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Redes de Computadoras

María Guadalupe García Toscano

23/08/2012 12:20:34 Redes de Computadoras 1


1.1 Concepto de Red de computadoras y sus elementos. 1.2 Clasificación de las redes de acuerdo a su topología y alcance. 1.3 Clasificación de las redes por su capacidad. 1.4. Clasificación de las redes por su arquitectura. 1.5. Estándares y Protocolos. 1.6. Concepto del Modelo OSI. 1.7. Introducción a la arquitectura TCP/IP.

AGENDA


An

tece

den

tes

Red de computadoras

PC’s y redes escasas

Unidades independientes

Herramientas de software

Juegos

Bases de datos

Hojas de cálculo

Procesador de textos

Bob Metcalfe Es un sistema de interconexión entre equipos que permite compartir recursos e información.


Elementos de una red

Estación de trabajo

Cables de comunicación

Tarjetas de red (NIC)

Servidores

Sistema operativo y protocolos

Guiados

Par trenzado o telefónico

Coaxial

Fibra óptica

LAN

Dedicado

No dedicado

Distribuido

Centralizado

No guiados

Archivos

Impresión

Comunicaciones

Correo electrónico

Web

FTP

Proxy

Novel Network

IBM PC LAN

LAN Manager

Windows NT

Unix

Linux

Sun Solaris


Una LAN pequeña utiliza dispositivos de red para conectar las computadoras y los periféricos.

Mo

do

de

Tx

Arq

uitectu

ra


Organización Redes

Colaborativa

Distribuida

Centralizada Guiados

No guiados

Cliente / Servidor

Punto – punto

Simplex (unidireccional)

Half – duplex (bidireccional)

Full – duplex (bidireccional)

Arpanet

Ethernet Token Ring

Bus (lineal)

Estrella / Estrella extendida

Anillo / Anillo doble

Malla (total / parcial)

Árbol

LAN

MAN WAN

CAN

NAN

SAN

WPAN

Red celular


Redes ubicadas en áreas restringidas, cuya propiedad es privada; pueden estar situadas en una oficina o en el edificio de la empresa. Las hogareñas también se consideran LAN siempre y cuando tengan, al menos, dos computadoras. CARACTERÍSTICAS: Permite impulsar tecnologías para compartir localmente archivos y hardware de manera eficiente (comunicación interna). Utilizadas para conectar PC’s con el objeto de compartir recursos e intercambiar información.


Restringidas en tamaño. Suelen emplear tecnología Ethernet (broadcast) mediante un cable sencillo, a través del cual todas las computadoras se conectan a un nodo central. Operan a velocidades de 10 y 100 Mbps. En la actualidad van de 1 Gb hasta 10 Gb. REQUERIMIENTOS: Escalabilidad. Administración. Costo – beneficio. Alta disponibilidad. Servicios. Multiprotocolo. Movilidad.


Redes que abarcan un área metropolitana, como una ciudad o zona suburbana. Por lo general consta de dos o más LANs dentro de un área geográfica común. Este tipo de redes son administradas por un proveedor de servicios (ISP).


Redes que interconectan las LAN. Las WAN permiten el acceso a computadoras, servidores de archivos y servicios ubicados en lugares distantes. Si se tiene la necesidad de crear una red de área amplia, se debe de suscribir a un proveedor de servicios WAN, el cual utiliza enlaces suministrados por un ISP.

COMPONENTES DE UNA WAN: Dos o más redes LAN independientes. Routers conectados a cada LAN. Módems que administran la velocidad de transmisión. Servidores de comunicación para atención a llamadas.


Comunicaciones militares a través de la red telefónica pública y vulnerable. El Departamento de Defensa de Estados Unidos comenzó a investigar acerca de la conexión de las computadoras de los centros militares y de investigación en una red. Dicha red se conoció como ARPANET. Ésta fue el punto de partida para construir la primera red WAN. Los protocolos existentes en ARPANET no eran adecuados para ejecutarse a través de varias redes. Como resultado de una investigación se llegó a la invención del modelo y protocolo TCP / IP.


Esta red conectaba computadoras de diferentes tipos, corriendo diferentes NOS con varios módulos que se podían adicionar mediante la implementación de protocolos de comunicación comunes a todas las computadoras de la red.


Ha avanzado en el mercado de las redes LAN cableadas. Se enfrentó a otras tecnologías LAN como Token Ring, FDDI y ATM, pero con la desaparición de éstas, Ethernet ha ido creciendo y evolucionando. RAZONES DE ÉXITO DE ETHERNET: Primera LAN de alta velocidad. Token Ring, FDDI y ATM eran complejas y caras. Produce versiones que operan a velocidades mayores.


Desarrollada por IBM. La versión de Token Ring de IBM se introdujo en 1984 en todo el entorno de IBM incluyendo: Equipos personales. Equipos de tamaño medio. Mainframes y en el entorno de Arquitectura de sistemas en red (SNA). SNA es la arquitectura de red de IBM. El objetivo de la versión de Token Ring de IBM era facilitar una estructura de cableado sencilla utilizando cable de par trenzado que conectara un equipo a la red mediante un enchufe de pared, y en el que el cableado principal se encontrara localizado en un lugar centralizado.


La arquitectura de una red Token Ring típica comienza con un anillo físico. Sin embargo, en su implementación de IBM, un anillo cableado en estrella, los equipos de la red se conectan a un hub central. El anillo lógico representa el sentido de circulación para los testigos entre equipos. El anillo de cable físico actual está en el hub. Los usuarios son parte de un anillo, pero se conectan a él a través de un hub.


Límites de longitud y anchos de banda máximos.


Estándar

Co

nce

pto

Conjunto de normas y recomendaciones

técnicas que regulan la Tx en los sistemas de comunicaciones

Tipos

Facto

Jure Organizaciones ISO

Propietarios

ITU

IEEE

Aceptados en el mercado pero no son

oficiales

Definidos por grupos u

organizaciones oficiales

Propiedad de una

empresa

Telefonía

Telegrafía

Redes

Conexiones de datos, su control y terminación

Conexiones físicas: cableado y conectores

Acuerdos internacionales

publicados como estándares

internacionales


Protocolo

Conjunto de reglas y convenciones que gobiernan el modo en que se

comunican los dispositivos de una red

Comunicación de datos:

Formato

Temporización

Secuenciación

Control de errores

Construcción física de la red

Conexión de computadoras a la red

Formateo de datos para la Tx

Cómo se envían los datos

Organizaciones

IEEE

ANSI

TIA

EIA

ITU


Modelo OSI

(Modelo Abierto de Internetwork)

Red dividida en capas

Cada capa presta servicio a la capa inmediatamente

superior

Integración multifabricante

1- Capa Física

2- Capa de Enlace de Datos

3- Capa de Red

4- Capa de Transporte

5- Capa de Sesión

6- Capa de Presentación

7- Capa de Aplicación

Usuario

Ca

pa

s d

e

me

dio

s o

flu

jo

de

da

tos

Ca

pa

s d

e h

os

t o

ap

lic

ac

ión


Aplicación

Capa más cercana al

usuario

No proporciona

servicio a ninguna otra capa

Protocolos

Gateway

Servicios

Acceso e impresión de ficheros para

aplicaciones de usuario.

Programas de hoja de cálculo.

Procesadores de texto.

Multimedia.

DNS HTTP

FTP

TELNET

WWW

SMTP


Traducir nombres de dominio direcciones

IP Localización

geográfica

Tipo de negocio

ICANN

DNS

(Sistema de Nombres de

Dominio)

.us Estados Unidos .uk Reino Unido .es España .mx México

.edu sitio educativo .com sitio comercial .gov sitio gubernamental .net servicios de red .mil sitios militares de E.U.

biz negocios info información name nombres de personas pro profesiones (doctores y abogados) aero industria aeroespacial coop cooperativas museum museos


¿Qué ocurre cuando un navegador (cliente HTTP), que se ejecuta en un host de usuario, solicita el URL www.unaescuela.edu/index.html? Para que el host del usuario pueda enviar un mensaje de solicitud HTTP al servidor web www.unaescuela.edu, el host debe obtener en primer lugar la IP. Esto se hace como sigue: 1. La máquina cliente ejecuta el lado del cliente de la aplicación DNS. 2. El navegador extrae el nombre de host, www.unaescuela.edu, del

URL y pasa el nombre de host al lado del cliente de la aplicación DNS.

3. El cliente DNS envía una consulta que contiene el nombre de host a un servidor DNS.

4. El cliente DNS recibe finalmente una respuesta, que incluye la dirección IP correspondiente al nombre del host.

5. Una vez que el navegador recibe la dirección IP del servidor DNS, puede iniciar una conexión TCP con el proceso servidor HTTP localizado en el puerto 80 en esa dirección.

http://www.unaescuela.edu/index.html







http://www.unaescuela.edu/











SMTP (Protocolo Simple de

Transferencia de Correo)

Utiliza el servicio de transferencia de datos fiable de TCP

Servidor de correo almacena y espera a que

el cliente recupere el mensaje

Máquina origen conexión TCP puerto 25 de la

máquina destino

Máquina emisora operando como cliente; máquina receptora

operando como servidor

Protocolos

- POP3 (Protocolo de Oficina de Correos v3)

- IMAP4 (Protocolo de Acceso a Mensajes de Internet v4)


Supongamos que Alicia desea enviar a Benito un sencillo mensaje ASCII: 1. Alicia invoca a su agente de usuario para correo electrónico, proporciona

la dirección de correo electrónico de Benito ([email protected]), compone un mensaje e indica al agente de usuario que lo envíe.

2. El agente de usuario de Alicia envía el mensaje al servidor de correo de ella, donde es colocado en una cola de mensajes.

3. El lado del cliente de SMTP, que se ejecuta en el servidor de correo de Alicia, ve el mensaje en la cola de mensajes. Abre una conexión TCP con un servidor SMTP, que se ejecuta en el servidor de correo de Benito.

4. Después de la fase de negociación inicial de SMTP, el cliente SMTP envía el mensaje de Alicia a través de la conexión TCP.

5. En el servidor de correo de Benito, el lado del servidor de SMTP recibe el mensaje. El servidor de correo de Benito coloca entonces el mensaje en el buzón de Benito.

6. Benito invoca a su agente de usuario para leer el mensaje cuando le apetezca.

mailto:[email protected]




WWW (World Wide

Web)

Armazón arquitectónico para acceder a documentos

distribuidos en miles de

máquinas de toda Internet

Las páginas se nombran

utilizando URLs (Localizador Uniforme de

Recursos)

Un URL tiene tres

partes

Nombre del protocolo, http.

El nombre DNS de la máquina donde se

localiza la página, www.abcd.com. Nombre del archivo

que contiene la página,

productos.html

http://www.abcd.com/


Los pasos son los siguientes: 1. El navegador determina el URL (enviando lo que se

seleccionó). 2. El navegador pide al DNS la IP de www.itu.org. 3. DNS responde con 156.106.192.32 4. El navegador realiza una conexión TCP con el puerto 80 en

156.106.192.32 5. Después envía un mensaje en el que se solicita el archivo

/home/index.html 6. El servidor www.itu.org envía el archivo /home/index.html 7. Se libera la conexión TCP. 8. El navegador despliega todo el texto de /home/index.html 9. El navegador obtiene y despliega todas las imágenes del

archivo.

http://www.itu.org/

http://www.itu.org/

http://www.itu.org/

http://www.itu.org/

http://www.itu.org/

http://www.itu.org/

http://www.itu.org/

http://www.itu.org/

http://www.itu.org/

http://www.itu.org/


HTTP (Protocolo de Transferencia de Hipertexto)

Utiliza conexiones persistentes

y no persistentes

Se implementa en dos

programas, éstos se ejecutan en

sistemas terminales diferentes

Soporte para

HTML, PHP, ASP,

etc

Conexión TCP con el puerto 80

Cliente

Servidor

Intercambian mensajes

HTTP


FTP

(Protocolo de Transferencia de Archivos)

ID de usuario Contraseña

1. El usuario proporciona el nombre del host remoto, lo que hace que el proceso cliente FTP en el host local establezca una conexión TCP con el proceso servidor FTP en el host remoto.

2. El usuario proporciona su identificación y su contraseña, que son enviados a través de la conexión TCP como parte de los comandos FTP.

3. Una vez que el servidor ha autorizado al usuario, el usuario copia uno o más archivos almacenados en el sistema de archivos local en el sistema de archivos remoto.

Acceso a cuenta remota


Presentación

La información que se envía se va a poder leer por la capa de

aplicación

Estándares de sonido y

películas

Traduce múltiples formatos de datos

Cifrado y descifrado

Gateway

Estándares gráficos

PICT

TIFF

JPEG

MIDI

MPEG

Se utiliza en aplicaciones de gráficos y de diseño de páginas de

Mac OS

Imágenes de alta calidad

Compatible con los sistemas operativos

Windows, Linux, Mac, etc.

Programas de retoque y edición gráfica, tales como Paint Shop Pro,

Adobe, Quark, Corel etc

Fotografías y otras imágenes en

archivos HTML en Internet

Utilizado en aplicaciones como: grabación musical,

cine, TV, ordenadores domésticos,

presentaciones multimedia, etc

Vídeos digitales de mejor calidad


Sesión

Establece, administra y finaliza las

sesiones entre dos host de

comunicación

Protocolos

Sincroniza el diálogo entre las capas de

presentación de los dos

hosts

Ofrece abastecimiento

para una eficiente

transferencia de datos

Administra el

intercambio de datos

Informa de problemas en las capas de

sesión, presentación y

aplicación

Gateway

NFS (Sistema de archivos de red) Sistema de X –

Window ASP (Protocolo de

sesión de Apple – Talk)


Transporte Logra un transporte

fiable y no fiable entre dos hosts

Establece, mantiene y finaliza adecuadamente

los circuitos virtuales

Para suministrar un servicio fiable, se emplea la detección y

recuperación de errores en el transporte y la información en el

control del flujo

Protocolos

Segmenta los datos del sistema de host remitente y los reordena en un flujo de datos en el sistema del host

receptor

Utiliza identificadores que en TCP/IP reciben el

nombre de números de puerto

Gateway

TCP

Es fiable u orientado a conexión con un saludo previo de tres vías

UDP

No es fiable, o no orientado a la conexión donde sólo se establece un

saludo de dos vías antes de enviar los datos


Red Proporciona conectividad

Protocolos

Direccionamiento lógico

Selecciona la mejor

ruta

Router

Switch administrable

Identificación de red

Identificación de host

Tabla de enrutamiento

Protocolos de enrutamiento

Direccionamiento estático

192.168.18.0

IP IPX RIP IGRP Apple Talk


Proporciona un tránsito de datos fiable a través de

un enlace físico

Direccionamiento físico

Notificación de errores

Distribución ordenada de tramas

Subcapas

Switch y puente

Control de flujo

Protocolos

Acceso a la red

Topología de la red

LLC (Logical Link Control) MAC

Código del fabricante

Número de serie

Ethernet 802.2, 802.3 Frame Relay HDLC

00-11-85-F2-32-E5

Enlace de datos


Especificaciones eléctricas, mecánicas,

procedimentales y funcionales

Activar, mantener y desactivar el enlace físico entre sistemas

finales

Conectores

Especificaciones lumínicas y de

codificación

Bits pulsos eléctricos, luz o radiofrecuencia

Hub y repetidor

Protocolos

Fibra

Consola

Par trenzado

Cobre

RF

10 Base T Norma 568-A y 568-B

Cable directo, cruzado y de consola (rollover)

Medios

Física


1- Capa Física


3- Capa de Red


5- Capa de Sesión



Codificación, transmisión

Nivel usuario, software, aplicaciones.

Representa datos, formateo, cifrado.

Reglas, separar datos de aplicaciones, establecer sesiones entre aplicaciones.

Comunicación confiable, corrección de errores, control de flujo.

Direccionamiento lógico, determinación de ruta.

Direccionamiento físico, mapa topológico, acceso al medio.


TCP /IP

Creada para la

sobrevivencia de la red

Red experimental

de conmutación de paquetes

ARPANET

Modelo en capas

Hardware

Aplicación

Transporte

Internet

Acceso a red Re

de

s

Pr

oto

co

los

Distintos tipos

de conexión (cables,

microondas, fibras ópticas, satélites…)

Transmisión de datos

Conversaciones no

interrumpidas

Aplicaciones con

requerimientos divergentes


Aplicación

Detalles de las capas de sesión, presentación y aplicación del modelo OSI

Protocolos

Manipula protocolos de alto

nivel, codificación y

control de diálogo

Incluye especificaciones para la capa de transporte, la

capa de internet y para aplicaciones

comunes

HTTP

FTP

TFTP

SNMP

DNS

SMTP

TELNET

DHCP


Servicio sin conexión que utiliza UDP. Se

utiliza en routers para transferir archivos de

configuración e imágenes del IOS

Cisco.

TFTP (PROTOCOLO TRIVIAL DE

TRANSFERENCIA DE ARCHIVOS)

Ofrece un medio para supervisar y controlar los dispositivos de red,

y para administrar configuraciones,

recopilar estadísticas, rendimiento y

seguridad.

SNMP (PROTOCOLO SIMPLE DE ADMINISTRACIÓN

DE REDES)


Proporciona la capacidad de acceder remotamente

a otra computadora. Permite al usuario

conectarse a un host Internet y ejecutar comandos como si

estuvieran conectados localmente.

TELNET (EMULACIÓN DE

TERMINAL)

Proporciona un mecanismo para asignar direcciones IP de forma dinámica, de modo que

las direcciones se puedan reutilizar

automáticamente cuando los hosts ya no las

necesitan.

DHCP (PROTOCOLO DE CONFIGURACIÓN DINÁMICA DEL

HOST)


Transporte

Conexión lógica entre los extremos de la red:

host emisor – host receptor

Segmentan y reensamblan los

datos

Protocolos:

TCP y UDP

SERVICIOS DE TRANSPORTE DE TCP (UDP UTILIZA SÓLO LOS DOS PRIMEROS): Segmentación de los datos de aplicación de la capa superior. Envío de segmentos de un dispositivo final a otro dispositivo final. Establecimiento de operaciones extremo a extremo. Flujo de control proporcionado por ventanas deslizantes. Fiabilidad proporcionada por los números de secuencia y los acuses de recibo.


Internet

Conmutación de paquetes

Determina la mejor

ruta

Protocolos

Envío de paquetes

IP

ICMP ARP

RARP


Proporciona enrutamiento de paquetes sin conexión, no se

preocupa por el contenido del paquete., no lleva a cabo una

comprobación y corrección de errores.

Se encarga de :

Definir un paquete y un esquema de direccionamiento.

Transferir datos entre la capa de Internet y la de acceso a red.

Enrutar paquetes a hosts remotos.

IP (PROTOCOLO DE

INTERNET)

Suministra capacidades de control y envío de

mensajes. Herramientas tales como ping y tracert utilizan ICMP para poder funcionar, enviando un paquete a la dirección

destino específica y esperando una

determinada respuesta.

ICMP (PROTOCOLO DE

MENSAJES DE CONTROL EN INTERNET)


Determina las direcciones de la capa

de enlace de datos (direcciones MAC)

para las direcciones IP conocidas.

ARP (PROTOCOLO DE RESOLUCIÓN DE DIRECCIONES)

Determina direcciones IP cuando

se conocen las direcciones de la capa

de enlace de datos (direcciones MAC).

RARP (PROTOCOLO DE

RESOLUCIÓN INVERSA DE

DIRECCIONES)


Acceso a red

Se ocupa de todo lo que un paquete IP requiere para

crear un enlace físico con el medio de red.

Tecnología LAN y WAN.

Funciones:

Asignación de direcciones IP a direcciones hardware físicas.

Encapsulamiento de paquetes IP en tramas.

Protocolos

Ethernet Fast Ethernet SLIP y PPP FDDI ATM Frame Relay SMDS ARP Proxy ARP RARP


1- Capa Física


3- Capa de Red


5- Capa de Sesión



Aplicación

Transporte

Acceso a red

Internet

Bibliografía


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12- digitalfotored. from http://www.digitalfotored.com/imagendigital/tiff.htm 13- InDesign CS3. from http://help.adobe.com/es_ES/InDesign/5.0/help.html?content=WSa285fff53dea4f8617383751001ea8cb3f-6bce.html 14- ¿Qué es MIDI? from http://www.css-audiovisual.com/areas/guias/midi.htm 15- ¿Qué significa MPEG? from http://www.masadelante.com/faqs/mpeg 16- Pérez, E. H. (2003). Tecnologías y redes de transmisión de datos (Primera ed.). México. 17- Terán, D. (2010). Redes Convergentes - Diseño e implementación. México.

http://www.digitalfotored.com/imagendigital/tiff.htm









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http://www.masadelante.com/faqs/mpeg







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