquiercomunicacines la transmisin de una seal. No debemos confundir la
comunicacin con la transmisin sobre la que se basa.
La transmisin es el proceso telemtico por el que se transporta seales de un lugar a otro.
Ejemplos de transmisin seran una comunicacin telefnica, la radiacin solar, la televisin, laradio, etc.
Las seales son entidades de naturaleza diversa principalmente electromagnticas y
mecnicas: luminosa, elctrica y magntica capaces de transportar informacin. Representa lo
transmitido.
En todo proceso de comunicacin hay necesariamente transmisin de seales, pero lo
contrario no es cierto: no siempre que existe transmisin de seales se opera una
comunicacin. Pongamos como ejemplo la radiacin estelar que constantemente llega a la
tierra. Las seales luminosas que nos llegan de las estrellas se transmiten a travs del espaciointerestelar y, sin embargo, no nos sentimos en absoluto participantes en comunicacin alguna.
Por tanto podemos concretar la comunicacin como el proceso telemtico por el que se
transporta INFORMACIN, viajando sobre una SEAL que se transmite. El emisor y receptor
se ponen de acuerdo en una serie de normas por las que se entienden. Como ejemplo
podemos considerar la comunicacin telefnica de voz. La comunicacin se produce por que el
emisor y el receptor se ponen de acuerdo en una serie de normas por las que se entienden. Si
se diera el caso, por ejemplo, de que los interlocutores no compartieran el mismo idioma,
seguira habiendo transmisin de seales, pero no existira comunicacin de informacin: los
interlocutores no se entenderan.
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La transmisin se refiere al transporte de la seales fsicas necesarias para que se produzca un
fenmeno telemtico, mientras que la comunicacin se refiera mas bien al transporte de la
informacin, de los datos que significan algo concreto tanto en el emisor como el receptor.
Podemos afirmar, por tanto, que la seal es a la transmisin lo que la informacin es a la
comunicacin.
Modelo de las comunicaciones
Para que se produzca una comunicacin deben intervenir una serie de elementos que tienen
como objetivo el intercambiar informacin entre dos entidades. Comenzaremos nuestro estudio
considerando el modelo sencillo de sistema de comunicacin mostrado en la siguiente figura en
la que se propone un diagrama de bloques.
Sus elementos claves son:
Fuente u origen: Dispositivo que genera los datos a transmitir. Se le denomina
terminal o Equipo terminal de datos (ETD o DTE). En informtica se suele emplear el
trmino Terminal. Como ejemplo de terminales pueden ser los seres humanos,
ordenadores, cajeros, etc.
Transmisor o codificador: Transforma ycodificala informacin, susceptible de sertransmitida a travs de un sistema de comunicacin. Como ejemplo el mdem,
telfono, antena.
Sistema de transmisin: Constituye elcanal. Elemento que se encarga del transporte
de la seal sobre la que viaja la informacin que intercambian emisor y receptor Puede
ser una sencilla lnea de transmisin hasta una compleja red que conecte a la fuente
con el destino. Por ejemplo la atmsfera, cables, etc.
Receptor o decodificador: Acepta la seal proveniente de la lnea de transmisin y la
transforma de manera que pueda ser manejada por el dispositivo de destino. Los
ejemplos son similares al transmisor.
Destino o destinatario: Toma los datos del receptor. Los ejemplos son similares al
transmisor.
Como ejemplo en la siguiente figura muestra un ejemplo particular de comunicacin entre dos
personas a travs de una red telefnica pblica.
Otro posible ejemplo consiste en el intercambio de informacin entre dos ordenadores a travs
de la misma red anterior.
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Aunque el modelo presentado pueda aparecer aparentemente sencillo, en realidad implica una
gran complejidad. Para hacerse una idea de la magnitud de ella, a continuacin mostramos
algunas de las tareas claves que se debe realizar en un sistema de comunicaciones para que la
fuente y el destino se pueda comunicar:
1.-Utilizacin de los sistemas de comunicaciones. Uso eficaz de los recursos usados en eltransmisin los cules se suelen compartir entre una serie de dispositivos de comunicacin.
2.-Implementacin de la interfaz de comunicacin.Elemento a travs del cul
undispositivopuede transmitir informacin.
3.-Generacin de la seala transmitir
4.-Sincronizacin del receptor y el emisor.El receptor debe ser capaz de determinar cuando
comienza y cuando acaba la seal transmitida. Adems deber saber cunto dura la seal
transmitida.
5.-Gestin de intercambio. Si se necesita intercambiar datos durante un largo tiempo, ambas
partes deben cooperar. Por ejemplo se deber determinar si ambas entidades pueden transmitir
simultneamente o por turnos, se deber decidir la cantidad y el formato de los datos que se
transmiten cada vez y se debe especificar qu hacer en caso de que se den ciertas
contingencias como por ejemplo la deteccin de un error. Tambin hay que evitar que la fuente
sature al destino transmitiendo datos ms rpidamente de lo que el receptor pueda procesar y
absorber, por lo que se necesita una serie de procedimientos de control de flujo.
8.-Direccionamiento y encaminamiento. Cuando cierto recurso (por ejemplo medio de
transmisin) se comparte por ms de dos dispositivos el sistema fuente deber de alguna
manera garantizar que los datos lleguen al destino adecuado. Incluso el sistema de transmisin
puede ser una red en la que exista la posibilidad de mas de un camino para alcanzar el destino;
en este caso se necesitar, por tanto, la eleccin de una entre las posible rutas.
9.-Recuperacin. Es un concepto distinto a la de correccin de errores. En ciertas situaciones
en la que el intercambio de informacin, por ejemplo una operacin bancaria, se vea
interrumpida por algn fallo, se necesitar un mecanismo de recuperacin. El objetivo ser
pues, o bien ser capaz de continuar transmitiendo desde donde se produjo la interrupcin o al
menos recuperar el estado donde se encontraban los sistemas involucrados antes de comenzar
la recuperacin.
10.-Formato de mensajes. Est relacionado con el acuerdo que debe existir entre las dos
partes respecto al formato de los datos intercambiados, por ejemplo el cdigo binario utilizado
para represental los caracteres.
Adems, frecuentemente es necesario dotar al sistema de algunas medidas deseguridad. El
emisor debe asegurarse de que slo el destino deseado reciba los datos. Igualmente, el
receptor querr estar seguro de que los datos recibidos no se han alterado en la transmisin y
que dichos datos proceden realmente del supuesto emisor.
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Por ltimo, todo el sistema de comunicacin es lo suficientemente complejo como para ser
diseado y utilizado sin ms, es decir, se necesita la habilidad de un gestor de red que
configure el sistema, monitorice el estado, reaccione ante fallos y sobrecargas, y planifique con
aciertos los crecimientos futuros.
Las redes de ordenadores
Las empresas necesitaban una solucin que resolviera con xito las tres preguntas siguientes:
Cmo evitar la duplicacin de equipos informticos y de otros recursos de forma
innecesaria?
Cmo comunicarse con eficiencia?
Cmo configurar y administrar un conjunto de equipos informticos?
Las empresas se dieron cuenta de que podran ahorrar mucho dinero y aumentar la
productividad con la tecnologa de red. Empezaron agregando redes y expandiendo las redes
existentes casi tan rpidamente como se produca la introduccin de nuevas tecnologas y
productos de red. Como resultado, a principios de los 80, se produjo una tremenda expansin
de las redes.
Una red de datos es un conjunto de dos o mas equipos (ordenadores, impresoras, y
dispositivos perifricos y de interconexin) conectados entre s por medio de cables, seales,
ondas o cualquier otro mtodo de transporte de datos, que comparten informacin (archivos),recursos (CD-ROM, impresoras, etc.), servicios (acceso a internet, e-mail, chat, juegos),
incrementando la eficiencia y productividad de las personas.
Por qu razn se han desarrollada las redes?
1.- Redes en el mundo empresarial:
Compartir recursos (ordenadores, impresoras, conexin a internet, programas, datos,..)
de forma que estn disponibles para cualquiera en la red sin importar la localizacin
fsica de los usuarios y de los recursos.
Mejorar la seguridad al contar con fuentes alternativas de recursos.
Ahorro de dinero al no tener que duplicar recursos al estar disponible a travs de la red.
Escalabilidad, es decir la capacidad para incrementar su rendimiento de la red
gradualmente cuando la carga de trabajo crece aadiendo o mejorando los recursos.
Medio de comunicacin de los empleados que se encuentran distantes.
2.- Redes para la gente:
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Todas las motivaciones arriba citadas para construir redes de ordenadores son de naturaleza
econmica y tecnolgica. En los aos 90 las redes empezaron a prestar servicios que se
extendieron a particulares. Tres son las grandes razones de esta evolucin:
Acceso a informacin remota. Por ejemplo plataformas de formacin on-line, WWW
(World Wide Web) o navegacin web, blogs, informacin multimedia, prensa,exploracin de lugares de forma interactiva, FTP (protocolo de transferencia de
ficheros), redes P2P (emule),
Comunicacin persona a persona. Por ejemplo hablar por telfono o videoconferencias,
mensajera instantnea, correo electrnico, redes sociales, foros, planificacin y
colaboracin en proyectos comunes,
Entretenimiento interactivo. Por ejemplo juegos en lnea o competir con los amigos en
general.
Clasificaciones de las redes
Para facilitar su estudio, la mayora de las redes de datos se han clasificado atendiendo a
distintos criterios como son la distancia, la tecnologa, la ubicacin de los recursos y/o servicios,
etc. Vamos a estudiar las siguientes clasificaciones:
1. Clasificacin de las redes atendiendo a la Titularidad de la red
2. Clasificacin de las redes atendiendo a latopologa
3. Clasificacin de las redes atendiendo a la transferencia de la informacin
4. Clasificacin de las redes atendiendo a la localizacin geogrfica
5. Clasificacin de las redes atendiendo a la tecnologa
6. Clasificacin de las redes atendiendo a la relacin funcional
Clasificacin de las redes atendiendo a la
titularidad de la red
Esta clasificacin atiende a la propiedad de la red: redes privadas dedicadas y redes
compartidas.
Redes dedicadas o privadas: Tienen un propietario no pblico. Todo su recorrido es
propiedad del poseedor de la red. Tambin puede ocurrir que determinadas redes sean
alquiladas a compaas de comunicaciones (pblicas o privadas) para su uso
exclusivo.
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Redes compartidas o pblicas: Son redes de titularidad pblica. Normalmente en
poder de compaas telefnicas (movistar) o de cable (ono). Las lneas de
comunicacin soportan informacin de diferentes usuarios. Se trata en todo caso de
redes de servicio pblico ofertadas por compaas de telecomunicaciones bajo cuotas
de alquiler en funcin de la utilizacin realizada. Pertenece a este grupo la redes
telefnicas conmutadas y las redes especiales para transmisin de datos (Telefnica,ONO, GSM, 3G).
Clasificacin de las redes atendiendo a la
topologa
Esta clasificacin tiene en cuenta la arquitectura de la red, es decir, la forma en la que se
interconectan los diferentes equipos informticos o usuarios a ella:
Malla: Es una interconexin total de todos los nodos, con la ventaja de que, si una rutafalla, se puede seleccionar otra alternativa. Este tipo de red es ms costoso de construir
ya que hace falta ms cable.
Estrella: Los equipos se conectarn a un nodo central con funciones de distribucin,
conmutacin y control. Si el nodo central falla, quedar inutilizada toda la red; si es un
nodo de los extremos, slo ste quedar aislado. Normalmente, el nodo central no
funciona como estacin sino que mas bien suele tratarse de dispositivos especficos.
Bus: Utiliza un nico cable para conectar los equipos. Esta configuracin es la que
requiere menos cableado, pero tiene el inconveniente de que si, si falla algn enlace,todos los nodos quedan aislados.
rbol: Es una forma de conectar nodos como una estructura jerarquizada. Esta
topologa es la menos utilizada, y se prefiere la topologa irregular, ya que el fallo de un
nodo o enlace deja a conjunto de nodos incomunicados entre s.
Anillo: Todos los nodos estn conectados a una nica va con sus dos extremos
unidos. Al igual que ocurre con la topologa en bus, si falla algn enlace, la red deja de
funcionar completamente.
Irregular: Cada nodo debe estar conectado, como mnimo, por un enlace, pero no
existen ms restricciones. Esta topologa es la ms utilizada en redes que ocupan
zonas geogrficas amplias.
Clasificacin de las redes atendiendo a la
transferencia de la informacin
Esta clasificacin tiene en cuenta la tcnica empleada para transferir la informacin desde el
origen al destino. Por lo tanto, tambin depende de la topologa de la red y, si se ha separado
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de la clasificacin anterior, ha sido porque existen diferentes topologas que comparten el
mismo mtodo de transmisin.
Redes conmutadas (punto a punto): En este tipo de redes, un equipo origen (emisor)
selecciona un equipo con el que quiere conectarse (receptor) y la red es la encargada de
habilitar una va de conexin entre los dos equipos. Normalmente pueden seleccionarse varioscaminos candidatos para esta va de comunicacin que puede o no dedicarse exclusivamente a
la misma. Existen tres mtodos para la transmisin de la informacin y la habilitacin de la
conexin:
Conmutacin de circuitos: Se establece un camino dedicado. La ruta que sigue la
informacin se establece durante todo el proceso de conexin, aunque existan tramos
de esta ruta que se compartan con otras rutas diferentes. Una vez finalizada la
comunicacin, es necesario liberar la conexin.
Conmutacin de paquetes: En este caso, el mensaje a enviar se divide enfragmentos, cada uno de los cules es enviado a la red y circula por sta hasta quellega a su destino. Cada fragmento denominado paquete, contiene parte de la
informacin a transmitir, informacin de control adems de los nmeros o direcciones
que identifican el origen y el destino.
Conmutacin de mensajes: La informacin que enva el emisor se aloja en un nico
mensaje con la direccin de destino y se enva al siguiente nodo. ste almacena la
informacin hasta que hay un camino libre, dando lugar a su vez al envo al siguiente
nodo hasta que finalmente llegue al destino.
Redes de difusin (multipunto o broadcast): En este caso un equipo o nodo enva la
informacin a todos los equipos y es el destinatario el encargado de seleccionar y captar esa
informacin. La red debe tener una topologa en bus o anillo o debe estar basada en enlaces
por ondas de radio.
Clasificacin de las redes atendiendo al tamao
La localizacin geogrfica de la red es un factor a tener en cuenta a la hora de disearla ymontarla. No es lo mismo montar una red para un aula de informtica que interconectar las
oficinas de dos sucursales que la misma empresa tiene instalada en diferentes pases. Sin
embargo, esta clasificacin resulta confusa o arbitraria, ya que se basa en criterios vagamentes
definidos.
Subred o segmento de red: Un segmento de red est formado por un conjunto de
ordenadores u estaciones de trabajo que comparten el mismo medio de transmisin
(normalmente conectados con el mismo cable). El segmento est limitado en espacio al
departamento de una empresa, un aula de informtica etc. Se considera el segmento como la
red de comunicacin ms pequea, y todas las redes de mayor tamao estn constituidas por
la unin de varios segmentos de red.
GW Simulations.CC 2.0.Procedencia
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/47/BusNetwork.svghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/47/BusNetwork.svg7/26/2019 Tema 1 redes locales
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Red de rea local o Local Area Network (LAN): Una red de rea local es un sistema que
permite la interconexin de equipos informticos que estn prximos fsicamente. Entendemos
por prximo todo lo que no sea cruzar una va pblica: una habitacin, un edificio, un campus
universitario, etc.
En el momento en que una red debe cruzar una calle, o una va pblica en general, es precisoque una compaa de telecomunicaciones establezca la comunicacin, puesto que son las
nicas autorizadas para pasar lneas por zonas pblicas.
Otra definicin ms precisa de red de rea local, prescinde de la distancia entre las estaciones
y especifica que su carcter distintivo reside en que los mecanismos de enlace entre estaciones
deben estar completamente bajo el control de la persona o entidad que establece dicha red.
Por lo tanto, podemos considerar el trmino red local como un trmino vago que se refiere a
uno o varios segmentos de red conectados mediante dispositivos especiales. Generalmente se
encuentran en su totalidad dentro del mismo edificio o grupo de edificios. Van desde unospocos metros a unos pocos kilmetros.
Las redes locales supusieron una solucin al crecimiento de soluciones de redes totalmente
incompatibles planteadas por distintos fabricantes. Las tecnologas que implementan
permitieron conectar de forma eficiente equipos informticos tales como las estaciones de
trabajo, dispositivos perifricos, terminales y otros dispositivos ubicados dentro de un mismo
edificio.
Sus principales caractersticas son:
Tamao: Restringidas a un edificio, planta edificio, campus. De 10m a 1Km.
Topologa: Bus, estrella y anillo.
Tasa de transferencia:Relativamente elevada (de 10Mbps a 10Gbps)
Tecnologa: Medio de transmisin como el par trenzado y fibra ptica. Incluso medios
inalmbricos en forma de ondas de radio. El medio suele ser compartido aunque
ltimamente se emplean tcnicas de conmutacin con los medios cableados para
mejorar su rendimiento
Tasa de errores: Fiables, muy seguras, pocos errores.
Privacidad: Toda la red pertenece a la misma organizacin
Aplicaciones: Las mismas que las redes en general
LasLANsmas conocidas y extendidas son la Ethernet, Token Ring , LAN inalmbrica, etc.
Red de Campus: Se extiende entre varios edificios dentro de un mismo polgono industrial que
se conectan generalmente a un tendido de cable principal. Normalmente, la empresa es
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propietaria del terreno por el que se extiende el cable y tiene libertad para poner cuantos cables
sean necesarios sin tener que solicitar permisos especiales.
Red de rea metropolitana o Metropolitan Area Network (MAN): Generalmente est
confinada dentro de una misma ciudad y se haya sujeta a regulaciones locales. Puede constar
de varios recursos pblicos o privados, como el sistema de telefona local, sistemas demicroondas locales o cables enterrados de fibra ptica (redes de cable). Una empresa local
construye y mantiene la red, y la pone a disposicin del pblico. Puede conectar sus redes a la
MAN y utilizarla para transferir informacin entre redes de otras ubicaciones de la empresa
dentro del rea metropolitana.
Las MAN mas conocidas son la FDDI, ATM, Wimax (Inalmbrica)
Red de rea extensa o Wide Area Network (WAN):A medida que el uso de los ordenadores
en las empresas aumentaba, pronto result obvio que incluso las redes locales (LAN) no eran
suficientes. En un sistema LAN, cada departamento o empresa, era una especie de islaelectrnica.
Lo que se necesitaba era una forma de que la informacin se pudiera transferir rpidamente y
con eficiencia, no solamente dentro de una misma empresa sino de una empresa a otra.
Entonces, la solucin fue la creacin de redes de rea metropolitana (MAN) y redes de rea
amplia (WAN). Como las WAN podan conectar redes de usuarios dentro de reas geogrficas
extensas, permitieron que las empresas se comunicaran entre s a travs de grandes distancias
Una red de rea extendida (WAN) abarca varias ciudades, regiones o pases. Los enlaces WAN
son ofrecidos generalmente por empresas de telecomunicaciones pblicas o privadas que
utilizan enlaces de fibra ptica, microondas o va satlite. Actualmente, el mtodo empleadopara conectar una WAN utiliza lneas telefnicas estndar o lneas telefnicas modificadas para
ofrecer un servicio ms rpido.
Las WAN mas conocidas son ofrecidas por las compaas telefnicas (Telefnica,..), redes de
cable (ONO, ), Redes de telefona Mvil (Movistar, Vodafone, Orange, ), Enlaces va satlite,
etc.
Tambin podramos aadir a nuestra clasificacin otros tipos de redes como son los siguientes:
Red de rea personal o Personal Area Network (PAN):Incluye el entono de usuario (PC;PDA, Pocket PC, Mvil, Ipod, porttiles, Palms, etc). Normalmente son redes inalmbricas que
utilizan tecnologas bluetooth (radio) o irda (infrarojos)..
Red de rea local inalmbricas wireless local area network (WLAN): Representan otra
mejora importante de las redes locales (cableadas) en las que el enlace entre equipos
informticos no se lleva a cabo por medio de cables, sino por medio de enlaces radioelctricos
(ondas de radio). Las ventajas de este tipo de enlaces, en cuanto a movilidad y facilidad de
instalacin, son evidentes.
Las WLAN mas conocidas son las redesWifie incluso la Wimax.
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Clasificacin de las redes atendiendo a la
tecnologa
Redes broadcast (multipunto o multidifusin). Medio de transmisin compartido por todos
ordenadores interconectados. Caracteriza las primeras LAN.
Redes punto a punto. Se construyen por medio de conexiones entre pares de entidades,
tambin llamadas lneas, enlaces, circuitos o canales. Una vez un paquete es depositado en la
lnea el destino es conocido de forma unvoca y no es preciso en principio que lleve la direccin
de destino.
Clasificacin de las redes atendiendo a la
relacin funcional
La principal funcin de las redes consiste en que los ordenadores de la red puedan compartir
recursos entre todos los usuarios autorizados del sistema, mediante el intercambio de tramas
de datos entre los distintos equipos conectados a las lneas de transmisin.
La capacidad ofrecida por un ordenador a otros en una red se llama servicio o recurso. Los
ordenadores que usan un servicio se llaman clientes y los que lo ofrecen se denominan
servidores.
Hay dos maneras fundamentales de establecer la conexin de los ordenadores en la red segn
la ubicacin de los recursos.
Redes ENTRE IGUALES o Peer to Peer (P2P): Cualquier ordenador puede ser cliente y/o
servidor. No est claramente definida tal funcin. Todos los ordenadores ponen a disposicin de
los dems los recursos que disponen, fundamentalmente discos e impresora. Esta estructuraes muy simple pero se hace difcil el control de los recursos.
Redes CLIENTE-SERVIDOR: En este tipo de distribucin est claramente definido los
ordenadores que son servidores y cules clientes. En este caso se privilegia a uno o varios
ordenadores confirindoles capacidades aadidas en forma de servicios, denominndose
servidores o servers. El resto de los ordenadores solicitan servicios a estos servidores que
estarn altamente especializados en la funcin para la que fueron diseados creando as una
estructura centralizada. Este tipo de organizacin es mucho mas fcil de administrar.
Wierzbadark. CC 2.0.Procedencia
Xezed. CC 2.0.Procedencia
Alancaio. CC 2.0.Procedencia
Alancaio. CC 2.0.Procedencia
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/35/Magistrala.jpeghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/35/Magistrala.jpeghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/9a/Siatkaa.JPGhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e9/ProjetoP2P.jpeghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e9/ProjetoP2P.jpeghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/69/Cliente-servidor.jpeghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/35/Magistrala.jpeghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/9a/Siatkaa.JPGhttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e9/ProjetoP2P.jpeghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/69/Cliente-servidor.jpeg7/26/2019 Tema 1 redes locales
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Ejemplos de servidores: Impresin, discos(o ficheros), aplicaciones, web, correo electrnico,
fax, etc.
Incluso podemos considerar redes hbridas donde se combina los dos modelos anteriores.
Elementos de una red
Para construir una red local, se precisan bsicamente dos cosas:
-Elementos fsicos o hardware: Est formado por equipos informticos (ordenadores y
dispositivos de naturaleza variada) y medios de transmisin que posibilitan implementacin
fsica de la red. Como ejemplo tendramos ordenadores, estaciones de trabajo, servidores,
tarjeta de red, mdem, dispositivos de interconexin, dispositivos de impresin, cables, etc.
-Elementos lgicos o software:Ofrece los las capacidades necesarias para que los usuarios
y sus aplicaciones puedan acceder y utilizar los recursos o servicios de la red. Normalmente
estas capacidades se integran en forma de programas en los propios sistemas operativos.
Tampoco podramos olvidar los propios recursos o servicios como por ejemplo las aplicaciones
de red, los datos, los mensajes, etc.
A modo de ejemplo describimos algunos elementos que podemos encontrarnos en una red:
-Dispositivos finales: La mayora de los componentes de una red media son los ordenadores
individuales, tambin denominadoshost;generalmente son sitios de trabajo o servidores. Cadaordenador conectado a la red conserva la capacidad de funcionar de manera independiente,
realizando sus propios procesos. Asimismo, los ordenadores se convierten en estaciones de
trabajo en red, con acceso a la informacin y recursos contenidos en el servidor de archivos de
la misma. Una estacin de trabajo no comparte sus propios recursos con otros ordenadores.
-Servidores: Son tambin dispositivos finales. Son aquellos ordenadores capaces de
compartir sus recursos con otros. Los recursos compartidos pueden incluir impresoras,
unidades de disco, CD-ROM, directorios en disco duro e incluso archivos individuales. Los tipos
de servidores obtienen el nombre dependiendo del recurso que comparten. Algunos de ellos
son: servidor de discos, servidor de archivos, servidor de archivos distribuido, servidores dearchivos dedicados y no dedicados, servidor de terminales, servidor de impresoras, servidor de
discos compactos, servidor web, servidor de correo, etc.
-Medio de transmisin: La LAN debe tener un sistema de cableado que conecte las
estaciones de trabajo individuales con los servidores de archivos y otros perifricos. Si slo
hubiera un tipo de cableado disponible, la decisin sera sencilla. Lo cierto es que hay muchos
tipos de cableado, cada uno con sus propios defensores y como existe una gran variedad en
cuanto al costo y capacidad, la seleccin no debe ser un asunto trivial. Ejemplos de cables
usados en la redes locales son el par trenzado, coaxial y fibra ptica. Tampoco debemos olvidar
el desarrollo de los medios de transmisin sin cables (inalmbricos).
ISFTIC.Uso educativo-nc.Procedencia
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-Dispositivos intermedios: Tambin conocidos como dispositivos de interconexin. Se
encargan de implementar el direccionamiento y administracin de los mensajes en la red de
forma que los equipos informticos se puedan comunicar entre s. Ejemplos de dispositivo de
interconexin son loshubs,switchs,routers, etc.
-Tarjeta de interfaz de red o Network Interface Card (NIC): Para comunicarse con el restode la red, cada ordenador debe tener instalado una tarjeta de interfaz de red. Se les llama
tambin adaptadores de red o slo tarjetas de red. En la mayora de los casos, la tarjeta se
adapta en la ranura de expansin de la computadora, aunque algunas son unidades externas
que se conectan a sta a travs de un puerto USB. La tarjeta de interfaz obtiene la informacin
del PC, la convierte al formato adecuado y la enva a travs del medio de transmisin a otra
tarjeta de interfaz de la red local. Esta tarjeta recibe la informacin, la traduce para que el PC
pueda entenderla y la entrega al PC.
-Softwarebase: Tambin conocido comoSistema operativo de red o Network operating
system (NOS): Despus de cumplir todos los requerimientos de hardware para instalar una
LAN, se necesita instalar un sistema operativo de red, que administre y coordine todas las
operaciones de dicha red. Los sistemas operativos de red tienen una gran variedad de formas y
tamaos, debido a que cada organizacin que los emplea tiene diferentes necesidades.
Algunos sistemas operativos se comportan excelentemente en redes pequeas, as como otros
se especializan en conectar muchas redes pequeas en reas bastante amplias. Ej: Windows
7.
-Software de aplicacin: Son el conjunto de programas a travs de los cules los usuarios
utiliza los recursos de la red tanto locales como remotos. Este software puede ser tan amplio
como se necesite ya que puede incluir procesadores de texto, hojas de clculo, clientes de
correo electrnico, etc. Ej: Internet Explorer.
Normas y asociaciones de estndares
A partir de entonces, se comprob que era necesario definir un conjunto comn de normas que
permitieran coordinar a todos los fabricantes.
El proceso de comunicacin requiere que los distintos fabricantes, organismos internacionales yestados se pongan de acuerdo en el modo que se llevar a cabo la comunicacin. Para ello se
establecen una serie de normas o estndares.
Los estndares pueden ser de dos tipos:
-De facto o de hecho: Aceptado en el mercado por su uso generalizado. Tenemos algunos
ejemplos como el ordenador personal o PC de IBM, el sistema operativo UNIX o los protocolos
TCP/IP.
-De iure o de derecho: Estndar propuesto por una asociacin de estndares que se propone
a los fabricantes.
Helix 84. CC 2.0.Procedencia
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Tenemos algunos ejemplos de ambos tipos:
-ITU(Unin Internacional de comunicaciones):
Nombre actual del antiguo CCITT. Se encarga
de realizar recomendaciones tcnicas sobre telfonos, telgrafo y comunicaciones de datos.
Ejemplos: Recomendacin V.24 o EIA 232/RS 232, Serie V(V.32, V.34, V.90, V.92,), Serie Xsobre redes de datos (X.25, X.400), RDSI(Acceso Bsico y Acceso Primario), RDSIBA( ATM
FORUM), etc.
-ISO(Organizacin Internacional para Estandarizacin). Regula aspectos sobre la red de fibra
ptica FDDI, el modelo de comunicaciones OSI, comunicaciones e interconexin de redes,
sistemas de gestin de calidad, etc.
-ANSI: Miembro de OSI. Trabaja con empresas americanas. Trabaja con caractersticas de
monitores, telecomunicaciones digitales, fibra ptica (FDDI), etc.
-IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers). Se ocupan de aspectos acerca del
funcionamiento de las redes locales (LAN) a travs de los estndares 802.
-Internet Society (ISOC): Absorbi la Internet
Asociation Board (IAB). Se encarga de supervisar la aparicin de nuevos estndares y
protocolos para internet. Los acuerdos aparecen publicados en unos documentos denominados
RFC (Request for comments).
-ICANN(Internet Corporation for Assigned Names and Numbers). Su funcin principal consiste
en mantener un registro central de nmeros asociados con los protocolos de internet, adems
de los nombres de dominio y direcciones de red.
Arquitectura de redes
Como se mencion en apartados anteriores, el software de red es el conjunto de programas
encargado de gestionar la red, controlar su uso, realizar deteccin y correccin de errores, etc.
Al igual que un sistema operativo realiza una gestin eficiente de los recursos de una mquina
de cara a su utilizacin por los usuarios y las aplicaciones, el software de red realiza esta
misma tarea de cara a los recursos fsicos de la red (hardware de red).
La arquitectura de una red viene definida por tres caractersticas fundamentales, que dependen
de la tecnologa que se utilice en su construccin:
Topologa: la topologa de una red es la organizacin de su cableado, ya que define la
configuracin bsica de la interconexin de estaciones y, en algunos casos, el camino
de una transmisin de datos sobre el cable.
Mtodo de acceso a la red: todas las redes que poseen un medio compartido paratransmitir la informacin necesitan ponerse de acuerdo a la hora de enviar informacin,
Luis M. Garca. Uso ducativo-nc.Elaboracin propia
Luis M. Garca. Uso ducativo-nc.Elaboracin propia
LordT.CC 2.0.Procedencia
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7d/Pila-osi-es.svghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7d/Pila-osi-es.svghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7d/Pila-osi-es.svg7/26/2019 Tema 1 redes locales
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ya que no pueden hacerlo a la vez. En este caso, si dos estaciones transmiten a la vez
en la misma frecuencia, la seal recogida en los receptores ser una mezcla de las
dos. Para las redes que no posean un medio compartido, el mtodo de acceso al cable
es trivial y no es necesario llevar a cabo ningn control para transmitir.
Protocolos de comunicaciones: Son las normas y procedimientos utilizados en unared para realizar la comunicacin. Esas normas tienen en cuenta el mtodo utilizado
para corregir errores, establecer una comunicacin, velocidad de transmisin, tipo de
informacin, formato de los mensajes, etc.
Existen diferentes niveles de protocolos segn el contexto en el que se aplique.
Losprotocolosde altoniveldefinen cmo se comunican las aplicaciones (programas de
ordenador) y los protocolos de bajo nivel definen cmo se transmiten las seales por el cable.
Entre los protocolos de alto y bajo nivel, hay protocolos intermedios que realizan otras
funciones, como establecer y mantener sesiones de comunicaciones y controlar las
transmisiones para detectar errores. Observe que los protocolos de bajo nivel son especficosdel tipo de cableado utilizado para la red.
Por ejemplo, podemos hacer la analoga con el sistema telefnico. En este caso, los servicios
proporcionados pueden ser transmisin de voz, transmisin de datos, llamada en espera,
llamada a tres, etc. As mismo, el protocolo para establecer una comunicacin (transmisin de
voz) debe seguir estrictamente los siguientes pasos:
1.Descolgar el telfono.
2.Comprobar si hay lnea.
3.Si no hay, colgar y volver al paso 1.
4.Marcar nmero del otro usuario.
5.Esperar tono.
6.Si el tono es comunicando, colgar y volver al paso 1.
7.Si da mas de 6 tonos y no contesta, ir al paso 8.
8.Hablar cuando el otro usuario conteste.
9.Colgar.
Si no se siguen las reglas delprotocoloestrictamente, la comunicacin no se realizar en
condiciones. Resulta absurdo que el usuario comience a hablar antes de tiempo porque la otra
persona no oira la conversacin; as mismo si cuelga de forma precipitada, tambin se perder
una parte de la conversacin.
Este es un ejemplo de protocolo al que estamos habituados. En comunicacin de datos, los
protocolos empleados son mas complejos porque deben ser capaces de corregir errores; en el
http://educacionadistancia.juntadeandalucia.es/cursos/pluginfile.php/693330/mod_scorm/content/0/http://educacionadistancia.juntadeandalucia.es/cursos/pluginfile.php/693330/mod_scorm/content/0/http://educacionadistancia.juntadeandalucia.es/cursos/pluginfile.php/693330/mod_scorm/content/0/http://educacionadistancia.juntadeandalucia.es/cursos/pluginfile.php/693330/mod_scorm/content/0/http://educacionadistancia.juntadeandalucia.es/cursos/pluginfile.php/693330/mod_scorm/content/0/http://educacionadistancia.juntadeandalucia.es/cursos/pluginfile.php/693330/mod_scorm/content/0/http://educacionadistancia.juntadeandalucia.es/cursos/pluginfile.php/693330/mod_scorm/content/0/http://educacionadistancia.juntadeandalucia.es/cursos/pluginfile.php/693330/mod_scorm/content/0/http://educacionadistancia.juntadeandalucia.es/cursos/pluginfile.php/693330/mod_scorm/content/0/7/26/2019 Tema 1 redes locales
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caso de una comunicacin normal, si el usuario no entiende, slo tiene que decir cmo dices?
Sin embargo para ambos casos, la idea de base es la misma.
Problemas en el diseo de la arquitectura de red
Aunque a primera vista parezca que el diseo de un sistema de comunicacin parece simple,
cuando se aborda resulta mucho ms complejo, ya que es necesario resolver una serie de
problemas. Algunos de los problemas ms importantes a los que se enfrentan los diseadores
de redes de comunicaciones son:
-Encaminamiento: cuando existen diferentes rutas posibles entre el origen y el destino (si la
red tiene una topologa de malla o irregular), se debe elegir una de ellas (normalmente, la ms
corta o la que tenga un trfico menor).
-Direccionamiento: puesto que una red normalmente tiene muchos ordenadores conectados,
algunos de los cuales tienen mltiples procesos (programas), se requiere un mecanismo para
que un proceso en una mquina especifique con quin quiere comunicarse. Como
consecuencia de tener varios destinos, se necesita alguna forma de direccionamiento que
permita determinar un destino especfico. Suele ser normal que un equipo tenga asignadas
varias direcciones diferentes, relacionadas con niveles diferentes de la arquitectura. En este
caso, tambin habr que establecer alguna, correspondencia entre esas direcciones.
-Acceso al medio: en las redes donde existe un medio de comunicacin de difusin, debe
existir algn mecanismo que controle el orden de transmisin de los interlocutores. De no seras, todas las transmisiones se interfieren y no es posible llevar a cabo una comunicacin en
ptimas condiciones. El control de acceso al medio en una red es muy similar a una
comunicacin mediante walkie-talkie, donde los dos interlocutores deben evitar hablar a la vez
o se producir una colisin. Esta situacin es indeseable en las redes que usan un medio
compartido, ya que los mensajes se mezclan y resulta imposible interpretarlos.
- Saturacin del receptor: esta cuestin suele plantearse a todos los niveles de la arquitectura
y consiste en que un emisor rpido pueda saturar a un receptor lento. En determinadas
condiciones el proceso en el otro extremo necesita un tiempo para procesar la informacin que
le llega. Si ese tiempo es demasiado grande en comparacin con la velocidad con la que lellega la informacin, ser posible que se pierdan datos. Una posible solucin a este problema
consiste en que el receptor enve un mensaje al emisor indicndole que est listo para recibir
ms datos.
-Mantenimiento del orden: algunas redes de transmisin de datos desordenan los mensajes
que envan, de forma que, si los mensajes se envan en una secuencia determinada, no se
asegura que lleguen en esa misma secuencia. Para solucionar esto, el protocolo debe
incorporar un mecanismo que le permita volver a ordenar los mensajes en el destino. Este
mecanismo puede ser la numeracin de los fragmentos, por ejemplo.
.Control de errores: todas las redes de comunicacin de datos transmiten la informacin con
una pequea tasa de error, que en ningn caso es nula. Esto se debe a que los medios de
LordT.CC 2.0.Procedencia
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7d/Pila-osi-es.svghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7d/Pila-osi-es.svghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7d/Pila-osi-es.svg7/26/2019 Tema 1 redes locales
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transmisin son imperfectos. Tanto emisor como receptor deben ponerse de acuerdo a la hora
de establecer qu mecanismos se van a utilizar para detectar y corregir errores, y si se va a
notificar al emisor que los mensajes llegan correctamente.
.Multiplexacin: en determinadas condiciones, la red puede tener tramos en los que existe un
nico medio de transmisin que, por cuestiones econmicas, debe ser compartido pordiferentes comunicaciones que no tienen relacin entre s. As, el protocolo deber asegurar
que todas las comunicaciones que comparten el mismo medio no se interfieran entre s.
Caractersticas de las arquitecturas por niveles
Como se ha podido comprobar en el apartado anterior, el diseo de un sistema de
comunicacin requiere de la resolucin de muchos y complejos problemas. Por este motivo, las
redes se organizan encapas o nivelespara reducir la complejidad de su diseo. Esta tcnica
se ha heredado de la metodologa de programacin consistente en dividir el problema en
subproblemas ms sencillos de tratar y en la programacin modular (" Divide y vencers").
Cada una de estas capas o subniveles (equivalente a un mdulo) se construye sobre su
predecesor (es decir, utiliza; los servicios o funciones diseados en l) y cada nivel es
responsable de ofrecer servicios a niveles superiores.
Dentro de cada nivel de la arquitectura coexisten diferentes servicios. As, los servicios de los
niveles superiores pueden elegir cualquiera de los ofrecidos por las capas inferiores,
dependiendo de la funcin que se quiera realizar. A la arquitectura por niveles tambin se le
llamajerarqua o pila de protocolos. Si los fabricantes quieren desarrollar productoscompatibles, debern ajustarse a los protocolos definidos para esa red. Por lo tanto, en una
jerarqua de protocolos se sigue las siguientes reglas:
Cada nivel dispone de un conjunto de servicios.
Los servicios estn definidos mediante protocolos estndares.
Cada nivel se comunica solamente con el nivel inmediato superior y con el inmediato
inferior.
Cada uno de los niveles inferiores proporciona servicios a su nivel superior.
Cuando se comunican dos ordenadores que utilizan la misma arquitectura de red, los
protocolos que se encuentran al mismo nivel de la jerarqua deben coordinar el proceso de
comunicacin. Por ejemplo, el nivel 2 de un equipo (transmitiendo, por ejemplo) coordina sus
actividades con el nivel 2 del otro extremo (que se encargara de recibir). Esto quiere decir que
ambos deben ponerse de acuerdo y utilizar las mismas reglas de transmisin (es decir, el
mismo protocolo).
En general, el nivel n de una mquina se comunica de forma indirecta con el nivel n homnimo
de la otra mquina. Como se ha mencionado anteriormente, las reglas y convenciones usadasen esa comunicacin se conocen como protocolo de nivel n. A los elementos activos de cada
Luis M. Garca. Uso educativo-nc.Elaboracin propia.
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capa se les llama entidades oprocesosy son stos los que se comunican mediante el uso
delprotocolo. Al grupo formado por las entidades o procesos en mquinas diferentes que estn
al mismo nivel se llaman entidades o procesospares.
El modelo de arquitectura por niveles necesita informacin adicional para que los procesos
pares puedan comunicarse a un determinado nivel.
Estos datos adicionales dependen del protocolo utilizado y slo se conoce su verdadero
significado a ese nivel; normalmente, los niveles inferiores los tratan como si fuera informacin
propiamente dicha. A ese aadido se le llama generalmente cabecera o informacin de control
y suele ir al principio y/o al final del mensaje. Este proceso comnmente se conoce como
encapsulacin.
La forma que adopta una seccin de datos en cualquier capa se denominaunidad de datos de
protocolo(PDU). Durante la encapsulacin, cada capa encapsula las PDU que recibe de la
capa superior de acuerdo con el protocolo que se utiliza. En cada etapa del proceso, una PDUtiene un nombre distinto para reflejar su nuevo aspecto. Aunque no existe una convencin
universal de nombres para las PDU, en este curso se denominan de acuerdo con los protocolos
de la arquitectura TCP/IP:
Datos: el trmino general para las PDU que se utilizan en la capa de aplicacin.
Segmento: PDU de la capa de transporte.
Paquete: PDU de la capa de Internetwork.
Trama: PDU de la capa de enlace.
Bits: PDU que se utiliza cuando se transmiten fsicamente datos a travs de un medio.
Cuando veamos ejemplos de arquitecturas de redes reales, comprobaremos que en todas sus
capas se aaden cabeceras de control para la comunicacin y todas ellas dependen del
protocolo usado a ese nivel. Como ejemplo, una arquitectura de siete capas aade seis
cabeceras de control para transmisin al mensaje original, como se muestra en la figura. La
ltima capa no suele aadir informacin adicional ya que se encarga de enviar losdgitosbinariospor el cable.
Aunque a primera vista parezca que la transmisin de un mensaje necesita el envo de gran
cantidad de informacin de control (hay veces que se enva ms cantidad que datos), este
desperdicio no es muy superior al que sucede en una arquitectura diseada sin niveles. La
razn fundamental es que, como se ha dicho, cadacapase encarga de realizar una funcin
diferente y necesita de una cabecera distinta. Sin embargo, puede ocurrir que la divisin por
niveles tenga el efecto lateral de que algunas capas aadan informacin que se repita en otras
capas, sobre todo si no se ha hecho un buen diseo de la arquitectura.
Luis M. Garca. Uso educativo-nc.Elaboracin propia
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A modo de ejemplo, para entender como es el proceso de comunicacin entre dos ordenadores
conectados en red vamos a utilizar como ejemplo una de las arquitecturas por niveles ms
extendida: la arquitectura/modelo TCP/IP.
Unaaplicacin(proceso 1) en el ordenador 1 desea enviar cierto mensaje (por ejemplo un
email) a otra aplicacin (proceso 2) del ordenador 2. El proceso de comunicacin incluye lossiguientes pasos:
1.El proceso 1 crea los datos a nivel de la capa de aplicacin y realiza una llamada al
servicio al servicio correspondiente en la capa de transporte y le entrega el mensaje
2.La capa de transporte de red y transporte aaden una cabecera o encabezado
(encapsulacin) generando lo que se llama un paquete y lo entrega a la capa de enlace
a travs de la correspondiente solicitud de servicio. Puede ocurrir que debido al tamao
de los datos generados, la capa de transporte y de red se vean obligados a partir el
mensaje (segmentacin).
3. En la capa de enlace se repite el mismo proceso hasta llegar a la capa fsica.
4.Transporte de los datos a travs de la red hasta el ordenador 2.
5. Cuando los datos llegan al nivel fsico de la mquina destino (ordenador 2), se produce
justamente el proceso contrario al anterior: cada capa recibe los datos, le quita y
analiza su cabecera (desencapsulacin) correspondiente y si todo es correcto los pasa
al nivel superior. En el caso de que los datos se hayan segmentado, debern ser
rearmados por la capa de red o transporte del ordenador 2.
6.Entrega de los datos al proceso 2 (ordenador 2).
Para entender en qu consiste el proceso de encapsulacin, se puede asemejar a las muecas
rusas omatrioska. Su originalidad consiste en que se encuentran huecas por dentro, de tal
manera que en su interior albergan una nueva mueca, y sta a su vez a otra, y sta a su vez
otra, en un nmero variable.
Otro ejemplo, podra ser el proceso de dividir comunicaciones complejas en tareas mspequeas y separadas se podra comparar con el proceso de construccin de un automvil.
Visto globalmente, el diseo, la fabricacin y el ensamblaje de un automvil es un proceso de
gran complejidad. Es poco probable que una sola persona sepa cmo realizar todas las tareas
requeridas para la construccin de un automvil desde cero. Es por ello que los ingenieros
mecnicos disean el automvil, los ingenieros de fabricacin disean los moldes para fabricar
las partes y los tcnicos de ensamblaje ensamblan cada uno una parte del auto.
El crecimiento tan rpido sufrido por las redes locales, que hoy en da se han expandido hasta
formar la red Internet, ha impedido la consolidacin de un estndar global que definiera el punto
de partida sobre las especificaciones y protocolos de transmisin de datos. Se han realizadoesfuerzos considerables para obtener un estndar comn para todas las redes de los diferentes
Turelio.CC 2.0.Procedencia
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fabricantes (como es el modelo 0SI), pero se ha comprobado que esos esfuerzos que se han
realizado han llegado demasiado tarde. En los siguientes apartados se vern los modelos ms
utilizados actualmente para redes de ordenadores.
Modelo de referencia OSIEl modeloOSI(Open Systems Interconnection o Interconexin de Sistemas Abiertos) est
basado en una propuesta establecida en el ao 1983 por la organizacin internacional de
normas ISO (ISO 7498) como un avance hacia la normalizacin a nivel mundial de protocolos.
El modelo se llama modelo de referencia OSI de la ISO, puesto que se ocupa de la conexin de
sistemas abiertos, esto es, sistemas que estn preparados para la comunicacin con sistemas
diferentes. Usualmente lo llamaremos slo modelo OSI para acortar.
OSI emplea una arquitectura en niveles a fin de dividir los problemas de interconexin en partes
manejables. Posteriores estndares de ISO definieron las implementaciones en cada nivel para
asegurar que se consigue una compatibilidad total entre ellos. Como se vio en el apartado
anterior, la aproximacin en niveles asegura modularidad y facilita que el software pueda
mejorarse sin necesidad de introducir cambios revolucionarios, adems de permitir la
compatibilidad entre equipos diferentes. Consta de siete niveles, mostrados en la tabla
siguiente.
Pero, cmo lleg la ISO, partiendo desde cero, a definir una arquitectura a siete niveles de
esas caractersticas? Los principios tericos en los que se basaron para la realizacin de OSI
fueron fundamentalmente los expuestos en el apartado anterior y algunos ms. Podemos
resumirlos en los siguientes:
Cada capa de la arquitectura est pensada para realizar una funcin bien definida.
El nmero de niveles debe ser suficiente para que no se agrupen funciones distintas,
pero no tan grande que haga la arquitectura inmanejable.
Debe crearse una nueva capa siempre que se necesite realizar una funcin bien
diferenciada del resto.
Las divisiones en las capas deben establecerse de forma que se minimice el flujo de
informacin entre ellas, es decir, que la interfaz sea ms sencilla.
Permitir que las modificaciones de funciones o protocolos que se realicen en una capa
no afecten a los niveles contiguos.
Utilizar la experiencia de protocolos anteriores. Las fronteras entre niveles deben
situarse donde la experiencia ha demostrado que son convenientes.
Cada nivel debe interaccionar nicamente con los niveles contiguos a l (es decir, el
superior y el inferior).
La funcin de cada capa se debe elegir pensando en la definicin de protocolosestandarizados internacional mente.
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OSI est definido ms bien como modelo, y no como arquitectura La razn principal es que la
ISO defini solamente la funcin general que debe realizar cada capa, pero no mencion en
absoluto losserviciosy protocolos que se deben usar en cada una de ellas. Esto quiere decir
que, al contrario que el resto de arquitecturas de redes, el modelo OSI se defini antes de que
se disearan los protocolos. Recurdese la definicin de arquitectura que aparece en el
apartado anterior.
Las funciones encomendadas a cada una de las capas de OSI son las siguientes:
Nivel fsico: tiene que ver con la transmisin de dgitosbinariospor uncanalde comunicacin.
Las consideraciones de diseo tienen que ver con el propsito de asegurarse de que, cuando
un lado enve un "1", se reciba en el otro lado como "1", no como "0". Las preguntas tpicas
aqu son: qu voltaje deber usarse para representar un 1 y para representar un O?, cuntos
microsegundos dura cada dgito?, en qu frecuencia de radio se va a transmitir?, cuntaspuntas tiene el conectar de la red y para qu sirve cada una?, etc. Aqu las consideraciones de
diseo tienen mucho que ver con las interfaces mecnica, elctrica y de procedimientos y con
el medio de transmisin fsico que est bajo la capa fsica.
Nivel de enlace de datos: su tarea principal es detectar y corregir todos los errores que se
produzcan en la lnea de comunicacin. Tambin se encarga de controlar que un emisor rpido
no sature a un receptor lento, ni se pierdan datos innecesariamente. Finalmente, en redes
donde existe un nico medio compartido por el que circula la informacin, este nivel se encarga
de repartir su utilizacin entre las estaciones. La unidad mnima de datos que se transfiere
entre entidades pares a este nivel se llamatramao marco.
Nivel de red: se ocupa de determinar cul es la mejor ruta por la que enviar la informacin.
Esta decisin tiene que ver con el camino ms corto, el ms rpido, el que tenga menor trfico,
etc. Por todo esto, la capa de red debe controlar tambin la congestin de la red, intentando
repartir la carga lo ms equilibrada posible entre las distintas rutas. Tambin a este nivel se
realiza gran parte del trabajo de convertir y adaptar los mensajes que circulan entre redes
heterogneas. La unidad mnima de informacin que se transfiere a este nivel se
llamapaquete.
Nivel de transporte: es el nivel ms bajo que tiene independencia total del tipo de red utilizada
y su funcin bsica es tomar los datos procedentes del nivel de sesin y pasarlos a la capa dered, asegurando que lleguen correctamente al nivel de sesin del otro extremo. A este nivel, la
conexin es realmente de extremo a extremo ya que no se establece ninguna conversacin con
los niveles de transporte de todas las mquinas intermedias.
.Nivel de sesin: a este nivel se establecen sesiones (conexiones) de comunicacin entre los
dos extremos para el transporte ordinario de datos. A diferencia del nivel de transporte, a este
nivel se proporcionan algunos servicios. mejorados, como la reanudacin de la conversacin
despus de un fallo en la red o una interrupcin, etc.
.Nivel de presentacin
: a este nivel se controla el significado de la informacin que se
transmite, lo que permite la traduccin de los datos entre las estaciones. Por ejemplo, si una
LordT.CC 2.0.Procedencia
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estacin trabaja con un cdigo concreto y la estacin del otro extremo maneja uno diferente, el
nivel de presentacin es el encargado de realizar esta conversin. Para conversaciones
confidenciales, este nivel tambin codifica yencriptalos datos para hacerlos incomprensibles a
posibles escuchas ilegales.
.Nivel de aplicacin: es el nivel que est en contacto directo con los programas o aplicacionesinformticas de las estaciones y contiene los servicios de comunicacin ms utilizados en las
redes. Como ejemplos de servicios a este nivel se puede mencionar la transferencia de
archivos, el correo electrnico, etc.
Este modelo no es perfecto y, de hecho, algunas cuestiones adolecen de un mal diseo. La
ms importante, en lo que se refiere a las capas, es que algunas de ellas estn prcticamente
vacas (es decir, hay muy pocos protocolos definidos dentro de stas y a la vez son bastante
triviales), mientras que otras estn llenas a rebosar. Por ejemplo, las capas de sesin y
presentacin no se usan en la mayora de las aplicaciones, mientras que las capas ms
inferiores estn tan saturadas que en revisiones posteriores se han dividido en mltiplessubcapas.
Otro problema que tiene OSI es que existen algunas funciones que se repiten en muchas de las
capas, lo que hace que muchos servicios y programas estn duplicados, a la vez que
contribuye a un aumento del tamao de las cabeceras de control de los bloques de informacin
que se transmiten.
Arquitectura TCP/IP
TCP/IPse suele confundir muchas veces con un protocolo de comunicaciones concreto,cuando, en realidad, es una compleja arquitectura de red que incluye varios de ellos, apilados
por capas. Es, sin lugar a dudas, la ms utilizada del mundo, ya que es la base de
comunicacin de Internet y tambin se utiliza ampliamente en las distintas versiones de
lossistemas operativosUnixyLinux(aunque debido a su gran utilizacin ha sido tambin
implantado en otros sistemas como Windows).
En el ao 1973, el DoD (Departamento de Defensa de Estados Unidos) inici un programa de
investigacin para el desarrollo de tecnologas de comunicacin de redes de transmisin de
datos. El objetivo fundamental era desarrollar una red de comunicacin que cumpliera las
siguientes caractersticas:
Permita interconectar redes diferentes. Esto quiere decir que la red en general puede
estar formada por tramos que usan tecnologa de transmisin diferente.
Sea tolerante a fallos. El DoD deseaba una red que fuera capaz de soportar ataques
terroristas o incluso alguna guerra nuclear sin perderse datos y manteniendo las
comunicaciones establecidas.
Permita el uso de aplicaciones diferentes: transferencia de archivos, comunicacin en
tiempo real, etc.
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Todos estos objetivos implicaron el diseo de una red con topologa irregular donde la
informacin se fragmentaba para seguir rutas diferentes hacia el destinatario. Si alguna de esas
rutas fallaba repentinamente, la informacin podra seguir rutas alternativas. As, surgieron dos
redes distintas: una dedicada a la investigacin, ARPANET, y otra de uso exclusivamente
militar, MILNET.
El DoD permiti a varias universidades que colaboraran en el proyecto, y ARPANET se
expandi gracias a la interconexin de esas universidades e instalaciones del Gobierno. Este
modelo se nombr despus como arquitectura TCP/IP, por las iniciales de sus dos protocolos
ms importantes. En 1980, TCP/IP se incluy en Unix 4.2 de Berkeley y fue el protocolo militar
estndar en 1983. En ese mismo ao naci la red global Internet, que utiliza tambin esta
arquitectura de comunicacin. ARPANET dej de funcionar oficialmente en 1990.
Algunos de los motivos de la popularidad alcanzada por esta arquitectura son:
Es independiente de los fabricantes y las marcas comerciales.
Soporta mltiples tecnologas de redes.
Es capaz de interconectar redes de diferentes tecnologas y fabricantes.
Puede funcionar en mquinas de cualquier tamao, desde ordenadores personales a
grandes supercomputadores.
Se ha convertido en estndar de comunicacin en EEUU desde 1983.
La arquitectura de TCP/IP se construy diseando inicialmente los protocolos para,posteriormente, integrarlos por capas en la arquitectura. Por esta razn, a TCP/IP muchas
veces se la califica como pila de protocolos. Su modelo por niveles es algo diferente a OSI de
ISO, como demuestra la tabla siguiente.
Obsrvese que TCP/IP slo tiene definida 5 capas (si incluimos enlace y fsica) mientras que
OSI tiene siete. Las funciones que realizan cada una de ellas son las siguientes:
Capa de subred (o acceso a la red): el modelo no da mucha informacin de esta capa, ysolamente se especifica que debe existir algn protocolo que conecte la estacin con la red. La
razn fundamental es que, como TCP/IP se dise para su funcionamiento sobre redes
diferentes, esta capa depende de la tecnologa utilizada y no se especifica de antemano.
Capa de internet: esta capa es la ms importante de la arquitectura y su misin consiste en
permitir que las estaciones enven informacin (paquetes) a la red y los hagan viajar de forma
independiente hacia su destino. Durante ese viaje, los paquetes pueden atravesar redes
diferentes y llegar desordenados. Esta capa no se responsabiliza de la tarea de ordenar de
nuevo los mensajes en el destino. El protocolo ms importante de esta capa se llama IP
(Internet Protocolo Protocolo de Interred), aunque tambin existen otros protocolos.
Lord T.CC 2.0.Procedencia
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7d/Pila-osi-es.svghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7d/Pila-osi-es.svghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7d/Pila-osi-es.svg7/26/2019 Tema 1 redes locales
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Capa de transporte: sta cumple la funcin de establecer una conversacin entre el origen y el
destino, de igual forma que hace la capa de transporte en el modelo OSI. Puesto que las capas
inferiores no se responsabilizan del control de errores ni de la ordenacin de los mensajes, sta
debe realizar todo ese trabajo. Aqu tambin se han definido varios protocolos, entre los que
destacan TCP (Transmission Control Protocolo Protocolo de Control de la Transmisin),
orientado a la conexin y fiable, y UDP (User Oatagram Protocolo Protocolo de Oatagrama deUsuario), no orientado a la conexin y no fiable.
Capa de aplicacin: esta capa contiene, al igual que la capa de aplicacin de OSI, todos los
protocolos de alto nivel que utilizan los programas para comunicarse. Aqu se encuentra el
protocolo de terminal virtual (TELNET), el de transferencia de archivos (FTP), el protocolo
HTTP que usan los navegadores para recuperar pginas en la World Wide Web, los protocolos
de gestin del correo electrnico, etc.
Las capas de sesin y presentacin no existen en la arquitectura TCP/IP, ya que los
diseadores pensaron que no se necesitaban. La experiencia obtenida con los trabajosrealizados en el modelo OSI ha comprobado que esta visin fue correcta: se utilizan muy poco
en la mayora de las aplicaciones de comunicacin. En caso de que alguna aplicacin desee
utilizar un servicio deencriptacinde datos o recuperacin ante cadas, ser necesario
incluirlos dentro del propioprogramade aplicacin.
El modelo TCP/IP original no distingua los conceptos de capa, servicio,interfazy protocolo,
aunque revisiones posteriores han incluido parte de esta nomenclatura. Por esta razn, el
modelo OSI es ms flexible a los cambios, ya que la interaccin y encapsulacin entre capas es
ms estricta.
Arquitectura de las redes locales
Hoy en da existen multitud de estndares y protocolos de redes locales, algunos de los cuales
han quedado en desuso. Las redes locales utilizan diferentes protocolos de nivel fsico y nivel
de enlace de datos, mientras que para los niveles superiores se utilizan las arquitecturas de
redes introducidas en los apartados anteriores. Entre las redes locales ms importantes
podemos destacar las redes Ethernet, las redes Token Ring, FDDI y Wi-fi.
La arquitectura de las redes locales sigue un esquema parecido que la arquitectura OSI de ISO
con pequeas diferencias que afectan a las dos capas inferiores: enlace y fsica.
El nivel fsico corresponde al hardware: a la tarjeta de red, a las seales electromagnticas que
viajan por el medio de transmisin, a los dispositivos que generan estas seales a partir de bits,
etc.
El nivel de enlace, como ya sabemos, proporciona fiabilidad en el intercambio de tramas entre
las estaciones: bsicamente control de errores y control de flujo. Pero, por el hecho de usar un
medio compartido (redes boradcast o de difusin) que caracteriza las redes locales, ser
necesario establecer mecanismos para que todas las estaciones puedan usarlo cuando loprecisen, pero sin molestarse.
LordT.CC 2.0.Procedencia
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Si dos estaciones ponentramas(o paquetes) en el medio de transmisin de forma simultnea,
stas se mezclarn de manera que se convertirn en algo ininteligible. Esta situacin se
conoce comocolisinde tramasy necesitamos mecanismos para controlar el acceso al medio
compartido de manera que no se produzcan, o que si se producen, la red pueda recuperarse y
seguir funcionando.
La inclusin de estos mecanismos en la torre OSI se poda llevar a cabo aadiendo un nivel
ms a la torre o, cmo al final sucedi, incluyndolos en el nivel de enlace. As, en contextos de
rea local, el nivel de enlace incluye dos subniveles:
MAC (medium access controlo control de acceso al medio), que se encarga
prpiamente de la poltica de acceso al medio.
LLC (logical link controlo control del enlace lgico), que se encarga de los servicios
tpicos de enlace: control de errores y control de flujo.
El primer estndar deEthernetfue diseado en 1976 por Xerox y, posteriormente, revisado por
Intel, DEC y Xerox, permitiendo una velocidad de transmisin de 10Mbps. Ms adelante se
adapt para ser compatible con el estndarIEEE802.3, que fue elaborado en 1990 por la
organizacin IEEE (lnstitute of Electrical and Electronics Engineers o Instituto de Ingenieros
Elctricos y Electrnicos) para la comunicacin en redes locales.
Dentro de este estndar se han definido varios tipos de redes locales en lo que se refiere al tipo
de cableado utilizado, velocidad de transmisin, formato de los bloques de informacin
enviados, reparto del medio, etc. Por ejemplo tenemos el 10BASE2, 10BASET, etc que
veremos en prximos captulos Estos aspectos estn definidos exclusivamente a nivel fsico y a
nivel de enlace, por lo que IEEE 802 slo cubre los protocolos de estas dos capas.
IEEE 802 est dividido en varias especificaciones diferentes. Por un lado est IEEE 802.1, que
define la interfaz con los niveles superiores (normalmente, con el nivel de red). En IEEE 802.2
se encuentra normalizada la parte superior del nivel de enlace (llamado LLC o Control del
Enlace Lgico). El resto de especificaciones, que van desde la IEEE 802.3 a la IEEE 802.12,
tienen que ver con la parte inferior del nivel de enlace (llamada MAC o Subcapa de Acceso al
Medio) y la capa fsica. Cada una de ellas establece un tipo de LAN diferente, que resultan
incompatibles entre s.
IEEE 802.3 es un estndar que define una familia completa de configuraciones, abarcando
diferentes velocidades, topologas y cableado.
Token Ring es otro popular mtodo para conectar redes locales, aunque su uso se est
reduciendo en estos ltimos aos en favor del estndar Ethernet. Usan el estndar 802.5. Su
principal caracterstica es que, aunque utiliza una topologa fsica en forma de estrella, sta
funciona como una estructura lgica en anillo. Esto se consigue gracias a la utilizacin de un
concentrador de cableado llamado MAU (Unidad de Acceso Multiestacn) como nodo central
de la estrella.
Las redes locales inalmbricas que siguen el estndar IEEE 802.11 transmiten datos a travs
de ondas de radio a una velocidad que depende de la versin utilizada (1,5 Mbps es la primeraversin, de 5,5 a 11 Mbps en el estndar IEEE 802.11 b o 54 Mbps en el estndar IEEE 802.11
Llario.CC 2.0.Procedencia
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g). Algunos adaptadores que siguen el estndar IEEE 802.11 b pueden llegar a transmitir hasta
100 Mbps.
Este tipo de redes se clasifica como LAN, ya que habitualmente se instala dentro del mbito de
un edificio. Su topologa est distribuida en emisores y receptores de ondas de radio que estn
conectados entre s y dispersados por toda la organizacin. De esta forma, cualquier equipo
que disponga tambin de un emisor y receptor estar permanentemente conectado encualquier lugar, sin necesidad de utilizar cables.