Máster en Energías Renovables Distribuidas

Máster en
Energías Renovables Distribuidas
Gestión de la Red Eléctrica
Profesorado
Juan Carlos Amatti
Antonio Moreno Muñoz
Máster en Energías Renovables Distribuidas
Gestión de la red Eléctrica
Contenido
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Introducción........................................................................................... 5
Evolución de la estructura de los SGD................................................ 6
Características de la arquitectura del SGD........................................ 8
Características básicas de un SGD .................................................... 10
Soluciones para el Diseño de un SGD ............................................... 10
Definición de la arquitectura del SGD .............................................. 11
Aspectos de la Implantación de un SGD........................................... 16
Sistemas Informáticos: conceptos básicos y funcionamiento general
18
8.1.Componentes y funcionamiento general de un sistema informático
19
8.2.Componentes y funcionamiento general de un sistema informático
22
9. Tendencias actuales de arquitecturas informáticas para
organizaciones complejas ................................................................... 23
10. Modelos actuales.................................................................................. 24
11. Los procesos cooperativos .................................................................. 24
12. La arquitectura cliente-servidor........................................................ 25
13. Clasificación de los sistemas informáticos ........................................ 25
14. Componentes del subsistema físico.................................................... 26
15. Componentes del subsistema lógico................................................... 28
15.1. El software de base........................................................................ 28
15.2. El software de aplicación.............................................................. 29
16. Arquitectura de un sistema físico ...................................................... 29
17. Redes de Área Amplia (WAN) ........................................................... 30
18. Historia de las redes Ethernet............................................................ 32
18.1. Objetivos de las redes de área local Ethernet............................. 33
19. Diferencias entre Ethernet (DIX) y IEEE 802.3............................... 34
19.1. Formato de la trama ..................................................................... 35
19.2. Características de Ethernet.......................................................... 36
20. Control de acceso al medio IEEE 802.3 CSMA/CD ........................ 37
20.1. Definición de CSMA/CD .............................................................. 37
20.2. Detección de portadora................................................................. 38
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20.3. Detección de colisiones.................................................................. 38
20.4. Funciones de CSMA/CD............................................................... 38
20.5. Encapsulado/Desencapsulado de datos....................................... 38
20.5.1.
Encapsulado.............................................................................. 38
20.5.2.
Desencapsulado ........................................................................ 39
20.6. Administración de acceso al medio ............................................. 39
20.7. Codificación/decodificación de datos .......................................... 39
20.8. Trama de transmisión CSMA/CD............................................... 40
21. Tipos de Ethernet ................................................................................ 42
22. Componentes de Ethernet .................................................................. 42
22.1. Componentes de Ethernet a 10 Mb/s .......................................... 42
22.1.1.
Equipo Terminal de datos (Data Terminal Equipment,
DTE) 43
22.1.2.
Interfaz de unidad de conexión (Attachment Unit
Interface, AUI)..................................................................................... 43
22.1.3.
Conexión al medio físico (Physical Medium Attachment,
PMA) 44
22.1.4.
Interfaz dependiente del medio (Medium Dependent
Interface, MDI).................................................................................... 44
22.1.5.
Medio......................................................................................... 44
22.2. Componentes de Ethernet a 100 Mb/s ........................................ 44
22.2.1.
Interfaz independiente del medio (Media Independent
Interface, MII) ..................................................................................... 45
22.2.2.
Dispositivo de capa física (Physical Layer Device, PHY) . 45
22.2.3.
Medio ..................................................................................... 45
22.3. Componentes de Ethernet a 1000 Mb/s ...................................... 45
23. Topologías Ethernet ............................................................................ 46
23.1. Topología Bus ................................................................................ 47
23.2. Topología Jerárquica.................................................................... 48
23.3. Topologia de malla ........................................................................ 48
24. TCP/IP.................................................................................................. 48
24.1. Motivos para trabajar con Enlaces de Redes............................. 49
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Tema 5
Estructura de los Centros de Control
Objetivos
Estudiar las estructuras de los centros de control para la red eléctrica. Analizar los distintos
componentes de los centros de control, enfocando principalmente el tema desde el punto de
vista de los sistemas de comunicación.
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1. Introducción
Los centros de control de energía del sistema de distribución han tenido una evolución
en el tiempo, propiciada por el desarrollo de la informática y de las redes de comunicación.
Con el aumento de la complejidad de la red eléctrica, la transformación de los mercados
eléctricos regulados en desregulados de libre acceso con competencia y el cumplimiento de
calidad de potencia, constituyen los elementos que justifican la implantación de un sistema
de automatismo en las redes de distribución o un sistema de gestión de la red de
distribución.
Por lo tanto es necesario establecer una política de desarrollo adecuada al proyecto de
sistema automático a implementar, presentadoce en función de la importancia del proyecto
y los objetivos por alcanzar dos alternativas:
1._ Nuevo sistema de gestión: teniendo en cuenta las especificaciones funcionales del
sistema a desarrollar, remplazando todos los equipos existentes.
2._ Extensión del sistema existente: utilizando y extendiendo la estructura y equipos
actuales, definiendo los cambios para alcanzar los objetivos planteados.
De estas alternativas la primera es la que permite alcanzar una mayor funcionalidad, ya
que no esta limitada por los sistemas existentes, diferenciándose porque la segunda
alternativa puede establecer algunas limitaciones en los objetivos.
Desde el punto de vista de la implantación la segunda alternativa presenta mayores
ventajas, ya que se parte de un sistema funcional operativo, no obstante debido a la
necesidad de integrar equipos o distintos sistemas puede aumentar la complejidad del
desarrollo del proyecto.
En la dedición final de la alternativa de proyecto de sistema de gestión también puede
tener mucha importancia el factor económico, que se comparara con los beneficios
esperados de la gestión eficiente del sistema de distribución de energía eléctrica.
Se pueden citar algunos ejemplos de empresas eléctricas que han realizado inversiones
en la gestión del sistema de distribución y han optado por la integración de los sistemas
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existentes en la medida que esto sea posible, el caso de la “Consolidated Edison” (Nueva
Cork) y Florida Power and Light” cuyos conceptos de integración se pueden sintetizar en:
¾ Integración de los distintos sistemas en una red de área Local.
¾ Único punto de acceso a todos los sistemas desde el centro de control
¾ La posibilidad de compartir información entre los distintos sistemas
independientes mediante el desarrollo de módulos adicionales.
Otras empresas debido a un estado inicial menos desarrollado del área de operación,
han optado, una vez tomada la dedición de automatizar la red de distribución, por una
definición mas completa del sistema de gestión
de la distribución. Ejemplos de esta
situación lo constituyen las empresas eléctricas españolas Unión FENOSA, Eléctricas
Reunidas de Zaragoza (ERZ) e Iberdrola [Belenguer, 1997].
2. Evolución de la estructura de los SGD
Los Sistemas de Gestión de la Distribución se diferencian de los sistemas de gestión de
energía (Energy Management System, EMS), debido a que estos últimos generalmente
están constituidos por varios centros de control, organizados en forma jerárquica. Los
sistemas de gestión de la distribución están formados usualmente por varios centros de
control independientes, los cuales gestionan una zona determinada del sistema de
distribución de energía eléctrica.
Cuando la estructura del SGD es centralizada, pueden aparecer problemas desde el
punto de vista de la información, debido a la cantidad de datos que deben manejarse en el
centro de control y también debido a que es necesario operar con un gran numero de
equipos instalados en el sistema.
Una alternativa que permite disminuir el flujo de
información es ejecutar ciertas funciones con autonomía local, disminuyendo el
procesamiento a lo largo de la red. El ejemplo que de esta situación que esta tomando
mucha trascendencia en los últimos tiempos es el automatismo en las estaciones
transformadoras o subestaciones.
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La estructura del SGD con organización jerárquica se puede observar en la figura 1
[Roldán, 1992].
Figura 1. Estructura jerárquica de un centro de control de distribución
En la actualidad teniendo en cuenta el cambio de los mercados energéticos presenta
mayores ventajas las estructuras abiertas para los SGD, como ejemplo podemos analizar el
sistema de la figura 2 [Céspedes, 2005], donde las principales características de la
estructura se pueden enumerar en los siguientes puntos:
¾ Distribuir funciones en diferentes servidores.
¾ Interconectar todos los componentes a través de una LAN “de facto” (Fast
Ethernet o FDDI), accesibles desde cualquier servidor.
¾ Estar diseñada bajo el principio de no tener un punto simple de falla para las
funciones críticas (criterios de redundancia o reserva).
¾ Consistir de servidores, workstations y periféricos reemplazables (plug in),
expandibles y mejorables (upgrading)
¾ Interoperar hardware y portar software de diferentes proveedores.
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Applications
Subsystems
Data
Acquisition
Subsystem
RTUs
Data
Acquisition
Subsystem
RTUs
User Interface
Subsystem
(Remote and
Local Consoles/
Workstations)
Applications
Subsystems
Communications
Subsystem
LAN
Local I/O
Subsystem
Mapboard
Local
Analog &
Digital
Recorders
Related
Systems
Communications
Subsystem
Information
Management
Subsystem
Figura 2. Estructura distribuida de un moderno centro de control para distribución
3. Características de la arquitectura del SGD
El centro de control de un SGD deberá incluir los siguientes componentes basicos:
1)
2)
3)
4)
Modulo de adquisición de datos.
Sistema de comunicación.
Modulo de almacenamiento de la información.
Funciones de aplicación las cuales representan las herramientas que los encargados
de la operación, utilizan en la gestión de la red.
Los componentes del SGD interaccionan entre si mediante el intercambio de
información. Las funciones o procesos del SGD acceden a la información, posiblemente en
forma concurrente, a una memoria central donde se almacena y mantiene toda la
información del sistema de distribución. Es conveniente la separación entre las funciones
de gestión y la gestión propiamente dicha de la información, para permitir mayor
flexibilidad a la hora de agregar nuevas funciones al centro SGD. Cuando la información se
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organiza con exclusividad para cada aplicación se denomina arquitectura orientada a la
aplicación, la alternativa restante es la arquitectura orientada a la información.
El procesamiento de la información presenta algunas características que se deberán
considerar:
a) Cantidad de la información a tratar. La información que debe gestionar el
SGD, es muy variada y proviene de distintas fuentes, datos de los elementos
físicos del sistema, localización geográfica de los componentes de la red,
medidas de las variables eléctricas del sistema, alarmas recibidas y también los
resultados de los análisis y previsiones. Por lo tanto se deberá prestar suma
atención al tratamiento y almacenaje de todo este volumen de información.
b) Características de funcionamiento en tiempo real. Para poder lograr los
objetivos del Sistema de Distribución cada vez es más necesario disminuir los
tiempos de actuación sobre los equipos de la red y además reducir el intervalo
de adquisición de los datos de la red. El tiempo real implica que el control se
realiza en el instante, la demora es mínima. No obstante se deberá considerar
los tiempos de respuesta del sistema eléctrico, que para el nivel de distribución
es más grande que para el nivel de transporte. El proceso de información
considerando las restricciones temporales impuestas por el control en tiempo
real añade complejidad al problema de integración.
c) Problemas de concurrencia: Para que distintos usuarios puedan acceder a las
funciones del SGD, realizando distintas tareas deberán resolverse los posibles
problemas de concurrencia, coherencia y seguridad en el tratamiento de la
información.
d) Complejidad en la implementación de las funciones: Para poder lograr los
objetivos planteados para el SGD, será necesario implantar un numero elevado
de funciones, que complican integración en un único sistema, compartiendo
recursos o trabajar en paralelo o interactuando para resolver.
e) Naturaleza de las funciones de aplicación: Las funciones a integrar en el
SGD, pueden ser de distinta naturaleza y heterogeneidad. Por lo tanto será
necesario distinguir entre funciones o aplicaciones que deben operar en tiempo
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real, cuyos requerimientos de información son mas exigentes y las que por su
naturaleza pueden trabajar con tiempos de operación mayores. También según
el tipo de algoritmo que utilicen pueden existir funciones procedurales,
funciones basadas en reglas que representen conocimiento heurístico, funciones
que utilicen otros algoritmos como redes neuronales.
4. Características básicas de un SGD
El SGD puede tener una complejidad importante dependiendo de los objetivos que se
pretendan alcanzar con su aplicación. Por lo tanto es necesario a la hora de diseñar el SGD,
realizar un minucioso análisis, para lograr una correcta funcionalidad del sistema
caracterizada por su operatividad y por lo tanto evitar su obsolescencia prematura,
determinada por su adaptabilidad (la posibilidad de adaptarse a los cambios en el tiempo).
Las características básicas de un SGD se pueden establecer en dos conceptos:
INTEGRACIÓN: La integración es la característica que permite que los componentes
del SGD formen parte de una plataforma en común. Los componentes a integrar son el
SCADA, la base de datos geográfica (GIS), la base de datos de los Clientes, la integración
de la información, siendo común el acceso a la información a las distintas base de datos por
las aplicaciones.
FLEXIBILIDAD: La flexibilidad se puede definir como la característica del SGD que
le permite adaptarse a el paso del tiempo, evitando una prematura obsolescencia. En la
actualidad este concepto se puede definir por los sistemas abiertos (Open Systems), cuya
característica es la posibilidad de extenderlos y ampliarlos fácilmente sin depender del
fabricante. Con esta característica se evitan los sistemas propietarios, que en los comienzos
de los Sistemas de Gestión, fueron comunes. Los sistemas flexibles permiten la
modificabilidad o adaptación a nuevas condiciones y la incrementabilidad, permitir la
incorporación al sistema de nuevos componentes sin problemas.
5. Soluciones para el Diseño de un SGD
Para poder cumplir con los objetivos planteados precedentemente un SGD deberá
poseer las siguientes características basicas [Berenguer, 1997]
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a) Arquitectura abierta. El sistema se construye como una colección de componentes
modulares e independientes con interfaces estándar. Cualquier componente puede ser
remplazado sin modificar el resto. Las herramientas de desarrollo son igualmente
productos Standard no propietarios de ningún suministrador particular.
b) Lenguaje de programación orientada a objetos. Su aplicación al modelado de la
información y al desarrollo del sosftware permiten representación natural de la
información y el desarrollo de sofware modular y reutilizable lo que añade
características de flexibilidad al sistema.
c) Procesamiento multi-agente. Los procesos de gestión técnica de la distribución se
realizan mediante la participación de diversas funciones que resuelven algún aspecto
principal del problema. Como ejemplo consideremos la función de gestión de la
eficiencia con la reconfiguración para minimizar pérdidas, se deberán además tener
presente otras aspectos, como el control de tensión, seguridad de la red etc. Por lo
tanto es necesario establecer un procedimiento que permita esta colaboración de
funciones en forma organizada y eficiente.
6. Definición de la arquitectura del SGD
Es necesario establecer las funciones básicas que debe realizar un SGD y luego poder
decidir sobre la definición de la arquitectura. Por lo tanto se pueden establecer como
funciones las siguientes:
•
Recibir toda la información de la red: medidas de las variables eléctricas,
estado de los elementos, alarmas, etc.
• Organizar y mantener toda la información relativa al sistema de distribución.
• Tener operativas y permitir la ejecución de las funciones de gestión.
• Tener una interfas usuario amigable, que permita la interacción con el
operador.
El tiempo de respuesta de las funciones de gestión deberá ser razonable con los tiempos
de respuesta del sistema, teniendo en cuenta que resultados con tiempos de ejecución altos
pueden retrasar una acción eficiente sobre el sistema. Por lo tanto será necesario establecer
un conjunto de especificaciones del sistema relativas a los tiempos de respuesta.
También es necesario establecer una redundancia de algunos elementos para garantizar
una disponibilidad continua del sistema.
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La arquitectura la podemos definir como la estructura composicional básica de un
sistema incluyendo las relaciones funcionales existentes entre los distintos elementos que lo
componen junto con un conjunto de especificaciones relativas a aspectos concretos de
diseño [Berenguer, 1997].
En la figura 3 se puede observar la arquitectura de un centro de control de mas alto
nivel propuesto por el autor de la referencia anterior, en la que se distinguen los siguiente
elementos:
¾ Procesos de adquisición de datos y control.
¾ Almacenamiento y organización de la información de la red.
¾ Procesos de gestión técnica de la red.
Figura 3. Arquitectura de un Centro de control para el SGD
En este modelo de arquitectura el modulo central es el sistema de información, cuya
función principal es mantener actualizada toda la información de la red, referente a los
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datos sobre instalaciones, consumos, alarmas, medidas de las variables eléctricas,
conectividad de la red, información geográfica, etc.
La conexión del sistema de información con los procesos de gestión o funciones de
gestión se realiza a través de un conjunto de rutinas de acceso que, básicamente realizan las
funciones de lectura-escritura sobre la base de datos. Estas rutinas pueden formar parte de
un sistema de gestión de base de datos (SGBD) que también ofrece otras funciones como
control de seguridad, control de acceso, etc.
Como en el sistema cualquier aplicación debe acceder a la base a través de las rutinas
de acceso propias del sistema de información, logra con esto características de flexibilidad
debido a:
¾ Establece una interfaz estándar común para todos los elementos exteriores al
sistema de información.
¾ Asegura la independencia entre las aplicaciones y el sistema de información.
El sistema de información también cumple la función de creación de nuevas variables
denominadas eventos, cuando se producen cambios en determinadas variables del sistema
ejemplo una corriente supera un limite especificado o una tensión, se crea una variable de
evento que pone en marcha alguna función de gestión para generar una medida correctora.
También se pueden generar eventos cuando la ejecución de una función de gestión da
como resultado el cierre de un interruptor. Esta acción determina el cambio de la variable
asociada en el sistema de información con el estado del interruptor, que deberá pasar al
nuevo valor, y el sistema de información debe notificar al modulo de adquisición y control
para proceder a cambiar el estado del interruptor. La forma de controlar los eventos puede
ser mediante rutinas que se añaden al conjunto de rutinas de lectura y escritura de la base de
datos, completando la interfaz.
El sistema de adquisición de datos y control estará integrado por todos los equipos
distribuidos en la red que se encargan de realizar las medidas de las variables eléctricas del
sistema: Módulos de las tensiones complejas en los nodos, potencias activas y reactivas
inyectadas en los nodos ( Pi Qi ), potencias activas y reactivas de flujo en las líneas
( Pij Qij ) y medidas de corriente, son realizadas por las unidades remotas (Remote Terminal
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Units, RTUs), que deben tener un sistema de comunicación bidireccional con el objetivo de
posibilitar acciones sobre los elementos asociados (interruptor).
Los módulos de adquisición de datos se encargan de concentrar la información de todos
los puntos o centros de control dependientes del centro de control general y además de
servir como interfase con la base de datos. También se le puede agregar algunas funciones
adicionales como filtrado de datos, etc.
Las funciones como el mantenimiento de la base de datos del sistema, la creación
periódica de copias de seguridad (back ups), almacenamiento de información procesada, la
realización de estadísticas y registros, etc. son llevadas a cabos por la función de gestión de
la información. Esta función también puede tener a su cargo el enlace del SGD con otros
sistemas de información de la empresa, como la base de datos de los clientes
o de
facturación.
Se debe tener en cuenta como se organiza el Departamento de Planificación ya que el
intercambio de información entre Operación y Planificación puede ser muy importante. Se
puede pensar en que el Departamento de Planificación cuente con una copia de toda la
información de operación que sea gestionada y actualizada por la función de gestión de la
información.
La gestión propiamente dicha de la red se realiza por medio de los procesos de gestión
o funciones de gestión que componen el SGD, los que trabajan con la información
procedente de la base de datos del SGD y están compuestos por diversas funciones que
permiten obtener los objetivos planteados para cada proceso. Cada función de gestión o
proceso de gestión tiene como base la colaboración de las funciones que lo componen,
realizada compartiendo información en una zona de memoria común a todos los agentes
que están tratando de resolver un problema especifico.
La interacción entre cada función de gestión y el operador del sistema se realiza
mediante la interfase hombre-maquina (Man Machina Interface, MMI), el operador puede
intervenir en los procesos de gestión realizando funciones de supervisión o en algunos casos
participando en la resolución del problema. También por intermedio de la MMI el operador
tiene acceso a toda la información de la base de datos del sistema y se le presentan las
alarmas o información de los eventos mas significativos que se están produciendo.
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Como los procesos de gestión, junto con las MMI acceden tanto a la lectura como a la
escritura a la base de datos del SGD, se hace necesario coordinar los distintos accesos con
el objeto de:
¾ Mantener actualizada la información con la que trabaja cada proceso de
gestión.
¾ Mantener la coherencia de la información, para que todas las funciones puedan
disponer de la misma información actualizada.
Por lo tanto es conveniente que exista un modulo de control de acceso de procesos que
además tenga las siguientes funciones:
¾ Informar a las funciones de los eventos relacionados con sus objetivos.
¾ Configurar la interfase entre la base de datos y las funciones de gestión y el
operador.
¾ Generar la información procesada, adaptada para cada uno de las funciones, se
puede pensar que transforma en forma eficiente la información de la base de
datos única, para que pueda ser utilizada por las funciones de gestión.
Como podemos observar en la figura 3 el modelo de arquitectura propuesto cumple con
los requisitos de flexibilidad e integración, que se establecieron como básicos para el SGD.
Del modelo se pueden destacar las siguientes características:
Funciones o procesos de gestión independientes tanto de la base de datos como de otras
aplicaciones, por lo tanto pueden ser modificadas o pueden ser creadas nuevas, afectando al
mínimo el resto del sistema.
La base de datos forma el núcleo del sistema y posee una interfaz estándar con el resto.
Cualquier modificación del modelo de los datos provoca únicamente la modificación de las
rutinas de acceso.
¾ El conjunto de eventos definidos puede ser ampliado sin afectar a los existentes.
¾ Cada función de gestión puede ser ampliada con nuevas funcionalidades
afectando únicamente al elemento de control.
¾ El sistema es capaz de integrar toda la información necesaria para la gestión de
la distribución.
¾ El sistema tiene la capacidad de comunicarse con otros sistemas de la empresa.
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¾ El sistema tiene todas las funciones técnicas necesarias para la gestión
automática de red de distribución.
7. Aspectos de la Implantación de un SGD
Cuando una empresa eléctrica debe implantar un Sistema de Gestión de la Distribución
(SGD), es muy raro que el proyecto contemple un nuevo sistema que no permita la
integración de los componentes existentes en el centro de control, utilizados para la
operación actual del sistema. La situación común es de recurrir a la integración a través de
una red de área local (LAN), de los sistemas suministrados por fabricantes especializados
en cada campo, básicamente un SCADA, una base de datos y un módulo de aplicaciones,
como ejemplo de estos sistemas podemos nombrar el SGD de Unión Fenosa.
Cuando se busca integrar componentes del SGD, entendiéndose como la integración la
comunicación y la colaboración de los mismos, que en muchos casos han sido diseñados
para trabajar en forma independiente, aparecen problemas de difícil solución, dando
resultados no siempre satisfactorios. Como ejemplo podemos citar que en los centros de
control de algunas empresas, los operadores trabajan básicamente en el SCADA, aunque en
el mismo centro de control, en otras computadoras se halla instalado un sistema de
información de la red de distribución, que no tiene conexión con el anterior y que es casi
ignorado por los operadores.
No obstante si existen sistemas independientes en su concepción es posible que se
pueda adoptar la arquitectura como la definida, con las características de modularidad y
flexibilidad, distinguiendo y separando claramente la adquisición de datos, el
almacenamiento de la información y los procesos o funciones de gestión técnica. Cuando se
busca implantar esta arquitectura con sistemas independientes es necesario desarrollos
adicionales de éstos y es posible que no se pueda alcanzar una funcionalidad máxima.
Es importante destacar que las funcionalidades que ofrece cada uno de los
componentes independientes pueden ser incrementadas en forma sustancial si no se busca la
integración adecuada en un SGD.
Si tomamos como ejemplo el SCADA incluye únicamente información relacionada con
los elementos telecontrolazos y con la adquisición de datos. No incluye un modelo
completo de la red, que permita el desarrollo de aplicaciones de gestión. Cuando se
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modifica el SCADA con un puente que permita trasvasar los datos a una base de datos
general que si incluya toda la información relativa al sistema de distribución se avanza
notablemente en la consecución de un sistema de gestión integral.
La arquitectura planteada se basa en la denominada arquitectura computacional clienteservidor, que en los últimos años se ha impuesto de forma generalizada a otros modelos,
prácticamente la totalidad de los sistemas de información desarrollados recurren a este tipo
de arquitectura.
La arquitectura cliente-servidor, denominada también arquitectura distribuida, se puede
decir que ofrece un modelo natural de implantar la arquitectura del SGD debido a que:
•
•
•
La distribución de las funciones o procesos en diferentes ordenadores se adapta
perfectamente a la arquitectura modular del SGD.
La comunicación entre las funciones o procesos se puede realizar mediante la
LAN.
Se puede construir un sistema modular y flexible, características fundamentales
de la arquitectura que ha de poseer un sistema de gestión de la distribución
SGD.
Según el modelo cliente-servidor, tal como muestra la figura 4, se compone de un
conjunto de computadoras (computadoras personales o estaciones de trabajo) que
desarrollan las funciones contempladas en la arquitectura del SGD, utilizando como medio
físico de comunicación la LAN, que en el caso mostrado es redundante para aumentar la
fiabilidad y la eficiencia del sistema.
Se debe destacar la característica importante de los sistemas cliente-servidor actuales
en la utilización generalizada de estándares, lo cual añade independencia frente al
suministrador y por lo tanto incrementa la flexibilidad del sistema, es común en los sistemas
actuales la utilización como sistema operativo Windows o UNIX y de los protocolos de
comunicación TCP/IP.
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Figura 4. Arquitectura Cliente-servidor de un Centro de control para el SGD
8. Sistemas Informáticos: conceptos básicos y funcionamiento
general
Los sistemas informáticos o de computación representa la principal herramienta en un
Centro de Control de Energía (Energy Management System, EMS o del Distribution
Management System, DMS), éstos en forma general se pueden definir como el conjunto de
elementos que hacen posible el tratamiento automático de la información. El sistema
informático estaría compuesto por los equipos y el personal que realiza las funciones de
entrada, proceso almacenamiento, salida y control con el fin de llevar a cabo una secuencia
de operaciones con datos.
Por lo tanto el sistema informático esta constituido por elementos físicos, lógicos y
humanos que están interrelacionados entre si y relacionados a su vez con el sistema global
en que se encuentra, para conseguir un objetivo o fin determinado.
Estructuralmente un sistema informático se puede dividir en partes pero,
funcionalmente es indivisible, ya que si se dividiera perdería alguna de sus propiedades
esenciales. Por lo tanto un sistema informático sin alguno de sus componentes, no
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funcionara. Como características globales de un sistema informático podríamos señalar las
siguientes:
¾ Las propiedades o comportamiento de cada uno de los elementos del sistema
influyen en las propiedades y funcionamiento del sistema completo.
¾ El tipo de influencia que ejerce cada elemento del sistema depende, al menos, del
comportamiento de otro elemento.
¾ Cada sistema informático se compone, a su vez, de subsistemas que son sistemas
informáticos por sí mismo. Al final de la descomposición se llegará al sistema
informático elemental (un ordenador y su equipo lógico). Habrá que determinar en
que sentido y nivel de descomposición estamos hablando cuando nos referimos a
un sistema informático.
¾ Normalmente, el rendimiento de un sistema informático depende más de la
relación y coordinación entre sus componentes que del funcionamiento de cada
uno de ellos individualmente. Por eso, a veces, el funcionamiento de un sistema
informático no se mejora usando los mejores componentes físicos, lógicos y
humanos sino armonizando y coordinando efectivamente sus relaciones.
8.1. Componentes y funcionamiento general de un sistema informático
Un sistema informático está compuesto por:
a) Componente físico: que constituye el hardware del sistema informático, lo
conforman básicamente, los ordenadores, los periféricos y el sistema de
comunicaciones. Los componentes físicos proporcionan la capacidad y la potencia de
cálculo del sistema informático.
b) Componente lógico: que constituye el software del sistema informático y lo
conforman básicamente, los programas, las estructuras de datos y la documentación
asociada El software se encuentra distribuido en el hardware y lleva a cabo el proceso
lógico que requieren los datos.
c) Componente humano: constituido por todas las personas participantes en todas las
fases de la vida de un sistema informático (diseño, desarrollo, implantación,
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explotación). Este componente humano es sumamente importante ya que los sistemas
informáticos están desarrollados por humanos y para uso de humanos.
La estructura de un sistema informático genérico, se puede apreciar en forma grafica
en al figura 5.
El sistema informático ha evolucionado desde una primera situación en que todos los
componentes del sistema (físicos, lógicos y humanos) se encontraban centralizados en una
sala de ordenadores a la situación actual en que los componentes del sistema se encuentran,
normalmente, ampliamente distribuidos en diferentes lugares físicos. En la figura 6 se
muestra la estructura de un sistema informático centralizado.
Figura 5. Estructura de un sistema informático genérico
Este camino hacia la implantación progresiva de sistemas distribuidos ha pasado por
diferentes fases y se puede considerar que aún no ha finalizado. Veamos estas fases más
detenidamente:
¾ En una primera fase, al inicio de la informatización de las organizaciones, los
recursos están totalmente centralizados.
¾ En una segunda fase, se distribuyen los componentes físicos (y, en ocasiones, los
humanos) del sistema. La capacidad de proceso y almacenamiento sigue estando
centralizada pero las entradas y salidas de datos se han distribuido físicamente
(terminales "tontos" conectados a un equipo central).
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¾ En una tercera fase se distribuyen, además, los componentes lógicos del sistema Las
capacidades de proceso también se empiezan a distribuir pero no totalmente
(terminales con cierta capacidad de proceso conectados a un equipo central).
¾ En la última fase, se llega al modelo más avanzado de informática distribuida en que
tanto la capacidad de proceso como la capacidad de almacenamiento sé encuentran
distribuidas en diferentes lugares.
Los sistemas distribuidos pueden organizarse de forma vertical o jerárquica y de forma
horizontal.
En una organización horizontal todos los equipos tienen la misma "categoría", es decir,
no existe un equipo central sino un conjunto de equipos interconectados que cooperan entre
sí.
Figura 6. Estructura de un sistema informático centralizado
En una organización vertical nos encontramos con varios niveles jerárquicos, entre los
que podemos destacar:
1) El nivel más alto de la jerarquía lo forman los equipos más potentes, del tipo de
los mainframes y realiza los trabajos de la organización que necesiten mayores
recursos. Este es el nivel de la Informática Corporativa, que soporta el Sistema
General de Información de la organización.
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2) El segundo nivel en importancia es el de la Informática Departamental, en el que
nos encontramos con ordenadores menos potentes, del tipo de los mini ordenadores,
que interaccionan con los mainframes del nivel superior y con los ordenadores del
nivel inferior. Actualmente, los mini ordenadores de este nivel son sustituidos, cada
vez con más frecuencia, por redes locales de ordenadores.
3) El último nivel de la jerarquía es el de la informática Personal, constituido por los
microordenadores o estaciones de trabajo que interactúan con los ordenadores de los
niveles superiores a través de redes de comunicaciones. Los ordenadores de este nivel
suelen disponer de herramientas especializadas para el trabajo personal.
8.2. Componentes y funcionamiento general de un sistema informático
Una arquitectura de un Sistema Informático podría definirse como un conjunto
determinado de reglas, normas y procedimientos que especifican las interrelaciones que
deben existir entre los componentes de un sistema informático y las características que
deben cumplir cada uno de estos componentes.
No se tratarán las distintas arquitecturas de un ordenador sino sólo cómo los distintos
tipos de ordenadores que pueden existir en un sistema informático pueden ser dispuestos
para satisfacer las necesidades de una organización.
En la década de los 80 aparecieron los conceptos de máquina departamental y de
ordenador personal (computador personal) y se desarrolló el concepto de proceso
distribuido con una arquitectura en tres niveles:
1) Mainframes: ordenadores centrales donde se encontraban las aplicaciones
corporativas.
2) Máquinas departamentales: donde se desarrollaban aplicaciones técnicas o
científicas y frecuentemente, la entrada de datos.
3) Puestos de trabajo: conectados a los anteriores a través de una red (terminales
inteligentes o tontos).
A finales de los 80 se avanza en tormo al concepto de proceso cooperativo, que trata de
aprovechar el poder potencial de las estaciones de trabajo y de los PC, sin por ello sustituir
los mainframes. Se pretende hacerlos actuar no exclusivamente como terminales, sino
soportar parte del proceso que hasta ese momento era realizado por los ordenadores
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centrales y aprovechar de esa forma facilidades de edición y presentación de las
herramientas de la estación de trabajo.
A partir de este momento el mainframe aparece más como un nodo dentro de la red
empresarial de información que como el núcleo central de todos los cálculos y aplicaciones
y surge un nuevo concepto dé arquitectura que es el modelo cliente- servidor, en el que los
elementos antes descritos trabajan como servidores, es decir, realizan funciones que pueden
ser complejas, tales como servidores de bases de datos o simples como servidores de
impresión.
Los equipos son conectados a través de una red por la que circulan procesos
proporcionando la arquitectura las reglas por las que estos procesos son distribuidos. Cada
proceso esta formado por una pareja (petición y respuesta) donde la petición es el cliente y
el servidor la respuesta.
9. Tendencias actuales de arquitecturas informáticas para
organizaciones complejas
El sistema de información de una organización está soportado por su sistema
informático al que se le exige respuesta en dos vertientes, a veces contrapuestas:
¾ Entorno departamental: adecuado a las necesidades concretas de cada
departamento, ágil y susceptible a cambios rápidos, sin restricciones a la
creatividad ni pérdida de eficacia por supeditarse al sistema global.
¾ Sistema global: que facilite a los órganos de gobierno información coherente,
permanentemente actualizada y permita la comunicación e intercambio de datos
y servicios entre los diferentes departamentos.
A lo largo de la historia ha habido distintos modelos de arquitecturas informáticas que
siempre se han movido entre los siguientes extremos:
¾ Informática centralizada: formada por un ordenador central (host) en el que
residen todos los datos y tratamientos.
¾ Informática distribuida: en la que cada departamento usuario dispone de su
propio sistema informático a la medida de su volumen y necesidades.
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10. Modelos actuales
El modelo totalmente distribuido en el que el usuario final no tendría que preocuparse
de dónde se encuentran los datos ni de donde se ejecutarían los distintos tratamientos, que
estarían dispersos por los distintos equipos y bajo el control del propio sistema, y en el que
el acceso a todos los datos y servicios estaría garantizado desde cualquier puesto conectado
de forma transparente al usuario, garantizando el sistema la integridad y consistencia de los
datos, no ha sido todavía completamente conseguido.
La situación actual es que existen en el mercado informático numerosas plataformas de
hardware y software que, mediante las correspondientes normas y estándares emitidos por
las asociaciones y organizaciones encargadas de ello, pueden, y son de hecho, ser
conectados entre sí para comunicarse, intercambiar datos y servicios, etc. de forma que
obtengamos un sistema informático adecuado a cada organización.
Este tipo de cooperación organizada de tareas y servicios, residentes en distintas
plataformas, para realizaciones de mayor alcance, enmarcan las arquitectural de procesos
cooperativos, que parecen marcar una tendencia actual muy firme.
11. Los procesos cooperativos
El proceso cooperativo es aquél en que dos o más elementos lógicos diferentes
interactúan entre sí en la realización de una tarea común. De otra forma, el proceso
cooperativo consiste en un conjunto de ordenadores que ejecutan una misma aplicación
(normalmente un host y varios microordenadores que comparten la ejecución de un proceso
global).
También podríamos definir el proceso cooperativo como el que utiliza plataformas
software de diferentes suministradores, como soporte para la ejecución de una aplicación
global.
Las ventajas de los procesos cooperativos frente al modelo tradicional se derivan
directamente de la utilización eficiente de los equipos microordenadores y la consiguiente
descarga de tareas del ordenador central. Por ejemplo, el número de transacciones del host a
los microordenadores se reduce mucho al realizarse los tratamientos de validación en éstos
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últimos y llegar la información al host previamente depurada (el host no tiene que, informar
al terminal de errores detectados).
Los procesos cooperativos, genéricamente, pueden adoptar distintas arquitecturas o
formas prácticas reales. Entre ellas destacan:
¾ El proceso distribuido.
¾ Las bases de datos distribuidas.
¾ El proceso cooperativo, propiamente dicho.
12. La arquitectura cliente-servidor
Podríamos definir la arquitectura cliente-servidor como un modelo en el que un puesto
de trabajo o cliente accede mediante una combinación de hardware y software a los
recursos situados en un ordenador denominado servidor- Por tanto, en cierta manera, es una
forma de proceso cooperativo.
Las ventajas de este modelo podrían ser, entre otras:
¾ Disponibilidad: es un modelo muy extendido que se puede construir con
tecnología actual y relativamente asequible.
¾ Bajo coste: ya que se puede reducir el coste del sistema de comunicaciones y
optimizar el. uso de los recursos empleados.
¾ Modularidad: posibilidad de crecimiento permanente (usando, además,
equipos y plataformas de distintos fabricantes).
¾ Control centralizado: se puede realizar el control centralizado del sistema
global.
13. Clasificación de los sistemas informáticos
Atendiendo al criterio de las prestaciones que proporcionan los sistemas informáticos,
éstos se pueden clasificar en:
1) Supercomputadores: equipos con gran capacidad de cálculo. Suelen ser de tipo
vectorial con varias CPU trabajando en paralelo. Se utilizan frecuentemente en el
entorno técnico científico y en la realización de simulaciones. Se llega a
elevadísimas prestaciones en la velocidad de proceso.
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2) Sistemas grandes o mainframes: equipos caracterizados por dar soporte a grandes
redes de comunicaciones con multitud de usuarios.
3) Sistemas medios o miniordenadores: equipos con capacidad para soportar cientos
de usuarios pero a un coste inferior al de tos sistemas grandes.
4) Estaciones de trabajo: equipos monousuarios muy potentes con gran velocidad y
elevadas prestaciones. Las estaciones de trabajo más modernas suelen ser de
tecnología RISC.
5) Microordenadores: equipos monousuario con, cada vez; mayores prestaciones. En
este grupo podemos encontrar.
•
Ordenadores profesionales.
•
Ordenadores personales.
•
Ordenadores domésticos.
Hay que tener presente que la diferencia entre los mainframes, miniordenadores y
microordenadores es difícil de establecer, así por ejemplo un microordenador muy potente
trabajando en un entorno multiusuario puede convertirse en miniordenador. Además, no
existen límites claros entre los miniordenadores más potentes y los mainframes más
pequeños y los criterios para clasificar un sistema en uno u otro tipo varían con el tiempo.
14. Componentes del subsistema físico
El subsistema físico consta de los siguientes subsistemas:
1. El ordenador o subsistema central: constituido por la unidad de control, la unidad
aritmético-lógica, la memoria principal, y los buses que son los canales de comunicación
entre los distintos elementos. Al conjunto formado por la unidad aritmética lógica y la
unidad de control se le denomina unidad central de proceso.
2. El subsistema de entrada/salida: constituido por procesadores de entrada/salida,
controladores o procesadores de periféricos y los propios periféricos.
3. El subsistema de comunicaciones: constituido por procesadores de comuninaciones
y por los elementos físicos de las redes de comunicaciones.
Las funciones de los diferentes elementos del subsistema central son las siguientes:
- UNIDAD DE CONTROL: Dirige todas las actividades del ordenador, generando
señales de control para el resto de las unidades según el código de operación de la
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instrucción. La ejecución de la instrucción supone realizar una serie de operaciones
elementales a través de la activación de una serie de señales de control.
- UNIDAD ARITMÉTICO-LOGICA: Ejecuta las operaciones aritméticas y lógicas
que le señala la instrucción residente en la unidad de control.
- MEMORIA PRINCIPAL: Almacena las instrucciones de los programas y los datos
que ha de procesar y los resultados que obtiene al ejecutar los programas. Está constituida
por celdas o elementos capaces de almacenar 1 bit de información. Es decir, un elemento de
memoria tiene el estado 0`, ó el estado 1. La memoria se organiza en conjuntos de
elementos de un tamaño determinado, denominado- palabras. A cada palabra le corresponde
una dirección única.
El subsistema de entrada/salida interacciona directamente con el subsistema central a
través de los procesadores de entrada/salida.
Una operación de entrada/salida es puesta en marcha por un componente software,
denominado programa de canal. La ejecución de este programa de canal supone la
realización de la operación de entrada/salida. El procesador de entrada/salida gestiona el
acceso a la memoria del subsistema central y la interacción con el controlador o procesador
de periféricos. Los periféricos según su función pueden ser de entrada, de salida o de
almacenamiento auxiliar.
- UNIDADES DE ENTRADA: Son dispositivos por los que se introducen los datos al
ordenador. En estas unidades se transforma la información codificada en señales eléctricas
comprensibles por la CPU.
- UNIDADES DE SALIDA: Son los dispositivos en los que se obtienen los resultados
de tos programas ejecutados en la computadora, normalmente transformando las señales
eléctricas en caracteres escritos o visualizados.
- UNIDADES DE ALMACENAMIENTO AUXILIAR: Aunque la memoria
principal es muy rápida, su capacidad es reducida y además la información contenida en
ella se volatiliza en cuanto que se apaga el ordenador, por ello hay que recurrir a la
memoria auxiliar mucho más lenta pero de mucha más capacidad y de carácter no volátil.
Los dispositivos típicos de memoria auxiliar son los discos y las cintas magnéticas, que
también son unidades de entrada/salida.
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15. Componentes del subsistema lógico.
El software de un sistema informático tradicionalmente se ha clasificado en:
¾ Software de base.
¾ Software de aplicación.
15.1. El software de base
El sofware de base comprende:
- El sistema operativo: Que administra y maneja el ordenador y todos los
componentes del subsistema físico, como ejemplo podemos citar para los ordenadores o
computadoras personales el sistema DOS, Windows y Linux y para las estaciones de
trabajo el sistema UNIX.
- Los sistemas de gestión de datos: Se trata de software que trata y mantiene
estructuras especiales de datos, como por ejemplo ficheros secuenciales indexados u otros
tipos de estructuras. Un caso especial son los Sistemas de Gestión de Bases de Datos que
tratan y mantienen estructuras especiales de almacenamiento de datos basadas en modelos
de bases de datos. Los modelos de bases de datos más utilizados son el jerárquico, el de red
y el relacional.
- El software de comunicaciones: Son el conjunto de programas que permiten
establecer comunicación o diálogo entre distintos sistemas informáticos e intercambiar
datos entre los mismos. Unos componentes importantes del software de comunicaciones
son los programas que implementan los protocolos de comunicaciones. Los protocolos dé
comunicaciones son el conjunto de reglas y especificaciones que regulan la transmisión y el
intercambio de información entre diferentes sistemas informáticos. En la actualidad el
software de comunicación entre ordenadores o computadoras puede estar incluido en el
sistema operativo, ejemplo Windows.
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15.2. El software de aplicación
El software de aplicación es diseñado y desarrollado para resolver problemas
específicos. Dentro del software de aplicación podemos distinguir: software de tiempo real,
de gestión, de ingeniería y científico, ofimático, de inteligencia artificial, etc.
16. Arquitectura de un sistema físico
En este contexto nos referimos a la arquitectura de un sistema físico como un
subconjunto del concepto más amplio de arquitectura de sistema informático.
Existen diferentes arquitecturas de sistemas físicos:
- Arquitectura de bus único: en la que todos los componentes del ordenador
intercambian datos compartiendo el bus. Es una arquitectura típica de los miniordenadores
y microordenadores.
- Arquitectura distribuida: sistemas multiprocesadores en los que las diferentes
funciones del sistema se encuentran distribuidas en procesadores especializados: de
instrucciones, de cálculo, de direcciones, etc...
- Arquitectura paralela: varios procesadores idénticos trabajan en paralelo. Existen
diferentes tipos: SISD (Single Instruction Single Data), SIMD (Single Instruction Multiple
Data), MISD (Multiple Instruction Single Data) y MIMD (Multiple Instruction Multiple
Data).
- Arquitectura pipeline: la ejecución de una instrucción se divide en fases. Existen
componentes especializados dentro del procesador para la ejecución de cada una de las
fases.
- Arquitectura "Fault Tolerant: es: la arquitectura en la que existe suficiente
redundancia y, por tanto, permite asegurar un funcionamiento correcto del sistema aún en
caso de fallo de algunos de sus elementos
También es importante distinguir entre arquitectura CISC y RISC. La arquitectura
RISC (Reduced Intructions Set Computer) tiene un juego reducido de instrucciones frente a
la arquitectura CISC (Complex Instructions Set Computer) que tiene un juego de
instrucciones más amplio, Con la arquitectura RISC se pretende lograr un aumento de
prestaciones.
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17. Redes de Área Amplia (WAN)
Una red de área amplia puede ser descripta como un grupo de redes individuales
conectadas a través de extensas distancias geográficas. Los componentes de una red WAN
típica incluyen:
•
•
•
•
Dos o más redes de área local (LANs) independientes.
Routers conectados a cada LAN.
Dispositivos de acceso al enlace (Link access devices, LADs) conectados a
cada router.
Enlaces inter-red de área amplia conectados a cada LAD
La combinación de routers, LADs, y enlaces es llamada inter-red, por lo tanto la interred combinada con las LANs crea la WAN. En la figura 7 muestra un diagrama de una red
WAN y sus distintos componentes.
Figura 7. Diagrama de una red de aria amplia o global (WAN)
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Un dispositivo de acceso al enlace (LAD) es necesario para convertir las señales para
ser transmitidas desde la LAN en un formato compatible con el tipo de enlace de área
amplia inter-red utilizado.
Las conexiones entre LADs pueden ser punto a punto o a través de la red intermedia de
un proveedor de servicios de red.
La red intermedia se define como una red utilizada para conectar dos o más redes.
En un enlace punto a punto, los LADs se comunican directamente entre sí sobre un
circuito de telecomunicaciones. Este circuito puede ser temporal, como el de una red
conmutada de telefonía pública, o permanente, por ejemplo una línea de datos dedicada
contratada a un proveedor.
Algunos ejemplos de LAD incluyen:
•
•
•
•
•
Modem.
Data service unit/channel service unit (DSU/CSU).
Terminal adapter (TA).
Packet assembler/disassembler (PAD).
Frame Relay access device (FRAD).
En un enlace de red intermedia, los LAD son conectados una red de transporte de
datos, controlada y administrada por uno o más proveedores de servicios de red. Las
conexiones al proveedor de servicios de red son realizadas usando enlaces punto a punto
temporales o permanentes. Una vez que los datos son recibidos por el proveedor de
servicios de red, son transferidos hasta la LAN de destino a través de una red de área amplia
inter-red dedicada.
Los proveedores de servicio de red reciben múltiples flujos de datos en forma
simultánea desde varias organizaciones. Todos los datos son transferidos en un paquete a la
vez por la red del proveedor de servicios, potencialmente con cada paquete tomando un
camino diferente. El enrutamiento se basa en la información de direccionamiento incluida
en el paquete.
Existen muchas conexiones y rutas posibles en la topología en forma de malla de la red
del proveedor. Varias tecnologías de enrutamiento y conmutación a alta velocidad son
utilizadas por el proveedor de servicios de red para dirigir los paquetes hasta su destino.
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Dado que existen múltiples caminos, un paquete puede ser enrutado para evitar cualquier
falla o área congestionada de la red, el enrutamiento del paquete es dinámico.
Cuando se usan las redes de alta velocidad de un proveedor de servicios de red como
enlaces de red intermedios, no existe un circuito predefinido de extremo a extremo entre las
LAN comunicadas; es por ello que las tasas de transmisión de la inter-red pueden ser
aumentadas o disminuidas según se requiera mediante acuerdos con el proveedor de
servicios de red.
Internet es la red intermedia global más grande. Otros ejemplos incluyen redes
satelitales y de relevo de tramas (Frame Relay).
18. Historia de las redes Ethernet
En 1972 comenzó el desarrollo de una tecnología de redes conocida como Ethernet
Experimental- El sistema Ethernet desarrollado, conocido en ese entonces como red ALTO
ALOHA, fue la primera red de área local (LAN) para computadoras personales (PCs). Esta
red funcionó por primera vez en mayo de 1973 a una velocidad de 2.94 Mb/s.
Las especificaciones formales de Ethernet de 10 Mb/s fueron desarrolladas en conjunto
por las corporaciones Xerox, Digital (DEC) e Intel, y se hizo publicó en el año 1980.
Estas especificaciones son conocidas como el estándar DEC-Intel-Xerox (DIX), el libro
azul de Ethernet. Este documento hizo de Ethernet experimental operando a 10 Mb/s un
estándar abierto.
La tecnología Ethernet fue adoptada para su estandarización por el comité de redes
locales (LAN) de la IEEE como IEEE 802.3. El estándar IEEE 802.3 fue publicado por
primera vez en 1985.
El estándar IEEE 802.3 provee un sistema tipo Ethernet basado, pero no idéntico, al
estándar DIX original. El nombre correcto para esta tecnología es IEEE 802.3 CSMA/CD,
pero casi siempre es referido como Ethernet.
IEEE 802.3 tipo Ethernet fue adoptado por la organización internacional de
estandarización (ISO), haciendo de el un estándar de redes internacional. El Standard para
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redes locales IEEE, continuó evolucionando en respuesta a los cambios en tecnología y
necesidades de los usuarios.
Desde 1985, el estándar IEEE 802.3 se actualizó para incluir nuevas tecnologías. Por
ejemplo, el estándar 10BASE-T fue aprobado en 1990, el estándar 100BASE-T fue
aprobado en 1995 y Gigabit Ethernet sobre fibra fue aprobado en 1998.
Las redes locales de tipo Ethernet es una tecnología de redes ampliamente aceptada con
conexiones disponibles para PCs, estaciones de trabajo científicas y de alta desempeño,
mini computadoras y sistemas mainframe.
La arquitectura Ethernet provee detección de errores pero no corrección de los mismos.
Tampoco posee una unidad de control central, todos los mensajes son transmitidos a través
de la red a cada dispositivo conectado. Cada dispositivo es responsable de reconocer su
propia dirección y aceptar los mensajes dirigidos a ella. El acceso al canal de comunicación
es controlado individualmente por cada dispositivo utilizando un método de acceso
probabilística conocido como disputa (contention).
18.1. Objetivos de las redes de área local Ethernet
Los objetivos principales de Ethernet son consistentes con los que se han convertido en
los requerimientos básicos para el desarrollo y uso de redes LAN.
Los objetivos originales de Ethernet son:
Simplicidad: Las características que puedan complicar el diseño de la red sin
hacer una contribución substancial para alcanzar otros objetivos se han excluido.
Bajo Costo Las mejoras tecnológicas van a continuar reduciendo el costo global
de los dispositivos de conexión.
Compatibilidad: Todas las implementaciones de Ethernet deberán ser capaces de
intercambiar datos a nivel de capa de enlace de datos. Para eliminar la posibilidad
de variaciones incompatibles de Ethernet, la especificación evita características
opcionales.
Direccionamiento flexible: El mecanismo de direccionamiento debe proveer la
capacidad de dirigir datos a un único dispositivo, a un grupo de dispositivos, o
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alternativamente, difundir (broadcast) el mensaje a todos los dispositivos
conectados a la red.
Equidad: Todos los dispositivos conectados deben tener el mismo acceso a la red.
Progreso: Ningún dispositivo conectado a la red, operando de acuerdo al
protocolo Etheret, debe ser capaz de prevenir la operación de otros dispositivos.
Alta velocidad: La red debe operar eficientemente a una tasa de datos de 10 Mb/s.
Bajo retardo: En cualquier nivel de tráfico de la red, debe presentarse el mínimo
tiempo de retardo posible en la transferencia de datos.
Estabilidad: La red debe ser estable bajo todas las condiciones de carga. Los
mensajes entregados deben mantener un porcentaje constante de la totalidad del
tráfico de la red.
Mantenimiento: El diseño de Ethernet debe simplificar el mantenimiento de la
red, operaciones y planeamiento.
Arquitectura en capas: El diseño Ethernet debe ser especificado en término de
capas de forma de separar las operaciones lógicas de los protocolos de capa de
enlace de las especificaciones de comunicaciones físicas del canal de
comunicación.
19. Diferencias entre Ethernet (DIX) y IEEE 802.3
Como hemos visto el Standard para redes locales IEEE 802.3 y Ethernet son similares,
no son idénticos. Las diferencias entre ellos son lo suficientemente significantes como para
hacerlos incompatibles entres si.
Todas las versiones de Ethernet son similares en que comparten la misma arquitectura
de acceso al medio múltiple con detección de errores, CSMA/CD (Carrier Sense Multiple
Access with Collision Detection). Sin embargo, el estándar IEEE 802.3 ha evolucionado en
el tiempo de forma que ahora soporta múltiples medios en la capa física, incluyendo cable
coaxil de 50 Ω y 75 Ω, cable par trenzado sin blindaje (Unshielded Twisted Pair o UTP),
cable par trenzado con blindaje (Shielded Twisted Pair o STP) y fibra óptica. Otras
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diferencias entre los dos incluyen la velocidad de transmisión, el método de señalamiento y
la longitud máxima del cableado.
19.1. Formato de la trama
La diferencia más significativa entre la tecnología Ethernet original y el estándar IEEE
802.3 es la diferencia entre los formatos de sus tramas. Esta diferencia es lo suficientemente
significativa como para hacer a las dos versiones incompatibles. En la figura 8 se puede
apreciar las tramas de ambas tecnologías Ethernet original y el IEEE 802.3.
Una de las diferencias entre el formato de las dos tramas está en el preámbulo. El
propósito del preámbulo es anunciar la trama y permitir a todos los receptores en la red
sincronizarse a si mismos a la trama entrante. El preámbulo en Ethernet tiene una longitud
de 8 bytes pero en IEEE 802.3 la longitud del mismo es de 7 bytes, en este último el octavo
byte se convierte en el comienzo del delimitador de la trama.
Figura 8. Diferencias entre formato de la trama IEEE 802.3 y Ethernet.
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La segunda diferencia entre el formato de las tramas es en el campo tipo de trama que
se encuentra en la trama Ethernet. Un campo tipo es usado para especificar al protocolo que
es transportado en la trama. Esto posibilita que muchos protocolos puedan ser transportados
en la trama. El campo tipo fue reemplazado en el estándar IEEE 802.3 por un campo
longitud de trama, el cual es utilizado para indicar el numero de bytes que se encuentran en
el campo da datos.
La tercera diferencia entre los formatos de ambas tramas se encuentra en los campos de
dirección, tanto de destino como de origen. Mientras que el formato de IEEE 802.3 permite
el uso tanto de direcciones de 2 como de 6 bytes, el estándar Ethernet permite solo
direcciones de 6 Bytes.
El formato de trama que predomina actualmente en los ambientes Ethernet es el de
IEEE 802.3, pero la tecnología de red continua siendo referenciada como Ethernet.
19.2. Características de Ethernet
Las siguientes son algunas de las características que definen a Ethernet:
¾
Las especificaciones Ethernet (IEEE 802.3) también han sido adoptadas por ISO y
se encuentran en el estándar internacional 8802-3.
¾
Ethernet esta basado en la lógica de la topología bus. Originalmente, el bus era una
única longitud de cable a la cual los dispositivos de red estaban conectados. En las
implementaciones actuales, el bus se ha miniaturizado y puesto en un hub
(concentrador) al cuál las estaciones, servidores y otros dispositivos son
conectados.
¾
Ethernet usa un método de acceso al medio por disputa (contention). Las
transmisiones son difundidas en el canal compartido para ser escuchadas por todos
los dispositivos conectados, solo el dispositivo de destino previsto va a aceptar la
transmisión. Este tipo de acceso es conocido como CSMA/CD.
¾
Ethernet ha evolucionado para operar sobre una variedad de medios, cable coaxial,
par trenzado y fibra óptica, a múltiples tasas de transferencia. Todas las
implementaciones son interoperables, lo que simplifica el proceso de migración a
nuevas versiones de Ethernet.
¾
Múltiples segmentos de Ethernet pueden ser conectados para formar una gran red
LAN Ethernet utilizando repetidores. La correcta operación de una LAN Ethernet
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depende en que los segmentos del medio sean construidos de acuerdo a las reglas
para ese tipo de medio. Redes LAN complejas construidas con múltiples tipos de
medio deben ser diseñadas de acuerdo a las pautas de configuración para
multisegmentos provistas en el estándar Ethernet. Las reglas incluyen límites en el
número total de segmentos y repetidores que pueden ser utilizados en la
construcción de una LAN.
¾
Ethernet fue diseñado para ser expandido fácilmente. El uso de dispositivos de
interconexión tales como bridges (puente), routers (ruteadores), y switches
(conmutadores) permiten que redes LAN individuales se conecten entre si. Cada
LAN continúa operando en forma independiente pero es capaz de comunicarse
fácilmente con las otras LAN conectadas.
20. Control de acceso al medio IEEE 802.3 CSMA/CD
20.1. Definición de CSMA/CD
El estándar IEEE 802.3 especifica el método de control del medio (MAC) denominado
CSMA/CD por las siglas en ingles de acceso múltiple con detección de portadora y
detección de colisiones (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection).
El CSMA/CD opera de la siguiente manera:
1) Una estación que tiene un mensaje para enviar escucha al medio para ver si otra
estación está transmitiendo un mensaje.
2) Si el medio esta tranquilo (ninguna otra estación esta transmitiendo), se envía la
transmisión.
3) Cuando dos o más estaciones tienen mensajes para enviar, es posible que
transmitan casi en el mismo instante, resultando en una colisión en la red.
4) Cuando se produce una colisión, todas las estaciones receptoras ignoran la
transmisión confusa.
5) Si un dispositivo de transmisión detecta una colisión, envía una señal de expansión
para notificar a todos los dispositivos conectados que ha ocurrido una colisión.
6) Las estaciones transmisoras detienen sus transmisiones tan pronto como detectan la
colisión.
7) Cada una de las estaciones transmisoras espera un periodo de tiempo aleatorio e
intenta transmitir otra vez.
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20.2. Detección de portadora
La detección de portadora es utilizada para escuchar al medio (la portadora) para ver si
se encuentra libre. Si la portadora se encuentra libre, los datos son pasados a la capa física
para su transmisión. Si la portadora está ocupada, se monitorea hasta que se libere.
20.3. Detección de colisiones
Luego de comenzar la transmisión, continúa el monitoreo del medio de transmisión.
Cuando dos señales colisionan, sus mensajes se mezclan y se vuelven ilegibles. Si esto
ocurre, las estaciones afectadas detienen su transmisión y envían una señal de expansión. La
señal de expansión de colisión asegura que todas las demás estaciones de la red se enteren
de que ha ocurrido una colisión.
20.4. Funciones de CSMA/CD
El estándar CSMA/CD de la IEEE define un modelo hecho de hasta seis funciones.
Tres de estas funciones están relacionadas con el envió de datos y las otras tres de la
recepción de datos. Las funciones de recepción funcionan en paralelo con las de envió.
20.5. Encapsulado/Desencapsulado de datos
La función de encapsulación y desencapsulación de datos es llevada a cabo por la
subcapa MAC. Este proceso es responsable de las funciones de direccionamiento y del
chequeo de errores.
20.5.1.
Encapsulado
El encapsulado es realizado por la estación emisora. El encapsulado es el acto de
agregar información, direcciones y bytes para el control de errores, al comienzo y al final de
la unidad de datos transmitidos. Esto es realizado luego que los datos son recibidos por la
subcapa de control de enlace lógico (LLC). La información añadida es necesaria para
realizar las siguientes tareas:
¾
¾
¾
¾
Sincronizar la estación receptora con la señal.
Indicar el comienzo y el fin de la trama.
Identificar las direcciones tanto de la estación emisora como la receptora.
Detectar errores en la transmisión.
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20.5.2.
Desencapsulado
El desencapsulado es realizado por la estación receptora. Cuando es recibida una trama,
la estación receptora es responsable de realizar las siguientes tareas:
•
•
•
Reconocer la dirección de destino y determinar si coincide con su propia dirección.
Realizar la verificación de errores.
Remover la información de control que fue añadida por la función de encapsulado
de datos en la estación emisora.
20.6. Administración de acceso al medio
La función de administración de acceso al medio es realizada por la subcapa MAC.
En la estación emisora, la función de administración de acceso al medio es responsable
de determinar si el canal de comunicación se encuentra disponible. Si el canal se encuentra
disponible puede iniciarse la transmisión de datos.
Adicionalmente, la función de administración es responsable de determinar que acción
deberá tomarse en caso de detectarse una colisión y cuando intentará retransmitir.
En la estación receptora la función de administración de acceso al medio es responsable
de realizar las comprobaciones de validación en la trama antes de pasarla a la función de
desencapsulado.
20.7. Codificación/decodificación de datos
La función de codificación/decodificación es realizada en la capa física. Esta función es
responsable de obtener la forma eléctrica u óptica de los datos que se van a transmitir en el
medio.
La codificación de datos es realizada por la estación emisora. Esta es responsable de
traducir los bits a sus correspondientes señales eléctricas u ópticas para ser trasladadas a
través del medio. Adicionalmente, esta función es responsable de escuchar el medio y
notificar al la función de administración de acceso al medio si el medio se encuentra libre,
ocupado o se ha detectado una colisión.
La decodificación de datos es realizada en la estación receptora. Esta es responsable de
la traducción de las señales eléctricas u ópticas nuevamente en un flujo de bits.
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20.8. Trama de transmisión CSMA/CD
Se defina a una trama de transmisión como el grupo de bits en un formato particular
con un indicador de señal de comienzo de la trama.
El formato de la trama permite a los equipos de red reconocer el significado y propósito
de algunos bits específicos en la trama. Una trama es generalmente una unidad lógica de
transmisión conteniendo información de control para el chequeo de errores y para el
direccionamiento.
El formato de la trama CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection
IEEE 8023.3) se puede apreciar en la figura 9.
9 Los componentes de la trama CSMA/CD son responsables de las siguientes tareas:
9 El preámbulo es responsable de proveer sincronización entre los dispositivos
emisor y receptor.
9 El delimitador de inicio de trama indica el comienzo de una trama de datos.
9 El delimitador de inicio de trama esta formado de la siguiente secuencia de 8 bits,
10101011
9 Cada campo de dirección, dirección de origen y dirección de destino, puede tener
una longitud tanto de 2 bytes como de 6 bytes. Ambas direcciones, origen y
destino, deben tener la misma longitud en todos los dispositivos de una red dada.
El campo dirección de destino específica la estación o estaciones a las cuales están
dirigidos los datos. Una dirección que referencia a un grupo de estaciones es
conocida como dirección de grupo de multicast, o dirección de grupo de
multidifusión. Una dirección que referencia a todas las estaciones de una red es
conocida como dirección de difusión. La dirección de origen identifica a la
estación que está haciendo la transmisión.
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Figura 9. Formato de la trama CSMA/CD (IEEE 8023.3)
9 El campo longitud indica la longitud del campo de datos que se encuentra a
continuación. Es necesaria para determinar la longitud del campo de datos en los
casos que se utiliza un campo pad (campo de relleno).
9 El campo información contiene realmente los datos transmitidos. Es de longitud
variable, por lo que puede tener cualquier longitud entre 0 y 1500 bytes.
9 Un campo pad o campo de relleno es usado para asegurar que la trama alcance la
longitud mínima requerida. Una trama debe contener mínimo un número de bytes
para que las estaciones puedan detectar las colisiones con precisión.
9 Una secuencia de chequeo de trama es utilizada como mecanismo de control de
errores. Cuando el dispositivo emisor ensambla la trama, realiza un cálculo en los
bits de la trama. El algoritmo usado para realizar este cálculo siempre genera como
salida un valor de 4 bytes. El dispositivo emisor almacena este valor en el campo
de chequeo de secuencia de la trama.
9 Cuando el receptor recibe la trama, realiza el mismo cálculo y compara el resultado
con el del campo de chequeo de secuencia de la trama. Si los dos valores
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coinciden, la transmisión se asume como correcta. Si los dos valores son
diferentes, el dispositivo de destino solicita una retransmisión de la trama.
21. Tipos de Ethernet
Existen una gran variedad de implementaciones de IEEE 802.3. Para distinguir entre
ellas, se ha desarrollado una notación. Esta notación especifica tres características de la
implementación.
•
•
•
La tasa de transferencia de datos en Mb/s
El método de señalamiento utilizado
La máxima longitud de segmento de cable en cientos de metros del tipo de medio.
Algunos tipos de estas implementaciones de IEEE 802.3 y sus características se detallan a
continuación
¾ Ethernet 1BASE-5 El estándar IEEE para Ethernet en banda base a 1Mb/s sobre
cable par trenzado a una distancia máxima de 250m.
¾ Ethernet 10BASE-F El estándar IEEE para Ethernet en banda base a 10Mb/s sobre
fibra óptica con una distancia máxima de 2.000 metros (2Km).
¾ Fast Ethernet 100BASE-TX El estándar IEEE para Ethernet en banda base a
100Mb/s sobre dos pares (cada uno de los pares de categoría 5 o superior) de cable
UTP o dos pares de cable STP.
¾ Gigabit Ethernet 1000BASE-SX El estándar IEEE para Ethernet en banda base a
1000Mb/s (1Gb/s) sobre 2 fibras multimodo (50/125 μm o 62.5/125 μm) de
cableado de fibra óptica.
¾
22. Componentes de Ethernet
22.1. Componentes de Ethernet a 10 Mb/s
La especificación original IEEE 802.3 era para Ethernet a 10Mb/s sobre cable coaxial
grueso. Hoy en día hay cuatro tipos de Ethernet operando a 10Mb/s, cada uno operando
sobre un medio distinto. Estos medios se resumen en figura 10.
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Figura 10 . Distintos medios para la Ethernet a 10 MB/s
Los componentes de Ethernet a 10Mb/s, se pueden apreciar en el diagrama de la figura 10.
Los AUI, PMA, y MDI pueden ser internos o externos al dispositivo de red. A continuación
se hará una breve descripción de estos componentes.
22.1.1. Equipo Terminal de datos (Data Terminal Equipment, DTE)
En el estándar IEEE, los dispositivos de red son referidos como equipos terminales
de datos (DTE). Cada DTE conectado a la red Ethernet debe estar equipado con una
interfaz de red (NIC) Ethernet. La NIC provee una conexión con el canal de comunicación.
Esta contiene los componentes electrónicos y el software necesario para realizar las
funciones necesarias para enviar una trama ethernet a través de la red.
Figura 11. Componentes de Ethernet a 10Mb/s.
22.1.2. Interfaz de unidad de conexión (Attachment Unit Interface, AUI)
La AUI provee un camino tanto para señales como para la energía entre las
interfaces de red (NIC) Ethernet y el PMA. En el estándar DIX original, este componente
era llamado cable transceptor.
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22.1.3. Conexión al medio físico (Physical Medium Attachment, PMA)
El PMA es la parte de la capa física que se encarga de el control de la transmisión,
detección de las colisione, la recuperación de reloj y la alineación del Retardo de
Propagación (Skew).
22.1.4. Interfaz dependiente del medio (Medium Dependent Interface, MDI)
La MDI provee a la PMA de una conexión física y eléctrica al medio de
transmisión. Por ejemplo, en el caso de Ethernet 10BASE-T, la MDI es un conector
remodular de 8 posiciones, que encaja con un enchufe modular de 8 posiciones acoplado a
4 pares de cable UTP.
22.1.5.
Medio
El medio transporta las señales entre los dispositivos conectados. Pueden utilizarse
cable coaxial delgado o grueso, cable par trenzado, o cable de fibra óptica.
22.2. Componentes de Ethernet a 100 Mb/s
El incremento en diez veces la velocidad resulta en un factor de reducción de diez
veces el tiempo que se necesita para transmitir un bit en la red. El formato de la trama, la
cantidad de datos transportados, y el método de control de acceso al medio se mantienen sin
cambios. Hay cuatro tipos de Ethernet operando a 100Mb/s. Estos se resumen en la figura
12.
Figura 12. Distintos medios para la Ethernet a 100 MB/s
Los estándares 100BASE-TX y 100BASE-FX son referidos conjuntamente como
100BASE-X. Estos estándares adoptan los estándares de medios físicos desarrollados por la
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ANSI para FDDI y TP-PMD. Los estándares 100BASE-T2 y 100BASE-T4 fueron
desarrollados para hacer posible el uso de cableado UTP de menor calidad.
Las funciones realizadas por la DTE y MDI son las mismas que para Ethernet a
10Mb/s. Sin embargo, las especificaciones de Fast Ethernet incluyen un mecanismo de
auto-negociación. Esto hace posible proveer interfaces de red (NICs) de doble velocidad
que pueden operar tanto en 10 como 100Mb/s en forma automática.
22.2.1.
Interfaz independiente del medio (Media Independent Interface, MII)
La MII es un conjunto de componentes electrónicos opcionales diseñados para hacer
las diferencias en el señalamiento requeridas para diferentes medios transparente para los
chips Ethernet que se encuentran en los NIC de los dispositivos de red. Los componentes
electrónicos de MII y el conector de 40 pines y cable asociados hacen posible conectar un
dispositivo de red a cualquiera de varios tipos de medio para una mayor flexibilidad.
22.2.2. Dispositivo de capa física (Physical Layer Device, PHY)
El rol de este dispositivo es similar al del transceptor en Ethernet a 10Mb/s. Esta unidad
puede ser interna o externa al dispositivo de red. Generalmente, es parte de la interfaz de
red y el hub que contiene los circuitos necesarios para transmitir y recibir datos sobre el
cable.
22.2.3. Medio
Ethernet a 100 Mb/s puede utilizar cable UTP, STP, o fibra óptica (el cable coaxial no
es soportado).
22.3. Componentes de Ethernet a 1000 Mb/s
Gigabit Ethernet aumenta aún más la velocidad de transferencia hasta llegar a los
1000 Mb/s (1 Gb/s). Utiliza el mismo formato de trama, opera en full duplex y usa los
mismos métodos de control de flujo que las otras versiones de Ethernet. Em modo half
duplex, Gigabit Ethernet utiliza el mismo meto de acceso al medio CSMA/CD para resolver
las disputas por el medio compartido.
Hay cuatro tipos de Ethernet operando a 1Gb/s. Estos se resumen en la figura 13.
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Figura 13. Distintos medios para la Ethernet a 1000 MB/s
Los estándares SX, LX, y CX son referidos en conjunto como 1000BASE X (IEEE
802.3z). Estos estándares adoptan los estándares para medios físicos desarrollados pro
ANSI para fibra óptica. El estándar T (IEEE 802.3ab) fue desarrollado para hacer posible el
uso de cableado UTP.
Los componentes utilizados en las redes Ethernet de 1 Gb/s realizan las mismas
funciones que en Fast Ethernet. Sin embargo, la interfaz independiente del medio (Media
Independent Interface, MII) ahora es referida como interfaz gigabit independiente del
medio (Gigabit Media Independent Interface, GMII).
23. Topologías Ethernet
La topología de red define la estructura de una red. Una parte de la definición
topológica es la topología física, que es la disposición real de los cables o medios. La otra
parte es la topología lógica, que define la forma en que los hosts acceden a los medios para
enviar datos.
Las redes Ethernet a menudo están formadas por múltiples segmentos individuales
interconectados por repetidores. Los segmentos están interconectados entre si siguiendo lo
que se denomina un patrón de árbol sin raíz. Cada segmento Ethernet es una rama
individual de la red completa.
Se considera sin raíz ya que los segmentos interconectados pueden crecen en cualquier
dirección.
Los segmentos Ethernet individuales pueden utilizar diferentes medios. Históricamente
cada tipo de medio requiere de una disposición de física de cable diferente. Actualmente la
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topología física recomendada para las instalaciones es la topología estrella como se
especifica en ANSI/TIA/EIA-568-A. La utilización de una topología estrella ha permitido
limitar las interrupciones en la red causadas por problemas de cableado.
23.1. Topología Bus
Cuando se utiliza cable coaxial delgado, la topología física de la red puede ser
únicamente una topología bus (Figura 14). En este diseño, todos los dispositivos son
conectados a un único tramo de cable. Este cable provee un camino para las señales
eléctricas que es común para todos los dispositivos conectados y transporta todas las
transmisiones entre los dispositivos.
Un problema asociado con el diseño bus de cableado es que una falla en cualquier parte
del cable coaxial delgado va a interrumpir el camino eléctrico. Como resultado, la
operación de todos los dispositivos conectados será interrumpida.
Figura 14. Distintas topologias de redes Ethernet
Los dispositivos conectados a un segmento de cable coaxial delgado siguen una
topología conocida como cadena tipo margarita. En esta topología, un cable coaxial delgado
conectado a un conector T BNC en un dispositivo es conectado a otro conector T en el
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siguiente dispositivo y así sucesivamente. Los conectores T que se encuentran en los
extremos opuestos del segmento son terminales.
En una topología cadena tipo margarita, si cualquier cable coaxial delgado es removido
incorrectamente del conector T, todo el segmento queda no funcional para todos los
dispositivos conectados. Si el conector T es removido de la interfaz de red Ethernet, el
segmento continúa funcionando, ya que la continuidad del cable coaxial no ha sido
interrumpida.
También es posible tener segmentos punto a punto en un ambiente de cable coaxial
delgado. Utilizando un repetidor multipuerto se puede conectar un segmento en forma
directa a un dispositivo. Esto limita el número de dispositivos que pueden ser afectados por
el daño a un cable específico.
23.2. Topología Jerárquica
Una topología jerárquica es similar a una estrella extendida. Pero en lugar de conectar
los hubs o switches entre sí, el sistema se conecta con un computador que controla el tráfico
de la topología.
23.3. Topologia de malla
La topología de malla se implementa para proporcionar la mayor protección posible
para evitar una interrupción del servicio. El uso de una topología de malla en los sistemas
de control en red de una planta nuclear sería un ejemplo excelente. Como se puede observar
en el gráfico, cada host tiene sus propias conexiones con los demás hosts. Aunque la
Internet cuenta con múltiples rutas hacia cualquier ubicación, no adopta la topología de
malla completa.
24. TCP/IP
Bajo las siglas TCP/IP (Transfer Control Protocol/Internet Protocol) se agrupa un
paquete de protocolos de comunicación de datos. El paquete toma este nombre por dos de
los protocolos que lo integran, el TCP, o Protocolo de Control de Transferencia, y el IP, o
Protocolo de Internet, dos de los más importantes protocolos que podemos hallar en dicho
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paquete. Teniendo esto en cuenta, desde ahora nos referiremos a dicho paquete como a los
protocolos TCP/IP, en plural.
24.1. Motivos para trabajar con Enlaces de Redes
•
La comunicación de datos se ha convertido en parte fundamental de la
computación.
• Las redes globales reúnen datos sobre sistemas diversos.
• La mayor parte de las redes son entidades independientes.
Una nueva tecnología hace posible interconectar muchas redes físicas diferentes y
hacerlas funcionar como una unidad coordinada, llamada internetworking, unificando
diferentes tecnologías de HARDWARE subyacentes al proporcionar un conjunto de normas
de comunicación y una forma de interconectar redes heterogéneas. La tecnología de red de
redes oculta los detalles del hardware de red y permite que las computadoras se
comuniquen en forma independiente de sus conexiones físicas de red.
Los enlaces de redes son Sistemas Abiertos porque las especificaciones están
disponibles públicamente, cualquier persona puede desarrollar el software necesario para
comunicarse a través de una red de redes.
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