CAPITULO II MARCO REFERENCIAL

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1 CAPITULO II MARCO REFERENCIAL 16

2 1.0 MARCO NORMATIVO La interconexión de redes de datos está directamente relacionada con las normas y leyes establecidas por la Superintendencia General de Electricidad y Telecomunicaciones (SIGET), la cual regula las actividades de los sectores de electricidad y telecomunicaciones, específicamente con la Ley de Telecomunicaciones, en el Decreto Ejecutivo Nº. 64 del 15 de mayo de Dicha ley comprende lo siguiente: 1.1 REGLAMENTO DE LA LEY DE TELECOMUNICACIONES. CAPITULO I DISPOSICIONES PRELIMINARES OBJETO. Art. 1. El presente reglamento tiene por objeto el desarrollo de las disposiciones de la ley de telecomunicaciones, en adelante la ley, para su aplicación por parte de la Superintendencia General de electricidad y Telecomunicaciones, en adelante denominada la SIGET. AMBITO DE APLICACIÓN. Art. 2. Los operadores de redes comerciales de telecomunicaciones y redes privadas de telecomunicaciones, y las personas que hagan uso del espectro radioeléctrico y del segmento espacial, deberán cumplir este Reglamento, las normas e instructivos que emita la SIGET, así como los acuerdos, tratados y convenios internacionales vigentes en El Salvador que les sean aplicables. 17

3 1.2 DEFINICIONES RELATIVAS A LAS REDES DE TELECOMUNICAIONES. CAPITULO II DEFINICIONES Art. 3. Para los efectos de facilitar la interpretación de la ley. Del presente reglamento y de las disposiciones e instructivos complementarios que emita la SIGET, se consideran las siguientes definiciones relativas a las redes de telecomunicaciones: Área Local o Área de Servicio Local: Zona Geográfica en la cual un operador de servicios de acceso define como de igual precio a las comunicaciones de la misma categoría entre dos abonados cualesquiera. Elementos de red: Son los principales componentes o partes que constituyen una red comercial de telecomunicaciones. Para los fines del presente reglamento, dichos componentes o partes son los siguientes: a) Enlace con los usuarios. b) Enlaces de transporte de tipo interurbano o internacional. c) Centros de conmutaciones locales, interurbanas o internacionales. d) Edificios para los centros de conmutación, con las cámaras, ductos y soportes que permitan el acceso de los enlaces de transporte a su interior; y, e) Sistemas de información asociados a la facturación y al registro de usuarios. 18

4 Enlace: Es la vía de unión entre un centro de conmutación y el Terminal de un usuario final conectado a dicho centro, que permite el intercambio de información y de las comunicaciones, que pueden ser establecidos por medios físicos o inalámbricos. Enlace de transporte: Es la vía de unión entre dos centro de conmutación, que permite el intercambio de información y de las comunicaciones. Los enlaces de transporte pueden ser establecidos por medios físicos o inalámbricos, también pueden ser de tipo urbano, interurbano o internacional. Facturación: Proceso mediante el cual un operador contabiliza, registra elabora y procesa los datos necesarios para generar el documento de cobro que posteriormente se enviara en cobranza a los usuarios finales, por los servicios efectivamente prestados a ellos. Identificación Automática del Numero del Usuario: Es el numero que identifica al abono que origina una comunicación y que se transmite por parte del centro de conmutación de origen, a petición de un centro de conmutación intermedio o del centro de destino. También se conoce como ANI, del inglés: Automatic Number Identification. Interconexión o Servicio de interconexión: Es el servicio que permite a operadores y usuarios de distintas redes cursar trafico de una red a otra, para que todos los usuarios finales se encuentren en condiciones de comunicarse entre si, o para que los usuarios finales conectados a una red de servicios de acceso estén en condiciones de obtener servicios provistos por un operador de servicios intermedios. 19

5 Nivel de Interconexión o Nivel: Es el nivel de conmutación acordado por los operadores para materializar la interconexión. El cual es independiente de la posición jerárquica que tiene el centro de conmutación que actúa como punto de interconexión, dentro de la red que provee la interconexión. Operadores de Redes Comerciales de Telecomunicaciones, que podrá abreviarse Operador: Persona natural o jurídica que ofrece uno o más servicios comerciales de telecomunicaciones. Operador de Servicios de Valor Agregado: Operador que ofrece uno o mas servicios de valor agregado a usuarios finales. Plan de Conmutación: Es el plan técnico fundamental que adopta el operador de una red comercial de comunicaciones para definir los puntos de interconexión, la topología de su red y los niveles y funciones de los centros de conmutación y enlaces de transporte que la integran. Plan de numeración: Es el plan técnico fundamental desarrollado y administrado por la SIGET que permite identificar única e inequívocamente a un Terminal de usuario final. Adicionalmente, el plan de numeración posibilita el acceso a otros servicios y redes. Servicio privado de telecomunicaciones: Servicio previsto por una red privada de telecomunicaciones. 20

6 Telecomunicaciones: Es toda transmisión, emisión o recepción de signos, señales, escritos, imágenes, sonidos o información de cualquier naturaleza, a través de hilos, radioelectricidad, medios ópticos o cualquier otro sistema físico o inalámbrico. Usuario, Usuario Final o Abonado: Es toda persona natural o jurídica que compra servicios de telecomunicaciones para su propio uso. 1.3 DEFINICIONES RELATIVAS AL ESPECTRO RADIOELECTRICO. Art. 4. Para los efectos de facilitar la interpretación de la ley, del presente Reglamento y de las disposiciones e instructivos complementarios que emita la SIGET, se consideraran las siguientes definiciones relativas al espectro radioeléctrico. Red Inteligente: Es aquella red adicional a una red comercial de telecomunicaciones, que le otorga capacidad de decisión a esta ultima, de modo de permitir que la numeración esta asociada a los usuarios finales, en vez de los terminales de la red de acceso, junto con facilitar la prestación de diversos servicios especializados. Red Preexistente: Es la denominación que adquiere la red a la que otro operador le ha solicitado proveer servicios de interconexión. 21

7 Red Privada de Telecomunicaciones: Red de Telecomunicaciones utilizada por una persona natural o jurídica para satisfacer única y exclusivamente sus necesidades de telecomunicaciones. Registro de Usuarios: Es el registro de datos proveído en medios magnéticos, electrónicos o de otro tipo, de todos los usuarios de un operador de servicios de acceso, contenido el numero de identificación del usuario dentro de la red, dirección donde se provee el servicio, dirección donde se envía la facturación, tipos de servicios contratados, registro de IVA y demás datos técnicos y comerciales necesarios para la administración del servicio, según corresponda. Puertos: Son aquellas unidades o tarjetas de un centro de conmutación que permiten la interconexión y la entrada o salida del trafico a intercambiar. Los puertos del centro de conmutación se conectan a las unidades de terminación de línea de los enlaces de transporte que unen a dicho centro, con el centro de conmutación del otro operador. Punto de Interconexión: Es el centro de conmutación de la red preexistente acordado por dos operadores para materializar una interconexión. Punto de Interconexión Excepcional: Es un punto de interconexión irregular, establecido unilateralmente por un operador, generalmente mediante el uso de un servicio de acceso, como una línea de abono, de la red de otro operador. Red Comercial de Telecomunicaciones: Red de telecomunicaciones utilizada por un operador para prestar servicios de telecomunicaciones a terceros, con fines comerciales, 22

8 conforme a las disposiciones de este Reglamento. Cuando en el presente Reglamento no se especifique el tipo de red, se entenderá que se trata de una red comercial de telecomunicaciones. Red de Servicios de Acceso: Red que conecta al equipo Terminal de un usuario final con un centro de conmutación en forma permanente, para que este reciba servicio de acceso y, a través de ella, tenga acceso a otros servicios. Red de Servicios Intermedios: Red que permite interconectar a distintas redes de acceso entre si o que permite ofrecer servicios de duración temporal a los usuarios finales de una red de servicios de acceso, a través de esta. Red de Telecomunicaciones: Infraestructura o instalación, destinada a proveer servicios de telecomunicaciones

9 2.0 MARCO HISTORICO. Actualmente existen una amplia cantidad de instituciones públicas y privadas que utilizan interconexión de redes como medio de comunicación y transmisión electrónica de datos, a través de Redes de Área Metropolitanas o MAN por sus siglas en inglés (Metropolitan Área Network). Entre las cuales podemos mencionar todas las instituciones financieras legalmente establecidas en el país, Ministerios Públicos tales como Educación, Salud, Seguro Social, Hacienda, Defensa, Policía Nacional Civil, entre otros. Esto significa que la implementación de redes metropolitanas de computadoras tiene un precedente muy marcado en el ámbito tanto empresarial como educativo de nuestro país, tendencia que surgió aproximadamente en la década de los ochenta, teniendo como precursores las instituciones bancarias, seguidas de las entidades gubernamentales y posteriormente las empresas de carácter privado. Los nuevos Servicios IP (Protocolo de Internet), en la VPN (Virtual Private Network, Redes Privadas Virtuales), nacen como respuesta de Telefonía a un contexto de rápida evolución de las necesidades de comunicaciones de la sociedad en general y de las empresas en particular. Por una parte, estamos siendo testigos de privilegio de la explosión de Internet y del gran cambio social que está suponiendo la utilización de esta red y sus aplicaciones. Por otra parte, las empresas se encuentran en un momento en que cada vez más su rentabilidad depende de la sinergia entre sus sedes centrales, así como entre sus colaboradores, clientes y suministradores. Esto es, de la integración del uso de las telecomunicaciones en sus procesos de negocio para proporcionar conectividad y acceso global a los sistemas y servicios de la empresa. 24

10 Actualmente nos encontramos en una situación de rápida evolución hacia lo que se viene llamando "Sociedad de la Información", donde el intercambio de información a través de las redes de telecomunicación va a ser el eje fundamental del desarrollo económico, social y cultural. En este nuevo entorno los servicios de telecomunicación están siendo sustituidos o complementados por servicios basados en el protocolo Internet. Este es el caso de la progresiva sustitución de la mensajería fax por el correo electrónico, la aparición de los servicios de voz sobre IP (Internet Protocol, Protocolo de Internet) o los servicios de Red Privada Virtual (VPN) basados en tecnología IP. El crecimiento de Internet es vertiginoso, estimándose que 14 Billones de dispositivos estarán conectados en Internet para el año y 35 Millones de usuarios remotos para el año En este contexto, las empresas están utilizando Internet, no sólo como un mecanismo más de publicidad, sino como una nueva herramienta para integrar un canal de ventas, una nueva forma de hacer negocios y de proporcionar valor a sus clientes. De hecho, Internet se está convirtiendo en un elemento del proceso de compra y, cada vez más, las compras realizadas en línea están influenciadas por la información obtenida in Internet. Además, las empresas se encuentran ante un nuevo escenario competitivo y ante la necesidad de integrar las nuevas tecnologías, en un entorno en el que estas tecnologías evolucionan a gran velocidad. Ejemplos característicos de las oportunidades o retos, ante los que se encuentran actualmente las empresas, son: La posibilidad de incorporar nuevas formas de comunicación telefónica, como la videoconferencia o la telefonía sobre Internet. 5 Fuentes de información: Forrester Research 6 Information Week, 26 November

11 Reducir gastos mejorando la productividad, incorporando herramientas como el correo electrónico o el teletrabajo. Mejorar los procesos internos de la empresa, ampliando el alcance de la Intranet o Red Corporativa. Mejorar los procesos y comunicaciones con sus clientes, colaboradores y suministradores, dando acceso a éstos a la Red Corporativa, a través de la implementación de la Extranet de la empresa. Optimizar el servicio a sus clientes utilizando centros de llamada que permitan reducir los costes, mejorando con esto el nivel de atención y servicio a cliente. En este contexto, es necesario disponer de redes avanzadas y de una gama completa de servicios que se adecuen a las diferentes necesidades del mercado, mantener una evolución constante para proporcionar un valor añadido a los clientes, facilitar la mejora de los procesos empresariales en base al uso de las telecomunicaciones y reducir la barrera de entrada de estos clientes. De hecho, España es el país en el que tradicionalmente se ha realizado un mayor uso de los servicios públicos de redes de datos, con un número bajo de redes privadas. En esta línea, los Servicios IP proporcionan tanto la evolución de los servicios de (RPV, Red Privada Virtual), suministrados sobre las redes clásicas de datos hacia una solución global de comunicaciones de empresa para las Redes Corporativas

12 3.0 MARCO TEORICO 3.1 REDES DE COMPUTADORAS. RED: Una red de computadores es cualquier sistema de computación o grupo de computadoras, estaciones de trabajo o dispositivos de computadoras conectados entre sí. En una red de computación, el nodo puede ser una Terminal, una computadora o cualquier dispositivo de destino/fuente. Las redes de cómputo están configuradas para satisfacer las necesidades específicas de una organización. 3.2 CLASIFICACIÓN DE LAS REDES CLASIFICACIÓN POR ÁREA DE COBERTURA: El universo de las redes, puede clasificarse según la extensión que abarcan. Cada uno de los tipos requiere de tecnologías y topologías específicas, en general existen tres categorías: En el presente proyecto se utilizaran las categorías: Redes de Área local para cada Institución Educativa, de Área metropolitana, para interconexión Interinstitucional y los usuarios remotos podrán hacer uso de una Red de Área Extensa, dependiendo d su distancia geográfica. A) REDES LAN o Local Area Networks: Las redes de área local (Local Area Network) son redes de ordenadores cuya extensión es del orden de entre 10 metros a 1 kilómetro. Son redes pequeñas, habituales en oficinas, colegios y empresas pequeñas, que generalmente usan la tecnología de broadcast, es decir, aquella en que a un sólo cable se conectan todas las 27

13 máquinas. Como su tamaño es restringido, el peor tiempo de transmisión de datos es conocido siendo velocidades de transmisión típicas de LAN las que van de 10 a 100 Mbps (Megabites por segundo). CARACTERÍSTICAS DE LAS REDES LAN Pequeña cobertura Son propiedad de la misma entidad propietaria de los dispositivos conectados a la red Mayores velocidades de transmisión internas Redes de difusión en lugar de utilizar técnicas de conmutación En cada estación hay un transmisor/receptor que se comunica con otras estaciones a través de un medio compartido. Una transmisión desde cualquier estación se recibirá por todas las otras estaciones Los datos se transmiten en forma de paquetes y debido a que el medio es compartido, una y solo una estación en cada instante de tiempo podrá transmitir el paquete, (Ver Figura # 1). Figura # 1. 28

14 B) REDES MAN o Metropolitan Area Network: Las redes de área metropolitana (Metropolitan Area Network) son redes de ordenadores de tamaño superior a una LAN, sabiendo abarcar el tamaño de una ciudad. Son típicas de empresas y organizaciones que poseen distintas oficinas repartidas en una misma área metropolitana, por lo que en su tamaño máximo, comprenden un área de unos 10 kilómetros 8. Un ejemplo de MAN privada sería un grupo de instituciones educativas con edificios distribuidos en el sector urbano de la ciudad de San Miguel, transportando todo el tráfico de voz y datos entre edificios por medio de su propia MAN y encaminando la información externa por medio de los operadores públicos. Los datos podrían ser transportados entre los diferentes edificios, bien en forma de paquetes o sobre canales de ancho de banda fijos. (Ver Figura # 2) Figura # 2. 8 Enciclopedia Océano Redes Informáticas 29

15 C) REDES WAN o Wide Area Networks, Red de Área Amplia: Las redes de área amplia (Wide Area Network) tienen un tamaño superior a una MAN (Red de Área Metropolitana), y consisten en una colección de host o de redes LAN (Red de Área Local) conectadas por una subred. Esta subred está formada por una serie de líneas de transmisión interconectadas por medio de routers, aparatos de red encargados de rutear o dirigir los paquetes hacia la LAN o host adecuado, enviándose éstos de un router a otro. Su tamaño puede oscilar entre 100 y 1000 kilómetros (Ver Figura #3). Cabe mencionar que en nuestro proyecto no será muy usual que se utilice este tipo de redes, ya que el área geográfica en el cual se instalara la red no es mayor a los 10 kilómetros, (excepto en el caso de algún usuario remoto). CARACTERÍSTICAS DE UNA RED WAN Área geográfica extensa. Atraviesan rutas de acceso público. Dispositivos de conmutación interconectados. Fuente Conmutación Destino. Figura # 3. 30

16 3.2.2 LAS REDES SEGÚN EL SERVICIO QUE SE REALICE EN TORNO A LA EMPRESA PUEDEN SUBDIVIDIRSE EN: Redes intraempresa.- Son aquellas en las que el servicio de interconexión de equipos se realiza en el ámbito de la empresa. Redes interempresa.- Son las que proporcionan un servicio de interconexión de equipos entre dos o más empresas LAS REDES SEGÚN LA PROPIEDAD A LA QUE PERTENEZCAN PUEDEN SER: Redes privadas.- Son redes gestionada por personas particulares, empresas u organizaciones de índole privado. A ellas sólo tienen acceso los terminales de los propietarios. Redes públicas.- Son las que pertenecen a organismo estatales, y se encuentran abiertas a cualquier usuario que lo solicite mediante el correspondiente contrato. Ej.: Redes telegráficas, redes telefónicas, redes especiales para transmisión de datos INTERCONEXION DE REDES LOCALES Cuando se diseña una red de datos se desea sacar el máximo rendimiento de sus capacidades. Para conseguir esto, la red debe estar preparada para efectuar conexiones a través de otras redes, sin importar qué características posean

17 El objetivo de la Interconexión de Redes (Internetworking) es dar un servicio de comunicación de datos que involucre diversas redes con diferentes tecnologías de forma transparente para el usuario. Este concepto hace que las cuestiones técnicas particulares de cada red puedan ser ignoradas al diseñar las aplicaciones que utilizarán los usuarios de los servicios. Los dispositivos de interconexión de redes sirven para superar las limitaciones físicas de los elementos básicos de una red, extendiendo las topologías de esta. Algunas de las ventajas que plantea la interconexión de redes de datos, son: Compartimiento de recursos dispersos o de otras redes. Coordinación de tareas de diversos grupos de trabajo. Reducción de costos, al utilizar recursos de otras redes. Aumento de la cobertura geográfica. Separación entre redes. Conversión de protocolos. Uno de los mayores desafíos en la industria de las computadoras es el traslado de información entre computadoras de diversos diseños. La Unión de sistemas de computadoras, software y dispositivos de comunicación dentro de infraestructuras estratégicas es lo que se conoce como interconexión de redes Com Corporation, Guía de Conceptos de Interconexión, Pág

18 3.3.1 RAZONES PARA INSTALAR REDES Desde sus inicios una de las razones para instalar redes era compartir recursos, como discos, impresoras y scanner. Ahora existen además otras razones: Disponibilidad del software de redes.- El disponer de un software multiusuario de calidad que se ajuste a las necesidades de la empresa. Por ejemplo: Se puede diseñar un sistema de puntos de venta ligado a una red local concreta. Trabajo en común.- Conectar un conjunto de computadoras personales formando una red que permita que un grupo o equipo de personas involucrados en proyectos similares puedan comunicarse fácilmente y compartir programas o archivos de un mismo proyecto. Actualización del software.- Si el software se almacena de forma centralizada en un servidor es mucho más fácil actualizarlo. En lugar de tener que actualizarlo individualmente en cada uno de los PC de los usuarios, pues el administrador tendrá que actualizar la única copia almacenada en el servidor. Copia de seguridad de los datos.- Las copias de seguridad son más simples, ya que los datos están centralizados en un servidor para generar el respaldo. Ventajas en el control de los datos.- Como los datos se encuentran centralizados en el servidor, resulta mucho más fácil controlarlos y recuperarlos. Los usuarios pueden transferir sus archivos vía red antes que usar los disquetes. Uso compartido de las impresoras de calidad.- Algunos periféricos de calidad de alto costo pueden ser compartidos por los integrantes de la red. Entre estos: impresoras láser de alta calidad, entre otras. 33

19 Correo electrónico y difusión de mensajes.- El correo electrónico permite que los usuarios se comuniquen más fácilmente entre sí. A cada usuario se le puede asignar un buzón de correo en el servidor. Los otros usuarios dejan sus mensajes en el buzón y el usuario los lee cuando los ve en la red. Se pueden convenir reuniones y establecer calendarios. Seguridad.- La seguridad de los datos puede conseguirse por medio de los servidores que posean métodos de control, tanto software como hardware. Los terminales tontos impiden que los usuarios puedan extraer copias de datos para llevárselos fuera del edificio. 3.4 OBJETIVO DE LA INTERCONEXIÓN DE REDES El objetivo de la Interconexión de Redes (internetworking) es dar un servicio de comunicación de datos que involucre diversas redes con diferentes tecnologías de forma transparente para el usuario. Este concepto hace que las cuestiones técnicas particulares de cada red puedan ser ignoradas al diseñar las aplicaciones que utilizarán los usuarios de los servicios. Tal es el caso que en nuestro proyecto la tecnología que utilizaran los alumnos del Instituto Nacional francisco Gavidia, es totalmente diferente a la tecnología del Instituto Joaquín Ernesto. Cárdenas y el Complejo Educativo Ofelia Herrera, ya que poseen recursos diferentes como router, switch o huh, así como también el tipo de servidores y computadoras personales. 34

20 Las redes en general, consisten en "compartir recursos", y uno de sus objetivo es hacer que todos los programas, datos y equipo estén disponibles para cualquiera de la red que así lo solicite, sin importar la localización física del recurso y del usuario. En otras palabras, el hecho de que el usuario se encuentre a 5, 10 ó mas km. de distancia de los datos, no debe evitar que este los pueda utilizar como si fueran originados localmente. Las Instituciones antes mencionadas se encuentran a una distancia de 8 Km. Aproximadamente, de hecho podrán compartir sus recursos de software y hardware en caso de ser necesario. Otro objetivo consiste en proporcionar una alta fiabilidad, al contar con fuentes alternativas de suministro. Por ejemplo todos los archivos podrían duplicarse en dos o tres máquinas, de tal manera que si una de ellas no se encuentra disponible, podría utilizarse una de las otras copias. Además, la presencia de múltiples CPU significa que si una de ellas deja de funcionar, las otras pueden ser capaces de encargarse de su trabajo, aunque se tenga un rendimiento global menor. También, otro objetivo es el ahorro económico. Los ordenadores pequeños tienen una mejor relación costo / rendimiento, comparada con la ofrecida por las máquinas grandes. Este desequilibrio ha ocasionado que muchos diseñadores de sistemas construyan sistemas constituidos por poderosos ordenadores personales, uno por usuario, con los datos guardados una o más máquinas que funcionan como servidor de archivo compartido. 35

21 3.4.1 TIPOS DE INTERCONEXIÓN DE REDES Se pueden distinguir dos tipos de interconexión de redes, dependiendo del ámbito de aplicación: A) INTERCONEXIÓN DE ÁREA LOCAL (LAN con LAN) Una interconexión de Área Local conecta redes que están geográficamente cerca, como puede ser la interconexión de redes de un mismo edificio o entre edificios, creando una Red de Área Metropolitana (MAN). En nuestro proyecto existe una Institución Educativa Ofelia Herrera que cuenta con dos centros de computo, uno en el área de Bachillerato y otro en el área de Básica a una distancia aproximadamente de 200 Metros lo cual constituye una red de Área Local. El siguiente gráfico (Figura # 4), muestra la unión de dos redes locales que pueden estar instaladas dentro de un mismo edificio o en una misma ciudad, formando una Red de Área Metropolitana (MAN). Figura # 4. 36

22 Cuando las Redes de Área Local (LAN, Local Area Network), que han de ser conectadas están dispersas por un área urbana, la Red de Área Metropolitana (MAN, Metropolitan Area Network), está bajo el control de un operador público mientras no se liberalicen las infraestructuras. Por el contrario, por razones legales, el cliente no puede comprar, instalar y hacer propias las facilidades de transmisión (cableado entre edificios) necesarias para construir una red de área metropolitana. En este caso, el cliente ha de tener en cuenta que diferentes instituciones podrían estar conectadas a la misma red de área metropolitana pública, en consecuencia ciertos requisitos adicionales de seguridad, privacidad y gestión de red que deben ser satisfechos por el operador público. Los usuarios finales son conectados a la red de área metropolitana a través de nodos de acceso públicos, con lo cual los datos de una organización llegan evitando pasar a través de dispositivos de otras empresas. Estos mecanismos permiten que las redes de área metropolitana públicas ofrezcan seguridad en la transmisión de datos desde el punto de vista de la privacidad. B) INTERCONEXIÓN DE ÁREA EXTENSA (LAN con MAN y LAN con WAN). Las Redes de Área Metropolitana (MAN, Metropolitan Area Network), públicas en diferentes ciudades son usualmente interconectadas por elementos de conmutación para formar una red de área extensa y, por lo tanto, no es necesario que el cliente instale nodos de acceso independientes para Redes de Área Metropolitana MAN y Redes de Área Extensa (WAN, Wide Area Network). Las redes públicas de área metropolitana no pueden ser comparadas con Redes de Área Local ya que éstas últimas están sujetas a limitaciones legales que sólo aplican a las redes privadas. 37

23 En efecto la interconexión de Institutos Nacionales antes mencionados, del radio urbano de la ciudad de San Miguel estarían enmarcados en este tipo de conexión, ya que cada institución posee una red LAN, a su ves están conectados a Internet, y la red privada de usuarios remotos darían lugar a conectarse desde cualquier punto geográfico. En contraste con una LAN, muchos tipos de MAN permiten la transmisión no sólo de datos, sino también de voz y vídeo. Una red MAN será recomendada cuando haya una necesidad para transportar simultáneamente diferentes tipos de tráfico tales como datos, voz y vídeo sobre un área no mayor de 150 Km. de diámetro para entornos públicos o privados. Los objetivos son reducir el coste y al mismo tiempo mejorar el servicio al usuario. La reducción del coste se alcanza minimizando el coste de la transmisión, posible por la integración de voz y datos, por la reducción del papel y por la mejora en la eficiencia de los sistemas. El servicio al cliente se alcanza a través de facilidades de información disponibles para los clientes. Adicionalmente, el cliente puede investigar nuevas aplicaciones tales como transmisión de imágenes y videoconferencia. Esquema de redes metropolitanas unidas mediante (puentes o router), (Ver Figura 5). Figura # 5 38

24 La interconexión de Área Extensa conecta redes geográficamente dispersas, por ejemplo, redes situadas en diferentes ciudades o países, (Ver Figura # 6), creando una Red de Área Extensa (WAN). Una WAN es una Wide Area Network, o sea una red dentro de un área grande. Figura # QUE ES UNA RED DE AREA METROPOLITANA (MAN). MAN: Metropolitan Area Network. Este término describe a una red que provee una conectividad digital de un área regional a una metropolitana. La MAN realiza el enlace entre las Redes de Área Local (LAN), y las Redes de Área Extensa, WAN. Una red de área metropolitana es una red de alta velocidad (banda ancha) que dando cobertura en un área geográfica extensa, proporciona capacidad de integración de múltiples servicios mediante la transmisión de datos, voz y vídeo, sobre medios de transmisión tales como fibra óptica y par trenzado de cobre a velocidades que van desde los 2 Mbits/s hasta 155 Mbits/s Internet, 39

25 En este proyecto se utilizara una (VPN, Virtual Private Network), tomando en cuenta el enlace que se realizara en los Institutos Nacionales, Joaquín Ernesto Cárdenas, Francisco Gavidia y Ofelia Herrera, no mayor de 10 Km., de distancia, para ello se utilizaran las Redes LAN de cada instituto, y se creara un enlace por medio de Internet como herramienta de comunicación, desplazando a las redes de comunicación Lan, MAN y WAN. El concepto de red de área metropolitana representa una evolución del concepto de red de área local a un ámbito más amplio, cubriendo áreas de una cobertura superior que en algunos casos no se limitan a un entorno metropolitano sino que pueden llegar a una cobertura regional e incluso nacional mediante la interconexión de diferentes redes de área metropolitana. LAS RED PRESENTA VENTAJAS COMO: Compartir hardware: Reduciendo el costo y haciendo accesibles poderosos equipos de cómputo a más personas; Compartir datos y software: Aumentando la eficiencia y la productividad. Las redes no eliminan las diferencias de compatibilidad entre distintos sistemas operativos, pero simplifican la comunicación entre máquinas. Si se emplean programas con formatos de archivo incompatibles, habrá que usar software de traducción de datos para leer y modificar los archivos. 40

26 3.6 APLICACIONES DE LAS REDES DE AREA METROPOLITANA. Las redes de área metropolitana tienen muchas aplicaciones, las principales son: Interconexión de redes de área local (LAN) Interconexión de centrales telefónicas digitales (PBX y PABX) Interconexión computadora a computadora sin importar la distancia Transmisión de vídeo e imágenes Transmisión CAD/CAM (Video-Conferencias) Pasarelas para redes de área extensa (WANs) Una red de área metropolitana puede ser pública o privada. Un ejemplo de MAN pública es la infraestructura que un operador de telecomunicaciones instala en una ciudad con el fin de ofrecer servicios de banda ancha a sus clientes localizados en esta área geográfica RAZONES PARA INSTALAR UNA RED DE ÁREA METROPOLITANA. A) ANCHO DE BANDA. El elevado ancho de banda requerido por grandes ordenadores y aplicaciones compartidas en red es la principal razón para usar redes de área metropolitana en lugar de redes de área local. B) NODOS DE RED. Las redes de área metropolitana permiten superar los 500 nodos de acceso a la red, por lo que se hace muy eficaz para entornos públicos y privados con un gran número de puestos de trabajo. 41

27 C) EXTENSIÓN DE RED. Las redes de área metropolitana permiten alcanzar un diámetro entorno a los 50 kms, dependiendo el alcance entre nodos de red del tipo de cable utilizado, así como de la tecnología empleada. Este diámetro se considera suficiente para abarcar un área metropolitana. D) DISTANCIA ENTRE NODOS. Las redes de área metropolitana permiten distancias entre nodos de acceso de varios kilómetros, dependiendo del tipo de cable. Estas distancias se consideran suficientes para conectar diferentes edificios en un área metropolitana o campus privado. E) TRÁFICO EN TIEMPO REAL. Las redes de área metropolitana garantizan unos tiempos de acceso a la red mínimos, lo cual permite la inclusión de servicios síncronos necesarios para aplicaciones en tiempo real, donde es importante que ciertos mensajes atraviesen la red sin retraso incluso cuando la carga de red es elevada. F) INTEGRACIÓN VOZ/DATOS/VÍDEO. Adicionalmente a los tiempos mínimos de acceso, los servicios síncronos requieren una reserva de ancho de banda; tal es el caso del tráfico de voz y vídeo. Por este motivo las redes de área metropolitana son redes óptimas para entornos de tráfico multimedia, si bien no todas las redes metropolitanas soportan tráficos isócronos (transmisión de información a intervalos constantes). 42

28 3.7 COMPONENTES DE UNA RED DE ÁREA METROPOLITANA TARJETAS DE CONEXIÓN A LA RED (NIC) Tarjeta electrónica que conectan a las estaciones de trabajo a la red. Normalmente se insertan en una de las ranuras de expansión del motherboard del microcomputador suministrando de esta forma acceso directo a memoria (DMA). El NIC tiene las siguientes funciones: 12 Forman los paquetes de datos. Dan acceso al cable, con la conversión eléctrica y ajuste de velocidad. Son el transmisor y el receptor de la estación. Chequean las tramas para chequear errores. Conversión Serie/Paralelo. Identificación o dirección única en la red que permite saber cual es físicamente la terminal PUESTOS DE TRABAJO Son los sistemas desde los cuales el usuario demanda las aplicaciones y servicios proporcionados por la red. Dentro de los puestos de trabajo se incluyen: 12 Internet, 43

29 A) ESTACIONES DE TRABAJO. PC s (Computadoras Personales), conectadas a la red a través de las cuales podemos acceder a los recursos compartidos en dicha red como discos, impresoras, módems, entre otros. Pueden carecer de la mayoría de los periféricos pero siempre tendrán un NIC, un monitor, un teclado y un CPU (Ver Figura # 7). Figura # 7. B) ORDENADORES CENTRALES (SERVIDORES). Computadores que proporcionan servicios a las estaciones de trabajo de la red tales como almacenamiento en discos, acceso a las impresoras, unidades para respaldo de archivos, acceso a otras redes o computadores centrales (Ver Figura # 8). Figura # 8. 44

30 3.7.3 NODOS DE RED. Son dispositivos encargados de proporcionar servicio a los puestos de trabajo que forman parte de la red. Sus principales funciones son: Almacenamiento temporal de información a transmitir hasta que el canal de transmisión se libere. Filtrado de la información circulante por la red, aceptando sólo la propia. Conversión de la información de la red, en serie, a información del puesto de trabajo. Obtención de los derechos de acceso al medio de transmisión. 3.8 CANALES DE TRANSMISIÓN. Está constituido por el cable o el medio utilizado para conectar entre sí los nodos de red y los puestos de trabajo. Un canal es el camino por donde viajan los datos desde un lugar a otro. Es la combinación de medios que interconectan a las computadoras que envían y reciben datos. La capacidad del canal se clasifica por el número de bits que éste puede transmitir por segundo TANGIBLES. A) EL CABLE PAR TRENZADO. Consiste en dos alambres de cobre o a veces de aluminio, aislados con un grosor de 1 mm aproximadamente. Los alambres se trenzan con el propósito de reducir la interferencia eléctrica de pares similares cercanos. Los pares trenzados se agrupan bajo una cubierta común 45

31 de PVC (Poli Cloruro de Vinilo) en cables multipares de pares trenzados (de 2, 4, 8, hasta 300 pares). Actualmente, se han convertido en un estándar en el ámbito de las redes LAN (Local Area Network) como medio de transmisión en las redes de acceso a usuarios (típicamente cables de 2 ó 4 pares trenzados). A pesar que las propiedades de transmisión de cables de par trenzado son inferiores, y en especial la sensibilidad ante perturbaciones extremas, a las del cable coaxial, su gran adopción se debe al costo, su flexibilidad y facilidad de instalación, así como las mejoras tecnológicas constantes introducidas en enlaces de mayor velocidad, longitud, entre otros. En este proyecto se utilizara el cable Par Trenzado no Apantallado (UTP), para RJ45. Porque las instituciones ya poseen esta tecnología. Categoría 5: Es un estándar dentro de las comunicaciones en redes LAN. Es capaz de soportar comunicaciones de hasta 100 Mbps (Megabites por Segundo), con un ancho de banda de hasta 100 Mhz (Megaherz). Este tipo de cable es de 8 hilos, es decir cuatro pares trenzados. La atenuación del cable de esta categoría viene dado por esta tabla referida a una distancia estándar de 100 metros: UNIDAD DE MEDIDA DE TRANSMISIÓN DE DATOS. La velocidad de transmisión de datos se mide en bits por segundo (bits per seconds, bps, bits por Segundo). Las menciones de bauds o tasa de bauds son incorrectas, El baud es una unidad variable de transmisión de datos y la "rapidez en bauds" es la velocidad a la cual viaja un pulso. La velocidad de transmisión a menudo se llama "rapidez en bits", pero ya que 46

32 un pulso puede representar varios bits a la vez, a velocidades mayores que bps, la rapidez de bits generalmente excede a la rapidez en bauds. 3.9 PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN. Conjunto de reglas establecidas para regir el intercambio de datos que permiten que las entidades que se están comunicando puedan comprenderse. Uno de estos protocolos es la velocidad de transmisión; si una máquina "habla" a una bps y las otra "escucha" a bps, el mensaje no pasará. Entre los protocolos hay códigos predeterminados para algunos mensajes (Ver Figura # 9). Figura # 9 Los protocolos se definen en capas, la primera de las cuales es la capa física; ésta define la manera en que los nodos de una red se conectan entre sí. Las capas subsecuentes, que varían en cantidad entre protocolos, describen cómo se empacan los mensajes para su transmisión, cómo se encaminan los mensajes a través de la red, los procedimientos de seguridad y la forma en que se proyectan en pantalla los mensajes. 47

33 Un protocolo sirve para desarrollar tareas como: Obtener la atención de otro dispositivo. Identificar cada uno de los dispositivos de la comunicación. Verificar la correcta transmisión de los mensajes. Recuperar los datos cuando ocurran errores. Uno de los protocolos más usados es el ASCII (American Standard Code for Information Interchange) TIPOS DE SOFTWARE PARA COMUNICACIÓN DE REDES. Para que dos computadores se puedan comunicar, hay que configurar el software de ambas máquinas de modo que sigan los mismos protocolos. El software de comunicación asegura que el hardware siga el protocolo. Las red interinstitucional Utilizara los Sistema Operativo, Windows 2003 Server Enterprice Edition y Standar Edition, y Windows Xp, para usuarios, debido a que es la tecnología de Software existente en las instituciones. A) SISTEMA OPERATIVO DE RED: Para usuarios que trabajan exclusivamente en una red local. Un sistema operativo de red oculta al usuario los detalles de hardware y software de la comunicación cotidiana entre máquinas. 48

34 3.11 TOPOLOGIAS DE RED. Cuando hablamos de topología de una red, hablamos de su configuración. Esta configuración recoge tres campos: físico, eléctrico y lógico. El nivel físico y eléctrico se puede entender como la configuración del cableado entre máquinas o dispositivos de control o conmutación. Cuando hablamos de la configuración lógica tenemos que pensar en como se trata la información dentro de nuestra red, como se dirige de un sitio a otro o como la recoge cada estación. Este proyecto se basara en topologías de estrella y árbol, por el tipo de red y porque es lo que poseen dichas Instituciones Educativas. A) TOPOLOGIA EN ESTRELLA. Figura # 10. Cada dispositivo denominado nodo, está conectado a un ordenador o computadora central con una configuración (topología) en forma de estrella, (Ver Figuras # 10). Normalmente es una red que se compone de un dispositivo central (el hub) y un conjunto de terminales conectados. En una red en estrella los mensajes pasan directamente desde un nodo 49

35 al hub, el cual gestiona la redistribución de la información a los demás nodos. La fiabilidad de una red en estrella se basa en que un nodo puede fallar sin que ello afecte a los demás nodos de la red. Dado que cada nodo está conectado al hub por un cable independiente, los costos de cableado pueden ser elevados. Ventajas de la Topología Estrella: Gran facilidad de instalación Posibilidad de desconectar elementos de red sin causar problemas. Facilidad para la detección de fallo y su reparación. Inconvenientes de la Topología de Estrella: Requiere más cable que la topología de BUS. Un fallo en el concentrador provoca el aislamiento de todos los nodos a él conectados. Se han de comprar hubs o concentradores. B) TOPOLOGIA EN ARBOL. Existe una variante de la topología de Bus, es la de ÁRBOL, Formada por un Bus principal (Tronco), del cual parten otros buses llamados (Ramas), cada uno de estos pueden admitir varias estaciones (Ver Figuras # 11). La topología en árbol es similar a la topología en estrella extendida, salvo en que no tiene un nodo central. En cambio, un nodo de enlace troncal, generalmente ocupado por un hub o switch, desde el que se ramifican los demás nodos. 50

36 Figura # 11. Ventajas de la Topología de Árbol. Cableado punto a punto para segmentos individuales. Soportado por multitud de vendedores de software y de hardware. Desventajas de la Topología de Árbol. La medida de cada segmento viene determinada por el tipo de cable utilizado. Si se viene abajo el segmento principal todo el segmento se viene abajo con él. Es más difícil su configuración. 51

37 3.12 DISPOSITIVOS DE INTERCONEXION DE REDES A) REPETIDORES (REPEATER). El repetidor es un elemento que permite la conexión de dos tramos de red, teniendo como función principal regenerar eléctricamente la señal, para permitir alcanzar distancias mayores manteniendo el mismo nivel de la señal a lo largo de la red. 13 De esta forma se puede extender, teóricamente, la longitud de la red hasta el infinito (Ver Figura # 12). Estos dispositivos generan la señal de un segmento de cable y pasan estas señales a otro segmento de cable sin variar el contenido de la señal. Son utilizados para incrementar la longitud entre conexiones en una LAN. Figura # 12. B) CONCENTRADORES (HUBS). Concentradores de cableado en estrella integrados por microprocesadores, memoria y protocolos como SNMP, características que lo convierten en un nodo inteligente en la red capaz de controlar y diagnosticar, incluso por monitoreo remoto Ver Figuras # 13 y # 14). 13 Internet, 52

38 Figura # 13. Figura # 14. C) CONCENTRADORES (SWITCHS). Divide la LAN en varios segmentos limitando el tráfico a uno o más segmentos en vez de permitir la difusión de los paquetes por todos los puertos, (Ver Figuras # 15 y # 16). Dentro del Switch, un circuito de alta velocidad se encarga del filtrado y de permitir el transito entre segmentos de aquellos segmentos que tengan la intención de hacerlo. Figura # 15. Figura #

39 3.13 EL MODELO DE REFERENCIA OSI. Por mucho tiempo se consideró al diseño de redes un proceso muy complicado de llevar a cabo, esto es debido a que los fabricantes de computadoras tenían su propia arquitectura de red, y esta era muy distinta al resto, y en ningún caso existía compatibilidad entre marcas. Luego los fabricantes consideraron acordar una serie de normas internacionales para describir las arquitecturas de redes. Luego la ISO (Organización Internacional de Normalización) en 1977 desarrolla una estructura de normas comunes dentro de las redes. Estas normas se conocen como el Modelo de Referencia OSI (interconexión de sistemas abiertos), modelo bajo el cual empezaron a fabricar computadoras con capacidad de comunicarse con otras marcas. Este modelo se basa en el principio de Julio Cesar: "divide y vencerás", y está pensado para las redes del tipo WAN. anterior. La idea es diseñar redes como una secuencia de capas, cada una construida sobre la LAS CAPAS SE PUEDEN DIVIDIR EN DOS GRUPOS: Servicios de transporte (niveles 1, 2, 3 y 4). Servicios de soporte al usuario (niveles 5, 6 y 7). 54

40 El modelo OSI está pensado para las grandes redes de telecomunicaciones de tipo WAN. No es un estándar de comunicaciones ya que es un lineamiento funcional para las tareas de comunicaciones, sin embargo muchos estándares y protocolos cumplen con los lineamientos del modelo. Como se menciona anteriormente, OSI nace como una necesidad de uniformar los elementos que participan en la solución de los problemas de comunicación entre equipos de diferentes fabricantes. PROBLEMAS DE COMPATIBILIDAD: El problema de compatibilidad se presenta entre los equipos que van a comunicarse debido a diferencias en: Procesador Central. Velocidad. Memoria. Dispositivos de Almacenamiento. Interfase para las Comunicaciones. Códigos de caracteres. Sistemas Operativos. Lo que hace necesario atacar el problema de compatibilidad a través de distintos niveles o capas. 55

41 IMPORTANTES BENEFICIOS: Mayor comprensión del problema. La solución de cada problema específico puede ser optimizada individualmente. OBJETIVOS CLAROS Y DEFINIDOS DEL MODELO: Formalizar los diferentes niveles de interacción para la conexión de computadoras habilitando así la comunicación del sistema de cómputo independientemente del fabricante y la arquitectura, como así también la localización o el sistema operativo. ALCANCE DE LOS OBJETIVOS: Obtener un modelo en varios niveles manejando el concepto de BIT, hasta el concepto de APLICACION. Desarrollo de un modelo en el que cada capa define un protocolo que realice funciones especificas, diseñadas para atender a la capa superior. Encapsular las especificaciones de cada protocolo de manera que se oculten los detalles. Especificar la forma de diseñar familias de protocolos, esto es, definir las funciones que debe realizar cada capa. 56

42 ARQUITECTURA DE RED BASADA EN EL MODELO OSI. Figura # 17. Arquitectura de red basada en el modelo OSI. Esta arquitectura, (Ver Figura # 17), representada utiliza la terminología de las primeras redes llamadas ARPANET, donde las maquinas que se utilizan para correr los programas en la red se llaman hostales (computadoras centrales), o también llamadas terminales. 57

43 CAPAS DEL MODELO OSI. A) CAPA FÍSICA. Aquí se encuentran los medios materiales para la comunicación como las placas, cables, conectores, es decir los medios mecánicos y eléctricos. La capa física se ocupa de la transmisión de bits a lo largo de un canal de comunicación, de cuantos microsegundos dura un bit, y que voltaje representa un 1 y cuantos un 0. La misma debe garantizar que un bit que se manda llegue con el mismo valor. Muchos problemas de diseño en la parte física son problema de la ingeniería eléctrica. MEDIO DE TRANSMISIÓN. Par Trenzado (twisted pair). Consiste en dos alambres de cobre enroscados (para reducir interferencia eléctrica). Además de estos hay también medios inalámbricos de transmisión. Cada uno usa una banda de frecuencias en alguna parte del espectro electromagnético. Las ondas de longitudes más cortas tienen frecuencias más altas, y así apoyan velocidades más altas de transmisión de datos. B) CAPA DE ENLACE. Se encarga de transformar la línea de transmisión común en una línea sin errores para la capa de red, esto se lleva a cabo dividiendo la entrada de datos en tramas de asentimiento, por otro lado se incluye un patrón de bits entre las tramas de datos. Esta capa también se 58

44 encarga de solucionar los problemas de reenvío, o mensajes duplicados cuando hay destrucción de tramas. Por otro lado es necesario controlar el tráfico. Un grave problema que se debe controlar es la transmisión bidireccional de datos. El tema principal son los algoritmos para la comunicación confiable y eficiente entre dos máquinas adyacentes. Problemas: los errores en los circuitos de comunicación, sus velocidades finitas de transmisión, y el tiempo de propagación. Normalmente se parte de un flujo de bits en marcos. LAS TRAMAS CONTENDRÁN INFORMACIÓN COMO: Número de caracteres (un campo del encabezamiento guarda el número. Pero si el número es cambiado en una transmisión, es difícil recuperar.) Caracteres de inicio y fin. C) CAPA DE RED. Se ocupa del control de la operación de la subred. Lo más importante es eliminar los cuellos de botella que se producen al saturarse la red de paquetes enviados, por lo que también es necesario encaminar cada paquete con su destinatario. Dentro de la capa existe una contabilidad sobre los paquetes enviados a los clientes. Otro problema a solucionar por esta capa es la interconexión de redes heterogéneas, solucionando problemas de protocolos diferentes, o direcciones desiguales. 59

45 EL NIVEL DE RED EN LA INTERNET (FUNCIONAMIENTO DEL PROTOCOLO IP). El protocolo de IP (Internet Protocol) es la base fundamental de Internet. Hace posible enviar datos de la fuente al destino. El nivel de transporte parte el flujo de datos en datagramas. Durante su transmisión se puede partir un datagrama en fragmentos que se montan de nuevo en el destino (Ver Figura # 18). PAQUETES DE IP: Figura # 18. Versión. Es la 4. Permite las actualizaciones. D) CAPA DE TRANSPORTE. La función principal es de aceptar los datos de la capa superior y dividirlos en unidades más pequeñas, para pasarlos a la capa de red, asegurando que todos los segmentos lleguen correctamente, esto debe ser independiente del hardware en el que se encuentre. 60