ASIGNATURA: REDES DE COMPUTADORE I Lectura 1. TEMAS: REPASO FUNDAMENTOS DE LAS COMUNICACIONES Transmisión de datos Estándares y organizaciones de normalización. FUNDAMENTOS DE LA INTERCONECTIVAD DE REDES. Qué es una Interred?. El modelo de referencia OSI. Jerarquía ISO para las redes. TRANSMISION DE DATOS Intercambio de datos (en forma de ceros y unos) entre dos dispositivos a través de un medio de Tx. La efectividad del sistema de comunicación de datos depende de 3 características: 1. Entrega: Al destino correcto. 2. Exactitud: Mensaje libre de errores. 3. Puntualidad: En el momento que se requiere. Componentes de un sistema de comunicación: Mensaje Emisor Receptor Medio Protocolo REDES DE COMPUTADORES Una red es un conjunto de sistemas autónomos interconectados con el fin de intercambiar recursos. Los elementos de una red son: Hardware (Tarjetas de red, cableado, concentradores, etc) Software (Sistema Operativo, Protocolos de conexión) Ventajas de una red: Inversión gradual Crecimiento modular Robustez Menor grado de obsolescencia 1
Tipos de redes: Según la cobertura PAN (Personal Área Networks) LAN (Local Área Networks) MAN (Metropolitan Area Networks) WAN (Wide Area Networks) GAN (Global Área Networks) REDES DE AREA LOCAL (LAN) Características: Tecnología de transmisión (utp, coaxial, fibra óptica) Sistema Operativo (Unix, NT, 2000 server, etc) Topología Bus Anillo Estrella 2
REDES DE AREA METROPOLITANA (MAN) DQDB Distrubuted Queue Dual Bus, Bus Dual de Cola Distribuida. REDES DE AREA AMPLIA (WAN) Enrutadores Criterios de Redes: Subred 1. Prestaciones: Tiempo de tránsito, tiempo de respuesta. Número de usuarios. Tipo de medio de Transmisión. Hardware. Software. 2. Fiabilidad: Exactitud de la entrega. Frecuencia de fallos. Tiempo de recuperación de una red después de un fallo. Catástrofe. (Protección). 3. Seguridad: Protección de datos. Accesos no autorizados. Virus. Aplicaciones de las Redes: Marketing y ventas. Servicios financieros. Fabricación. Mensajería electrónica. Servicios de directorios. Servicios de información. Intercambio electrónico de datos. Teleconferencia. Videoconferencia. Telefonía celular. Televisión por cable. 3
PROTOCOLOS Un protocolo es un conjunto de reglas que gobiernan el intercambio de datos entre dos entidades. Los puntos que definen o caracterizan un protocolo son: La sintaxis: Incluye aspectos tales como el formato de los datos y los niveles de señal. La semántica: Hace referencia al significado de cada sección de datos, información de control para la coordinación y el manejo de errores. La temporización: Incluye como enviar los datos y con que rapidez deberían ser enviados. Características de los protocolos Los protocolos se caracterizan fundamentalmente por ser: - Directos / Indirectos: La comunicación entre dos entidades puede ser directa o indirecta. Si los dos sistemas que se van a comunicar comparten una línea punto a punto, las entidades de estos sistemas podrán comunicarse directamente; es decir, los datos y la información de control pasarán directamente entre las dos entidades sin la intervención de un agente activo. Esta misma idea es aplicable a configuraciones multipunto, aunque es este caso las entidades deberán solucionar el problema de control de acceso, complicando así el protocolo. Si los sistemas se conectan a través de una red conmutada no se podrá aplicar un protocolo directo. El posible intercambio de datos entre las dos entidades dependerá a su vez del buen funcionamiento de otras entidades. En un caso mas complejo las entidades a comunicar no pertenecen a la misma red conmutada y se tendrán que valer de otras redes intermedias. - Monolíticos / Estructurados: Un protocolo es estructurado cuando su diseño se basa en un conjunto de protocolos organizados en una estructura de capas o jerárquica, donde las funciones básicas se implementan en las entidades de los niveles inferiores, las cuales proporcionarán servicios a las entidades de los niveles superiores. Un protocolo es monolítico cuando un solo protocolo involucra todas las funciones. - Simétricos / Asimétricos: Un protocolo es simétrico cuando involucra a entidades pares. En ciertas situaciones vendrá impuesta por la naturaleza del intercambio, o por la necesidad expresa de reducir la complejidad de las entidades o de los sistemas. - Estándares / No estándares: Un protocolo no estándar es aquel que se diseña y se implementa para una comunicación particular, o al menos para un computador con un modelo particular. Funciones de los protocolos Las siguientes funciones constituyen la base de todos los protocolos. No todos los protocolos proporcionan estas funciones, ya que ello implicaría una duplicación 4
innecesaria de las mismas. No obstante hay algunas funciones que se repiten en algunos protocolos situados en distintos niveles. Las funciones en un protocolo se pueden agrupar en: - Encapsulamiento: Cada unidad de datos del protocolo (PDU) (bloque de datos a intercambiar entre dos entidades) no solo contiene datos, sino que además incluye información de control, o pueden existir PDU que solo llevan información de control. La información de control se puede clasificar en las siguientes categorías: Dirección, Código para la detección de error, Control del protocolo. - Segmentación y ensamblado: El protocolo es el encargado del intercambio de cadenas de datos entre dos entidades. Normalmente la transferencia se realiza mediante una secuencia de bloques de datos de tamaño limitado. El nivel de aplicación genera un PDU llamado mensaje, que al pasar por los niveles inferiores puede requerir ser dividido en bloque más pequeños ( segmentación) para poder ser tratado. - Control de la conexión: En una transferencia de datos no orientada a conexión, la entidad emisora transmite los datos al otro extremo de forma tal que cada PDU se tratará independientemente de las otras PDUs recibidas con anterioridad. En el caso en que las estaciones prevén un intercambio voluminoso de datos y/o hay ciertos detalles del protocolo que se deben controlar dinámicamente será preferible la transferencia orientada a conexión. - Entrega en orden: En transferencia de datos que involucre saltos entre redes intermedias, se corre el riesgo de que las PDU no lleguen al destino final en el mismo orden en que fueron enviadas, ya que pueden haber seguido rutas distintas para llegar al destino. En los protocolos orientados a conexión, se suele exigir que se mantenga el orden en las PDU. - Control de flujo: Es una operación realizada por la entidad receptora para limitar la velocidad o cantidad de datos que envía la entidad emisora. - Control de errores: Las técnicas de control de error son necesarias para recuperar pérdidas o deterioros de los datos y de la información de control. Generalmente, el control de errores se implementa mediante dos funciones separadas: la detección de errores y la retransmisión. - Direccionamiento: El concepto de direccionamiento dentro de una arquitectura es complejo y abarca una serie de cuestiones como las siguientes: el nivel de direccionamiento, el alcance del direccionamiento, los identificadores de la conexión, el modo de direccionamiento. - Multiplexación. - Servicios de transmisión: Un protocolo puede proporcionar una serie de servicios adicionales a las entidades que lo utilicen, tales como: prioridad, calidad de servicios, seguridad. 5
ESTANDARES: Un estándar en telemática es una serie de definiciones y especificaciones sobre un tema específico, con el propósito de buscar uniformidad internacional y que los sistemas que hagan uso de él puedan comunicarse entre ellos. Los estándares pueden ser: Estándares de Jure, o de derecho, son los que han pasado por todo el proceso de estudio, discusión, votación, aprobación de la organización de que los promulga. Estándar de facto, o de hecho, es aquel que no tuvo ese proceso; generalmente es una especificación técnica que implanta un fabricante o asociación y que el mercado la adopta como estándar por sus ventajas y porque no hay uno mejor. ORGANIZACIONES DE ESTANDARIZACIÒN O NORMALIZACIÓN. o ITU: Unión Internacional de Telecomunicaciones. ITU-R: Unión Internacional de Telecomunicaciones Sector de Radiofrecuencias. (Maneja el espectro electromagnético) ITU-T: Unión Internacional de Telecomunicaciones Sector de estándares de Telecomunicaciones. Produce estándares en telecomunicaciones y telemática. ITU-D: Unión Internacional de Telecomunicaciones Sector de Desarrollo. Desarrolla en general las telecomunicaciones a nivel mundial. o ISO (International Standards Organization) Organización internacional para la estandarización. o ICONTEC (Instituto Colombiano de Normas Técnicas) o ANSI : Instituto Nacional Americano para la Estandarización o IEEE (Institute for Electrical and Electronic Engineers) Instituto de Ingenieros eléctricos y electrónicos. MODELO DE REFERENCIA OSI El modelo de referencia OSI, (Open System Interconection), cuyo propósito general es suministrar bases comunes para el desarrollo de estándares que permitan la interconexión e intercambio de información entre sistemas. El modelo no impone normas de desarrollo particulares en tecnología, sino presenta de una manera conceptual, la estructura funcional que permite a los expertos desarrollar productos estándar. 6
ESTRUCTURA EN LA ARQUITECTURA DEL MODELO DE REFERENCIA OSI USUARIOS APLICACION PRESENTACION SESION Nivel Físico: Especifica las características físicas de las interfaces y el medio. Representación de los bits ( codificación) Tasa de datos. Sincronización de los bits. Configuración de la línea. Topología física. Modo de transmisión. TRANSPORTE RED ENLACE NIVEL FISICO MEDIO DE TRANSMISION Nivel de Enlace: Organiza tramas, proporciona entrega de nodo a nodo. Tramado. Direccionamiento físico. Control de flujo. Detección y recuperación de errores. Control de acceso. 7
Nivel de Red: Entrega paquetes desde el origen al destino a través de múltiples redes. Direccionamiento lógico. Encaminamiento. Nivel de Transporte: Entrega fiable de mensajes y recuperación de errores extremo a extremo. Direccionamiento en punto de servicio. Segmentación y reensamblado. Control de conexión Control de flujo. Control de errores. Nivel de Sesión: Es el controlador de dialogo en la red. Establece, mantiene y sincroniza la interacción entre sistemas de comunicación. Control de diálogo: comunicación entre procesos. Sincronización: Permite que un proceso pueda añadir puntos de prueba en el flujo de datos. Nivel de Presentación: Relacionado con la sintaxis y la semántica de la información intercambiada entre los dos sistemas. Traducción (sistema de codificación) Cifrado o encripción. Compresión. Nivel de Aplicación: Permite tanto al usuario humano como software, acceder a la red. Terminal virtual de red Proporcionar la interfax hombre máquina. Autoriza el establecimiento de la comunicación. 8
ESTRUCTURA DE COMUNICACION MODELO DE REFERENCIA OSI USUARIOS USUARIOS 1 4 3 2 APLICACION APLICACION PRESENTACION PRESENTACION SESION SESION TRANSPORTE TRANSPORTE RED RED RED RED ENLACE ENLACE ENLACE ENLACE NIVEL FISICO NIVEL FISICO NIVEL FISICO NIVEL FISICO ESTACION A MEDIOS DE TRANSMISION ESTACION B Bibliografía: * Forouzan, Berouz A. Transmisión de datos y redes de comunicaciones. Mc Graw Hill. * Stallings, William., Comunicaciones y Redes de Computadores. Editorial Prentice Hall. 9