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1 Versión 28/02/11 :: Redes :: aplicación transporte red enlace física Introducción a las Redes de Computadores David Villa :: 1

2 Contenidos Concepto de red de computadoras Tipos Arquitectura de red Modelos de referencia David Villa :: 2

3 Concepto de red Una red es un conjunto de computadoras autónomas interconectadas, es decir, que pueden intercambiar información. Una red NO es un sistema distribuido. El sistema distribuido se presenta a los usuarios como una entidad única. Sin embargo en una red, los usuarios son plenamente conscientes de que existen varias computadoras. Por tanto, el sistema distribuido es: una red + middleware (software) David Villa :: 3

4 Tipos de redes :: en cuanto a la tecnología de transmisión Enlace de difusión. Existe un único canal de comunicación compartido por todas las computadoras. Cuando una de las máquinas envía un mensaje, todas las demás pueden verlo. Se distinguen varios modos de direccionamiento: A todos (broadcast) A uno (unicast) A un subconjunto (multicast) David Villa :: 4

5 Tipos de redes :: en cuanto a la tecnología de transmisión Enlace punto a punto. La conexión se realiza entre pares de máquinas, con canales dedicados. Un paquete puede que visitar nodos intermedios para llegar al destino. David Villa :: 5

6 Tipos de redes :: en cuanto a la escala interplanetaria - sistema solar, IPN (InterPlanetary Network) Internet - planeta de área amplia: WAN - continente, País de área metropolitana: MAN ciudad de área local: LAN campus, edificio de área personal: PAN escritorio, wearable systems de sistema: SAN sistema empotrado en un chip: NoC (Network on a Chip) David Villa :: 6

7 Red de área local (LAN) Es una red de uso privado limitada a uno o varios edificios. Suelen utilizar enlaces de difusión a 100 Mb/s o 1Gb/s y un retardo bajo El administrador conoce la topología y toma decisiones en base a ésta. David Villa :: 7 bus anillo

8 Red de área amplia (WAN) Abarca una gran extensión geográfica y está formado por hosts y subredes. Utilizan enlaces punto a punto. router subred La subred está formada por: líneas de transmisión elementos de conmutación (router) LAN El router debe almacenar temporalmente los mensajes hasta que decide por qué línea debe servirlo y ésta está libre. A este mecanismo se le llama almacenamiento y reenvío o de «conmutación de paquetes», en oposición a los sistemas de conmutación de circuitos. Una excepción son los sistemas de satélite, que suelen ser de difusión. David Villa :: 8

9 Redes inalámbricas Categorías: PAN (BlueTooth). LAN (WiFi) MAN (GSM, GPRS, UMTS) PAN David Villa :: 9 LAN

10 Redes domésticas Interconexión de los dispositivos presentes en el hogar con objeto de obtener: confort seguridad ahorro de energía accesibilidad entretenimiento Implican una gran variedad de tecnologías y protocolos David Villa :: 10

11 inter-redes Una inter-red es un conjunto de redes interconectadas. Muchas redes con hardware y software muy diferente y potencialmente incompatible. Los gateways (puertas de enlace) son elementos intermedios que hacen posible la conexión. Un ejemplo: GW web server David Villa :: 11

12 Problemática básica Direccionamiento. Sentido de la comunicación (simplex, duplex, etc.) Detección y corrección de errores. Orden de los mensajes. Control de flujo. Fragmentación. Multiplexación de conexiones. Enrutamiento. David Villa :: 12

13 Tipos de servicio Orientado a conexión. Funciona como una tubería por la que se envían los mensajes. Suele requerir una negociación previa entre las partes. Secuencias de mensajes. Flujo (streaming) No orientado a conexión. Cada mensaje incluye el destinatario y su comportamiento en la red no está influenciado por lo demás. Confiable. Requiere confirmación del receptor. No confiable. No se garantiza que el mensaje llegue al destino. David Villa :: 13

14 Software de redes :: arquitectura de red Casi todas las redes están organizadas como una pila de capas. Cada capa ofrece servicios a la capa superior y usa los que le ofrece la capa inferior. Se trata de un mecanismo de abstracción que simplifica el diseño. La capa n de una máquina mantiene un conversación virtual con su homóloga en otra máquina. El conjunto de normas que rigen esa conversación se denomina protocolo. El conjunto de servicios que puede ofrecer una capa se llama interfaz. El conjunto de capas y protocolos que definen una red se denomina arquitectura de red. David Villa :: 14

15 Modelos de referencia Modelo OSI Modelo TCP/IP No se deben confundir los modelos con el conjunto de protocolos concretos que puedan usarse para implementarlos David Villa :: 15

16 Modelos de referencia :: OSI El modelo OSI (Open System Interconection) es una iniciativa de la ISO para la interconexión de sistemas abiertos. Es un modelo conceptual general que permite describir pilas de protocolos muy variadas. Define conceptos básicos como: servicio: qué hace la capa interfaz: cómo se invocan los servicios de la capa. protocolo: cómo ocurre la comunicación entre iguales. Cuando en un texto se indica que algo es de la capa N normalmente se refiere a las capas del modelo OSI. David Villa :: 16

17 Modelos de referencia :: OSI aplicación aplicación presentación presentación sesión sesión transporte segmentos transporte red paquetes red enlace tramas enlace física bits medio físico física David Villa :: 17

18 Modelos de referencia :: OSI :: capas Capa física. Transmisión de señal por diferentes métodos. Normalmente propagación de ondas a través de diversos medios. Se determinan las características eléctricas, mecánicas y la temporización. Capa de enlace. Ofrece una línea de comunicación constituida a partir del canal de transmisión que le proporciona la capa física. Aparecen mecanismos de direccionamiento, fragmentación, control de flujo, detección de errores y confiabilidad. David Villa :: 18

19 Modelos de referencia :: OSI :: capas Capa de red. Le corresponden mecanismos de direccionamiento, enrutamiento, control de congestión, fragmentación e interconexión de redes heterogéneas. Capa de transporte. Adapta la capa de red a las necesidades de las capas superiores y las aisla de los problemas que puedan surgir en las inferiores, ofreciendo un canal libre de errores. Esta capa implementa mecanismos de ordenación, tipos de servicio. Se encarga de la comunicación extremo a extremo, es decir, se encarga de que cada mensaje llegue a su destino a través de la subred. David Villa :: 19

20 Modelos de referencia :: OSI :: capas Capa de sesión. Posibilita tareas como permitir a un usuario establecer sesiones en otras máquinas de la red, y otras de arbitraje y sincronización. Capa de presentación. Se ocupa de establecer semántica sobre los datos transmitidos. Fija la correspondencia entre estructuras de datos y su codificación en el cable. Capa de aplicación. Incluye protocolos de alto nivel para desempeñar tareas comunes como transferencia de ficheros, correo, noticias, etc. David Villa :: 20

21 Modelos de referencia :: TCP/IP La definición del modelo surge varios años después las primeras implementaciones, como un medio de formalizar su uso. Íntimamente relacionado con los protocolos TCP/IP. El modelo no se puede utilizar para describir otros pilas o redes. TCP/IP aplicación OSI aplicación presentación sesión transporte transporte inter - red host a red red enlace física David Villa :: 21

22 Modelos de referencia :: TCP/IP :: capas Capa de interred. Proporciona los mecanismos de interconexión de subredes y el enrutamiento de paquetes. Es un servicio no orientado a conexión. Define el protocolo IP (Internet Protocol) Capa de transporte. Muy similar a la capa OSI homónima. Define los protocolos TCP (Transport Control Protocol) y UDP (User Datagram Protocol). Capa de aplicación. Protocolos de alto nivel como TELNET, FTP, DNS, SMTP, HTTP, etc. Capa host a red. Proporciona (no proporciona) los mecanismos de que permiten que un paquete IP llegue a otro host de la red. David Villa :: 22

23 Modelos de referencia :: modelo híbrido Reúne lo mejor de los modelos y protocolos OSI y TCP/IP. Prescinde de las capas de sesión y presentación (que sobran en el modelo OSI) pero incluye las capas de enlace y física (que faltan en el modelo TCP/IP) aplicación transporte red enlace física David Villa :: 23

24 Referencias B.F. Transmisión de datos y redes de comunicaciones, cuarta edición Capítulo 1 A.S. Redes de computadores. Pearson Educación, Cuarta edición, Capítulo 1: Apartados 1.1 a 1.4 y 1.6 CISCO Systems. Inc. Guía del primer año. CCNA 1 y 2. Cisco Press, Capítulo 1 Capítulo 2: Páginas Material e-learning CISCO Networking Academy Módulos 1 y 2. David Villa :: 24

25 Iconos CISCO Puente Concentrador Conmutador Conmutador multicapa Enrutador PC Terminal Portátil Servidor de ficheros Anillo FDDI Nube de red Línea Serie Línea Serie Conmutada Ethernet David Villa :: 25

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