Objetivos de las redes. Compartir información Agilizar / más rapidez

Objetivos de las redes.
• Compartir información
• Compartir recursos (compartir discos duros, impresoras etc.)
• Agilizar / más rapidez
• Disminuir costes
• Comunicación
* Correo electrónico
* video−conferéncia
* chat
• Confiable (que no falle tanto)
• Multiprocesamiento (trabaja más de un recurso a la vez)
Aplicaciones
• Acceso remoto a aplicaciones (coger programas)
• Base de datos remotas
• Medio de comunicación
• Informática distribuida
Arquitectura cliente−servidor
Una relación usuario (llamado cliente) que coge la información de uno central (servidor)
Ventajas
• Ayuda a re−dimensionar la organización
• Carga de trabajo se divide
• Reducción de tráfico
• Aumento de la seguridad
• Procesamiento paralelo (varias máquinas pueden trabajar a la vez)
Sincronización
• Nivel de bit (recibe una señal de comunicación)
• Nivel de byte (se inicia la comunicación y envía paquetes)
• Nivel de bloque (indica a que destinatario ha de ir) (trama)
• Nivel de acceso al medio (es para que llegue todo)
• Nivel de protocolo (lenguaje que utilizan los dos ordenadores, ej. TCP/IP)
• Nivel de proceso (cuando queremos acceder a un recurso compartido).
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Aspectos HW,SW de las redes.
HW: * Tipo de tecnología
1
Alcance de la red
Tipo de tecnología
• Redes broadcast (se transmite por todos los que están en red)
• Redes punto a punto (se transmite de servidor−cliente)
Broadcast
Punto a punto
Redes de área externa (WAN) (Wide Area
Redes locales (LAN) (Local Area Network)
Network)
SW simple (no necesita control de errores, no necesita SW complejo: algoritmo Routing o de rutamiento.
algoritmo de enrutamiento, es decir elige el mejor
Necesita elegir el mejor camino y el control de
camino)
errores.
Dirección reconocida
La información se recibe
Medio de transmisión de red puede ser de baja
Medio de transmisión de red de alta velocidad
velocidad, líneas paralelas.
Algoritmo de enrutamiento (causa nodos de
Medio como causa de retraso
intermedio y esto es la causa de retraso)
Duplicar las líneas
La redundancia inherente al nº de conexiones
Costes de cableado y hardware bajos
Los costes son muy altos
Tipos de red por extensión
Redes de área local (LAN)
Redes de área externa (WAN)
LAN
Inferior Kms
Velocidad 10 Mbps/100
Protocolo de comunicación simple
Sistema distribuido
Una red privada
Cables propios
La tasa de error es baja
Tipo de tecnología broadcast o difusión
Bus o anillo
WAN
Miles de Kms (distancia)
Inferiores a 10 Mbps
El protocolo de comunicación complejo
Sistemas independientes
Es una red pública
Red telefónica
La tasa de error es alta
Tipo de tecnología punto a punto
De estrella
2.2Topologías de red
Define la estructura de las redes
Influyen en:
• El coste de ampliación
• La facilidad de re−configuración
• La fiabilidad
• La complejidad del software
• El rendimiento
2
• Mensajes broadcast
2.2.1 Conexión total
Varios enlaces de información que queremos enviar entre dos puntos es alta y con retrasos pequeños.
2.2.2 Conexión parcial
Varios enlaces punto a punto pero no todos los enlaces que quisiéramos, se puede producir un colapso de
personas conectadas.
2.23. Conexión en estrella
El central puede ser pasivo o activo. Riesgo de fallos elevado.
2.2.4 Conexión árbol
Un conjunto de todas las conexiones.
2.2.5 Conexión de bus
2.2.6 Conexión anillo
2.3 Técnicas de conmutación
Hay 2 tipos de conmutación:
• Conmutación de circuitos
Se basa en la red telefónica
Tiene que llegar toda la información
Tiene que estas físicamente conectado
• Conmutación de paquetes.
Enviando paquetes
2.4 Arquitectura de red
La conexión que se utiliza entre dos máquinas se realizará por capas o niveles.
Interconexiones sistemas abiertos
La capa se implementa mediante un número
Entidades homólogas
Protocolo lenguaje que utilizan para conectar.
Relaciones entre todas ellas.
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• El sistema de interconexión por un conjunto de entidades.
• Las entidades de una determinada capa N cooperan entre si mediante un protocolo
• Las entidades de una capa N utilizan los servicios N−1 (de la capa inferior)
• Las entidades de la capa N realizan las funciones N, utilizando los servidores.
• No todas las funciones que realiza una capa deben ser vistas como un servicio.
• La especificación del servicio no detalla la forma en que está implementada.
ISO: Internacional Standard Org.
OSI: Interconexión de los sistemas abiertos.
3. Modelo de referencia
3.1. OSI (Open Sistem Inter.)
Características
7 capas diseñadas de acuerdo a los siguientes principios:
* Una capa se creará en situaciones que un nivel diferente de abstracción.
* Cada capa tiene una función definida.
* La función que realiza cada capa deberá seleccionarse para minimizar el flujo.
* El nº de capas será la superficie grande para que 2 funciones diferentes no estén en la misma capa.
Las 7 capas:
• Capa física: se encarga de la transmisión de bits entre el canal de comunicación . Sus características
son: mecánicos, electrónicos, el medio.
• Capa de enlace: proporciona una línea sin errores a partir de un medio de transmisión cualquiera.
• Capa de red: se ocupa de las operaciones de la subred.
• Capa transporte: Aceptar los datos y pedirlos si es necesario para pasarlos a la capa de red. Debe
asegurarse de que todo llegue correctamente.
• Capa de sesión: Es la que se encarga de los distintos usuarios de las diferentes máquinas, crear una
sesión entre ellas. Gestiona el control de diálogo y tiene la capacidad de elegir quien le toca.
• Capa de presentación: se ocupa del tema de las sintaxis, se encarga de que sean bien incriptadas y la
presentación.
• Capa de aplicación: Los programas que se mueven por la red. FTP, correo electrónico, control
remoto.
3.2 Modelo de referencia TCP/IP
Telnet: para comprobar las máquinas remotas.
SMTP: para enviar correo electrónico.
Puerto 139: se encarga de compartir. Siempre se ha de cerrar.
Cortafuegos: cierra todos los puertos menos los que le digamos.
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Bloqueo de puertos: cierra el puerto que le decimos.
Capa de Internet: un tipo oficial de paquete (TCP) y el protocolo (IP). Distribuir los distintos paquetes a su
destino.
Capa de transporte: Es homologa a la capa OSI, TCP, VDP.
TCP: Orientados a la conexión. Libre de errores, también administra control de flujo.
UDP: protocolos orientado a sin conexión
Capa de aplicación: es el modelo TCP/IP.
La capa de enlace entre el HOST y la red no está definida en TCP/IP. Solo especifica que el HOST debe estar
unido a la red a través de algún protocolo que permita el envío de paquetes IP.
3.3 Comparación modelos OSI−TCP/IP
Los 2 modelos anteriores están formados por unas series de capas. Ej la capa de transporte.
Una capa superior a la de transporte siempre hay usuarios.
El modelo OSI tiene 3 conceptos básicos:
• Servicios
• Interface es un intercambio entre los servicios y el usuario
• Protocolos
• La capa de enlace se pensó para las redes punto a punto
3.4 Críticas del modelo OSI
* Mala elección del momento
* Mala tecnología
* Malas implementaciones
* Malas políticas
* Es un modelo de baja calidad.
3.5 Críticas del modelo TCP/IP
Los modelos de protocolos son bastante recientes (improvisados), aunque existen protocolos bien
implementados.
Apéndices:
• Arpanet: fue la 1ª red que salió (Red de la agencia de proyectos de investigación avanzada)
Consiste en un IMP (Interfaz message processors) conectados entre si y un host
5
• NFSNET (Fundación nacional para la ciencia de EE.UU.). Se hizo a finales de los 70.
• USENET (UUCP) (Unix to Unix Copy) permitía la copia entre dos sistemas. Unix muy utilizado. Se
consiguió extenderse solo con MODEM.
• Internet
• Arpanet creció después que TCP/IP se considera oficial
• Arpanet +NFSNET salió Internet
• ¿Que significa estar en Internet?
• Protocolo TCP/IP
• Dirección
• Capaz de enviar paquetes
Las 4 utilizaciones básicas de la expansión de Internet:
• Correo electrónico
• News
• Login remoto
• Transferencia de ficheros
El organismo que regulan el funcionamiento de Internet ICANN: regula los dominios de Internet.
1.1 .Circuito de transmisión de datos.
• ETD: Equipo terminal de datos (Instrumento de transmisión), fuente o destino de datos. Ej.drivers.
• ETCD: Equipo terminal del circuito de datos. Lo que hace es que se transforme a algo legible. Convierte las
señales que llegan por canal transmisión en legibles.
• Canal de transmisión: medios que unen 2 ETCD
• Circuito de datos: conjunto formado por CT +ETCD
• Enlace de datos: conjunto de circuitos de datos + Control de comunicaciones de ETD.
1.1.1Atenuación del canal
Potencia de entrada
Atenuación= 10 log10 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
Potencia de salida
• .2Ancho de banda
Es el rango de valores de frecuencias que pueden tener las señales para transmitirse.
Línea telefónica 300 Hz 3400 Hz
El ancho de banda se hace cada 100 m o 1Km
Cableados 0 Hz Mhz.
1.1.3 Velocidad de transmisión
Se mide en Baudios: nº de señales de elementos de señal / segundo.
6
1.1.4 Capacidad del canal.
Velocidad de transmisión de la información
Capacidad =Velocidad (Baudios) * nº bits que codifica cada elemento de señal.
2. Transmisión de señales.
2.1 Modos de transmisión
* Directamente (sin codificar): Transmisión en banda base (sencilla)
* Componer una frecuencia más alta: Transmisión en banda portadora
Las señales van moduladas en portadoras de distintas frecuencias se llama banda de ancha.
2.2 Multiplexación (canal)
* Multiplexación por división de frecuencia (FDM)
* Multiplexación por división de tiempo
* Transmisión en paralelo varias señales.
2.3 Modulación se señales
El proceso de modificar una señal portadora de información se modifica para dar una mayor frecuencia para
dar menos errores.
Portadora analógica (la radio)
• AM/FM (Información analógica)
• MODEM telefónico (Información digital)
Portadora digital
• RDSI (Información analógica)
• Transmisión de banda base (Información digital)
2.3 Modulación con portadora digital.
a) Señales unipolares: tienen misma polaridad
b) Señales bipolares: la doble polaridad
Esquema de codificación
• Características espectrales (Ancho de banda, existencia de un valor continuo)
• Facilidad para la sincronización
• Capacidad de errores
• Inmunidad al ruido
• Coste del sistema (complejo)
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NRZ (Non return to zero)
NRZ −L (inversión)
NRZI (invertir en unos)
RZ (de pulsos)
BIFASE
MANCHESTER
MANCHESTER DIF
Remodula información analógica con portadora digital.
2.31.1 Tipos de modulación de pulsos.
PAM Pulse Amplitud Modulation
PWM Pulse with mod
PPM Pulse Position Modulation
PCM Pulse Code Modulation (Modulacion por codificación por pulsos, es el más empleado).
2.3.1.2 Modulación PCM
Ventajas
• La facilidad para recomposición de pulsos
• Mayor o minuidad de los ruidos y distorsiones
• Mayor facilidad para la detección de pulsos
2.3.2 Modulación con portadora analógica
* Para transmitir información se usan alta frecuencia
* Atenuación es mayor
* Ruido es menor
* Al enviar señal por canal de transmisión utilizaremos una frecuencia portadora modulada por la señal que se
envía.
* Se utiliza para transmisión radio
* Se utiliza para transmisión líneas
* Se define mediante unos parámetros
3 Medios de transmisión
8
Asegurar el flujo original, el nº de bits de una máquina a otra.
3.1 Par trenzado
* Es el medio de transmisión más antiguo
* Son 2 hilos de cobre separados pero trenzados
* Su aplicación más común es el cable de telefónica
* Transmite información analógica y digital.
* El ancho de banda del cable depende del trenzado
* Velocidades varios Mbits
* Varios Km
* Se presenta como 4 pares de cable.
* UTP (sin apantallar) UNSHIELDED TWISTED PAIR.
Tipos de UTP
Tipo 3 enviar hasta 16Mhz de ancho de banda Calidad telefónica. Distancia 7− 10 cm por trenza.
Tipo 4 enviar hasta 20 Mhz de ancho de banda
Tipo 5 enviar hasta 100 Mhz de ancho de banda Calidad de datos. Distancia 0,5 a 1 cm por trenza.
Velocidades utilizando el cable UTP.
100 Mbps en 100 m
2 Mbps en 1500 m
60 Kbps en líneas telefónicas
3.2 Cable coaxial
Tipos:
• 50 ohmios se utiliza para la información digital. Se llama cable de banda base
• 75 ohmios se utiliza para la transmisión analógica. Se llama cable de banda ancha.
3.2.1 Cable coaxial de banda base
El terminador: sirve para evitar que sean 50 ohmios. Forma de T.
Forma de vampiro: pincha el cable y se queda ahí donde está pinchando, entre los dos cables, atravesando el
plástico.
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Cable de banda ancha.
Señales que utilizan los televisores. Se utilizan para la conexión de revisores. 300 Mhz de banda ancha hasta
150 Mbps.
Características
• Cable de banda ancha necesita amplificadores (llamados repetidores) y la de bada baja no.
• Usa el cable dual y canales distintos
• El cable dual son dos cables idénticos y uno de ellos envía la información al repetidor y este lo envía
al resto de ordenadores.
• En los canales consiste en aplicar diferentes frecuencias sobre un mismo cable.
3.3 Fibra Óptica
* Envía pulsos de luz
* Los destellos de luz son impulsos de información
* Tiene una gran banda de ancha
* La frecuencia de la luz es 10 elevado a 8 Mhz
* Tiene 3 componentes:
* Medio
* Fuente de luz
* Detectar.
Ventajas
• Mucha mayor velocidad de propagación velocidad de la luz (300 m/s)
• Mayor capacidad de transmisión 1 Gbps, distancia 1 Km
• Menor atenuación (decibelios /metros) 5 a 20 db/Km a 500 Mhz.
• Mayor ancho de banda
• 1 error por cada 10 elevado a nueve bits
Inconvenientes
• Es más difícil hacer escuchas sobre un cable de luz
• Es muy difícil hacer una unión entre 2 cables.
3.4 Transmisión por trayectoria óptica
En vez de utilizar la luz utilizamos el aire
Para la transmisión se utilizan rayos infrarrojos o láser
Infrarrojos: no puede llegar a distancias muy largas
10
Láser hasta 2 Km.
Son inmunes a las instrucciones eléctricas
El emisor y el otro tiene que estar de frente.
3.5 Transmisión por radio y microondas
Comunicación de alta distancias. Ej. Antenas parabólicas.
Cuanto mayor sea la torre, mayor será el alcance
La transmisión de las microondas llega de 2 a 40 GHz.
Tipos:
• Ondas espaciales: se transmiten en línea recta o con una reflexión con la superficie terrestre.
• Ondas de superficie: se propagan la curvatura de la superficie terrestre. Se transmiten a través la
inosfera y por la ondas troposcater.
3.6 Comunicación por satélite.
1960 cuando se empleo el 1º satélite. El satélite pretende ser muchos repetidores para garantizar una buena
comunicación. El rango que se transmite la frecuencia es de:
3,7 a 4,2 Ghz | Bandas de frecuencia
5,925 a 6425 Ghz | de los satélites.
En un satélite: hay emisores y receptores y cada uno trabaja en una frecuencia diferente.
Tiene un retardo de 250 ms a 300 ms debido a la larga distancia.
4. Comunicación paralelo.
Tiene una línea de comunicación por cada bits que se quiere transmitir
Si son 8 bits 8 líneas
Tiene unas limitaciones
La transmisión de datos a través de los buses internos de los sistemas informáticos.
El intercambio de información tiene que ser muy próximo.
Dentro de la transmisión paralela se puede hacer 2 formas:
• Sincrono / condicional: para que la comunicación sea válida necesita asegurar un diálogo. Hay unas
líneas de control
• Hay 3 buses:
♦ De datos
♦ De direcciones
11
♦ De control
• Asíncrono: se transmite sin que haya una verificación de los datos
• Se envía en cualquier momento y sin sincronización previa
5. Comunicación serie
Esta es mucho más estándar que la paralela. La forma para transmitir es secuencial. Existe también un control
que controla como va a ir esa frecuencia.
El problema es la sincronización de los bits.
Los protocolos que utiliza son más complejos que los paralelos
T. Sinc | la misma definición
T. Asin | que la de paralela.
5.1 Transmisión serie asíncrono
Los datos se envían en cualquier instante.
Ventajas.
Permite enviar caracteres a ritmos variables puesto que cada uno de ellos lleva incorporado la información de
sincronismo.
5.2 RS−232
Es un método de transmisión serie
Fue la 1ª forma de utilizar un módem
4 aspenctos
* Las características de la señal eléctrica
* Las características de la señal mecánicas
* Descripción funcional de los circuitos intercambio.
5.4 RS 449
Es una alternativa al RS 232
El RS 232 no puede ser mas de 20 Kbps y a 15 m
Surgio RS 449 para solucionar estos problemas.
formas del interface (normas)
• RS 422 El interface está equilibrado
• RS 423 El interface no está equilibrado
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• RS 485 El interface equilibrado con conexión multipunto.
5.4 Modems normalizados
CCITT (organización internacionales) lo que hacian es regular los diferentes tipos de MODEM.
V21
Velocidad de
datos
300 bps
V22
600 −1200
V22 bits 2400
V32
4800−9600
V34
2400−33600
Forma de codificación de datos
Frecuencia (FSK), FULL DUPLEX portadora 1080−1750
Modulación en fase diferencial (DPSK), FULL DUPLEX. Portadora
1200−2400
Modulación de amplitud cuadratura (QAM), FULL DUPLEX, 16 posibles
estados para cada elementote señal. Velocidad 4 de la señalización
Modulación TCM, amplitud en cuadratura, FULL DUPLEX , transmisión
síncrono y asíncrono.
Modulación inteligente porque puede utilizar cualquiera de las anteriores.
Transmisión asíncrono.
Baudio: es la señal
Bite: es la cantidad de información que va en un baudio.
1. Funciones capa de enlace
* Es el responsable de las transferencias de mensajes a través del canal físico.
* Transforma un canal físico que sea susceptible a producir errores en un enlace lógico libre de errores.
* Realiza las funciones y procedimientos necesarios para establecer la información. Se agrupan en:
* Estructuración de mensajes en tramas
* Direccionamiento
* Control de errores
* Control de transmisión y flujo de datos
Tipos de protocolos de enlace
• BISYNC
• DDCMP
• SDLC
• HDLC
• PPP
• Estructura de mensajes en tramas
Trama: es la unidad de datos que utiliza la capa de enlace
La trama facilita la sincronización de la información.
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Comunicación transporte tiene que diferenciar cual es la información pura y los sincronizadores y
controles.
Una trama lleva información pura mas los bits de control.
Códigos de control reservados
HEX
01
02
03
04
06
10
15
16
DEC
1
2
3
4
6
16
21
22
Denominación
SOH
STX
ETX
EOT
ACK
DEL
NAK
SYN
Descripción
Comienzo cabecera
Comienzo texto
Fin de texto
Fin de transmisión
Acuse de recibo correcto
Secuencia escape
Acuse recibo negativo
Carácter de sincronismo
1.1.2 Campo de longitud
Clase: tipo de mensaje
Cuentas: indica el campo de longitud (nº caracteres)
FLAG (FL): control del enlace
Nr: número de tramas recibidas
Ns: número de tramas enviadas
DIR: Directorio destino
CRCI: control de errores
1.1.3 Inserción de bit
Un método que está basado en una secuencia de control 1 bit (FLAG)
El receptor cuando recibe una cadena comprueba una sentencia de 5 bits unos seguidos comprueba si
es un 0 el 6º , si lo es lo elimina, si el 6º es otro uno comprueba si el 7º es 0 si es así se significa que
será una flan (final de trama) y si es 1 pondrá un error.
• Direccionamiento
Identifica el origen y destino de un enlace
Cada trama contiene normalmente explícitamente dirección de origen y final.
• Direccionamiento implícito
Conexión punto a punto. No es necesario poner el direccionamiento en la trama
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1.2.2 Direccionamiento por preselección
IEEE−488, uno de los nodos.
Actúa de controlador y preselección de la trama de origen y destino.
1.2.3Direccionamiento en sistemas
Con un único maestro (master −slave)
1.2.4 Direccionamiento de mensajes multi
Son tramas multicast: cuando usan varios nodos
Tramas broadcast: cuando van a todos los nodos.
• Control de errores
Una tasa de error más alta que los de conexión LAN.
A larga distancia se corrigen los errores y los de corta distancia solo los detecta. Los errores solo se
pueden producir en los interface, terminales etc.
Nodos terminales
Comunicación de red se producen la mayoría de errores.
• Origen errores
Sucesos estáticos
Capas transistoras:
♦ Eléctricas
♦ Electromagnéticas
♦ detección de errores
Añadir información redundante adicional en la trama.
♦ Paridad vertical y horizontal
Paridad par: Añadir a un grupo 5 a 8 de bits de datos un bit 0 o 1 según corresponda al nº de
1.
Paridad vertical: añadir a cada grupo de n caracteres que se envían sucesivamente, uno más
que contenga bits de paridad para los bits que ocupan la misma posición de los n caracteres
transmitidos.
♦ Chequeo por suma (Check sum)
Suma los bits o caracteres a transmitir
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♦ Códigos de redundancia cíclica CRC
Transformar la información a enviar, en un código algorítmico
1.4.3 Acuse de recibo negativo (NAK)
Si la trama llega con errores advierte al emisor con NAK antes del timeout.
1,4,3,1 PULL BACK
Si se han recibido las tramas anteriores sin errores, lo que hace el PULL BACK es volver a
enviar a partir del error.
1.4.3.2 Repetición selectiva
Recibe un NAK y solo envía la errónea.
1.4.5 Control
Cuando las velocidades no son las mismas en el emisor que el receptor.
2. Protocolo PPP (Point to point protocol)
Es un protocolo punto a punto
Diferencias con HDLC, SLDC, etc, es que esta pensado para Internet.
Esta basado en RFC (define todos los protocolos) RFC 1331.
3. Protocolos simples para transferencias directas.
Su fiabilidad es servir de soporte en enlace de una capa superior. Cuando las comunicaciones
solo requieren enlaces punto a punto sin saltos entre redes no hace falta una capa con
algoritmos de enrutamiento.
3.1 Protocolo XON/XOFF
Consiste en usar estos caracteres para controlar el flujo
XON= código 17
XOFF= código 19
Funcionamiento.
Cuando el receptor del mensaje desea que el emisor detenga entonces envía XOFF (pausa).
Cuando el emisor cree que puede recibir más datos entonces recibe XON.
Muy utilizado en el envío de archivos de texto.
Uso de envío de caracteres imprimibles a las impresoras.
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3.2 Protocolo de línea completa ETX/ACK
Uso para el envío de líneas de caracteres.
Consiste en la confirmación al final de cada línea de texto enviada
ETX END OF TEXT ASCII3
ACK ACKNOWLEDGEASCII6
No permiten enviar binarias FULL DUPLEX.
3.3 Protocolo de transferencia de ficheros
Se controlan de manera arbitraria
Se agrupan en forma de paquetes.
El receptor comprueba la ausencia de errores.
3.3.1 Protocolo XMODEM
Standard en la comunicación por MODEM
Envía bloques de datos cada cierto tiempo receptor comprueba que no hayan errores mediante
una suma aritmética.
3.3.2 Protocolo Kermit.
Fue pensado para ser independiente del hardware utilizado.
Principales características.
Longitud del bloque es variable (va indicando en el segundo carácter del bloque)
Caracteres imprimibles ASCII.
4. Redes locales (LAN) Local Area Network
1. La subcapa de acceso al medio
LAN: características
◊ Campo de acción < cuantos Km
◊ Velocidad total de datos varios Mbps
◊ Pertenencia a una sola organización
◊ Medios de transmisión
⋅ cable coaxial
⋅ Par trenzado con o sin apantallamiento
⋅ Fibra óptica
◊ Elevada interconectividad mediante topologías de red
◊ Topologías
17
⋅ Topología estrella
⋅ Topología anillo
⋅ Topología Bus
Ventajas de la topología de estrella
⋅ Pueden insertar fácilmente nuevos equipos
⋅ Fácil detección de errores
⋅ Alta seguridad contra intrusos
⋅ Se pueden priorizar las tramas
⋅ Pueden funcionar a diferentes velocidades entre los nodos
Inconvenientes
⋅ Si falla el nodo central, no funciona ninguno
⋅ Todo tiene que pasar por el nodo central (retrasa inconveniente)
⋅ Retrasa las comunicaciones
⋅ Ampliación del nodo central es muy caro
Topología Anillo
⋅ Velocidad alta sin errores
⋅ Alto trafico datos
⋅ Permite priorización tramas
Inconvenientes
⋅ Si se rompe uno se rompen todos
⋅ Complicado de añadir nuevos elementos
Tecnologías Bus
Ventajas
⋅ Si se fastidia uno no pasa nada
⋅ Añadimos fácilmente varios elementos
⋅ Velocidad optima con errores bajos
Inconvenientes
⋅ Si se rompiera el router afectaría a todos.
⋅ Mecanismo control de acceso al medio es mas complejo ( MAC)
⋅ Asignación estática del canal.
Determina como se asignan un único canal de comunicación
Multiplexo el ancho del canal dividido entre N usuarios.
FDM: es ineficiente con muchos usuarios porque desaprovechan el ancho de
banda.
1.3Asignación dinámica del canal
Se basa, hay diferentes métodos:
• Método de estación:
♦ Hay N estaciones independientes cada una de las cuales tiene
un programa o usuario que genera tramas para su
18
transmisión. Cada vez que se genera una trama a un ritmo, la
estación se bloquea, no se hace nada más hasta que no hay
transmito con éxito.
• Hipótesis de un solo canal
♦ Solo hay un único canal disponible para las comunicaciones.
• Hipótesis de colisión
♦ Si 2 tramas se transmiten de forma simultánea se superponen
en el tiempo y como resultad, la otra persona que escucha no
lo entiende.
• Modelo de tiempo
♦ Se admite un modelo continuo en el que la transmisión de
una trama puede comenzar en cualquier momento.
• Modelo de detección de portadora
♦ Se admiten 2 modelos de interface con el canal el de
detección de portadora y el de no detección portadora.
1.3.1 Protocolo Aloha
1970 Hawai
En transmitir la información sin preocuparse si es canal está libre o no.
18% de efectividad
Este protocolo se puede utilizar cuando los usuarios de una red no están
coordinado, compiten por el canal.
Sistemas de contienda
En base a un cierto tiempo se envía la información. En cada una ráfaga de
tiempo cada usuario enviaba la información. Se llama Aloha RANURADO
37% de efectividad.
⋅ Protocolos con detección de portadora.
Mira a ver si hay alguien en el canal, si no hay nada en el canal entonces
envía, si hay alguien espera.
No persistente lo intenta de una forma aleatoria
1 Persistente Cuando detecta que esta ocupado el canal se queda esperando
hasta que este libre.
P. Persistente espera que el canal este libre, cuando este libre no lo envía,
espera un poco de tiempo.
1.4 Normas IEEE8O2
Regula las normas para los fabricantes de un determinado aparato de acceso
al medio.
2 Ethernet y el IEEE 8023
19
Ethernet es una especificación para redes de área local que comprende el
nivel físico y el nivel de enlace del modelo de referencia OSI.
Ethernet usa CSMA/CD (protocolo para la red)
Parámetros
Velocidad
Longitud del segundo (distancia que hay entre los dos equipos)
Longitud de la red (son un conjunto de equipos (conjunto de segmentos)
Longitud entre los nodos.
Cables.
Velocidad
10−BASE−5
10−BASE−2
10 Mbps
10 Mbps
L. segmento 500 m máx.
185 m máx.
L. de la red 2500 m máx.
925 m máx.
Nº nodos
Tipos de
cable
30 nodos
Coaxial malla
simple flexible
100 nodos
Coaxial malla
doble rígido
10−BASE
T
10 Mbps
100 m
máx.
500 m
máx.
1 nodo
Par
trenzado
10
BASE F
10 Mbps
1 Km
máx.
5Km
máx.
1 nodo
Fibra
óptica
Codificación Manchester.
2.1 Topológias de la red ethernet
2.1.1 Topología bus
1024 estaciones como máx.
Permiten extender la red hasta 2,5 Km. En un mismo segmento no pueden
haber 2 repetidores de señal.
10 base 5
Longitud entre nodos 2,5 m mínimo
500 m máx. del segmento de red sin que haya un repetidor.
10−base−2
Distancia min entre nodos 0,5 m
Distancia máx. del segmento 700 m.
20
2.1.2 Topología estrella
Bus tiene inconvenientes:
• Si hay ruptura en el cable se pueden quedar sin funcionar toda la otra
parte
• La topologia estrella esta basada en 10−BASE T .
• El tipo de cable es par trenzado
• El bus va 10−BASE−2. El tipo de cable es coaxial.
2.2 Formato de las tramas Ethernet e IEEE 802.3
Reambulo: La 1ª parte se encarga de sincronizar la codificación de fases.
Determinan el principio de la trama
Direc. Destino: donde va ir el paquete.
Tipo: cual es el protocolote nivel inmediatamente superior, está encapsulado
en datos.
Datos: Contiene la información que se quiere permitir.
CRC: Código de redundancia crítica. Para detectar errores.
Espera 9, 6 microsegundos antes de enviar una nueva trama.
Formato de las tramas Ethernet e IEEE 802.3
El mecanismo de acceso al medio CSMA/CD (Carrier sense multiple access
with colision detection).
2.4 Red Ethernet conmutada
Switch: es un dispositivo inteligente, segmenta las diferentes partes. Conmuta
las diferentes partes de la red. En vez de tener HUB tiene un SWITCH. Es
capaz de conmutar el tráfico.
Lee la trama que recibe y sabe por donde enviarlo
Aumenta el rendimiento de la red.
2.5 Fast Ethernet
IEEE 802.3v Fast Ethernet
Fibra óptica
Denominación Cable
100 BASE
4 pares UTP−3
−T4
2 pres YTP−5 o
100 BASE TX
STP
Transmisión
NRZ Semi
duplex
NRZ1 Full
duplex
21
100 BASE FX 2 fibras ópticas
NRZ1
• Paso de testigo en bus (TOKEN)
Es el encargado de la comunicación de la red. Hasta que no haya recibido el
token no empieza a enviar información y envía el token al otro destino
Paso del testigo tiene mejor rendimiento que el CSMA/CD
3.1 Formato de la trama 802.4
Control
Nombre
Significado
El reclamo del testigo durante la iniciación del
00000000 Reclamo
anillo
Solicito suceso Es el permiso para que las estaciones entren en
00000001
1
el anillo
Solicita suceso Es el permiso para que las estaciones entren en
00000010
2
el anillo
00000011 Quien sigue
Recuperador del testigo perdido
Cuando múltiples estaciones quieren entrar en el
00000100 Resuelve
anillo
00001000 Testigo
Paso del testigo
Establece
Mensaje de las estaciones que entran o salen del
00001100
sucesor
anillo
802.4 Define el paso de testigo como método de acceso
3.2 Mantenimiento del anillo lógico
Cada interfaz de estación tiene la dirección de la estación precedente y
sucesora.
La estación posee el testigo que genera peticiones a las estaciones que no
están en el anillo lógico. Y esto lo hace mediante un código Solicito sucesor
Otra trama será estable sucesor.
Se envía el código que entra en las estaciones del anillo. Es para estaciones
que entran como que salen.
Si dos estaciones quieren entrar al mismo tiempo se produce una nueva trama
llamada contienda (que es un algoritmo matemático que elige quien debe
entrar primero)
Una estación quiere abandonar el anillo, transmite la trama establece sucesor
y en este momento quiere dar el testigo a la dirección de la estación sucesora.
Cuando todos están apagados y se enciende por primera vez para que se haga
el anillo, se auto−asigna la primera estación. Se llama Reclamo testigo.
Cuando se pierde un testigo (se desconecta de la red) se genera una trama de
22
Quien sigue para que el anillo no se desconecte especificando la dirección de
su sucesor.
La estación transmite una trama con la identificación de quien, especificando
la dirección de su sucesor. Cuando el sucesor ve la estación que ha fracasado
ve la trama, la indica Quien sigue, nombrando el sucesor, responde
inmediatamente el envío de una trama con la indicación que se llama
Establece sucesor a la estación cuyo sucesor fracasa, nombra a si misma
como nuevo sucesor.
Una estación falla al enviar al sucesor y además falla al enviar al suceso del
sucesor y envía el indicador al sucesor 2.
4. El paso de testigo en anillo IEEE 802.5
IBM llegó a crear esta norma basada en TOKEN RING.
Testigo circula por el anillo
MAU Unidad Acceso a Multiestación.
4.1 Topología de anillo con apariencia de estrella.
Velocidad del TOKEN RING
• 4 Mbps
• 16 Mbps
Tipo de cable del TOKEN RING
• Cable de calidad para datos: contiene dos pares trenzados de hilos
cubiertos por una lámina de apantallamiento.
Distancia máx. recomendada desde el TOKEN RING hasta el punto de
conexión del nodo es de 110 m.
4.2 Formato trama IEEE 802.5
El testigo 3 bytes:
• Delimitador
• Control
• Delimitador final
La trama viaja por todo el anillo hasta que acabe la transmisión.
4.3 Mecanismo de paso de testigo.
La trama viaja por todo el anillo hasta que vuelve al equipo que la envío y en
ese momento pasa el testigo.
Campo de
control
00000000
Nombre
Significado
Prueba de
duplicado y
Mira si 2 estaciones tienen la misma
dirección.
23
00000010
00000011
00000100
00000101
00000110
dirección
Baliza
Reclamo testigo
Purga
Localiza rupturas en el anillo
Intento de ser supervisor de la red
Reiniciar anillo
Se emite continuamente por el supervisor
Supervisor activo
para decir a las estaciones que tiene el
presente
testigo
Supervisor alerta Anuncia la potencial de nuevos
presente
supervisores
4.4 Mantenimiento del anillo.
Cada anillo físico tiene un supervisor
Cuando el anillo arranca la 1ª estación envía la trama Reclamo testigo.
Cuando tiene el anillo se le asigna un supervisor que se encarga de reiniciar
las tramas con errores, controlar la caída del anillo.
La baliza se basa en mirar si las otras estaciones que tiene al lado le envía
información o no y se propaga lo máx. por la red.
Supervisor: No envía, toma el control cuando hay una ruptura en la red.
4.5 FDDI (Fiber Distributed Data Interface)
Red de fibra óptica de alto rendimiento
Esta basada en el paso del testigo en el anillo.
100 Mbps 200 Km, 100 estaciones
Se consigue mayor fiabilidad.
Al utilizar largas distancias se pueden enviar tramas simultáneamente.
La estructura de la trama es similar al del anillo.
El sistema de prioridad esta basado en temporizaciones sobre las rotaciones
del testigo.
5. Diferencias 802.3, 802.4, 802.5
802.3
Ventajas:
• Es la red local mas utilizada
• El protocolo es simple
• Las nuevas estaciones se incorporan con la red en marcha
• Puede utilizar cable pasivo y no necesita MODEM
24
• Retardo 0
Desventajas:
• Interface utiliza componentes analógicos
• La detección de colisión analógica
• Para detectar colisiones existe una trama mínima
• Cuando la estación esta muy cargada la eficiencia disminuye
muchísimo
• No tiene sistema de prioridades.
• Longitud máxima del cable (si no hay conmutadores) está limitada
2,5 Km y la velocidad 10 Mbps.
802.4
Ventajas: Utiliza tecnología muy fiable ej. Cable de televisión para banda
ancha.
• Permite el manejo de tramas cortas.
• Dispone de prioridades, puede configurarse una fracción del ancho
de banda al tráfico de alta prioridad.
• Admite datos de voz y video
• Para cargas elevadas es muy eficiente.
Desventajas
• Necesitan circutería analógica (MODEM, amplificadores de banda
ancha)
• El protocolo es complejo
• Esta poco extendida
• En una carga baja el retardo es importante.
802.5
Ventajas
• Usa conexiones punto a punto. La tecnología es digital.
• El estándar de cable , el par trenzado es barato y simple
• Los anillos pueden construirse en cualquier cable trenzado
• Los centros de cableado pueden determinar y eliminar errores.
• Las tramas pueden tener un gran tamaño
• A mucha carga ofrecen grandes prestaciones.
Desventajas
• A cargas bajas se producen retrasos
• Existe un monitor o supervisor de la red que pueda llegar a
bloquearla
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