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1 Redes de datos y conectiiviidad Maarrttaa Eleenaa Zorrrri illaa Paanttaal leeón Feebrreerro

2 Taabl laa dee ccontteeni ido 1. INTRODUCCIÓN Sistema teleinformático Transmisión de la información Transmisión serie o paralelo Transmisión simplex, semiduplex o duplex Transmisión síncrona y asíncrona Métodos de detección y corrección de errores Ancho de banda, Velocidad de transmisión Clasificación de las redes de comunicación de datos Redes de telecomunicación Redes dedicadas, de conmutación y difusión Redes públicas, privadas y virtuales Servicios de valor añadido Organismos de normalización OSI (OPEN SYSTEMS INTERCONECTION) Niveles OSI Críticas al modelo El protocolo TCP/IP REDES DE ÁREA LOCAL Motivos y requerimientos para una LAN Soporte físico Topologías de red Técnicas de control de acceso a la red Medios de transmisión Elementos de interconexión Redes locales de alta velocidad FDDI o Interfaz de Datos Distribuidos por Fibra Fast Ethernet o 100BaseX BaseVG

3 Taabl laa dee ccontteeni ido 3.5. Interconexión de redes de área local Frame Relay ATM RDSI (Red Digital de Servicios Integrados) Entorno tecnológico para el futuro usuario residencial Impacto en los sistemas de información Aplicaciones de acceso a datos Software de trabajo en grupo Gestión de red BIBLIOGRAFÍA

4 Reedeess dee ccomuni iccaacci ión 1. Introducción Actualmente las telecomunicaciones y, en particular, el campo de las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (TIC) constituyen uno de los sectores más atractivos tanto para las actividades económicas-empresariales como sociales. La capacidad de almacenamiento, gestión y difusión de la información que conocemos hoy gracias a Internet se debe a la evolución conjunta de la informática y las telecomunicaciones. La técnica que conjuga ambas áreas recibe el nombre de Telemática y se ocupa, principalmente, del tratamiento y transmisión de información a través de redes de ordenadores Sistema teleinformático Se puede definir un "Sistema teleinformático o sistema en red" como una combinación de hardware, software y medios de transmisión con el objetivo de conectar dos o más nodos permitiendo el intercambio de información entre ellos. Como nodo se considera cualquier elemento conectado a la red (ordenador, periféricos, etc.), distinguiendo los nodos servidores (sistemas encargados de procesar y controlar a nivel lógico el intercambio de información en la red, así como su almacenamiento) de los nodos clientes (sistemas que hacen uso de los recursos de la red). Algunos de los problemas que se plantean en la puesta en funcionamiento de un sistema teleinformático se enumeran a continuación:! La transformación de la información digital proporcionada por los ordenadores en una señal, analógica o digital, adecuada a los circuitos utilizados en la transmisión.! La utilización óptima de las líneas de comunicación.! La reducción de errores que puedan producirse por interferencias o pérdida de señal.! La interconexión e interoperabilidad entre equipos para la transmisión y procesado de la información. En la Figura 1, se muestra gráficamente un sistema teleinformático con carácter general. El ETD representa al Equipo Terminal de Datos y el ETCD, al Equipo Terminal de Circuito de Datos. ETD ETCD Red de telecomunicación ETCD ETD Figura 1. Sistema teleinformático. 4

5 Inttrroducccci I ión Para facilitar su interpretación se van a exponer dos ejemplos. El del usuario de Internet desde casa, que generalmente, conectará su ordenador (ETD) a un modem (ETCD) y éste a la línea telefónica básica (Red de telecomunicación) con objeto de comunicarse con otra máquina remota. Y el del aula de informática de un centro universitario, en el que los equipos tanto clientes como servidores (ETDs) se conectan a la red, generalmente de tipo ethernet, a través de una tarjeta de red (ETCD). El modem (modulador/demodulador) es un dispositivo que transforma la señal analógica en digital y, viceversa, mediante algún tipo de modulación (FSK,PSK,...). También se ocupan de controlar la calidad de la comunicación detectando y, en algunos casos, corrigiendo los errores que se producen. Pueden ser internos o externos. Cuando no es necesario transformar la señal digital, pues el medio por el que va a discurrir es también digital, lo que se requiere es un dispositivo denominado adaptador que modifique la magnitud de la señal para adaptarla convenientemente al medio de transmisión, caso de la tarjeta de red. Dado que sobre una red de telecomunicación se pueden mantener al mismo tiempo varias comunicaciones, cuando se solicita una comunicación (marcación telefónica por ejemplo) se debe establecer un enlace único entre el equipo emisor y el equipo receptor por el que discurra la información, el cual recibe el nombre de canal de comunicación. Éste permite la comunicación en un único sentido. En el caso, del servicio telefónico, se establecen dos canales de comunicación, uno en cada sentido. El alto coste así como la imposibilidad, a veces, de establecer nuevos enlaces hace que se compartan los existentes. Para ello se hace uso de equipos que permiten compartir líneas mediante diferentes técnicas. Estos son: multiplicadores de interfaz, multiplexores y los concentradores o hubs. El multiplicador de interfaz de modem es el equipo más sencillo que permite compartir una línea de comunicación haciendo uso de técnicas multipunto y sondeo. Esto quiere decir que, cuando un terminal quiere enviar información espera a que el multiplicador se lo pregunte y le asigne la línea en exclusiva. Cuando el multiplicador recibe información, la envía a todos los terminales conectados a él y sólo al que le corresponde por su dirección (generalmente IP) acepta la información (ver Figura 2). Red comunicación Multiplexor Multiplexor MMI Servidor (host) modem modem Figura 2. Elementos para uso compartido de la red. 5

6 Reedeess dee ccomuni iccaacci ión El multiplexor es un dispositivo que es capaz de unir y separar diferentes canales de comunicación para ser transmitidos por una única línea de comunicación. Existen dos técnicas de multiplexación: multiplexado por división de frecuencia (MDF) y multiplexado por división de tiempo (MDT). La primera se utiliza para señales de tipo analógico, como la telefonía y la radio, pero poco a poco va siendo sustituida por la multiplexación por división de tiempo. La MDF divide el ancho de banda en canales paralelos (Figura 3). Cada subcanal tiene una velocidad proporcional a su ancho de banda y su capacidad está limitada por éste. Con el fin de evitar interferencias, se establecen canales de guarda entre los subcanales. Hz Multiplexación en frecuencia F6 F5 F4 F3 F2 F1 Banda de protección CANAL 3 Banda de protección CANAL 2 Banda de protección CANAL 1 Tiempo Figura 3. Multiplexación en frecuencia. La MDT (Figura 4) se emplea con señales digitales y consiste en dividir el tiempo en intervalos, en cada uno de los cuales se incluye información de un usuario. También se establecen tiempos de guarda para evitar interferencias. Multiplexación en tiempo A B C Multiplexor ABCABC... ABCABC... Tiempo Multiplexor A B C Sincronización Figura 4. Multiplexación en el tiempo. 6

7 Inttrroducccci I ión El concentrador o hub es un concentrador/conmutador que se utiliza en las Redes de Área Local con disposición en estrella y también para la interconexión entre diversos sistemas de comunicación de datos como se verá en el capítulo Transmisión de la información En telecomunicaciones se entiende por transmisión la emisión/recepción de información a distancia Transmisión serie o paralelo Cuando se trata de señales digitales, la transmisión de la información puede ser en serie o en paralelo (Figura 5). La transmisión en serie es la más común. Los bits se transmiten secuencialmente por un único canal de datos. Requiere añadir bits de sincronización y control. Se emplea cuando la distancia entre el emisor y el receptor es grande. La transmisión en paralelo, utilizada por las impresoras, transmite un número de bits determinado simultáneamente. La velocidad de transmisión es alta, generalmente unidireccional y sólo permite distancias cortas. Cada pin tiene definida una función. Es más costosa. Transmisión paralelo Emisor Receptor Transmisión serie Emisor Receptor Figura 5. Transmisión serie y paralelo. 7

8 Reedeess dee ccomuni iccaacci ión Transmisión simplex, semiduplex o duplex Cuando la transmisión de la información se realiza en un único sentido recibe el nombre de simplex. Se utiliza generalmente para actividades de telecontrol y para ciertas aplicaciones de difusión como por ejemplo la televisión. Cuando la transmisión se lleva a cabo alternativamente en un sentido u en otro recibe el nombre de semidúplex. Si la transmisión es simultánea e independiente en ambos sentidos se denomina dúplex. Un ejemplo es la telefonía vocal Transmisión síncrona y asíncrona En la transmisión de señales digitales es necesario que el emisor y el receptor estén sincronizados. Esto supone la necesidad de disponer de una base de tiempos común a ambos. En las transmisiones de baja velocidad (<1200 bps), conviene por razones económicas, que la transmisión sea asíncrona, es decir, sin señal de reloj. Por lo que se hace necesario establecer una técnica que permita discriminar al receptor cuando le llega información. Se utiliza generalmente la técnica del bit de arranque, bit de parada, con la que el emisor cuando transmite un carácter (7 bits), le añade un bit al principio (de arranque, generalmente con cambio de polaridad) y 1, 1.5 ó 2 bits al final (bits de parada, con igual polaridad). Asimismo, se añade al final de cada carácter transmitido un bit, que se denomina de paridad, para detectar si se ha transmitido un bit erróneo. Existe la paridad par e impar. La paridad par consiste en enviar un 0 si el número de unos enviados es par, y 0 en caso contrario. La paridad impar actúa a la inversa. Estado de reposo Bits Bits de de parada parada 1 0 Bit de arranque Bit de paridad (paridad par) Figura 6. Transmisión asíncrona. En la transmisión síncrona, todas las señales se transmiten consecutivamente y tienen la misma duración. Los bits se agrupan formando tramas que se estructuran en bits de sincronismo, bits de control, campo de dirección, datos de usuario y comprobación de errores. Se utiliza a partir de 2400 bps. 8

9 Inttrroducccci I ión Métodos de detección y corrección de errores Dado que los medios de transmisión no son ideales, la información que pasa por ellos puede sufrir alteraciones. Existen diversas razones como son degradación de la señal por distancia sin regeneración, por diafonía, por interferencias electromagnéticas, etc. Cualquier error que se produzca se debe detectar y, posteriormente, corregir. La corrección de los errores la puede realizar el destinatario, apoyándose en los bits redundantes que se envía junto con la información (bit de paridad o códigos Hamming 1 ); o, el emisor, retransmitiendo los bloques de bits erróneos indicados por el destinatario, para lo que se necesita que la comunicación sea bidireccional. En este segunda opción, el destinatario detecta los errores apoyándose en los bits redundantes que se envían junto con la información generados por métodos de redundancia cíclica (CRC). Los protocolos actuales utilizan generalmente esta última opción bien siguiendo el método de envío y espera de recepción correcta o por el método de envío continuo y reenvío de número de bloque de bits erróneo Ancho de banda, Velocidad de transmisión Cuando se habla de ancho de banda, nos estamos refiriendo a la capacidad que ofrece la línea de comunicación para transmitir información. El ancho de banda va a estar limitado por el medio de comunicación que se utilice (cable, fibra óptica, radioenlace) así como de los dispositivos de conmutación. Cuando se trabaja con señales analógicas, el ancho de banda se mide en Herzios, así pues, una comunicación vocal, para ser inteligible para el hombre, requiere un ancho de banda de 3,1 Khz en la banda de 300 a 3400 Hz. Cuando se trabaja con señales digitales, el ancho de banda se mide por la cantidad de bits que se transmiten en un segundo (bps). Cuando la señal digital se transmite modulada se habla de baudios. La relación entre la velocidad en bps y baudios se indica en la siguiente fórmula. V(baudios) = V (bps) / log 2 n donde n es el nº de veces que puede cambiar el estado de la señal en un segundo. Si la señal sólo tiene dos estados, la velocidad de transmisión y de modulación coinciden. Si la señal tuviera 4 estados (modulación QFSK), cada uno de éstos llevaría dos bits de información. Recordamos que la modulación se requiere para poder transmitir una señal digital por medios de transmisión analógicos. 1 Los denominados códigos autocorrectores de Hamming son un subconjunto de códigos de control de paridad que se insertan en los propios bits de datos y que no sólo detectan errores sino que también permiten corregirlos. 9

10 Reedeess dee ccomuni iccaacci ión 1.3. Clasificación de las redes de comunicación de datos Las redes de comunicación de datos, en cuanto al ámbito o cobertura, se clasifican en: LAN (Local Area Network): cuando el ámbito se reduce a un edificio o incluso campus o recinto. Se caracterizan por tener velocidad de transmisión elevada, entre 10 Mbits y 1 Gbits o mayores; una tasa de error de transmisión despreciable y los recursos y el mantenimiento de la red son por cuenta del propietario. WAN (Wide Area Network): cuando la cobertura de la red no tiene límite predefinido. Generalmente hacen uso de los servicios portadores proporcionados por los operadores nacionales. MAN (Metropolitan Area Network): red intermedia entre WAN y LAN. Tradicionalmente, las redes LAN han seguido un desarrollo independiente de las redes WAN. De hecho, se habla de "Redes Locales" como el concepto de "Red de ordenadores" y sus estándares y topologías. Como se verá más adelante, esta distinción por ámbito empieza a ser cada vez menos clara, con una marcada tendencia a la integración LAN/WAN como red única Redes de telecomunicación Las redes de telecomunicación se diseñan y construyen con el objetivo de prestar servicios de comunicación de diversa naturaleza (voz, datos e imagen). Tradicionalmente éstas, independientemente de ser públicas o privadas, se han clasificado en redes de voz y de datos aunque hoy en día no tenga mucha validez. Ya se ha conseguido transmitir voz por una red de datos IP. Según el Anexo de la Ley 11/1998 de la Ley General de Telecomunicaciones, "una red de telecomunicaciones está formada por los sistemas de transmisión y, cuando proceda, los equipos de conmutación y demás recursos que permitan la transmisión de señales entre puntos de terminación definidos mediante cable, medios ópticos o de otra índole". En una red de telecomunicación, ver Figura 7, se distingue la red de transporte, la red de conmutación y la red de acceso. La red de transporte contiene los elementos de transmisión y de interconexión entre los distintos elementos de red, además puede ser válida y compartida por distintos tipos de servicio (voz, imagen,..). La red de conmutación, en cambio, suele ser específica para el servicio prestado (conmutación de circuitos en RTB y de paquetes en X.25, Frame Relay, ATM). Por último, la red de acceso la constituyen los elementos que permiten conectar a cada abonado con la central local de la que dependa. 10

11 Inttrroducccci I ión Figura 7. Red de Telecomunicación Redes dedicadas, de conmutación y difusión Con independencia de su estructura, las redes de telecomunicación pueden ser dedicadas, de conmutación o de difusión. Las redes dedicadas son redes de uso exclusivo que se caracterizan por ser alquiladas por uno o varios usuarios estando cerradas para el resto. Pueden ser de tipo punto a punto, es decir, que conectan dos terminales, lo que tiene un coste alto pero ofrece seguridad y alta velocidad; o, multipunto, que conecta un nodo con varios terminales. Las redes de conmutación establecen el camino por el que va a discurrir la información, bien antes del envío (caso de la voz) o durante el mismo (caso de los datos). Las redes de difusión, caso de la televisión, la radio y las LAN, poseen un único medio de transmisión para conectar entre sí todos los equipos, por lo que es necesaria la multiplexación Redes públicas, privadas y virtuales Las redes de comunicación de ámbito público son generalmente proporcionados por operadores con licencia para ello en cada país y constan de líneas conmutadas, líneas punto a punto y de una red pública de datos como por ejemplo Iberpac en España. Esta solución ofrece a todos los usuarios las mismas opciones, teniéndose que adaptar expresamente a ellos. Puede tener interés desde el punto de vista económico pero nada más. 11

12 Reedeess dee ccomuni iccaacci ión La redes privadas aunque hacen uso de ciertos elementos proporcionados por los operadores, la mayor parte son privados y, cabe destacar que la gestión y el control de la misma la realiza el propio usuario o bien lo subcontrata. La solución de red privada virtual consiste en reservar, para uso exclusivo de un usuario o empresa, los recursos de transmisión y conmutación de la red pública que requiere siendo el operador quien se responsabiliza de su control y mantenimiento Servicios de valor añadido Los servicios de valor añadido son servicios ofrecidos por distintas empresas u organismos a través de redes de telecomunicación que se caracterizan por: # Estar abiertas a cualquier usuario # Proporciona un buen aprovechamiento de recursos y alta rentabilidad al ser utilizados por muchos usuarios. Como por ejemplo son los servicios de telearlarma, videoconferencia, fax, correo electrónico, Organismos de normalización Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT), fundada en 1865, es la más universal. Es el principal organismo encargado de la emisión de normas de las telecomunicaciones. Es muy compleja y extensa y desde 1992 consta de tres subsectores: ITU-I Unión Internacional de Telecomunicaciones - sector telecomunicaciones. ITU-R Unión Internacional de Telecomunicaciones - sector comunicaciones de radio. ITU-D Unión Internacional de Telecomunicaciones - sector desarrollo. La Organización Internacional de Normalización (ISO) integrada por usuarios y fabricantes. Ha definido un modelo de referencia que establece unas normas para interconectar diferentes equipos y posibilitar su comunicación. El Institución de Ingenieros Eléctrico y Electrónicos (IEEE) colabora en el desarrollo de estándares. Últimamente centrados en los estándares que desarrollan el nivel 1 y 2 del modelo OSI (802.3, 802.4, 802.5). El Instituto Americano de Estándares Nacionales (ANSI) que coordina la estandarización del sector privado. Colabora con el ISO. 12

13 Modeel lo OSII 2. OSI (Open Systems Interconection) El modelo de referencia OSI fue desarrollado por el ISO (International Organization for Standardization) en 1984, intentando definir un conjunto de normas que permitieran interconectar diferentes equipos y posibilitar su comunicación. Los objetivos de este modelo son : Interconexión: definir las reglas que posibiliten la interconexión física y la transmisión de datos entre diferentes máquinas. Interoperabilidad: posibilita el trabajo interactivo entre máquinas, es decir, además de la transmisión de la información, la compresión y el proceso de la misma. Independencia de la instalación: el modelo puede ser implementado en cualquier arquitectura. Extremos abiertos: que la comunicación no se vea limitada a máquinas que trabajan con el mismo software. Este modelo define los servicios y protocolos que posibilitan la comunicación, dividiéndolos en siete niveles diferentes (ver Figura 8), en el que cada nivel se encarga de problemas de distinta naturaleza interrelacionándose con los niveles contiguos, de forma que cada nivel se abstrae de los problemas que los niveles inferiores solucionan, para dar solución a un nuevo problema, del que se abstraen a su vez, los niveles superiores. Esta independencia en cada uno de los niveles permite la evolución de cada uno de ellos de forma autónoma. Se puede decir que este modelo permite ver a la red como una sucesión lógica de capas, cada una de ellas envolviendo a los niveles inferiores y aislándolos de los superiores. APLICACIÓN PRESENTACIÓN SESION TRANSPORTE RED ENLACE FISICA SEMÁNTICA DE LOS DATOS REPRESENTACION DE LOS DATOS DIALOGO ORDENADO EXTREMO A EXTREMO ENCAMINAMIENTO PUNTO A PUNTO MEDIO FÍSICO APLICACIÓN PRESENTACIÓN SESION TRANSPORTE RED ENLACE FISICA Figura 8. Niveles del modelo OSI. 13

14 Reedeess dee ccomuni iccaacci ión Los tres niveles inferiores están orientados al acceso del usuario comunicación de datos-, el cuarto al transporte extremo a extremo de la información y los tres superiores a la aplicación. Cada nivel está compuesto por entidades, que son los elementos que realizan las funciones impuestas en ese nivel. Estas son capaces de enviar, procesar y recibir información. Para cada nivel se definen los siguientes conceptos: # Servicio: conjunto de prestaciones que un nivel y los niveles inferiores indirectamente ofrecen a un nivel superior. Estos servicios se proporcionan a través de los Puntos de Acceso al Servicio (P.A.S.). # Función: implementan los servicios que ofrece cada nivel. # Protocolos: definen un conjunto de reglas que un nivel debe seguir para poder establecer comunicación con su nivel parejo en otra máquina. Para cada nivel se establecen protocolos diferentes. P.A.S. Servicio Nivel N+1 Nivel N Entidad I. control IDU SDU IDU: Unidad de datos de interfaz SDU: Unidad de datos del servicio UDP: Unidad de datos de protocolo (fragmentos de SDU + cabecera de control) La comunicación entre dos sistemas se lleva a cabo del siguiente modo: el mensaje que quiere transmitirse desciende a través de todos los niveles de la torre, implementados cada uno con un protocolo específico, al que, en cada nivel, le van añadiendo la respectiva información de control de cabecera. En el extremo receptor, el mensaje va ascendiendo por la torre OSI, donde cada capa elimina la información de cabecera que la corresponde y realiza las funciones propias de su nivel, enviando los datos restantes al siguiente nivel donde tiene lugar una operación similar. La información asciende hasta alcanzar la aplicación de destino Niveles OSI Físico: es el nivel más bajo del modelo y su misión es transmitir bits por el canal de comunicación de manera que lleguen al receptor. Define los siguientes aspectos: # mecánicos: tipos de conector a utilizar, número de pines, misión de cada pin. 14

15 Modeel lo OSII # eléctricos : tensión asignada a los valores 0 y 1, características eléctricas para evitar interferencias y tomas de tierra para protección de las personas. # funcionales: especifican métodos y medios físicos para el establecimiento, mantenimiento y liberalización de los circuitos físicos encargados de la transmisión de datos. # procedurales: procedimientos necesarios en el intercambio de datos. Hacen referencia al modo de utilización de los circuitos disponibles: intercambio de señales de control, modos de temporización,... Normas de este nivel: V-24/V-28, ISO 2110, X.24, V.10. Enlace: es el encargado establecer, mantener y liberar conexiones entre entidades de red. Se encarga de conseguir una transmisión fiable y eficiente entre dos máquinas adyacentes. Por ello, es el encargado de detectar y corregir los errores que se producen en la transmisión de los bits por el medio físico y de evitar enviar al receptor más tramas de las que puede gestionar. Normas de este nivel: HDLC, LAP-B Red: esta capa se ocupa de recibir la información de la fuente, empaquetarla y encaminarla hacia su destino, pasando por una o más redes. Sus funciones más relevantes son: # El direccionamiento de los usuarios de la red. # Establecimiento y liberalización de la conexión a nivel de red, encaminamiento y retransmisión de la información. # Multiplexación, segmentación y gestión de bloques. # Control de flujo y transferencia de datos con prioridad. El servicio ofrecido puede ser orientado a la conexión (circuito virtual) o no orientado a la conexión (datagrama). Normas de este nivel: X.25, X.28,X.29 Transporte: se encarga de aceptar datos del nivel de sesión, dividirlos en unidades más pequeñas, si es necesario, y pasar estos al nivel de red, asegurando que todas estas unidades lleguen correctamente al otro extremo. También debe proporcionar un incremento de calidad al servicio de nivel de red, de forma que sea conforme al requerido por el de sesión. Los protocolos a este nivel son extremo a extremo, como el resto de capas superiores, es decir, una entidad de transporte en el sistema origen lleva una conversación con otra entidad parecida en el sistema destino. No ocurre igual en las capas inferiores, en los que la conversación es entre nodos de conmutación vecinos. El servicio ofrecido puede ser orientado a la conexión (circuito virtual) o no orientado a la conexión (datagrama). Normas de este nivel: X.214 (ISO 8072) y X.224 (ISO 8073) 15

16 Reedeess dee ccomuni iccaacci ión Sesión: proporciona servicios de administración y de diálogo de sesión (sincronización de datos intercambiados entre los usuarios de una sesión), para lo que gestiona el establecimiento de una conexión a su nivel, ofreciéndoselo a los niveles superiores. Normas de este nivel: X.215 (ISO 8326) y X.225 (ISO 8327) Presentación: es la capa que se encarga de transformar la información que llega, al formato que la capa de aplicación entiende, incluye los aspectos de conversión, cifrado y compresión de datos. Este nivel proporciona independencia respecto a la sintaxis en la que llega la información. Normas para VideoText, Telefax y Teletext Norma X.225 Aplicación: es una ventana por medio de la cual los procesos de aplicación acceden al entorno OSI. Las aplicaciones más comunes a este nivel son: EDI (Electronic Data Interchange), X.400 (correo electrónico), X.500 (servicio de directorio), X.700 (gestión de redes, CMIS/CMIP en OSI, SNMP en TCP/IP) Críticas al modelo Pese a las ventajas que provee, los protocolos OSI no están siendo utilizados fuera de las comunidades donde por convenio tiene forzado su uso. Otros protocolos como TCP/IP están más extendidos (estándar de facto). Las razones son: Los protocolos OSI no han sido probados ampliamente antes de ser estandarizados y no están basados en la práctica de una red a gran escala. La red TCP/IP lleva más de 30 años funcionando. El modelo, junto con la definición de servicios y protocolos, es extraordinariamente complejo. Se definen todas las capas de igual tamaño e importancia cuando las capas de presentación y sesión apenas se utilizan y las de red y enlace están saturadas y se han tenido que dividir en subcapas. Funciones como control de flujo, redireccionamiento y control de errores reaparecen en cada capa. Se ha demostrado que el control de errores es más efectivo si es realizado por la capa más alta evitando repetición constante en capas inferiores. Las nuevas tecnologías de red, como sucede con ATM, no se ajustan al modelo OSI. Inicialmente, no consideraron los servicios y protocolos no orientados a la conexión, cuando muchas LAN los utilizaban. La seguridad y la criptografía inicialmente no se consideraron al no saber en qué capa colocarlas. Parecido pasó con la administración de redes. Luego se incorporaron a la sexta y séptima capa respectivamente. 16

17 Modeel lo OSII 2.3. El protocolo TCP/IP El protocolo TCP/IP fue desarrollado a principios de los años 70 para utilizarse en la red ARPANET, cuya evolución ha dado paso a la red INTERNET. TCP e IP no son protocolos OSI, sin embargo el servicio que ofrece el protocolo IP (Internet Protocol) es similar al servicio de red no orientado a la conexión que proporciona el nivel 3 de OSI. De modo similar, TCP (Transmission Control Protocol) puede ser comparado en funcionalidad con el nivel 4 de OSI. Las mayores diferencias se encuentran en el espacio de direcciones y el hecho de que TCP no tiene límite en su unidad de datos de protocolo. 17

18 Reedeess dee ccomuni iccaacci ión 3. Redes de área local 3.1. Motivos y requerimientos para una LAN Existe una serie de razones por las que el diseño y la instalación de una red de área local se justifica, como son:! Compartir recursos hardware y software.! Compartir datos.! Comunicación entre usuarios: Mensajería y correo electrónico.! Interconexión de sistemas corporativos con técnicos y departamentales.! Gestión y mantenimiento de red únicos.! Crecimiento ordenado y armonioso.! Fiabilidad y servicio. Cuando se decide instalar un red, se debe realizar un estudio sobre las necesidades que esta red debe cubrir. Algunas cuestiones a tener en cuenta son:! Número de nodos a conectar.! Área de utilización (local, empresa, oficinas...).! Volumen de información.! Tipo de información ( vídeo, imágenes, información transaccional)! Velocidad de transferencia de información (1Mbps a 100Mbps).! Tasa de error.! Prioridad en las transmisiones.! Interconexión con otras redes! Instalación y reconfiguración sencillas. Capacidad de crecimiento y facilidad de adaptación.! Fiabilidad y disponibilidad. 18

19 Reedeess dee áárreeaa loccaal l l! Costo Una vez que se tienen los parámetros anteriores definidos se debe elegir entre las alternativas que ofrece el mercado. Se debe decidir, por tanto:! La topología de red.! El mecanismo de acceso al medio de transmisión.! El medio de transmisión.! El nº de segmentos / puentes / routers...! La velocidad de transmisión ( 10Mbs, 100Mbs, 1Gbs).! La disposición de los servidores de impresoras, correo, ficheros y aplicaciones.! El tipo de aplicaciones (Videoconf., WWW, acceso datos) en cada segmento.! El protocolo de comunicación y de gestión de red (SNMP -- TCP/IP o CMIS -- OSI) Soporte físico. En este apartado se van a describir las diferentes topologías de red que se encuentran en el mercado (tarjetas, elementos de interconectividad, etc.) así como los medios de transmisión existentes para establecer la conectividad entre los distintos nodos Topologías de red. La manera de interconectar los distintos elementos de una red determina el comportamiento de ésta. Aunque, su eficiencia y aprovechamiento dependerá también de los protocolos de comunicación que se utilicen. Según la topología elegida, la red va a estar condicionada por: La mayor o menor flexibilidad de la red para añadir o quitar nuevos nodos. La repercusión que en el comportamiento de la red pueda tener el fallo de un nodo. El flujo de información que pueda transitar por la red sin que se produzcan interferencias ni retrasos. Las múltiples configuraciones que puedan presentarse obedecen básicamente a tres tipos: 1. Estrella. 2. Anillo. 19

20 Reedeess dee ccomuni iccaacci ión 3. Bus (lineal o en árbol). Configuración en estrella. En una red en estrella todas las estaciones se comunican entre sí a través de un dispositivo central. Éste asume todas las transferencias de información que se realicen en la red, así como las tareas de control. Además posee todos los recursos comunes de la red. Esta configuración presenta buena flexibilidad para incrementar o disminuir el número de estaciones, debido a que estas modificaciones no representan ninguna alteración de su estructura y están localizadas en el nodo central. La repercusión en el comportamiento global de la red de un fallo en uno de los nodos periféricos es muy baja y sólo afecta al tráfico relacionado con éste. Sin embargo, un fallo en el nodo central, resultaría catastrófico y afectaría a toda la red. Generalmente, se tienen un conmutador hacia un nodo central alternativo. HUB Figura 9. Topología en estrella. En cuanto al flujo de información puede ser elevado y los retardos pequeños si la mayoría del flujo fluye entre el nodo central y los periféricos. Si las comunicaciones se establecen entre estaciones, el sistema se vería restringido por la posible congestión del dispositivo central. El inconveniente principal de esta topología es el alto coste del trazado del cableado y de la tecnología del conmutador. Configuración en anillo. Los nodos de la red están conectados formando un anillo de forma que cada estación tiene conexiones con otras dos. Los mensajes viajan por el anillo de nodo en nodo y en una única dirección, de manera que todas las informaciones pasan por todos los módulos de comunicación de las estaciones. Cada nodo reconoce los mensajes a él dirigidos y retransmite los mensajes que se dirigen a otra estación. El control de la red puede ser centralizado o distribuido entre varios nodos. Esta topología, dado que tiene que cerrar físicamente el anillo, presenta dificultades en el diseño como en futuras ampliaciones. En cuanto al flujo de información se verá 20

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