REDES INFORMATICAS Redes Informáticas

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1 Redes Informáticas Centro de Capacitación EducArte Versión BORRADOR 1/30

2 INDICE INDICE... 2 Componentes de un PC... 3 SUBSISTEMA... 3 TARJETA DE RED (network interfase car.-nic)... 3 MODELOS MÁS COMUNES... 3 PARAMATROS DE RED BÁSICOS... 4 SISTEMA DE NUMERACION... 4 CONVERSIÓN A DECIMALES... 4 MEDIDAS DE INFORMACIÓN... 4 Redes... 5 Redes de datos... 5 LAN... 5 WAN... 5 Ancho de banda digital... 5 Diferencias en el A.d B. De los medios... 5 Ancho de banda de las tecnologías WAN Tecnología Ancho de banda Max... 6 Acceso a Internet en Uruguay... 6 Modelo OSI... 6 ENCAPSULAMIENTO... 7 Modelo TCP/IP... 7 CAPAS DEL MODELO TCP/IP... 7 DISPOSITIVOS LAN... 7 Topologías de red Topología se bus... 7 TOPOLOGÍA LOGICA... 8 Topología de transmisión de TOKENS... 8 DISPOSITIVOS LAN BASICOS... 8 SEÑALES DE RED SITUACIÓN QUE PUEDEN OCURRIR CON UN BIT Medios mas comunes CABLEADO ESTRUCTURADO Colisiones y dominios de colisión Capa II Capa III Erutamiento Direcciones IP dentro del encabezado IP Direcciones IP Dirección IP como numeros decimales Identificador de red Principios básicos de la división en subredes Clase A Clase B Clase C Creación de una subred Protocolo de capa III Capa IV Capa de transporte TCP UDP FIREWALL REDES PRIVADAS VIRTUALES (VPN) SERVIDORES WEB Redes y Comunicación de datos ANSI/TIA/EIA-568-A (Alambrado de Telecomunicaciones para Edificios Comerciales) TIA/EIA 568-B Cables de fibra Conectores de fibra Propósito del Estándar EIA/TIA 568-A: Campo del Estándar EIA/TIA 568-A Subsistemas de la norma ANSI/TIA/EIA-568-A Estándar ANSI/TIA/EIA-569 de Rutas y Espacios de telecomunicaciones para Edificios Comerciales TIA/EIA-570-A ANSI/TIA/EIA Centro de Capacitación EducArte Versión BORRADOR 2/30

3 Componentes de un PC CPU MEMORIAS ALMACENAMIENTO INTERFRACES SUBSISTEMA Placa de circuito impreso (PCB) Microprocesador Mem rom (epron) Mam ram Disco duro Disketteras Unidades ópticas Pen drives Unidades zr Mather board Tarjeta de videos Tarjeta de sonido Tarjeta de red MODEM Puerto paralelo Puerto serial Puerto usb Puerto 1394 firewire TARJETA DE RED (network interfase car.-nic) BUS Es una placa de circuito impreso (PCB) provea las capacidades de comunicación de red desde y hacia un PC. Se denomina también adaptados Lan, se conecta en la placa madre utilizando una ranura de expansión isa o pci (en la actualidad se incluye en muchas cosas) y tiene un puerto de conexión de red (sí tiene mas de un tipo de conexión un solo puerto se puede utilizar a la vez). Se comunica con la red a través de una conexión serial y hacia el interior del PC en forma paralela. Serial A B 1 solo BIT a la vez Paralelo A B Grupo de bits Cada tarjeta para funcionar necesita contar con un IRQ, una dirección de ELS, y un bloqueo de MEM superior. En los Sist. modernos la IRQ podría ser compartida con otro dispositivo pero no es recomendable. MODELOS MÁS COMUNES -Davicom 9102 (a-f) -Realtek RTL Sis 900 -Vía VT6103 -Intel -3 com. Centro de Capacitación EducArte Versión BORRADOR 3/30

4 PARAMATROS DE RED BÁSICOS Dirección IP: Es un valor que identifica de forma individual a cada equipo dentro de una red. En Sist. Decimal se expresa como 4 números cuyo valor esta entre 0 y 155, separados por puntos. (xxx.yyy.zzz.nnn) Mascara de subred: es un valor que permite la creación de subgrupos lógicos de equipos dentro de una red física. El formato que adopta es el mismo de la dirección IP, pero utiliza una variedad de valores numéricos mas reducido Ej: Pureta de enlace (gateway): Es la dirección IP de equipo que permite a la red interna la salida hacia otras redes (Internet) Servidores DNS: son las direcciones de los equipos encargados de hacer la traducción de nombres de red a direcciones IP. Se requieren básicamente para la correcta navegación en Internet. Existen servidores DNS públicos que mantienen tablas actualizadas con las direcciones IP asignadas a los servidores existentes a Internet. ejemplo de ellos son los de Adinet Grupo de trabajo: Sirve para organizar las redes en grupos no excluyentes que facilitan el acceso a los equipos próximos. SISTEMA DE NUMERACION Sistema binario: Es un sistema de numeración digital de base 2 (todos los valores se codifican utilizando solo dos dígitos (=, 0, 1)). La transferencia de datos en todos los sistemas de red se hace en forma binaria por lo cual la unidad básica con la que vamos a trabajar es el BIT. Sistema decimal: es el sistema de numeración que utilizamos en forma cotidiana. Tiene base 10 (para codificar valores se usan los dígitos (0 al 9). Para un PC no resulta un lenguaje natural por lo cual internamente los valores van a ser convertido siempre a binario para ser procesados. CONVERSIÓN A DECIMALES *2º= 1 0*21 0*22 1*23 0*24 1*25=32 i=0 (valor del bit, 2n) 1 i=n 8 32 n= indices 41 Un CONVERSIÓN DE DECIMAL A BINARIO 41%2=20 y resto 1 20%2=10 y resto 0 10%2=5 y resto 0 5%2=2 y resto 1 2%2=1 y resto 0 o sea 41 en binario es MEDIDAS DE INFORMACIÓN 1 bit 1 byte = 8 bit = 1 carácter 1 Kbyte= 1024 bytes 1 M byte=1024 k bytes 1 G byte = 1024 m bytes 1 Tera byte = 1024 G byte Centro de Capacitación EducArte Versión BORRADOR 4/30

5 1 Peta byte = 1024 tera byte Redes Es un sistema de objetivo interconectados. Las redes de datos interconectan medios informaticos y dispositivos de Networking Redes de datos Surgieron como resultado de las aplicaciones informáticas creadas credas para las empresas. Al principio, las P.C operaban de forma individual, lo cual resultaba poco eficiente a la hora de trasladar o compartir información. A principio de los 80 hubo una expansión considerable de las infraestructuras de red. Si embargo esta expansión resulto caóticas en varios sentidos, muchas tecnologías habían sido creadas con implementaciones especificas de hardware y software. Las mismas no eran compatibles entre sí, complicando de esta manera la comunicación entre las distintas redes. Una de las primeras soluciones en esta materia fue la creación de estándares que dio lugar a la aparición de las redes de área local (Lan). Las mismas tenían una limitación importante en cuanto al área que eran capaces de cubrir, por lo que pronto no fueron suficientes para cubrir las crecientes necesidades de las empresas. De esta manera se comenzaron a desarrollar las tecnologías para las redes de área metropolitanas (Wan). Para facilitar su estudio vamos a dividir su estudio en categorías. Lan y Wan LAN Están diseñadas para: Operar dentro de un área geográfico limitado (500m como máximo) Permitir que varios usuarios accedan simultáneamente a los medios con un ancho de banda alto. Proporcionar conectividad continua a los servicios locales Conectar dispositivos físicamente adyacentes. Obs. Los LAN están compuestos de: Computadoras, nic, medios de Nutworking, dispositivos de control de trafico y periféricos. Permiten compartir de forma eficiente elementos como archivos, impresoras, y Tb. La comunicación interna (sistema de mensajeria) WAN La función principal de estas redes es la interconexión de redes de tipo LAN. Gracias a esto las empresas pudieron intercomunicar sucursales, comunicarse ente si, compartir información y recursos y tener acceso a Internet. Las tecnologías desarrolladas para este topo de redes son las mismas disponibles para el acceso a Internet en la actualidad Tecnologías WAN más comunes MODEM R D S I (red digital de Serv. Integrados, I S D N) DSL O ADSL TRAME RELAY ATM Series portadoras T1 y T3 (EEUU, canado) y E1 y E3 (Europa y América) SONET (Red óptica sincrono) Ancho de banda digital El uso del termino de ancho de banda para descubrir las capacidades de una red es algo que las redes Lan y Wan tienen en común. Lo definimos como la medición de la cantidad de información que pueda fluir desde un lugar a otro de la red a un tiempo determinado. Existen dos usos para el termino ancho de banda, uno hace referencia a las señales analógicas y el otro a las digitales. En las comunicaciones de red todas las transferencias se hacen en forma digital por lo cual vamos a usar el termino siempre en este sentido. Dado que la unidad de tiempo básica utilizada a las magnitudes es el S, y la unidad básica de la información es el BIT, la medida usada para el ancho de banda es el BIT/S (b/s-bps). Las magnitudes más frecuentes se basan en esa unidad: kbps y mbps Diferencias en el A.d B. De los medios Le llamamos medio a la materia físico a través del cual fluyen las señales de red (cable, fibra óptica aire, etc.) El ancho de bandas siempre tiene limitaciones. Los diferentes medios poseen distintas limitaciones (física en la mayoría de las cosas) en cuanto al ancho de banda máximo disponible y en cuanto a la distancia máxima entre los disp. Medio Ancho de banda max Disancia max Cable coaxil fino 50 (ohm) Mbps 185m (metros) Cable coaxil grueso Mbps 500m Por trenzado no blindado cat Mbps 100m Por trenzado no blindad mejorado (5E) 100 Mbps 100m Fibra óptica multimodo 100 Mbps 2000m Fibra óptica monomodo 1000 Mbps 3000m Inalámbricas Mbps aprox. 100m Centro de Capacitación EducArte Versión BORRADOR 5/30

6 Todas estas medidas son las utilizadas en redes Lan. Las tecnológicas Wan poseen ancho de banda normalmente mas reducidos pero soportan distancias muy superiores de conexión. Ancho de banda de las tecnologías WAN. Tecnología Ancho de banda Max MODEM RDSI Frame Relay T1 T3 E1 E3 STS-1 STS-3 STS-48 DSL/ADSL 56 Kbps 128 Kbps Kbps 1,544 Mbps 44,736 Mbps 2,048 Mbps 34,368 Mbps 51,840 Mbps 155,251 Mbps 2, Gbps 64 Kbps en adelante Acceso a Internet en Uruguay La mayoría de los usuarios de Internet en nuestro país tienen acceso por teléfono y MODEM a Internet. La única tecnología Wan de B.A que se comercializa es la ADSL. Solo dos empresas poseen salidas internacional (Dedicado y AntelData.), mientras que el resto subcontratan a los servidores de estas companias. Sistema Ancho de banda MODEM 56 Kbps Antel Data (ADSL) 256 Kbps/64 Kbps 512 Kbps/128 Kbps 768 Kbps/192 Kbps 1024 Kbps/256 Kbps Dedicado (ADSL) 128 Kbps/128 Kbps 256 Kbps/256 Kbps Modelo OSI Es un modelo teórico de referencia que sirve como base para la estructuración de los procesos de comunicación de red. Si bien las tecnologías de red actuales no se ajustan fielmente al modelo están basadas en el mismo, generalmente resumiendo o agrupando las estepas de comunicación. La estructura organiza en 7 niveles (denominados capas) a los procesos de red: 7 Aplicación Usuario 6 Presentación 5 Sección 4 Transporte 3 Red 2 Enlace de datos 1 Física 7 Aplicación: Es la copa del modelo más cercano al usuario. Su función es suministrar servicios de red a las aplicaciones (elementos fuera del modelo. De todas las copas en lo único que no proporciona servicios a otra copa. En particular establece la disponibilidad de los potenciales socios de comunicación, sincroniza y establece acuerdos sobre los procesos de recuperación de errores y control de la integridad de los datos. 6- Presentación: Garantiza que la información de la copa 7 de u sistema pueda ser leida por su correspondiente en otro sistema. De ser necesario traduce varios formatos a un formato común. 5- Sección: Establece, administra y finaliza las secciones entre 2 hosts que sé estan comunicando. Proporciona servicios a la copa de presentación sincronizada tb. El intercambio de datos entre las copas 6 de los hosts. Además ofrece pautas para la transferencia, para el tipo de servicio y un registro de excepciones acerca de las copas superiores. 4- Transporte: Segmenta los datos originales en el hosts emisor u los re ensambla en un bluque de datos en el hosts receptor. Es el vinculo entre los asuntos referentes a las aplicaciones y los referentes al transporte físico de los datos. Es responsable de la confiabilidad del transporte entre 2 hosts. Para lo cual utiliza sistema de detección y recuperación de errores. 3- Red: Es una copa compleja que proporciona conectividad y selección de ruta entre 2 hosts que pueden estar ubicados en red geográficamente.distintos. 2- Enlace de datos: Proporciona el trafico de datos a través del enlace físico. Se ocupa del direccionamiento físico, la topología de red, el acceso ala red, la notificación de errores, la entrega ordenada de tramas y el control de flujo. Centro de Capacitación EducArte Versión BORRADOR 6/30

7 1- Física: Define las especificaciones eléctricas, mecánicas de procedimiento y funcionales para activar, mantener y desactivar el enlace físico entr los hosts. Entre otras causas fija los niveles de voltaje, la temporizacion de cambios de voltaje, la vel. De los datos físicos, la distancia de la transmisión wan y los los conectores físicos. ENCAPSULAMIENTO Es el proceso por el cual se preparan los datos rodeándolos con la información de protocolo necesaria para que se unan al transito de una red. Etapas: 1- Creación de los datos (esto se hace a nivel software- capas 5, 6 y 7) 2- Empaquetar los datos para ser transportados (creación de segmentos- capa 4) 3- Anexar la dirección de red al encabezado de los datos (capa 3) 4- Anexar la dirección local al encabezado de los datos (creación de trama- capa 2) 5- Realiza la conversión a bits para la transmisión (capa 1) Modelo TCP/IP Es el modelo mas comúnmente utilizado tanto en redes LAN como WAN. Se basa en el modelo OSI paro organiza la comunicación en 4 etapas. Algunas de las cuales cumplen la función de varias capas del modelo de referencia. CAPAS DEL MODELO TCP/IP Capa 4 Capa de aplicación: Incluye los detalles de las capas 5, 6 y 7 del modelo OSI. Maneja protocolo de alto nivel (http, ftp, etc) aspectos de presentación codificación, y centro de dialogo. Capa 3 Capa de transporte: Maneja la confiabilidad, el control de flujo y la detención de errores para los datos empaquetados. Utiliza 2 protocolos pasibles: TCP y UDP Capa 2 Capa de Internet: El propósito de esta capa es asegurar que los paquetes enviados desde cualquier origen en la Internet Work llegan su destino independientemente de las rutas y de las redes que tengan que recorren hasta llegar alli. El protocolo especifico utilizado por esta capa es el protocolo IP. Capa 1 Capa de acceso a red: Se ocupa de los aspectos que requieren un paquete IP para realizar un enlace físico. Se incluyen en esta capa todos los detalles de las tecnologías LAN y WAN. Nuclea las funciones de las capas 1 y 2 del modelo OSI. TRACERT host de destino (IP dirección Internet) VISUALROUTE DISPOSITIVOS LAN Topologías de red La topología define la estructura de una red. Al hablar de topología podemos dividirlas en dos partes: La topología física, que es la disposición real de los cables y la topología lógica que define la forma en que los hosts acceden a los medios. Topologías físicas 1 -Topología se bus utiliza un solo seguimiento central (backbone) al que todos los hosts se conectan de forma directa. 2- Topología de anillo Centro de Capacitación EducArte Versión BORRADOR 7/30

8 Conecta cada hosts con el siguiente y al ultimo con el primero creando un anillo físico de cable. 3 -Topología de estrella Conecta todos los cables con un punto central de concentración. Por lo general este punto es un HUB o SWITH. 4 - Topología de estrella extendida Se desarrolla a partir de la topología de estrella conectando los HUBS o SWITCHES entre si. Esto permite extender la longitud y el tamaño de la red. 5 -Topología jerarquías Se desarrolla de forma similar a la estrella expandida pero en lugar de conectarhubs y SWITCHES entre si el sistema se conecta con un computador que centro el trafico de la red. 6 -Topología en maya Se utiliza cuando no puede existir ninguna interrupción en la comunicaciones Ej. En los sistemas de central de maquinaria de algunas empresas cada hosts posee sus propias conecciones con los demas. Este diseño se observa por ej. Internet. TOPOLOGÍA LOGICA En la forma que los hosts se comunican a través del medio. Los 2 tipos mas comunes de topología lógica son: - Topología de Broacast cada hosts envía sus datos hacia todos los las estaciones de trabajo na siguen ningún orden para utilizar la red, sino que el primero que entra es el primero que se sirve (first in first served) Topología de transmisión de TOKENS Se controla el acceso a la red mediante la transmisión de un Tokens electrónico a cada hosts de forma secuencial. Cuando un hosts recibe un Tokens queda habilitado para transmitir datos cuando no tiene mas dato para enviar el hosts transmite el Tokens al siguiente y se repite el proceso. DISPOSITIVOS LAN BASICOS -Hosts: Son dispositivos que se conectan de forma directa a un segmento de Red. Se incluye entre ellos computadoras (tanto clientes como servidores), impresoras, scaners, y otros dispositivos. Todo hosts posee por lo menos una tarjeta de red. - Tarjetas de red: En términos de aspecto una NIC consiste en una placa de circuito Centro de Capacitación EducArte Versión BORRADOR 8/30

9 impreso relativamente pequeña que se coloca en una ranura de expansiona ISA o PCI. En las computadoras portátiles generalmente se usan tarjetas de red PCMCIA. Esta dirección se usa para controlar la comunicación de datos para el hosts. Hay cosas en las que el tipo de conector de la tarjeta no concuerde con el tipo de medios que se desea utilizar para lograr la conexión se usa un TRANSCEEIVER (transmisor- receptor) El TRANSLEIVER convierte un tipo de señal o conector en otro. Son dispositivos de la capa 1 ya que solo analiza bits. -Simbología: No existen símbolos extandars para los nic sino que se da a entender que siempre que exista un hosts existe alguna clase de tarjeta de red. Medir las funciones básica de las medidas consiste en transportar un flujo de datos de forma de bits a través de una red. Por lo general los medios limitan las señales a un cable (la excepción son los Lan inalámbricas W-LAN). Cualquiera sea el caso se considera a los medios dispositivos de la capa 1. -Las REDES se pueden desarrollar con varios tipos de medios distintos, teniendo cada uno de ellos sus ventajas y desventajas. -Al realizar una instalación se debe considerar: Longitud da cable ( distancia max. Entre hosts) Costo La facilidad de instalación ( factibilidad ) -Los mas comunes son: Token ring Fibra optica Ethernet -Repetidores: Uno de los problemas que existen con la instalaciones de la red mas comunes (cable UTP) es que la distancia entre hosts tiene un tope de 100m. Cuando se necesita extender la red por encime de ese valor se debe utlizar un dispositivo denominado Repetidor. El propósito del mismo es regenerar y retemporizar ( voltaje y frecuencia) las señales de red a nivel de los bits para permitir que viaje a mayor distancia a través de los medios. Si se esta trabajando con una red de cable UTP a 10 mbits hay que tener en cuenta, al extender la red la norma Dicha norma establece que se pueden seguir los seguimientos de red utilizando 4 repetidores pero solo 3 de los seguimientos puede tener hosts. El termino repetidor normalmente se refiere a un dispositivo con 1 solo puerto de entrada y un puerto de salida. Sin embargo en la actualidad también se utiliza el termino repetidor mulitipuerto para referirse a algunos modelos de HUBS básicos. Se clasifican como dispositivos de la capa 1 y normalmente se representan con el siguiente símbolo - HUB. El propósito de un HUB es regenerar y retemporizar las señales de red a nivel de bits para un numero relativamente parte de Hosts ( 8. 16, o mas) utilizando un proceso denominado concentración. En algunos casos al HUB se lo denomina repetidor multipuerto. - Se utilizan generalmente por 2 razones: para crear un punto central de conexión para los medios de cable y para aumentar la confiabilidad de la red. Esto lo hace al permitir que cualquier cable falle sin interrumpir el trafico en la totalidad de la red. Esta es una de las principales diferencias con las topologías de de bus y anillo. - Se considera dispositivos de la capa 1 ya que solo envían los bits que reciben a todos los puertos. - Hay distintas clasificaciones de los HUB 1)a) Activos: Toman energía desde un suministro externos para regenerar las señales de red. Esto permite extender la distancia entre Hosts como con los repetidores. 100m 100m H1 HUB H2 b) Pasivo: Simplemente dividen la señal entre múltiples Hosts no regeneran los bits y por lo tanto no extienden la red. Falta dibujo 2)a) Inteligentes: Tienen capacidad de administración del trafico de la red y pueden en algunos casos ser programados. b) No inteligentes: simplemente forman una señal entrante y la repiten a cada uno de los puertos sin capacidad de administración. El símbolo común mente utilizado para representar un HUB es 2 Puentes: es un dispositivo diseñado para conectar des segmentos LAN. El propósito del puente es filtrar el trafico de modo que el trafico local de cada red siga siendo local pero permitiendo la conectividad con el otro segmento. Para esta tarea verifica la dirección Mac de destino de los datos, de modo de determinar si se debe permitir el pasje de los mismos Centro de Capacitación EducArte Versión BORRADOR 9/30

10 Switch: Así como los HUBS son llamados repetidores multipuertos, los Switch se consideran como puentes mulitipuertos. La diferencia principal entre Hosts y Switch es la capacidad de tomar direcciones basándose en las direcciones mac. Debido a esto hacen que las comunicaciones sean mas eficientes dado que los datos son enviados solo a través del puerto (boca) al que esta conectado el Hosts de destino. Se suministra entonces a cada puerto el ancho de banda total. Todo Switch cuenta con una memoria interna, a la cual se vacía si se interrumpe la alimentación cuando se enciende un switch funciona temporalmente como un HUB hasta que arme la tabla de direcciones Mac asignadas a cada boca. El símbolo para el Switch es Router: es un dispositivo que trabaja a nivel de la capa 3 del modelo OSI. De esta forma puede tomar decisiones basándose en grupos de direcciones de red en lugar de direcciones mac. El propósito de un Router es examinar los datos entrantes, elegir cual es la mejor ruta para ellos y enviarlos a través del puerto de salida adecuado. Permiten que prácticamente cualquier equipo se pueda comunicar con otro en cualquier parte del mundo. Constituyen de esta forma la columna vertebral de Internet. El símbolo del Router es SEÑALES DE RED El termino señal se refiere a las redes a un voltaje eléctrico, un patrón de luz o una onda electromagnética modulada. Las señales analógicas tienen las siguientes características: Son ondulatorias Tienen un voltaje que varia continuamente a función del tiempo. frecuencia amplitud tiempo Señales digitales se caracterizan por tener curvas de voltajes sobre tiempo (v/s) que muestran unas variaciones pulsante. La señales digitales de las fuentes modernas se pueden representar a través de una onda rectangular que tenga transiciones casi instantáneas desde estados de voltajes bajos a estados de voltajes altos, sin ondulaciones. Representación de bits en un medio físico 1- Medio eléctrico Un bits en un medio eléctrico es una señal eléctrica que se codifica normalmente como un impulso de 0 Volts para el 0 binario y + 5 Volts para el 1, aunque existen codificaciones mas complejas. Para poder funcionar correctamente el sistema necesita una conexión a tierra de referencia colocada cerca de los circuitos digitales del equipo. Las placa de circuito normalmente usan el gabinete como punto de conexión a tierra. 2- Medio óptico En el caso de las señales ópticas normalmente el 0 binario se codifica como una Centro de Capacitación EducArte Versión BORRADOR 10/30

11 Señas luminosa de poca intensidad u oscuridad plena mientras que el 1 se representa Con un pulso de alta luminosidad. 3- Medio inalámbrico Para las señales inalámbricas el 0 binario se representa como una ráfaga de onda de poca amplitud y el 1 como una ráfaga de una amplitud mayor. SITUACIÓN QUE PUEDEN OCURRIR CON UN BIT 1- Propagación 2- Atenuación 3- Reflexión 4- Ruido 5- Problemas de temporizacion 6- Colisiones 1- Propagación: Significa desplazamiento. De esta forma un bloque de energia que representa un bit se desplaza a través de un medio de un lugar a otro. La velocidad de propagación va a depender del tipo de materia del medio, de la geometría utilizada y de la frecuencia de los pulsos. El tiempo que tarda un bit en desplazarse de un extremo a otro del medio y regresar se denomina RTT (tiempo de ida y vuelta). El hecho que un bit tarde poco tiempo en trasladarse a través del medio generalmente no representa un problema en la red. Sin embargo con las velocidades de transmisión de las redes actuales a veces se deben tener en cuanta 2 situaciones a) Si el tiempo de programación es demasiado largo puede suceder que el bit legue a destino demasiado tarde y sea descartado. Si la demora de propagación es demasiado corta es posible que se deba reducir la velocidad de los bits o que se deban guardar temporalmente (Buffering) para que el resto del equipamiento de red pueda alcanzar al bit. 2- Atenuación: Es la perdida de fuerza de la señal. Un ejemplo de esto seria el hecho de que un bit en un medio eléctrico pierde amplitud a medida de que la señal se desplaza por el cable. Para disminuir la atenuación se pueden utilizar materiales de buena calidad y cuidar la geometría del sistema (el posicionamiento de los cables). No importa cuanto cuidado se tenga, siempre existe atenuación cuando existe resistencia eléctrica. La atenuación también se producen en las señales ópticas ya que la fibra óptica observa y dispersa parte de la energía a medida que el pulso luminoso se desplace. Por ultimo también existe atenuación con las ondas de radio y las microondas, ya que estas son absorbidas y dispersadas por moléculas especificas de la atmósfera. Una de las formas mas comunes de resolver el problema de la atenuación es el uso de repetidores cada distancia relativamente 3- Reflexión: Es el rebote de una parte de la energía que compone el bit de vuelta al origen. En las señales eléctricas se produce cuando los impulsos tropiezan con una discontinuidad. Esta se puede manifestar como: Un ángulo cerrado en el cableado, el uso de cable con resistencia eléctrica diferente, dispositivos de red, entre otros. Para las señales ópticas la reflexión se puede producir al llegar la señal al conector del dispositivo. En el mismo la luz debe atravesar un vidrio que refleja una pequeña cantidad, la que normalmente no genera complicaciones. En el caso de las ondas de radio y las microondas 1b se produce reflexión al atravesar la señal distintas capas capas en la atmósfera. 4- Ruido: Son adiciones deseadas a las señales de voltaje, ópticas o electromagnéticas. Ninguna señal se puede producir completamente libre al ruido. Lo importante es mantener la relación entre señal y ruido lo mas alto posible. Diafonía: Se produce cuando el ruido eléctrico en un cable tiene su origen en señales de otros alambres del cable. Es común este efecto cuando 2 alambres están colocados muy cerca uno de otro y no están trenzados. Para manejar este problema se debe cuidar la terminación de los cables y utilizar por trenzado de buena calidad. Ruido térmico: Se produce debido al movimiento aleatorio de electrones y si bien es inevitable por lo general es insignificante en relación a la señal. Ruido de la línea de corriente alterna y ruido de la conexión a tierra de referencia de la señal: Son los 2 factores de ruido mas importantes en las redes modernas. Las instalaciones eléctricas de un tiempo a esta parte se realizan utilizando cables ocultos en la pared, pisos y techos. Como consecuencia de esto, dentro de los edificios el ruido de las líneas de alimentación se encuentra en todo el entorno. Si no es considerado puede generar una interferencia que imposibilita la comunicación de red. Para reducir este efecto es recomendable repetir una distancia mínima 20m entre los cables de red y de alimentación. Otra posibilidad es utilizar cable con blindaje o blindar los cables normales. Respecto a la conexión a tierra de diferencia de señal debería estar separado de la conexión a tierra eléctrica. Este aislamiento mantendría los picos de voltajes y la fuga de electricidad fuera de la conexión de Centro de Capacitación EducArte Versión BORRADOR 11/30

12 referencia. En los dispositivos informáticos el chasis se utiliza como conexión a tierra para dos sistemas por lo cual los problemas de la tierra eléctrica normalmente provoca alteraciones en la comunicación de la red. Para reducir la incidencia de este modo de trabajo es recomendable que la tierra de los equipos informáticos se separe del resto del edificio. Otro problema que existe es por la longitud de los cables de tierra. Si son demasiados largos pueden actuar como una antena para el ruido eléctrico y provocar interferencia en las señales. Interferencia electromagnético y de radio frecuencia: Algunas fuentes de de impulso eléctricos ejemplo: sistemas de iluminación, motores electicos o sistema de radio pueden afectar la calidad de las señale. Cada alambre dentro de un cable puede conectar como una antena. Cuando esto sucede el alambre absorbe señal eléctrica de los demás alambres y de fuentes externas. Si los ruidos resultantes alcanzan pueden que los nic no discriminen al mismo de la señal. Esto es un problema principalmente porque las redes usan frecuencia en la región de 1 a 100 m MAZ que es donde la señales de radio, de la TV y otros aparatos tienen también sus frecuencias operativos. Hay varias formas de limitar esta interferencia. Una seria aumentar el tam. O los cables conductores. Otra forma seria mejorar el tipo de material aislante. Cualquiera de estas formas aumentan el costo de la instalación considerablemente es mas común que se trabaje simplemente con cable de par trenzado de buena calidad y se reduzca la longitud de los segmentos. 5- Ruido a señales electromagnéticas. Los factores principales de interferencia a estos sistemas son dispositivos que trabajan en el mismo grupo de frecuencias que las redes, ej tele controles remotos, etc. problemas de temporizacion - Dispersión: Se produce cuando la señal se ensancha en el tiempo. Si es muy grave un bit puede confundirse con los adyacentes. Se puede solucionar cuidando la geometría, limitando las longitudes y utilizando un mismo tipo de cable. En la fibra óptica se controla usando luz láser y en las comunicaciones inalámbricas mediante la selección de frecuencias- - Fluctuación de fase: Se predice cuando el reloj interno del emisor no esta sincronizado con el del receptor. Los ciclos de envíos no se corresponden con los de lectura y la información se destruye. Para reducir este efecto conviene usar material de red y dispositivo del mismo fabricante. - Latencia: Se denomina también retraso y se produce por 2 motivos: _Longitud de los segmentos de la red. _Numero de circuitos electrónicos que debe atravesar el bit para llegar a destino. 6- Colisiones: Una colisión se produce cuando 2 bits de 2 hosts distintos que intentan comunicarse se encuentran simultáneamente en un medio compartido. En el caso de los medios de cobre los voltajes de los dos impulsos eléctricos se suman y provocan un nivel de voltaje que esta fuera de la escala, con lo cual ambos bits se destruyen. Las diferencias tecnológicas controlan las colisiones de diferente forma. Algunas, como Ethernet se encarga de un cierto nivel de colisiones administrando los turnos para transmitir en el medio compartido. En otros, las colisiones son parte normal en el funcionamiento de la red, sin embargo un exceso de colisiones puede hacer que la red sea mas lenta o detenerla por completo. Algunas tecnologías manejan las colisiones asignando turnos para transmitir la información. Medios mas comunes UTP (unshielded twisted pair) El cable de par trenzado no blindado esta compuesto por 4 pares de hilo. Cada uno de los 8 hilos individuales esta revestido de un material aislante (plástico). Además cada par esta trenzado. El UTP se basa solamente en el efecto de cancelación de los pares para limitar la degradación de señal produce por la EMI y la RFC. Para reducir mas la diafonía entre pares diferentes, la cantidad de trenzados en los pares de hilo varían. El par trenzado usado pare redes tiene hilo de cobre calibre 22 o 24 (aprox. 0,43 mm de diámetro) y una resistencia de 100 ohm. El hecho de que el cable tenga un diámetro pequeño (0.5 m) puede ser ventajoso durante la instalación. Entre las ventajas de este tipo de cables resalta la facilidad de instalación y la economía. De hecho es el medio que tiene una relación costo / velocidad mas favorable. Otra ventaja es su fan, el cual permite la utilización de conductos de cableado relativamente pequeños. Además el uso de los conectores RJ45 con su esquema interno de cruzamiento reduce aun mas las fuentes potenciales de ruido en la red. Entre las desventajas podemos citar que la distancia que abarca la señal si uso de repetidores es la menor entre todos los cableados y además al no tener blindaje resulta ser el medio mas susceptible a interferencias eléctricas. UTP: Centro de Capacitación EducArte Versión BORRADOR 12/30

13 STP (shrdelded twisted pair) El cable de par trenzado blindado combina las técnicas de cancelación y blindaje. La de par de hilo esta trenzado y envuelto en un papel mecánico. Además los 4 pares están a su vez envueltos en una maya o papel metálico. El cable utilizado generalmente es de 150 ohm. El STP reduce el ruido eléctrico tanto adentro del cable como fuera del cable y también la interferencia de ruido frecuencia. En comparación con el UTP, el STP brinda mayor protección ante toda clase de interferencia pero es bastante mas caro y su instalación es mas difícil. Los materiales de blindaje deben estar conectados a tierra en ambos extremos. Si esto no se cumplen pasan a funcionar como antenas captándolas interferencias del medio. STP: Viste un tipo de cable que constituye un híbrido entre el UTP y C/STP denominado UTP blindado. Este cable posee el blindaje de los 4 pares pero no los blindajes individuales. Coaxial: El cable coaxial esta compuesto por dos elementos conductores. Uno de estos elementos ubicados en el centro es un conductor de cobre, el cual esta rodeado de un revestimiento flexible. Sobre este revestimiento hay una maya metálica tejida o una hoja metálica que funciona como segundo cable del circuito y también hace las veces de blindaje para el conductor interno. A su vez este blindaje esta cubierto por la envoltura del cable. Provee ciertas ventajas como por ejemplo que puede abarcar una distancia mayor que el UTP y el STP sin recurrir al uso de repetidores. Pero al mismo tiempo presenta desventajas, la principal de ellos es el costo y el tamaño de los cables. CABLEADO ESTRUCTURADO Existen determinados estándares utilizados internacionalmente para definir el orden y el esquema de cruzamiento utilizando al armar los conectores de red. Esos esquemas varían depende de los dispositivos que van a ser interconectados. Los esquemas posibles son 2: 1) Cable directo: Host a concentrador/rpetidor Ambos extremos A B 1-blanco/naranja naranja 3- blanco/verde 4-azul 5-blanco/azul 6-verde 7-blanco/marron 8-marron 2) Cable cruzado Dispositivos iguales extremo A blanco/naranja Centro de Capacitación EducArte Versión BORRADOR 13/30

14 2- naranja 3- blanco/verde 4-azul 5-blanco/azul 6-verde 7-blanco/marron 8-marron Extremo B blanco/verde 2- verde 3- blanco/naranja 4-azul 5-blanco/azul 6-naranja 7-blanco/marron 8-marron Obs. Algunos concentradores poseen un puerto especial con cruzamiento interno que se puede usar para conectarlo con otro concentrador a través de un cable directo (uplink). Muchos hubs y switches modernos poseen auto detección de cruzamiento en todos los puertos (AUTO MDI/MDI-X). Ping IP_destino Ping IP_destino -t Repetir hasta presionar CTRL + C Ping IP_destino -t TamañoPaquete hasta bytes Ej: Ping t DOS Denial of service 512 Kbps 128 Kbps 128 Kbps 128 Kbps 128 Kbps 128 kbps 128 kbps 128 kbps 128 kbps Algunas redes se encuentran directamente conectadas. En ellas todos los hosts comparten la capa 1. Existen los siguientes tipos: Entornos de medios compartidos: Se producen cuando múltiples hosts tienen acceso al mismo medio en forma simultanea. Entarno extendido de medios compartidos: Es un tipo especial de entorno en el que los dispositivos de red aumentan el alcance para que se pueda implementar acceso múltiple o mas usuario. Entorno a red punto a punto: Cada dispositivo se conecta a otro dispositivo único a través de un enlace exclusivo. Redes de conexión indirectas: Se encuentran cuando existen algunos dispositivos de red de capas superiores y/o una distancia geográfica grande entre dos hosts que se comunican. Existen dos tipos: - Conmutadas pos circuitos: Es una red en la que se mantienen circuitos eléctricos reales durante la comunicación, ej: el servicio telefónico. - Conmutadas por paquetes: En lugar de dedicar un enlace como conexión de circuito exclusivo entre dos hosts, el origen manda mensajes en paquetes. La de paquete contiene suficiente informacion para que llegue al hosts de destino correcto. La ventaja es que muchos host puede compartir el mismo enlace. Colisiones y dominios de colisión En una red pequeña y de baja velocidad es posible implementar un sistema por el cual solo dos equipos envíen datos, cada un por turnos. El problema en las redes grande es que hay muchos hosts conectados, cada uno de los cuales necesita enviar miles de bits/s. Como resultado del exceso de trafico en la red se puede producir problemas graves, y la probabilidad de esto aumenta si todos los dispositivos están conectados a un mismo cable o por medio de dispositivos no filtrantes como los repetidores. Centro de Capacitación EducArte Versión BORRADOR 14/30

15 El área dentro de la red donde los paquetes se originan y pueden colisionar se denomina dominio de colisión. Ej: un cable podría estar conectado a otro a través de transceires, repetidores, panel de conexión o hubs, siendo todas estas interacciones que extienden los dominios de colisión. Hubs y dominio de colisión: Cualquier señal que entre en un puerto del hub se regenera, retemporiza, y se envía desde todos los demás puertos. Por lo tanto, si bien son útiles para conector grandes consta de equipos, extienden los dominios de colisión. El resultado final es el deterioro del rendimiento de la red si todos los equipos exigen un ancho de bada elevada simultáneamente. Segmentación de los dominios de colisión: Se puede reducir el tam de los dominios de colisión utilizando dispositivos inteligentes con la capacidad de filtrado de datos. Ejs: de este tipo de dispositivos son los puentes, Switches y Routers. Estos pueden eliminar a mayor o menor medida el trafico innecesario en in red. Capa II La capa 1 desempeña un papel clave para la comunicación de red pero cada una de sus funciones tiene limitaciones. La capa 2 se ocupa de ellas ofreciendo soluciones. Ej: En la capa 1 no puede comunicarse con las capas de nivel superior, la capa 2 lo hace a través del control de enlace lógico (LLC). La capa 1 no puede identificarlos equipos, la capa 2 usa un proceso de redireccionamiento ( dirección mac). La capa 1 solo traslada corriente de bits, la capa 2 usa el entra mac lo para organizar o agrupar los bits. La capa 1 no puede decidir que equipo transmitirá los datos desde in grupo en el que todos están tratando de realizar la transmisión al mismo tiempo, la capa 2 usa un sistema llamado control de acceso al medio (mac). Control de enlace lógico (LLC) La sub capa de enlace lógica proporciona versatilidad en los servicios de la capa de red que esta por encima de ella, mientras se comunica de forma efectiva con las diversas tecnologías que están por debajo. El LLC transporta los datos de protocolo de la red (capa 4), un paquete IP (capa 3), y agrega mas información de control para ayudar a entregar ese paquete IP en el destino. Luego de este proceso el paquete pasa a la subcapa mac para que esta le adicione los datos necesarios y lo ecapsule. Direcciones Mac: Las direcciones mac se expresan utilizando el sistema Hexadecimal. El mismo se eligió ya que puede representar cualquier bits utilizando solo 2 simbolos. Las direcciones tienen 48 bits de largo y se expresan como 12 dígitos hexadecimal. Los primeros 6, que son administrados por el IEEE, identifican al fabricante u de ese modo son conocidos como identificados exclusivos de organización (OUI). Los 6 restantes coponen el numero de serie de la interfase u otro valor administrado por el fabricante especifico. Las direcciones mac se denominan también dirección física o dirección gravada (BIA), ya que estas, están gravadas en una memoria ram y se copian en la ram cuando se inicializa la tarjeta de red. Existen dos formatos para expresar las direcciones mac: C C Uso de las direcciones mac por parte de la nic Las redes actuales son redes de brodcast. Todas la estaciones ven todas las tramas. Cada estación debe examinar cada trama para determinar si es un destino. Cuando 1 dispositivo desea enviar datos a otro, abre una ruta de comunicación usando la dirección mac ha tarjeta de red de cada dispositivo verifica su dirección mac coincide con la dirección de destino físico que transporta el paquete de datos. Si no es así el paquete se descarta. Si los datos de dirección coinciden de tarjeta hace una copia, quita los datos agregados de la copa 2, y los entrega a las copas superiores. Entramado Las corrientes de bits por si solas no bastan para que las comunicaciones puedan llevarse a cabo. El entramado agrega a los datos información esencial de direccionamiento y control entre lo cual se encuentra que equipos se comunican, cuando comienza y cuando termina la comunicación. Un registro de los errores producidos, quien tiene el turno para enviar datos, etc. Formato de trama generico: Hay varios tipo de tramas que se describen en diferentes estándares. Una trama genérica tiene secciones denominadas campos, cada uno formado por varios bytes. Los nombres de los campos son: A- Campo de inicio de trama B- Campo de dirección C- Campo de longitud/tipo/control D- Campo de datos E- Campo de secuencia de verificación de trama (FCS) Centro de Capacitación EducArte Versión BORRADOR 15/30

16 F- Campo de fin de trama A)Campo de inicio de trama, Las diferentes tecnologías tienen diferentes formas para iniciar el comienzo de una trama, pero todas las tramas de cualquier tecnología tiene una secuencia de bytes de inicio y simbolización. B) Campo de dirección Todos los tramas contienen informacion de denominación, ej, la dirección mac de los equipos de origen y destino. C) Campo de longitud/tipo/control. La mayoría de las tramas tienen campos especializados. En algunas tecnologías existe el campo longitud que de fin el trama de la tramas. Otras tienen un cenp tipo que especifica el protocolo de la capa 3 que realiza la petición de aviso. También hay algunas tecnologías que no usan estos campos. D- Campo de datos. La razón del entamado es hacer que los datos de las capas superiores. Viajen desde el bests de origen al de destino. El paquete de datos que se desea enviar se pone en dos partes. En primer lugar el mensaje que se debe enviar, y en segundo, los bytes de encapsulados de las copas de red y de transporte. Junto con estos datos se envían a veces algunos bytes adicionales. Estos se denominan bytes de rellenos, y se arreglan para que las tramas tengan una longitud mínima con fines de temporizacion. E- Campo de FCS Todas las tramas están expuestas a tener errores de diferentes orígenes. El campo de secuencia de verificación de trama contiene un numero calculado por el equipo de origen y que se basa en los datos de trama. Cuando el equipo se destina recibe la trama vuelve a calcular el numero FCS y lo compara con el que estaba incluido en el trama. Si los números son diferentes, se asume que se produjo un error, se descarta la trama, y se le pide al origen que vuelva a realizar la transmisión. Hay tres formas principales para calcular el FCS: 1- Verificación por redundancia cíclica (CRC): Ejecuta cálculos polinemicos con los datos (mas usado) 2- Paridad de dos dimensiones se agrega un noveno bit a cada byte de modo que la secuencia tenga siempre un numero par o impar de 1 binarios. 3- Checksum Internet suma los valores de todos los bits de datos. Por campo de fin de trama: Las mayoría de las veces existe una secuencia formal de bytes que se denomina delimitador de fin de trama. Control de acceso al medio. Definición: Se refiere a los productos que determinan cual de los equipos en un entorno de medios compartidos (o sea en un dominio de colisión) puede transmitir datos tanto Mac como LLC son sub capas de la capa 2. en forma amplia existen dos categorías de control de acceso al medio: Deterministicas (por turnos), y no Deterministicas (el primero que llega es el primero que se sirve). Producto Mac Deterministicas. Utilizan la forma de trabajo de esperar hasta que llegue el turno. El mas extendidos de estos productos es el denominado toukenring. En un red de este tipo los hosts se ubican en forma de anillo. Y un touken de datos especial., de 3 bytes de longitud, circula alrededor del mismo. Cuando un hosts desea transmitir, toma el touken, transmite los datos durante un tiempo determinado y luego coloca el touken nuevamente en el anillo, donde otro hosts puede decidir dejarlo pasar o tomarlo. Protocolo Mac no deterministico Utilizan un enfoque en el cual el primero que transmite controla el medio (FCF). A fines de los 70 la universidad de Hawai desarrollo y utilizo un sistema de comunicación por radio cuyo protocolo permitía que cualquier persona transmitiera cuando quiera. Si 2 personas hablaban a la vez se producían colisiones de ondas radiales que podían ser detectadas por los oyentes. Con el tiempo el sistema Aloha se transformo en un protocolo Mac moderno denominado acceso múltiple con detección de portadora y detección de colisiones (CSMA/CD). Este sistema es bastante sencillo todos los hosts esperan a que el medio compartido este libre, momento en el cual se puede realizar al transmisión. Si dos hosts transmiten a la vez se produce una colisión y los datos de ambos se destruyen. Todos los hosts del sistema escuchan la colisión, esperan a que el medio quede libre de nuevo. E intentar retrasmitir. Capa III La capa de red se ocupa de la navegación de los dato a través de la red. En particular su función es encontrar la mejor ruta posible para poder determinar el destino de los datos los dispositivos de la capa 3 utilizan un esquema de direccionamiento. Identificadores. Existen algunos protocolos que no tienen capa de red. Los mismos solo se pueden usar en redes internas pequeñas (Net Bios). Estos protocolos normalmente solo usan un nombre (ej: la dirección Mac) para identificar al hosts a la Centro de Capacitación EducArte Versión BORRADOR 16/30

17 red. El problema con este sistema es que a medida que la red aumenta de tamaño, se hace cada vez mas difícil organizar todos los nombres. Las direcciones de capas de red usan un esquema de direccionamiento jerárquico que permite la existencia de direcciones únicas mas allá de los limite de una red, junto a un método que hace posible encontrar una ruta por lo cual la información viaja a través de diferentes redes. La direcciones Mac usan un esquema de direccionamiento plano que hace que sea difícil ubicar los dispositivos es otras redes. Los dispositivos de red necesitan un esquema de direccionamiento que les permita enviar dato a través de la internetwork (e sun conjunto de redes formado por múltiples segmentos que utilizan el mismo tipo de direccionamiento). Hay varios protocolos de capa de red con diferentes esquemas de direccionamiento que permite enviar datos a través de una internetwork, siendo el mas extendido el TCP/IP. Segmentación y sistemas autónomos. Cuando una red LAN o WAN crece, puede que sea necesario o aconsejable para el control de trafico que esta sea dividida en porciones mas pequeñas denominadas segmentos de red. Esto de cómo resultado que la velocidad se transforme en un grupo de redes. En la actualidad existe un gran numero de redes, redes separadas son comunes en oficinas, escuelas negocios e incluso existen redes internas en los países (Uruguay Net). Existen redes separadas (sistemas autónomos) es conveniente que se comuniquen ente si a través de una internet. Esta comunicación debe hacerse a través de esquemas de direccionamiento y adecuados. De no ser así el flujo de trafico se congestionaría y ni las redes locales ni la internet funcionaria. Comunicación entre redes separadas. Internes es un conjunto de segmentos de red unidos entre si para que sea posible compartir la inf. Los sistemas autónomos operan en su mayor parte de la misma con empresas conocidas como Proveedores de sistemas de Internet (ISP), que ofrecen servicios que interconectan múltiples segmentos de red. Dispositivos de red de copa III. Los routers son los dispositivos de Internet Working que operan en esta capa. Pueden interconectar segmentos de red o redes enteras. Hacen pasar paquetes de datos entre las redes tomando como base la información de la capa de red. Los routers toman decisiones lógicas con respecto a la mejor ruta para el envió de datos y luego dirigen los paquetes hacia es segmento y el puerto de salida adecuado El enrutamiento a veces de denomina conmutación de capa III. Erutamiento Determinación de la ruta: Los servicios de enrutamiento utilizan la información de topología de red al enviar las rutas. La determinación de ruta es el proceso que utiliza el router para elegir el segmento salto del paquete hacia su destino. Para esta tarea los routers cuentan con una tabla de enrutamiento, lo cual funciona como. Que muestra las rutas disfunible hacia un destino. Los routers también pueden tomar decisiones basándose en la densidad del trafico y la velocidad del envase. Direccionamiento de capa de red: La dirección de red ayuda el router a identificar una ruta dentro de la nube de red. Además de la dirección de re. Los protocolos de red utilizan algún tipo de dirección de hosts o nudos. Para algunos protocolos el administrada de la red asigna direcciones en forma manual y para otros el asignar direcciones es una operación parcial o totalmente automática. En el primer caso incluimos entre otros al protocolo TCP/IP y en el segundo al protocolo IPX usado en redes NOVELL. Sin el direccionamiento de la capa de red no se puede producir el enrutamiento. Los routers requieren direcciones de red para garantizar el envió correcto de los paquetes. Sino existieran alguna estructura de direccionamiento genérico, los paquetes no podrían enviarse a través de una Internetwork. Capa III y movilidad del computador. Los dispositivas de red tienen una dirección mac y una dirección de red. Cuando se trata la de físicamente un equipo a una red diferente, el mismo conserva sin cambio la dirección mac. Paro se le debe asignar una nueva dirección de red. Comparación entre direccionamiento plano y jerárquico. Existen dos tipos de direccionamiento. Un esquema de direccionamiento plano asigna a un dispositivos la segunda dirección disponible. No se tiene en cuanta ninguna estructura en el esquema de direccionamiento. El esquema de direccionamiento jerárquico utiliza dirección con una estructura especifica y no asignadas al azar. Direcciones IP dentro del encabezado IP Datagramas de capa de red. El protocolo de internet (IP) la implementación mas popular de un esquema de direccionamiento de red jerárquico. A medida que los datos fluyen por las diferentes copas, los mismos son encapsulados en cada una. En las copas de red Centro de Capacitación EducArte Versión BORRADOR 17/30

18 los datos se encapsulan en paquetes llamados datogramas IP (que incluyen información de direccionamiento y de control de la capa 3). El protocolo se ocupa en si de determinar la forma del encabezado IP. Pero no se ocupa de los datos en si. Campos de copa de red. El datagrama de la capa III se transforma en los datos de la capa II. De la misma forma al paquete IP esta formado por los datos de las capas superiores mas el encabezado IP, que se compone de: Versión: Indica la versión de IP utilizado (4bits) Longitud del encabezado de IP: Indica la longitud del encabezado del datagrama en palabras de 32 bits (4 bits) Tipo de servicio: especifica el nivel de importancia qie le ha sido asignado por un protocolo de capas superiores particular (8 bits) Longitud total: Especifica la longitud de todo el paquete IP, en byts (16 bit) Identificación: Contiene un numero entero que identifica el datagrama actúa (16 bits) Señaladores: Un campo de 3 bits en el que los 2 bitd de orden inferior controlan la fragmentación. 1 bits especifica si el paquete puede fragmentarse y el segundo si el paquete es el ultimo fragmento en una serie de paquetes fragmentados (3 bits). Desplazamiento de fragmentos (UFFSET). El campo que se utiliza para ayudar a reunir los fragmentos de datagramas. Tiempo de existencia: Mantener un contador cuyo valor decrece, por incrementos de 1, hasta llegar a 0. Cuando se llega a ese punto se descorta el datagrama, impidiendo así que entre en un bucle infinito (8 bits). Protocolo: Indica cual es el protocolo de copa superior que recibe los paquetes entrantes después que se ha completado el procesamiento IP (8bits). Suma de comprobación del encabezado: Ayuda a garantizar la integridad del encabezado IP (16 bits). Dirección origen: Especifica el nudo emisor (32 bits). Dirección destino: Especifica el nudo receptor (32 bits). Opciones: Permite establecer opciones del protocolo, ej: a nivel de seguridad (longitud variable). Datos: Contiene información de copas superiores (longitud variable, hasta un mínimo de 64 Kbyte). Relleno: Se agregan 0 (ceros) adicionales a este campo para garantizar que el encabezado sea múltiplo de 32 bits. Campos origen y destino del encabezado IP. Estos campos consisten en direcciones IP de 32 bits. La dirección IP contiene la información necesaria para entrar el paquete a través de una red. Direcciones IP Una dirección IP se representa mediante un numero binario de 32 dígitos. Para simplificar su presentación normalmente se expresan como nº/s de notación decimal separados por puntos. Los 32 bits se dividen en 4 octetos. El valor decimal máximo de cada octeto es de 255. Campos de la dirección IP. El numero de red de una dirección IP identifica la red a la cual se encuentra conectado un dispositivo la porción de hosts de una dirección IP identifica el dispositivo especifico de la red. Como las direcciones IP están formados por 4 octetos se puede usar 1, 2 o 3 de los mismos para identificar la red y lo mismo para el hosts. Clases de dirección IP. Hay 3 clases de dirección IP que una organización puede recibir de parte del registro Clase A, B y C. En la actualidad ARIN reserva las direcciones de clase A para los gobiernos y las direcciones de clase B para las medianas empresas. Para todos los demás solicitantes se asignan direcciones de clase C. Clase A Cuando esta escrito en formato binario, el primer bit de la dirección de clase A siempre es 0. Los administradores internos de la red asignan los 24 bits restantes. En decimal, el primer valor de una dirección de clase A esta ente 0 y 126 (el 127 comienza con un bit 0 pero esta reservado para fines especiales como el LOOPBACK INTERNO A cada una de las redes que utilizan una dirección IP de clase A se les puede asignas direcciones IP posibles para los dispositivos conectados. Clase B Los primeros 2 bits de una dirección de clases B son siempre 1, 0. Los 2 primeros octetos identifican el numero de red asignado por ARIN. Los administradores internos asignan los 16 bits restantes. Las direcciones de clase B siempre tienen valores que van del 128 al 191 en su primer octeto. Cada velocidad con un esquema de dirección IP de clase B puede tener asignados los 534 direcciones IP. Clase C Centro de Capacitación EducArte Versión BORRADOR 18/30

19 Los primeros bits de una dirección de clase C siempre son 1, 1, 0. Los 3 primeros octetos identifican el numero de red. Las direcciones IP de clase C siempre tienen valores que van del 192 al 223 en su primer octeto. A cada red de clase C se le puede asignar hasta 254 direcciones IP. Dirección IP como numeros decimales Las direcciones IP identifican un dispositivo en una red y la red misma a la que se encuentra conectado. Para trabajar mas cómodamente se usa una notación decimal punteado la base a la asignación de la ARIN. Los routers son capaces de redireccionar los paquetes con mayor eficiencia. Propósitos de los identificadores de red y las direcciones de brodcost: Para la dirección de red se reserva una dirección IP que contiene 0/s binarios en todos los bits de la porción de hosts. Un routers usa la dirección de red para guiarse al enviar datos en Internet. Si se desea enviar datos a todos los dispositivos de una red se necesita usar una dirección de brodcost. Las direcciones IP de brodcast contienen unos binarios en toda la parte de la dirección que corresponde al hosts RED RED BROADCAST BROADCAST Identificador de red El ID de red es la porción de red de una dirección IP. La importancia de la misma redice en que los hosts un una red solo puede comunicarse directamente con dispositivos que tienen el mismo ID de red. Incluso aunque compartan el mismo segmento físico, si tienen diferentes números de red, generalmente no pueden comunicarse ente si, a menos que halla otro dispositivo que pueda efectuar una colección ente las redes (routers). Principios básicos de la división en subredes. Direccionamiento IP clásico. Los administradores de red necesitan a veces dividir las redes, especialmente los de clase A y B, en redes mas pequeñas. Estas divisiones se denominan subredes y proporcionan flexibilidad de direccionamiento. De manera similar a lo que ocurre con la porción de hosts de las direcciones de clase A, B y C, las direcciones de subred son asignadas en forma local. Además, tal como ocurre con otras direcciones IP, cada dirección de subred es única. Subred: Las direcciones de subred incluyen la porción de red de clase A, B o C además de un campo de subred y un campo de hosts. El campo de subred y el campo de hosts se crean a partir de la porción de hosts original. La capacidad de deside como dividir la porcion de hosts original en los nuevos campos de subred y de hosts ofrece flexibilidad para el direccionamiento al administrador de red. Para crear una dirección de subred, se piden prestados bits de la parte original de hosts y se los designa como campo de subred. La cantidad mínima de bits que se puede pedir prestado es 2. si fuera a pedir solo uno entonces solo tendría el numero de red y el numero de broadcast. La cantidad máxima que se puede pedir prestado puede ser cualquier numero que deje 02 bits restentes para el numero de hosts. Propósito de las subred. La razón principal para usar una subred es reducir el tamaño de un dominio de broadcost. Los broadcost se envían a todos los host de una red o subred. Cuando el trafico de broadcost empieza a consumir una porción demasiado grande del ancho de banda disponible es conveniente la creación de subred. Mascara de subred La mascara de subred no es una dirección. Sin embargo determina que parte de la dirección IP corresponde al campo de red y que parte al campo del hosts. Tiene una longitud de 32 bits y se divide en 4 octetos (igual que la dirección IP). Para determinar la mascara de subred para una dirección IP de subred particular, se debe seguir estos pasos: 1- Expresar la dirección IP de subred en forma binaria 2- Combinar la porción de red y subred por todos Combinar la porción de host por todos ceros 4- Convertir la expresión nuevamente a notación decimal punteado Clase A Clase B Centro de Capacitación EducArte Versión BORRADOR 19/30

20 Clase C Creación de una subred Intervalo de bits necesario para la creación de subred. Para crear subredes, se debe ampliar la porción de enrutamiento de la dirección. Internet reconoce las redes como un todo identificados por la dirección de clase A, B o C, que define 8,16 o 24 bits de enrutamiento. El campo de subred se transforma en bits de enrutamiento a direcciones, de modo que los ruters de la organización reconocer diferentes ubicaciones o subredes dentro de toda la red. El campo de subred siempre se ubica inmediatamente a continuación del numero de red. Es decir que los bits que se piden prestados deben ser los primeros bits de campo de host por defecto. La mascara de subred es la herramienta que utiliza el ruters para determinar cuales son los bits que corresponden a enrutamiento y cuales al hosts. Clase C sin subred 11/ bits 6 bits subred 22 subred hosts host por subred mascara de subred (-2) host determinación del tamaño de la mascara de red. La mascara de subred usa el mismo formato que las direcciones IP. Por defecto, si no se pide ningún bit prestado la mascara de subred para una red de clase B seria si se quisiera dividir en 256 subredes se deberían partir 8 bits. Con esta estructura obtenemos una mascara de subred Calculo de la mascara de subred y la dirección IP Siempre que se trabaja con subredes. Es importante considerar la cent de % adicionales que se están creando cada vez que se pide prestado 1 bit. El mínimo de bit que se puede pedir es de 2, con la cual se crean 4 subredes posibles 2 2. Cada vez que se pide prestado otro bit del campo de hosts, la cantidad de subred creada aumenta por una potencia de 2 (se duplica). De esta manera pidiendo prestado 3 bits se puede crear 8 subredes (2 3 ), con 4 bit se pueden crear 16 (2 4 ) y así sucesivamente. Calculo de hosts para la división de subredes Cada vez que se pide prestado 1 bit de un campo de hosts, quede un bit menos restante que se puede usar para el numero de hosts,por lo tanto,cada vez que se toma otro bit de campo de hosts, la cantidad de direcciones de hosts que se pueden asignar se reduce en una potencia de 2. Ej.: En una red de clase C, si se piden prestados 3 bits para la subred, el tamaño del campo de hosts se reduce a 5 bits y la cantidad de dirección que se puede asignar a cada subred se reduce a 32 (2 5 ). La cantidad de nº/s de hosts utilizables se reduce en definitiva a 30 por subred. Configuración de IP en un diagrama de red. Centro de Capacitación EducArte Versión BORRADOR 20/30

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