INDICE:

INDICE:
*- Introducción
*- Gestores de una red
*- Componentes básicos de una red local
*- Proceso de transmisión
*- Componentes de una red
*- Topoligías
*- Protocolos
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Por Toni López Merino
Curso 1995-96
REDES LOCALES
LAN: (Local Área Network)
Sistema de transmisión de datos que permite compartir recursos o informaciones. Se
comparte información, programas y equipos.
Hay diferentes zonas:
Red Local = 2Km ó 3Km
La velocidad de transmisión es de 1 a 5 millones de bits/s, aunque las hay más rápidas. También
se caracterizan por el tipo de conexión, utilizan cable telefónico (par trenzado) o coaxial y
últimamente se empieza a utilizar la fibra óptica. Se pueden efectuar fácilmente cambios tanto en
Hardware como en Software.
Sobre redes locales se habla mucho de la Topología (forma en que vamos ha hacer la
conexión), hay 3 tipos:
1- En Bus:
2- En Anillo:
3- En Estrella:
Es muy fácil de usar, si no hay ningún problema.
El tema de las redes apareció a mediados de los años 70, se utilizaban para conectar
Universidades.
Ventajas de trabajar con ellos:
- Aumento de la productividad, todo lo que está entrelazado en red está mejor comunicado
y una mejor distribución de la información, rapidez.
- Se reducen e incluso se eliminan trabajos duplicados.
- Poder disponer de aplicaciones especializadas que serian caras para un solo ordenador.
- Se pueden compartir programas.
- Acceso a bases de datos.
- Compartir periféricos, HD, Módem, Impresoras, Scaner etc...
- Correo electrónico.
- El hecho de poder compartir ficheros, siempre y cuando el Software deje hacerlo.
- Poder compartir lenguajes de programación o algún sistema de agenda.
- Nivel de comunicación alto.
- Simplicidad de gestión. Se puede aumentar el rendimiento de una empresa por medio
de la distribución de las tareas.
1- GESTORES DE UNA RED:
Un gestor (Servidor), es un ordenador que comparte sus periféricos con el resto. Hay dos tipos:
1- Gestores dedicados: Solo dan servicio a la red. No tienen porque tener monitor, teclado etc...
Desde otro lado de la red gestionas a este gestor. Comparte periféricos.
2- Gestores no dedicados: Un ordenador que da servicio a la red, pero a la vez se puede utilizar
como estación de trabajo.
Hay gestores de ficheros e impresión, el de impresión es un ordenador que hace posible
compartir impresoras. El resto de los componentes de la red se les denomina nodos o estaciones
de trabajo.
2- COMPONENTES BÁSICOS DE UNA RED LOCAL:
- Emisor: Genera el mensaje y de donde parte la información.
- Codificador: Convierte la información para que se pueda enviar.
- Medio de Transmisión: Vía o canal por el cual se envía el mensaje.
- Descodificador: Convierte los datos recibidos, de tal manera que se puedan entender.
- Receptor: A quien va dirigida la información y a fin de cuentas quien la utiliza.
3- PROCESO DE TRANSMISIÓN:
Hay tres tipos de funciones básicas, edición, conversión y control.
- Edición: Dan formato adecuado al mensaje y se encargan del control de errores.
- Conversión: Convierte el mensaje al formato adecuado.
- Control: Se encargan del control de la red y el envío y recepción de mensajes.
Todas estas funciones se implementan, se basan, en una serie de protocolos de comunicación
(reglas que rigen cualquier tipo de transmisión de información).
Los protocolos se encargan de:
- Poder adaptarse a las características de las distintas pantallas de vídeo, tales como,
tamaño pantalla, colores, longitud de la línea y nº de líneas por página. (Edición).
- Convertir datos al formato Standard que utiliza la red y la reconversión de estos datos
para que el receptor los entienda. (Conversión).
- Controlar el orden en que se envían los mensajes. (Control).
- Ensamblar los mensajes en cuanto a intervalos de tiempo, orden de recepción etc...
(Control).
- Avisar a los usuarios de errores que se produzcan. (Control).
La información de datos se envían por paquetes, para evitar que un ordenador bloquee al
servidor y así puedan trabajar mas de uno a la vez.
Cabecera
Paquetes de datos
Bloque de comienzo
Dirección de destino
Dirección de origen
Campo de protocolo
Campo de información
Campo de control de errores
Bloque final
La cabecera de la red contiene la información necesaria para llevar al control del paquete dentro
de la red.
- Bloque de comienzo: Identifica el comienzo del paquete de datos.
- Dirección de destino: Identifica el lugar a donde se va a enviar el paquete. (Nombre,
dirección, ruta).
- Campo de protocolo: Contiene información del protocolo que se va ha utilizar. El
campo de información, es la información propiamente dicha.
EL campo de control de errores, contiene la información necesaria para que el sistema pueda
verificar si los datos han sido recibidos de forma correcta.
El bloque final indica que el paquete no tiene más datos.
4- COMPONENTES DE UNA RED:
Microordenadores: Actúan de interface entre los ordenadores.
Interfaces: Tarjetas, Modems, Puerto comunicaciones, que hacen posible la comunicación.
Topología: Forma física de interconexión entre los diferentes dispositivos de la red. A este canal
se le llama también línea, circuito etc...
Protocolo: Reglas y convenciones que controlan el intercambio de información entre los
diferente dispositivos.
Sistema Operativo de Red: Para poder comunicarse los ordenadores.
5- TIPOLOGÍAS:
Depende de donde queremos que esté el Nodo Central y la ubicación.
Hay tres formas de posible conexión:
1- Punto a Punto: Nada más intervienen dos estaciones, sin pasar por ninguna intermedia,
aunque puedes unir más, en serie. (Ilustración 1).
1
2
3
PUNTO A PUNTO
Ilustración 1
4
Si el ordenador 1 manda un mensaje al 5 el 2,3 y 4 van recibiendo el mensaje y ven que no es
para ellos y lo que hacen es de repetidor y mandan la señal al siguiente, hasta el 5.
2- Multi Punto:En la que dos estaciones o más comparten un solo cable.(Ilustración 2).
MULTI PUNTO
Ilustración 2
La terminal son dos resistencias, una entre el cable de señal y masa y otro entre el cable de señal y
maya.
3- Lógica: Conectar dos ordenadores sin que exista una conexión física directa.
TODAS LAS CONEXIONES SON LÓGICAS
Hay diferentes tipologías:
 Bus o Árbol: Todas las conexiones comparten un mismo canal.
Ilustración 3
Ilustración 4
Las dos tienen su conexión, Multi Punto.
 Anillo: Las estaciones se conectan formando un anillo en donde ninguna estación controla
totalmente el acceso a la red.
Tiene una conexión Punto a Punto. Si algún ordenador falla o está apagado, la red no funciona.
d
Ilustración 5
 Estrella: Hay un servidor y las estaciones están conectadas a el.
Ilustración 6
Su conexión es Punto a Punto.
Para evaluar las diferentes Tipologías, se hablará de:
- La aplicación que se le tenga que dar.
- Complejidad de la red.
- Respuesta de la red.
- Tráfico de la red.
- Vulnerabilidad (fallos, errores, averías etc...).
- Expansión (ampliar la red).
* BUS O ÁRBOL: El mensaje se envía por todo el canal. Los interfaces (Tarjetas de Red),
deben ser inteligentes, deben conocer su propia dirección. Si no tiene mucha inteligencia la debe
dar su propia estación.
Si se envía información de una estación a otra, si está cerca recibirá la información con potencia y
si está lejos la recibirá, supuestamente con menos potencia; ante esto las tarjetas de red deben
tolerar una gran gama de señales, desde señales fuertes a más débiles. Para suplir este fallo se
suele aplicar un amplificados en medio.
- Conexión: En Bus, se utiliza en redes muy pequeñas o que tiene poco tráfico.
- Complejidad: Es la más sencilla de instalar.
- Respuesta: Es muy buena cuando hay poco tráfico, pero a medida que aumenta la carga, la
respuesta disminuye.
- Vulnerabilidad: El fallo de una estación no afecta a la red. Cualquier fallo del canal principal,
suele ser difícil de localizar y reparar.
- Ventajas: El medio de transmisión es totalmente pasivo. Es sencillo conectar nuevos
dispositivos. Se puede utilizar toda la capacidad de transmisión de la que
dispongamos. Es fácil de instalar. Para tráfico muy alto en pocas estaciones es lo
ideal.
- Inconvenientes: Es muy fácil de intervenir sin que interfiera en el funcionamiento de la red.
La conexión a la red ha de ser mediante interfaces inteligentes. Cuando conectamos cualquier
estación, si la propia estación no es inteligente, la tarjeta ha de serlo y es costoso. Los mensajes
chocan entre si, si son redes pequeñas no tiene importancia pero para grandes si. No reparte
equitativamente los recursos de la red (perdida de señal). La medida de la longitud no suele pasar
de 2 ó 3 Km.
* EN ANILLO: Punto de conexión, Punto a Punto. Las estaciones están conectadas al cable
por medio de una tarjeta que ha su vez está conectada a un repetidor. La estación ha de ser capaz
de reconocer su propia dirección, cuando le llegue la información. No se produce ningún desvío
de mensaje, si el mensaje no es para ti lo mandas a la estación siguiente. El flujo de información
solo se hace en una dirección (en las antiguas), en la de ahora se conectan dos canales y así se
permiten dos direcciones.
Lo que se suele montar ahora es Red en Bucle (conexión en anillo, en donde todas las estaciones
están conectadas a un centro de control, que es la responsable del acceso de todas las estaciones).
Últimamente se suele utilizar un conmutador formado por diversos relés (por si un ordenador
deja de funcionar la red sigue en funcionamiento).
Es posible conectar varias estaciones en anillo formando una red en Anillo Compuesta.
- Aplicación: Interesante cuando se tenga que asignar la capacidad de la red de forma equitativa, o
también, cuando se tenga que conectar estaciones que tengan que funcionar a
velocidades muy altas y ha velocidades muy lentas.
- Complejidad: El Hardware es relativamente complicado de instalar. El desvío de los mensajes
es sencillo, puesto que se mueven en una sola dirección y la estación emisora solo
hace falta que conozca la dirección de la receptora.
- Respuesta: Cuando hablamos de tráfico muy alto la respuesta del sistema permanece estable. El
aumento del tiempo de espera suele ser menor que en otras topologías, con tráfico
alto. El tiempo medio de espera, con mucho tráfico o con poco tráfico, es alto.
- Vulnerabilidad: El fallo de una sola estación ó canal, puede hacer que falle todo el sistema. Si se
desea mantener la red, montamos un centro con relés.
- Expansión: Es necesario interrumpir el sistema, si no hay un conmutador (relé). Si tenemos la
red con centros conectores apropiados es bastante sencillo añadir estaciones.
- Ventajas: El sistema es bastante equitativo, la manera de compartir los datos es equitativa. Es
fácil localizar nodos que dan errores. La distribución de mensajes se simplifica al
máximo, ya que el mensaje va dando vueltas.
Resulta muy sencillo enviar un mensaje a todas las estaciones.
El tiempo de acceso es muy pequeño.
Se pueden conseguir velocidades de transmisión muy altas.
Permite utilizar diferentes medios de transmisión.
- Inconvenientes: La fiabilidad de la red, depende de los repetidores. La instalación es bastante
complicada. En el momento que no tenemos un centro conector es difícil
incorporar nuevos dispositivos sin interrumpir la red.
* EN ESTRELLA: Cada estación está conectada a un nodo central (punto a punto dedicado).
Los mensajes van a la estación central y esta es la que se encarga de transmitir los datos a la
estación, a la cual va dirigido el mensaje.
El control reside en la estación central de tal manera que los datos los puede procesar el mismo
nodo o se puede hacer cargo otra estación, enviándoselos.
El control de la red puede estar a cargo en una de las estaciones exteriores, en lugar de la
estación central, actuará como un conmutador, indicando a la estación central donde va cada
información, no procesa ningún dato.
El control reside en todas las estaciones. El nodo central se utiliza para enviar mensajes y
organizar situaciones conflictivas.
En los tres casos el nodo central es fundamental. Actúa como punto lógico entre estaciones.
Generalmente las estaciones no tienen que tomar decisiones de cuando y como deben enviar el
mensaje. Las redes de Estrella Compuesta son aquellas en que una estación de la red puede
actuar como gestor y controlador de una red secundaria.
El tamaño y capacidad de red están relacionados con la potencia de la estación central y este tipo
de topologias eliminan que cada estación tenga que efectuar decisiones de transmisión y
conceptualmente este tipo de topología es compatible con los servicios telefónicos.
- Aplicaciones: Una de las mejores redes para integrar servicios de datos y voz.
- Complejidad: Puede ser una red sencilla y complicada, puede haber nodos centrales para otras
estaciones, a parte del ordenador central.
- Respuesta: Es buena, siempre y cuando la carga de la red sea moderada.
- Vulnerabilidad: El fallo de una estación no afecta a la red. La localización de problemas en la
red es bastante sencilla. En conjunto, depende de la estación central.
- Expansión: Es un tipo de Topología donde la expansión es bastante limitada, el ordenador
central está limitado a un número de terminales conectadas a él.
- Ventajas: Es ideal para redes que haya que conectar muchas estaciones a una. Se pueden
conectar terminales no inteligentes. Como la conexión es punto a punto no hay
problema si las terminales tienen velocidades de transmisión diferentes. Permite
utilizar distintos medios de transmisión. Se puede obtener un alto nivel de seguridad.
Es fácil de detectar y organizar averías. La transmisión está controlada por el nodo
central.
- Inconvenientes: El nodo central es susceptible a averías. Suelen ser equipos de elevado precio.
La instalación de los cables puede ser bastante cara, para cada ordenador un
cable. La actividad que debe soportar el nodo central hace que las velocidades
de transmisión sean inferiores a las de otro tipo de topologias.
6- PROTOCOLOS:
Son las reglas y normas para enviar el flujo de información. Dos estaciones, para enviarse
información, deben utilizar el mismo protocolo. Dentro de los protocolos para redes más comunes
hay 3 grupos.
1- Protocolos de contienda:
1.1- Contienda simple.
1.2- Acceso múltiple por detección de portada (CISMA).
1.3- Acceso múltiple por detección de portada con detección de colisiones
(CSMA/CD).
1.4- Acceso múltiple por detección de portada evitando colisiones
(CSMA/CA).
2- Protocolos con Polling (llamada selectiva).
3- Paso de testigo (Token Passing).
* Factores de evaluación de los Protocolos.
- Longitud de los mensajes:
- Volumen de tráfico:
- Tamaño de la red:
- Rendimiento de la red:
- Carga:
- Espera de acceso:
Longitud del mensaje que se va ha transmitir.
Volumen de mensajes que puede pasar.
Número de estaciones.
En que condiciones funciona la red.
Capacidad necesaria para pasar mensajes de control.
El protocolo provoca esperas de acceso no en el
momento que una estación necesita el acceso a la red.
- Fallo de estaciones:
Como repercute el fallo de una estación en la red.
- Posibilidad de expansión: Posibilidad de añadir mas estaciones.
1- Todo el mundo accede a la red y no hay nada que controle el uso del canal de comunicación.
Es un método de acceso basado en que el primero que llega pasa el primero y puede utilizar el
canal.
1.1-
Comparten un canal común. Las estaciones nada más responden a los mensajes que
lleven su dirección (se puede asociar con la topología en Bus). Los mensajes a transmitir se
convierten en paquetes y se envían cuando están listos sin controlar si el canal de transmisión
está libre o no.
Cuando dos estaciones emiten dos mensajes y chocan los paquetes se destruyen los mensajes.
Las estaciones de donde procede el mensaje han de enviar otra vez el paquete. Si la estación
emisora no recibe un mensaje conforme el mensaje ha sido recibido, deducirá que el mensaje
no se ha recibido o se ha destruido y lo enviará de nuevo. Si por ejemplo ha enviado 4
paquetes y no recibe la confirmación de que el 2º ha llegado, lo enviará de nuevo, lo envían
de forma aleatoria para que no vuelvan ha chocar los mensajes. Si la estación receptora solo
recibe parte del paquete o defectuosamente, le dice al emisor que el paquete ha llegado
defectuoso y lo vuelve a mandar.
Su funcionamiento depende de la disponibilidad del medio de transmisión y el índice de
colisiones.
- Longitud del mensaje: Los mensajes son paquetes pequeños para reducir la cantidad de
datos que deben retransmitir después de las colisiones.
- Volumen de tráfico: Están pensados para redes con tráfico reducido.
- Tamaño de la red: Cuanto más grande sea la red más posibilidad de que se produzcan
colisiones. La limitación es que el tiempo que tarda en llegar el mensaje y el acuso de
recibo.
- Rendimiento de la red: Es excelente, muy eficaz, con cargas bajas y medias, en el momento
que la carga sea baja los tiempos de espera aumentan, por culpa de las colisiones.
- Carga: Debido a las colisiones se han de enviar muchos mensajes de control y se convierte
en una red con una carga alta.
- Espera de acceso: Es de un termino medio y si hay mucho tráfico la espera es alta. Depende
del tráfico.
- Fallo de estaciones: El fallo de una estación no influye en la red.
- Expansión: Es relativamente sencillo añadir nuevas estaciones.
1.2- Antes de transmitir mira si el canal está libre o no. Las estaciones comparten un único
canal y transmitirían cuando nadie lo hace.
Las estaciones están a la escucha y mediante una segunda frecuencia se sabe si el canal está
ocupado, recibiendo información de la portadora.
La estación que está esperando tiene dos opciones:
1- Escuchar todo el rato el canal, a la espera de que la señal de ocupado finalice. Cuando
detecta que acaba, envía el mensaje. (Detección continua de portadora).
2- Escuchar si está ocupado el mensaje, se espera un tiempo aleatorio y vuelve a intentar la
transmisión, hasta que lo consigue (Detección no continua de portadora). Se reduce el nº de
colisiones, con lo cual el rendimiento total, aumenta. Cuando una estación está
transmitiendo un mensaje, esta estación envía otra señal por el canal secundario para indicar
que el canal principal está ocupado. Si no recibe la señal de acuso inicia otra vez el proceso.
1.3- Hay una serie de normas, que si dos emiten a la vez los dos se paran. Con estas normas
uno de los dos emite y el otro no. Antes se comprueba si alguien está utilizando el canal y si
ha habido una colisión, si la ha habido la transmisión se detiene. Para volver a transmitir se
espera u tiempo, que puede ser predefinido o aleatorio.
1.4-
Primero la estación comprueba si la línea está libre, si está libre indica al resto de
estaciones que va ha enviar un mensaje, si hay varias estaciones esperando el orden se hace
mediante un esquema ya fijado.
Puede darse el caso que por culpa de dos estaciones la red se quede parada, ya que, estas dos
estaciones estarán todo el rato comunicándose, siendo una la transmisora y la receptora, tiene
el derecho de alusión y le contesta, y así sucesivamente.
2-
Seria llamar a una estación para que transmita o reciba un mensaje, requiere de un control
centralizado de todas las estaciones.
Se habla de estación principal y estaciones secundarias. Cada estación secundaria dispone de un
Buffer de tal manera que el mensaje permanece en esa zona hasta que la estación principal va
llamando a las secundarias para ver si alguna tiene algún tipo de mensaje a emitir, si lo tiene se le
deja transmitirlo o se le puede asignar un tiempo para que efectúe la transmisión.
Si la estación a la que le llega el Polling no tiene nada que transmitir ha de contestar mediante
un mensaje de control, para poder seguir explorando el resto de estaciones secundarias.
Cada vez que la estación principal llama a la secundaria ha de esperar a que responda y así
sucesivamente y es la estación central la que decide quien tiene acceso a la red.
Todas las estaciones tienen la misma prioridad, pero puede ser que no siempre sea así. Hay
varios factores en cuenta, si una estación trabaja más o menos que el resto, si dos estaciones
tienen mucho trabajo se les llama más amenudo etc...
- Longitud del mensaje : Suele ser mayor que en las de contienda, pero, tampoco son
excesivamente largos, ya que, el tiempo de espera puede ser largo.
- Volumen de tráfico : Soportan un tráfico entre normal y alto. La limitación está por el hecho de
tener que esperar la autorización para transmitir. Se evitan conflictos ya que hay un control
centralizado.
- Tamaño de la red : La distancia entre estaciones y la longitud e la red, está limitado al medio
de transmisión que se utilice.
- Rendimiento : Se trabaja mejor con una carga media. Con poco tráfico no es una red muy
efectiva, puesto que la mayor parte del tiempo se lo pasa haciendo preguntas.
- Carga : El hecho de tener que llamar a las estaciones y esperar respuesta, la carga es alta. Tal es
así que en algunas redes la estación central no se puede utilizar como una estación de trabajo.
- Espera : Los tiempos de espera relativamente son largos, puesto que la mayoría de sistemas en
cada ciclo llama una vez a la estación y son estables.
-Fallo de estaciones : El fallo de una estación no afecta a la red. Se puede hacer que si una
estación no está activa, no se le hará la llamada. Pero como falle la estación principal, el sistema
falla.
- Expansión : Se ha de indicar a la estación central otra dirección y reorganizar el orden de
llamadas a las estaciones.
3- Hace circular siempre el paso de testigo o grupo de bits, que hace que la estación por donde
pasa o posee este grupo de bits tiene derecho a utilizar la línea. El control de la red no está
centralizado, no hay ninguna estación central. Cuando una estación desea transmitir, recibirá un
testigo vacío con cabecera, campo de datos y campo final, insertará datos e información necesaria
para que llegue a su destinatario y después lo envía otra vez a través de la red. El testigo no estará
vacío, tendrá una dirección de destino, origen, un encaminamiento y el mensaje final. Conforme
las estaciones vayan dejando información el testigo será más grande, más direcciones, más
encaminamientos etc...
La estación que posee el testigo puede enviar datos de una longitud máxima establecida, si no
tiene nada que transmitir lo reenvía y pasa el testigo a la siguiente estación.
En la mayoría de redes de este tipo la información se suele pasar de una estación a otra, pero,
dependiendo de que topología se podrá hacer mediante un orden establecido. En estos casos la
estación emisora debe conocer la dirección de la receptora, al contrario que en la topología en
anillo.
Todas las estaciones de la red leen la dirección que contiene el testigo, si no coincide pasa a la
siguiente, si coincide la estación receptora recibe el mensaje, pone una marca conforme ha
recibido el mensaje o lo ha denegado y la envía otra vez junto al testigo (acuse de recibo).
Cuando llega otra vez el testigo a la estación de origen (emisora), lo que hace es que lee el
testigo, borra el mensaje, lo marca como vacío y continúa el proceso. Si el mensaje lo ha recibido
mal, la receptora, al recoger e acuso de recibo coge el mensaje con el que ha enviado y sabrá si
tiene algún error, si tiene algún error lo vuelve a enviar.
- Longitud del mensaje: Se pueden emplear mensajes largos y como los mensajes se incluyen en
el testigo se pueden transmitir diversos tipos de mensajes.
- Volumen del tráfico: El tráfico puede ser bastante alto, todo el mundo tiene el mismo derecho a
la red.
- Tamaño: No hay ningún tipo de problema. Están limitadas por el medio de transmisión, no por
el protocolo.
- Rendimiento: El rendimiento es bastante bueno, incluso con un tráfico entre normal y alto es
bastante bueno.
- Carga: Soportan una carga algo elevada por soportar mucho tiempo en la transferencia y control
del testigo.
- Espera de acceso: Con un tráfico normal el tiempo es corto y con mucho tráfico el tiempo de
espera resulta corto y los tiempos suelen ser constantes.
- Fallo de estaciones: Si falla una, falla toda la red. Pero si hay relés centralizados, aunque falle
uno, la red sigue funcionando.