Arquitectura_de_Comunicaciones_OSI_-_TCP.IP.pptx

5/28/2018 Arquitectura_de_Comunicaciones_OSI_-_TCP.IP.pptx

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Introduccin 2-1

Arquitectura de Comunicaciones

Modelo OSI y TCP/IP


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Introduccin 2-2

Concepto de Red:Conexin de cualquier conjunto de computadoras, impresoras, routers, switches, y otrosdispositivos, con el fin de enviar comunicacin por un medio de transmisinLa red permite la comunicacin entre diferentes tipos de computadoras, independientemente dela plataforma, ya sea Macintosh, una PC de escritorio o un mainframe. Lo ms importante enuna red es que todos los dispositivos que intervienen dialoguen en el mismo idioma, es decir,

con el mismo protocolo.

Tipos de redes:

LAN - Red de rea local:Red de datos de alta velocidad y bajo nivel de error que cubre un reageogrfica relativamente pequea. Las LANs conectan estaciones de trabajo, perifricos,terminales y otros dispositivos en un nico edificio u otra rea geogrficamente limitada. Los

estndares de LAN especifican el cableado y sealizacin en las capas fsica y de enlace datos delmodelo OSI. El acceso al medio (cable) puede ser Ethernet, FDDI y Token Ring , tecnologas LANampliamente utilizadas.

MAN - Red de rea metropolitana: Red que abarca un rea metropolitana. En general, una MANabarca un rea geogrfica ms vasta que una LAN, pero cubre un rea geogrfica ms pequeaque una WAN.

WAN - Red de rea amplia: Red de comunicacin de datos que conecta a usuarios ubicados atravs de una amplia zona geogrfica.

Topologas:La topologa de una red es el diseo y disposicin fsica de los componentes de la red(computadoras, cableado, hubs, switchs, routers).


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Introduccin 2-3

Tipos de cables

Tipo Cable Ancho de banda(Bits por segundo)

Longitud

mxima(metros)

Topologa

10 Base 5 Coaxil Grueso 10 Mb 500 Bus

10 Base-T UTP Cat 5 10 Mb 100 Estrella

10 Base-FLFibra pticamultimodo

10 Mb 2000 Estrella

100 Base Tx UTP Cat 5 100 Mb 100 Estrella

100 Base FxFibra pticamultimodo 100 Mb 2000 Estrella

100 Base-T UTP Cat 5 1000 Mb 100 Estrella


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Introduccin 2-4

Necesidad de las arquitecturas decomunicaciones

Entre los requerimientos necesarios para un diseo de unared de datos estn: Proporcionar conectividad general de manera robusta, equitativa y

econmica para una gran cantidad de computadores.

Ser lo suficientemente flexible para evolucionar y ajustarse a loscambios tecnolgicos y a los requerimientos de las nuevasaplicaciones que aparecen constantemente.

Para afrontar esta complejidad, los diseadores de redes hancreado unos modelos generalesusualmente llamados

arquitecturas de comunicaciones- que ayudan en el diseo yla implementacin de las redes.


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Introduccin 2-5

Modelo de capas y los protocolos

Cuando un sistema se vuelve complejo, eldiseador del sistema introduce otro nivel deabstraccin.

La idea de una abstraccin es definir un modelounificador que capture los aspectos importantesdel sistema y oculte los detalles de cmo fueimplementado.

El reto es identificar las abstracciones quesimultneamente sean tiles en un amplionmero de situaciones y, a la vez, puedan serimplementadas eficientemente.


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Introduccin 2-6

Modelo de capas y los protocolos

En sistemas en red, la abstraccin lleva al concepto delmodelo de capas.

Se comienza con servicios ofrecidos por la capa fsica y luego seadiciona una secuencia de capas, cada una de ellas ofreciendo un nivel

de servicios ms abstracto. Un modelo de capas ofrece dos caractersticas interesantes:

Descompone el problema de construir una red en partes msmanejables (no es necesario construir un sistema monoltico que hacetodo)

Proporciona un diseo ms modular (si se quiere colocar un nuevoservicio, slo se debe modificar la funcionalidad de una capa)


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Introduccin 2-7

Proceso de un viaje areo como unaserie de pasos

tiquete (compra)

equipaje (entrega)

embarque

despegue

Vuelo

tiquete (recobro)

equipaje (recogida)

desembarque

aterrizaje

Vuelo

Ruta de vuelo


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Introduccin 2-8

Proceso de un viaje areo en capas deservicios

Entrega mostrador a mostrador de [personas y equipaje]

Traslado de equipaje: entrega-recogida

Traslado de personas: embarque-desembarque

Traslado de la aeronave: pista a pista

Ruta de vuelo desde el origen hasta el destino

Capas: cada capa implementa un servicio a travs de lasacciones internas a la capa y solicitando el servicioproporcionado por una capa inferior


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Introduccin 2-9

Implementacin distribuida de lafuncionalidad de las capas

tiquete (compra)

equipaje (entrega)

embarque

despegue

Vuelo

tiquete (recobro)

equipaje (recogida)

desembarque

aterrizaje

Vuelo

ruta de vuelo

SalidaAe

ropuerto

LlegadaA

eropuerto

trfico areo intermedio

ruta de vuelo ruta de vuelo


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Introduccin 2-10

Otra vez: Por qu utilizar capas?

Permite trabajar con sistemas complejos una estructura explcita permite la

identificacin de las partes del sistemacomplejo y la interrelacin entre ellas

modelo de referencia de capas para discusiones

la modularidad facilita el mantenimiento y laactualizacin del sistema

cambios que se realicen en la implementacin deun servicio de una capa es transparente para elresto del sistema


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Introduccin 2-11

Arquitectura OSI

Qu es OSI?

Una sigla: Open Systems Interconnection

Conceptualmente: arquitectura general requerida

para establecer comunicacin entrecomputadoras

OSI puede verse de dos formas:

como un estndar como un modelo de referencia


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Introduccin 2-12

OSI es un estndar

El desarrollo inicial de las redes de computadoresfue promovido por redes experimentales comoARPANet y CYCLADES, seguidos por los

fabricantes de computadores (SNA, DECnet,etctera). Las redes experimentales se disearon para ser

heterogneas (no importaba la marca delcomputador). Las redes de los fabricantes de equipostenan su propio conjunto de convenciones parainterconectar sus equipos y lo llamaban suarquitectura de red


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Introduccin 2-13

OSI es un estndar

La necesidad de interconectar equipos dediferentes fabricantes se hizo evidente.

En 1977, la ISO (International Organization for

Standarization) reconoci la necesidad de crearestndares para las redes informticas y cre elsubcomit SC16 (Open Systems Interconnection)

La primera reunin de ste subcomit se llevo a

cabo en marzo de 1978. El modelo de referenciaOSI fue desarrollado despus de cerca de 18meses de discusin.


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Introduccin 2-14

OSI es un estndar

El modelo OSI fue adoptado en 1979 por elcomit tcnico TC97 (procesamiento dedatos), del cual dependa el subcomit SC16

OSI fue adoptado en 1984 oficialmente comoun estndar internacional por la ISO(International Organization of Standards).

Ahora es la recomendacin X.200 de la ITU(International Telecommunication Union) y lanorma ISO/IEC 7498-1


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Introduccin 2-15

OSI como Modelo de Referencia

OSI es un modelo de referencia que muestracomo debe transmitirse un mensaje entrenodos en una red de datos

El modelo OSI tiene 7 niveles de funciones

No todos los productos comerciales seadhieren al modelo OSI

Sirve para ensear redes y en discusionestcnicas (resolucin de problemas).


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Introduccin 2-16

En qu se fundamenta OSI?

La idea principal en el modelo OSI es que elproceso de comunicacin entre dos usuarios

en una red de telecomunicaciones puede

dividirse en niveles(capas) En el proceso de comunicacin cada nivel

pone su granito de arena: el conjunto de

funciones que ese nivel sabe hacer.


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Introduccin 2-17

Cmo opera el modelo OSI?

Los usuarios que participan en lacomunicacin utilizan equipos que tieneninstaladas las funciones de las 7 capas del

modelo OSI En el equipo que enva:

El mensaje baja a travs de las capas del modelo OSI.

En el equipo que recibe: El mensaje sube a travs de las capas del modelo OSI


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Introduccin 2-18

Operacin: 1 aproximacin

En la vida real, las 7 capas de funciones del modelo OSI estn

normalmente construidas como una combinacin de:1. Sistema Operativo (Windows XP, Win2003, Mac/OS Unix)2. Aplicaciones (navegador, cliente de correo, servidor web)3. Protocolos de transporte y de red (TCP/IP, IPX/SPX, SNA)4. Hardware y software que colocan la seal en el cable

conectado al computador (tarjeta de red y driver)

Al recibirel mensajesube

Al enviarel mensajebaja

El mensaje viaja atravs de la red

Nodo A Nodo B


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Introduccin 2-19


Aplicacin

PresentacinSesin

Transporte

Red

EnlaceFsica

Aplicacin

Presentacin

Sesin

Transporte

Red

EnlaceFsica1

2

3

4

56

7

1

2

3

4

5

6

7Al enviarel mensajebaja

Al recibir

el mensajesube

RED

Nodo A Nodo B

Las capas del modelo OSI reciben un nombre de acuerdo a sufuncin.


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Introduccin 2-20

Implementacin de las capas OSI

Las dos primeras capas (fsica y enlace)generalmente se construyen con hardware ysoftware

El cable, el conector, la tarjeta de red y el driver dela tarjeta pertenecen a los niveles 1 y 2

Los otros cinco niveles se construyen

generalmente con software


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Introduccin 2-21

Comunicacin entre capas

Cada capa ofrece unconjunto de funcionespara la capa superior yutiliza funciones de la

capa inferior Cada capa, en un nodo, se

comunica con su igual enel otro nodo

Capa A

Capa B

Capa A

Capa B

NODO 1 NODO 2


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Introduccin 2-22

Servicios, Interfaces y Protocolos

El modelo OSI distingueentre:

Servicios (funciones): Qu

hace la capa Interfaces: Cmolas capas

vecinas puedensolicitar/dar servicios

Protocolos: Reglaspara que

capas pares secomuniquen

Capa A

Capa B

Capa A

Capa B

NODO 1 NODO 2

Unidad de Capas

Protocolos


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Introduccin 2-23

5. Sesin Sesin

4. Transporte Transporte

3. Red Red

2. Enlace de datosLLC MAC Enlace de datos

1. Fsica Fsica

7. Aplicacin Aplicacin

6. Presentacin Presentacin

A B

Protocolo de Aplicacin

Protocolo de Presentacin

Protocolo de Sesin

Protocolo de Transporte

CoaxilUTPFibra Optica

APDU

PPDU

SPDU

TPDU

SEGMENTO

IntercambioCapas

Repetidor Hub

Puente Switch

Router

SMTP-FTP-SNMP-HTTP-TELNET

Compresin-Cifrado-Formato de datos

PICT-JPEG-TIFF

MPEG-MIDI-ASCII-EBCDIC

NFS-SQL-RPC-DNA-ASP

TCP-UDP

Repetidor Hub

IP-IPX

Protocolos

NIC

Ethernet

IEEE 802.3

IEEE 802.5

NIC

Ethernet

IEEE 802.2

PAQUETE

TRAMA

BIT


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Introduccin 2-24

Otra forma de ver los protocolos y las interfaces

Otras personas incluyen la interfaz y el protocolo del modelo OSIcomo parte del Protocolo.

El protocolo provee un servicio de comunicaciones que elementos(objetos) con un nivel ms alto en el modelo de capas (como los procesosde aplicaciones o protocolos de ms alto nivel) utilizan para intercambiarmensajes.

En este caso, cada protocolo define dos interfaces diferentes Una interfaz de serviciohacia otros objetos dentro del mismo computador que

desean utilizar el servicio de comunicaciones del protocolo. Esta interfazdefine las operaciones que los objetos locales pueden solicitar al protocolo (esla interfaz de OSI).

Una interfaz entre pares (peer-to-peer). Define la forma y el significado de los

mensajes intercambiados entre implementaciones del mismo protocolo peroejecutndose en diferentes nodos para establecer el servicio decomunicaciones (es el protocolo de OSI).


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Introduccin 2-25

Otra forma de ver los protocolos y las interfaces

Nodo 1

Protocol

Objeto dealto nivel

Interfaz de

Servicio

InterfazPeer-to-peer

Nodo 2

Protocol

Objeto dealto nivel


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Introduccin 2-26

Ms sobre protocolos

Excepto en la capa fsica, la comunicacin entre pares esindirecta.

Cada protocolo se comunica con su par pasando los mensajes a otro

protocolo de una capa inferior.

Hay que recordar que la palabra protocolo se usa en dossentidos:

Algunas veces hace referencia a la abstraccin de las interfaces(operaciones definidas por la interfaz de servicio y la interfaz entrepares)

Otras veces se refiere al mduloprograma- que implementa en larealidad las dos interfaces.


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Introduccin 2-27


Aplicacin

PresentacinSesin

Transporte

Red

Enlace

Fsica

Aplicacin

PresentacinSesin

Transporte

Red

EnlaceFsica

RED

Nodo A Nodo B

DATOS

DATOS

DATOS

DATOSHeader 4

Header 3

Header 2

Unidades de Informacin

Puede contenerencabezados delas capas 5, 6 y 7

Mensaje

Paquete

Frame

bits


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Introduccin 2-28

Encapsulacin

Cuando un protocolo de una capa superior enva datos a su par enotro nodo, los entrega al protocolo de la capa inferior. El protocolo de la capa inferior no sabe si el protocolo de nivel superior

enva una imagen, un correo o una secuencia numrica.

Luego el protocolo del nivel inferior, para crear su mensaje, agrega

una informacin de control (header) que es utilizada entre pares paracomunicarse entre ellos. Esta informacin de control generalmente es colocada al iniciar el

mensaje. En algunos casos se anexa informacin de control al final delmensaje y la llaman trailer.

A los datos entregados por el protocolo de la capa superior, dentro del

mensaje, se le llama cuerpo del mensajeopayload. La operacin de meter el mensaje del nivel superior detrs de un

headero cabecera en el mensaje de nivel inferior se llamaencapsulacin.


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Introduccin 2-29

Multiplexamiento y demultiplexamiento

En de cada una de las capas de un modelo de comunicaciones se puedenalojar varios procolos.

Por esto razn, dentro del headerque agrega un protocolo al construir elmensaje para su par, ubicado en otro nodo, debe incluir un identificadorpara indicar a qu protocolo o servicio de la capa superior le pertenece elpayload. Este identificador es conocido como llave de multiplexacin (demux key)

Cuando el mensaje llega al nodo destino, el protocolo que lo recibe deberetirar el header, mirar la llave de multiplexacin y entregar(demultiplexar) la carga til (payload) al protocolo o aplicacin correctosen la capa superior. En los headers, las llaves de multiplexacin se implementan de diferentes

maneras: diferentes tamaos (un byte, dos bytes, cuatro bytes) o algunoscolocan slo la identificacin de la aplicacin destino, otros colocan laaplicacin origen y la destino.


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Introduccin 2-30

Operacin: 4 aproximacin (1)

Enlace (2)

Fsica (1)

Usuario en el Nodo A enva el mensaje Tengo una idea.

H4H3

Tengo una idea.

Tengo una idea.

Teng o una idea.H3

H4

H2 H4H3 Teng T2 o una idea.H3H2 T2


Tengo una idea.

Tengo una idea.

Red (3)

Transp. (4)

Sesin (5)

Los datos se encapsulan y se registraa qu protocolo de la capa superior

le pertenece la carga til (payload)


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Introduccin 2-31

Operacin: 4 aproximacin (2)

Fsica (1)

Usuario en el Nodo B recibe el mensaje Tengo una idea.

H4H3

Tengo una idea.

Tengo una idea.

Teng o una idea.H3

H4



Tengo una idea.

Tengo una idea.

Enlace (2)

Red (3)

Transp. (4)

Sesin (5)

Para entregar el mensaje al protocolocorrecto, dentro de una capa, se usa

la llave de multiplexacin.


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Introduccin 2-32

Los 7 Niveles del modelo OSI

Aplicacin

Presentacin

Sesin

Transporte

RedEnlace

Fsica

Aplicaciones de Red: transferencia de archivos

Formatos y representacin de los datos

Establece, mantiene y cierra sesiones

Entrega confiable/no confiable de mensajes

Entrega los paquetes y hace enrutamienntoTransfiere frames, chequea errores

Transmite datos binarios sobre un medio

Nivel OSI Funcin que ofrece

Cada nivel ( capa) tiene unas funciones precisas para resolverdeterminados problemas de la comunicacin (divide y vencers)


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Introduccin 2-33


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Introduccin 2-34

Nivel Fsico (Capa 1)

Define las caractersticas mecnicas, elctricasy funcionales para establecer, mantener,repetir, amplificar y desactivar conexiones

fsicas entre nodos Acepta un chorro de bits y los transporta a

travs de un medio fsico (un enlace)

Nivel de voltaje, sincronizacin de cambios de

voltaje, frecuencia de transmisin, distancias delos cables, conectores fsicos y asuntos similaresson especificados en esta capa.


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Introduccin 2-35

Sus principales funciones se pueden resumir como:

Definir el medio o medios fsicos por los que va a viajar la

comunicacin: cable de pares trenzados (o no, como enRS232/EIA232), coaxial, guas de onda, aire, fibra ptica.

Definir las caractersticas materiales (componentes y conectoresmecnicos) y elctricas (niveles de tensin) que se van a usar en latransmisin de los datos por los medios fsicos.

Definir las caractersticas funcionales de la interfaz (establecimiento,mantenimiento y liberacin del enlace fsico).

Transmitir el flujo de bits a travs del medio.

Manejar las seales elctricas/electromagnticas

Especificar cables, conectores y componentes de interfaz con elmedio de transmisin, polos en un enchufe, etc.
http://es.wikipedia.org/wiki/Enchufehttp://es.wikipedia.org/wiki/Enchufe


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MEDIOS DE TRANSMISION DE

DATOS


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CLASES DE MEDIOS DE TRANSMISION

MEDIOS GUIADOS.Son aquellos que proporcionan un conductor de un dispositivo al otro e

incluyen, cables de pares trenzados, cables coaxiales y cables de fibraptica.

MEDIOS NO GUIADOS.Transportan ondas electromagnticas sin usar un conductor fsico. En su lugar

las seales se radian a travs del aire.


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CLASES DE MEDIOS GUIADOS


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CABLE DE PAR TRENZADO El cable de par trenzado se presenta de dos formas: sin blindaje y

blindado. CABLE DE PAR TRENZADO SIN BLINDAJE (UTP). Es el tipo mas frecuente de medio de comunicacin que se usa

actualmente. Esta formado por dos conductores (cobre), cada uno con su

aislamiento de plstico de color, tiene un color asignado a cada

banda para su identificacin. Los colores se usan tanto como paraidentificar los hilos especficos de un cable como parta indicar quecables pertenecen a un par.

Un cable trenzado esta formado por dos hilos, cada uno de loscuales esta recubierto de material aislante.


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RANGO DE FRECUENCIAS PARA UN CABLE DE PAR TENZADO

EFECTO DEL RUIDO SOBRE LAS LINEAS PARALELAS.


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EFECTO DEL RUIDO EN LINEAS DE PAR TRENZADO

CABLE CON CINCO PARES DE HILOS TRENZADOS SIN BLINDAJE


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Las ventajas del UTP son sus costos y sufacilidad de uso. El UTP es barato, flexible y

fcil de instalar. En muchas tecnologas deLAN, incluyendo Ethernet y anillo, se usa UTPde gama alta.

CATEGORIAS DE LA EIA UTP.

Categora 1.

Categora 2.

Categora 3.

Categora 4

Categora 5.


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CONEXIN UTP


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CABLE DE PAR TRENZADO BLINDADO (STP)

Tiene una funda de metal o un recubrimiento de malla

entrelazada que rodea cada par de conductores aislados.

Tiene las mismas consideraciones de calidad y se usan los mismos conectoresque el UTP, pero es necesario conectar el blindaje a tierra. Los materiales ylos requisitos de fabricacin del STP son mas caros que los del UTP, pero dancomo resultado cables menos susceptibles al ruido.


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CABLE COAXIAL Transporta seales con rangos de frecuencias mas altos que los cables

de pares trenzados, en parte debido a que ambos medios estnconstruidos de forma bastante distinta.

En lugar de tener dos hilos, el cable coaxial tiene un ncleo conductorcentral formado por un hilo solid o enfilado (cobre) recubierto porun material aislante de material dialctico.


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ESTANDARES DE CABLE COAXIAL

Los distintos diseos del cable coaxial se puedencategorizar segn sus clasificaciones de radio delGobierno.

RG-8 Usado en Ethernet de cable grueso.



RG-58 Usado en Ethernet de cable fino.

RG-59 Usado para TV.


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FIBRA OPTICA

Esta hecha de plstico o de cristal y transmitelas seales en forma de luz.


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TAMAO DE LA FIBRA

Las fibras pticas se definen por la relacinentre el dimetro de su ncleo y el dimetrode la cubierta, ambas expresadas en micras.


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CONECTORES PARA FIBRA OPTICA.

Los conectores para el cable deben ser tanprecisos como el cable en si mismo. Conmedios metlicos, las conexiones no necesitan

ser tan exactas siempre en que en ambosconductores estn en contacto fsico.


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VENTAJAS DE LA FIBRA OPTICA

INMUNIDAD AL RUIDO.

MENOR ATENUACION DE LA SEAL

ANCHO DE BANDA MAYOR.

DESVENTAJAS DE LA FIBRA OPTICAS.

COSTO.

INSTALACION/MATENIMIENTO. FRAGILIDAD.


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MEDIOS NO GUIADOS

Transportan ondas electromagnticos sin usarun conductor fsico. En su lugar, las seales seradian a travs del aire, y, por tanto, estn

disponibles para cualquier que tengan undispositivo capaz de aceptarlas.

ASIGNACION DE RADIO FRECUENCIA.


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PROPAGACION DE LAS ONDAS DE RADIO


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PROPAGACION EN SUPERFICIE.

PROPAGACION TROPOSFERICA.PROPAGACION IONSFERICA.

PROPAGACION POR VISION DIRECTA.

PROPAGACION POR EL ESPACIO.

PROPAGACION DE SEALES ESPECIFICAS.


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PROPAGACION DE SEALES ESPECIFICAS


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MICROONDAS TERRESTRES


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COMUNICACIN VIA SATELITE


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TELEFONIA CELULAR


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F Cableado telefnicoF Informtica - Redes Locales

F Cableado NO Estructurado

F Cableado Estructurado

F Edificios Inteligentes

SOLUCIONES DE CABLEADO

EVOLUCION


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F Topologa de red en estrella

F Arquitectura abierta

F Fcil administracin y mantenimiento

F Crecimiento modular

F Integracin de servicios

F Inversin

F Comodidad y eficiencia

SISTEMAS DE CABLEADO ESTRUCTURADO

VENTAJAS


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DESCRIPCIONDE LOS

SUBSISTEMAS


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SUBSISTEMA DEAREAS DE TRABAJO


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v Est conformado por los componentes que

van desde la salida de comunicaciones hasta

los equipos ubicados en cada puesto de

trabajo.


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Patch cords

Salidas decomunicaciones

Puesto de trabajo


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Patch cords


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Salidas decomunicaciones


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SUBSISTEMA DECABLEADO HORIZONTAL


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v Est conformado fsicamente por el cable de

par trenzado que va desde la salida de

comunicaciones hasta el centro de cableado.


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Cable UTPCategora 5

Centro decableado


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Cable UTPCategora 5

Pares trenzados


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SUBSISTEMA DEADMINISTRACION


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v Son uno o varios centros de cableado que

albergan los equipos de concentracin, tanto

pasivos como activos, y que permiten la

apropiada distribucin y administracin de

los servicios requeridos.


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Gabinetes

PatchPanels

Concentradores


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PatchPanels

Patchcords


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Concentradores

Patchcords321 4 5 6 7 8 9 1110 12 13 14 15 16

EtherSwitch Pro16

EPP373 XMITRCV

LNK/FDX

EPP373 XMITRCV

LNK/FDX


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SUBSISTEMA DECONEXION VERTICAL - BACKBONE


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v Permite la interconexin y comunicacin

entre los diferentes centros de cableado que

pueden existir dentro de un edificio.


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Fibraptica

Cablesmultipares


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SUBSISTEMA DE CONEXIONENTRE EDIFICIOS - CAMPUS


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v Permite la interconexin y comunicacin

entre los centros de cableado principales de

diferentes edificios ubicados en un rea

comn denominada Campus.


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Fibraptica

ycablesmultipares


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RELACION BENEFICIO / COSTO

Aos

Inversin($)

CableadoConvencional

CableadoEstructurado

1 ao


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TENDENCIAS YNUEVAS TECNOLOGIAS

SERVICIOS DE TECNOLOGIA

Edif i i I t l i t


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Edif ic ios Intel igentes

CentralTelefnica

Centro deTecnologa Planta

ElctricaNodo deDatos

EmpresaCARRIERprestadora deservicios

Servicio de TV(DTH)

PLANTA DE CONCENTRADOS


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TFC

PATCH PANEL

HUB

24PTOS.

.

.20 TERMINALES

FIBRA OPTICA CABLE UTP

CABLE UTP

PLANTA DE CONCENTRADOS

Ni l d E l (C 2)


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Introduccin

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Nivel de Enlace (Capa 2)

Inicia, mantiene y libera los enlaces de datosentre dos nodos.

Hace transmisin confiable (sin errores) de los

datos sobre un medio fsico (un enlace) Define la direccin fsicade los nodos

Construye los frames

Tambin debe involucrarse con el orden en que

lleguen los frames, notificacin de errores fsicos,reglas de uso del medio fsico y el control del flujoen el medio.


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Introduccin

2-88

El objetivo del nivel de enlace es conseguir que la informacin

fluya, libre de errores, entre dos mquinas que estn conectadasdirectamente (servicio orientado a conexin).

Para lograr este objetivo tiene que montar bloques de informacin(llamados tramasen este nivel), dotarles de una direccin de nivel

de enlace, gestionar la deteccin o correccin de errores, yocuparse del control de flujoentre equipos (para evitar que unequipo ms rpido desborde a uno ms lento).

Cuando el medio de comunicacin est compartido entre ms de

dos equipos es necesario arbitrar el uso del mismo. Esta tarea serealiza en el subnivel de acceso al medio.
http://es.wikipedia.org/wiki/Trama_de_redhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Control_de_flujo&action=edithttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Control_de_flujo&action=edithttp://es.wikipedia.org/wiki/Trama_de_red


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Introduccin

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Dentro del grupo de normas IEEE 802, el subnivel de

enlace lgico se recoge en la norma IEEE 802.2yes comnpara todos los dems tipos de redes (Etherneto IEEE802.3, IEEE 802.11o Wi-Fi, IEEE 802.16o WiMAX, etc.);todas ellas especifican un subnivel de acceso al medio ascomo un nivel fsico distintos.

Otro tipo de protocolos de nivel de enlace seranPPP(Point to point protocolo protocolo punto a punto),HDLC(High level data link controlo protocolo de enlacede alto nivel).

En la prctica el subnivel de acceso al medio suele formar

parte de la propia tarjeta de comunicaciones, mientrasque el subnivel de enlace lgico estara en el programaadaptador de la tarjeta (driveren ingls).
http://es.wikipedia.org/wiki/IEEE_802http://es.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.2http://es.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.2http://es.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.2http://es.wikipedia.org/wiki/Ethernethttp://es.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.3http://es.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.3http://es.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.11http://es.wikipedia.org/wiki/Wi-Fihttp://es.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.16http://es.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.16http://es.wikipedia.org/wiki/Ethernethttp://es.wikipedia.org/wiki/WiMAXhttp://es.wikipedia.org/wiki/WiMAXhttp://es.wikipedia.org/wiki/WiMAXhttp://es.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.3http://es.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.3http://es.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.11http://es.wikipedia.org/wiki/Wi-Fihttp://es.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.16http://es.wikipedia.org/wiki/WiMAXhttp://es.wikipedia.org/wiki/PPPhttp://es.wikipedia.org/wiki/HDLChttp://es.wikipedia.org/wiki/HDLChttp://es.wikipedia.org/wiki/HDLChttp://es.wikipedia.org/wiki/HDLChttp://es.wikipedia.org/wiki/HDLChttp://es.wikipedia.org/wiki/PPPhttp://es.wikipedia.org/wiki/WiMAXhttp://es.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.16http://es.wikipedia.org/wiki/Wi-Fihttp://es.wikipedia.org/wiki/Wi-Fihttp://es.wikipedia.org/wiki/Wi-Fihttp://es.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.11http://es.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.3http://es.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.3http://es.wikipedia.org/wiki/Ethernethttp://es.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.2http://es.wikipedia.org/wiki/IEEE_802


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Introduccin

2-90

Tramas

En la capa de enlace, los datos se organizan en unidades

llamadas tramas. Cada trama tiene una cabecera queincluye una direccin e informacin de control y una colaque se usa para la deteccin de errores.

La cabecera de una trama de red de rea local(LAN)contiene las direcciones fsicas del origen y el destino de la

LAN. La cabecera deuna trama que se transmite por unared de rea extensa(WAN) contiene un identificador decircuito en su campo de direccin.

Recuerde que un enlace es una red de rea local, unalnea punto a punto o alguna otra facilidad de reaextensa por la que se pueden comunicar los sistemasmediante un protocolo de la capa de enlace de datos.

Ni l d R d (C 3)
http://es.wikipedia.org/wiki/Red_de_%C3%A1rea_localhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Red_de_%C3%A1rea_extensa&action=edithttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Red_de_%C3%A1rea_extensa&action=edithttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Red_de_%C3%A1rea_extensa&action=edithttp://es.wikipedia.org/wiki/Red_de_%C3%A1rea_local


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Introduccin

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Nivel de Red (Capa 3)

Entrega los paquetes de datos a la red correcta, al nodocorrecto, buscando el mejor camino (es decir, permite elintercambio de paquetes).

Evita que las capas superiores se preocupen por los detalles de cmo

los paquetes alcanzan el nodo destino correcto En esta capa se define la direccin lgicade los nodos

Esta capa es la encargada de hacer el enrutamiento y eldireccionamiento

Enrutamiento: cul es el mejor camino para llegar a la red destino?

Direccionamiento: cul es el nodo destino?


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Introduccin

2-92

Para conseguir este objetivo tiene que realizar ciertas tareas: Asignacin de direcciones de red nicas Interconexin de subredes distintas Encaminamiento de paquetes Control de congestin

Orientado a conexin o no

Hay dos formas en las que el nivel de red puede funcionar internamente,

mediante datagramaso por circuitos virtuales. En una red de datagramascada paquete se encamina independientemente, sin que el origen y eldestino tengan que pasar por un establecimiento de comunicacin previo. Enuna red de circuitos virtuales dos equipos que quieran comunicarse tienenque empezar por establecer una conexin, durante este estableciemiento deconexin, todos los encaminadores(o routers) que haya por el caminoelegido reservarn recursos para ese circuito virtual especfico.

Independientemente de que la red funcione internamente con datagramas o

con circuitos virtuales puede dar hacia el nivel de transporte un servicioorientado a conexin o no.
http://es.wikipedia.org/wiki/Encaminadorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Encaminadorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Encaminador


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Introduccin

2-93

Encaminamiento

El problema del encaminamiento consiste en encontrar un camino

ptimo entre un origen y un destino. La bondad de este caminopuede tener diferentes criterios: velocidad, retardo, seguridad,regularidad, distancia, longitud media de las colas, costos decomunicacin, etc.

Los equipos encargados de esta labor se denominan encaminadores(routeren ingls), aunque tambin realizan labores deencaminamiento los conmutadores (switcheren ingls) "multicapa" o"de nivel 3", si bien estos ltimos realizan tambin labores de nivel deenlace.

Control de congestin

Cuando en una red un nodo recibe ms trfico del que puede cursarse puede dar una congestin. El problema es que una vez que se dacongestin en un nodo el problema tiende a extenderse por el restode la red. Por ello hay tcnicas de prevencin y control que se puedeny deben aplicar en el nivel de red.

Nivel de Transporte (Capa 4)


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Introduccin

2-94

Nivel de Transporte (Capa 4) Proporciona un nmero amplio de servicios. Asegura la

entrega de los datos entre procesos que han establecidouna sesin y que se ejecutan en diferentes nodos Evita que las capas superiores se preocupen por los detalles del

transporte de los datos hasta el proceso correcto

Hace multiplexamiento para las aplicaciones

cul es la aplicacin/servicio destino/origen? Segmenta bloques grandes de datos antes de transmitirlos (y los

reensambla en le nodo destino)

Asegura la transmisin confiable de los mensajes

No deja que falten ni sobren partes de los mensajes trasmitidos(si es necesario, hace retransmisin de mensajes)

hace control de flujo y control de congestin

Nivel de Sesin (Capa 5)


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Introduccin

2-95

Nivel de Sesin (Capa 5)

Define cmo iniciar, coordinar y terminar las conversacionesentre aplicaciones (llamadas sesiones).

Administra el intercambio de datos y sincroniza el dilogo entreniveles de presentacin (capa 6) de cada sistema

Ofrece las herramientas para que la capa de aplicacin, la depresentacin y la de sesin reporten sus problemas y los recursosdisponibles para la comunicacin (control del dilogosesin- entreaplicaciones)

Lleva control de qu flujos forman parte de la misma sesin y quflujos deben terminar correctamente

Nivel de Presentacin (Capa 6)


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Introduccin

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Nivel de Presentacin (Capa 6)

Define el formato de los datos que seintercambiarn

Asegura que la informacin enviada por la capa de

aplicacin de un nodo sea entendida por la capa deaplicacin del otro nodo

Si es necesario, transforma a un formato derepresentacin comn

Negocia la sintxis de transferencia de datos para lacapa de aplicacin (estructura de datos)

Ejemplo: formato GIF, JPEG PNG para imgenes.

Nivel de Aplicacin (Capa 7)


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Introduccin

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Nivel de Aplicacin (Capa 7)

La capa de aplicacin est cerca al usuario (no ofrece serviciosa otras capas del modelo OSI)

Es el nivel ms alto en la arquitectura OSI

Define la interfaz entre el software de comunicaciones y cualquieraplicacin que necesite comunicarse a travs de la red.

Las otras capas existen para prestar servicios a esta capa

Las aplicaciones estn compuestas por procesos.

Un proceso de aplicacin se manifiesta en la capa de aplicacionescomo la ejecucin de un protocolo de aplicacin.

Arquitectura OSI


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Introduccin

2-98

Arquitectura OSI

Uno o ms nodosdentro de la Red

Aplicacin

Presentacin

Sesin

Transporte

Red

Enlace

Fsica

Red

Enlace

Fsica

Aplicacin

Presentacin

Sesin

Transporte

Red

Enlace

Fsica

Red

Enlace

Fsica

Intermediate systems

Perspectivas del modelo OSI


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Introduccin

2-99


El modelo OSI permite trabajar con lacomplejidad de los sistemas de comunicacinde datos

Las implementaciones de arquitecturas de redreales no cumplen (o lo hacen parcialmente)con el Modelo OSI:

TCP/IP, SNA, Novell Netware, DECnet, AppleTalk,etc.



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Introduccin 2-100


Se intent construir una implementacin del modelo OSI A finales de los 80, el gobierno de EEUU quiso establecer GOSIP

(Government Open Systems Interconnect Profile) como algoobligatorio. NO funcion. Perdi vigencia en 1995

Qu suceder con OSI? Los protocolos de la implementacin OSI desarrollada son demasiado

complejos y tienen fallas

Estn implementados de manera muy regular

Sin embargo, TCP/IP sigue mejorando continuamente

El modelo OSI sigue siendo un modelo pedaggico.

Qu es TCP/IP?


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Introduccin 2-101

Qu es TCP/IP?

El nombre TCP/IP se refiere a una suite deprotocolos de datos. Una coleccin de protocolos de datos que permite

que los computadores se comuniquen.

El nombre viene de dos de los protocolos quelo conforman: Transmission Control Protocol (TCP)

Internet Protocol (IP) Hay muchos otros protocolos en la suite

TCP/IP e Internet


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Introduccin 2-102

TCP/IP e Internet

TCP/IP son los protocolos fundamentales deInternet (Aunque se utilizan para Intranets yExtranets)

Stanford University y Bold, Beranek andNewman (BBN) presentaron TCP/IP acomienzos de los 70 para una red deconmutacin de paquetes (ARPANet).

La arquitectura de TCP/IP ahora es definidapor la Internet Engineering Task Force (IETF)

Por qu es popular TCP/IP?


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Introduccin 2-103

Por qu es popular TCP/IP?

Los estndares de los protocolos son abiertos:interconecta equipos de diferentes fabricantessin problema.

Independiente del medio de transmisinfsico.

Un esquema de direccionamiento amplio ycomn.

Protocolos de alto nivel estandarizados(muchos servicios!)

Estndares de TCP/IP


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Introduccin 2-104

Estndares de TCP/IP

Para garantizar que TCP/IP sea un protocoloabierto los estndares deben serpblicamente conocidos.

La mayor parte de la informacin sobre losprotocolos de TCP/IP est publicada en unosdocumentos llamados Request for Comments(RFCs) - Hay otros dos tipos de documentos:

Military Standards(MIL STD), InternetEngineering Notes(IEN) -.

Arquitectura de TCP/IP (cuatro capas)


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Introduccin 2-105

Arquitectura de TCP/IP (cuatro capas)

AplicacinPresentacin

Sesin

Transporte

RedEnlace

Fsica

Aplicacin

Transporte

InternetAcceso deRed

Aplicaciones y procesos que usan la red

Servicios de entrega de datos entre nodos

Define el datagrama y maneja el enrutamientoRutinas para acceder el medio fsico

No hay un acuerdo sobre como representar la jerarqua de losprotocolos de TCP/IP con un modelo de capas (utilizan de tresa cinco).

Pila de protocolos de Internet (cinco capas)


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Introduccin 2-106

Pila de protocolos de Internet (cinco capas)

aplicacin:soporta las aplicaciones de la red

FTP, SMTP, HTTP transporte:transferencia de datos host to

host

TCP, UDP

red:enrutamiento de datagramas desde lafuente al destino

IP, protocolos de enrutamiento

enlace:transferencia de datos entreelementos de red vecinos

PPP, Ethernet fsica:bits en el cable

aplicacin

transporte

red

enlace

fsica

Capas: comunicacin lgica


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Introduccin 2-107

Capas: comunicacin lgicaaplicacin

transporteredenlacefsica

aplicacintransporteredenlacefsica



red

enlacefsica

Cada capa:

distribuida

Las entidadesimplementan lasfunciones de

cada capa encada nodo

las entidadesrealizan acciones,e intercambian

mensajes con susiguales

Capas: comunicacin lgica


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Introduccin 2-108

p g

aplicacin





red

enlacefsica

datos

datosTransporte toma datos de la

aplicacin

agregadireccionamiento,agrega informacin dechequeo de

confiabilidad paraformar el datagrama

enva el datagrama alotro nodo

espera el acuse derecibo (ack) del otro

nodo analoga: la oficina

postal

datos

transporte

transporte

ack

Capas: comunicacin fsica


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Introduccin 2-109

Capas: comunicacin fsica



aplicacin


aplicacin


red

enlacefsica

datos

datos

Encapsulacin de datos


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Introduccin 2-110

Capa de Acceso de Red

Capa Internet

Capa de transporte

Capa de aplicacin

Encapsulacin de datos

Cada capa de la pilaTCP/IP adicionainformacin de control(un header) para

asegurar la entregacorrecta de los datos.

Cuando se recibe, lainformacin de control seretira.

DATOSHeader

DATOSHeaderHeader

Header DATOSHeaderHeader

DATOS

Capas de los protoclos y los datos


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Introduccin 2-111

Capas de los protoclos y los datos

Cada capa toma los datos de la capa superior agrega informacin de control (header) y crea una nueva

unidad de datos

pasa esta nueva unidad a la capa inferior

aplicacintransporteredenlace

fsica

aplicacintransporteredenlace

fsica

origendestino

M

M

M

M

Ht

HtHn

HtHnHl

M

M

M

M

Ht

HtHn

HtHnHl

mensaje

segmento

datagrama

frame

Ubicacin de los protocolos de TCP/IP en el Modelo


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Introduccin 2-112

Ubicacin de los protocolos de TCP/IP en el Modelode Referencia OSI (Open Systems Interconnection)

Lleg

Modem

SolicitudDNS Red del

Campus

Modem

Representacin alternativa de la Arquitectura de


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Introduccin 2-113

Internet

Diseo en forma de clepsidra (reloj de arena)

Aplicacin vs. Protocolo de Aplicacin (FTP, HTTP)

FTP HTTP SNMP TFTP

TCP UDP

IP

RED1 RED2 REDn

Otras representaciones de la arquitectura de


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Introduccin 2-114

Internet

Aplicacin

Network

IP

TCP UDP

Topologa de red

IP

TCP y UDP

AplicacionesbinariasNVTs

AplicacionesASCII

Referencias


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Referencias

ZIMMERMANN, Hubert. OSI Reference Model, The ISOmodel of Architecture for Open Systems Interconnection,abril de 1980.

PETERSON, Larry; DAVIE, Bruce, Computer Networks, Asystem approach,Morgan Kaufmann Publishers. 2003.

KUROSE, Jim; ROSS, Keith, Computer Networking: A TopDown Approach Featuring the Internet, 2 edicin. Addison-Wesley. 2003

HALL, Eric., Internet Core Protocols, the definitive guide,

O'Reilly & Associates, Inc. 2000

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