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Administración de Sistemas Informáticos
--- Redes
IES Zubiri-Manteo BHI
5.-ARQUITECTURA DE UNA RED Y CORRECCIÓN DE ERRORES
Protocolo= Programa pequeño que analiza unas cosas y el otro me entiende.
La comunicación entre dos ordenadores y para su entendimiento
necesitan unos niveles y normas para pode entenderse.
Interface: La comunicacion entre las normas se denomina interface.
Una de las necesidades más elementales de un sistema de comunicación, es el
desarrollo de los estándares. Sin ellos, sólo podrían comunicarse los equipos de un mismo
fabricante.
Las conexiones entre los equipos también se han ido estandarizando. Entre las
distintas entidades que se han dedicado a esta estandarización está la ISO. Ellos, han
definido el modelo OSI.
El modelo OSI define siete niveles distintos, para facilitar la comunicación entre
sistemas abiertos. El modelo no asegura la comunicación, pero es la base para poder
organizar y decidir los protocolos que se van ha utilizar.
El modelo OSI, especifica las normas o reglas necesarias para que el intercambio de
datos entre equipos de diferentes fabricantes sea posible.
Basándose en este modelo, se ha desarrollado un gran grupo de protocolos para que
los diferentes tipos de ordenadores puedan trabajar en común y puedan comunicarse.
Con el fin de simplificar la complejidad de cualquier red, los diseñadores de redes han
convenido estructurar las diferentes funciones que realizan y los servicios que proveen en
una serie de niveles o capas. Cada grupo o nivel se encargará de resolver un problema, y las
decisiones y cambios que lleve a cabo no afectarán al resto de grupos o niveles.
Los niveles definidos por este modelo son los siguientes:
 Nivel de Aplicación
 Nivel de Presentación
 Nivel de Sesión
 Nivel de Transporte
 Nivel de Red
 Niel de Enlace
 Nivel Físico
OSI: 7 niveles con los cuales se entienden entre aplicación y
5.1.- CONCEPTOS
Antes de profundizar en los diferentes niveles, varios conceptos:
 Cada nivel tendrá relación con los niveles que estén a su lado, es decir el superior
y el inferior, y solamente con ellos
 Cada nivel de be ocuparse de su nivel inmediatamente inferior, al que solicita
servicios, y del nivel inmediatamente superior, a quien devuelve resultados.
 Llamaremos Interface a las normas de intercomunicación entre capas adyacentes.
 Los elementos activos de cada nivel se denominan ENTIDADES. Hay entidades
software como procesos, y hay entidades hardware como chips.
 Un SAP es el punto de acceso al servicio. Es decir, el punto en el que una capa
puede encontrar disponibles los servicios de la capa inmediatamente inferior.
 Un IDU es la unidad de datos del interfaz, es decir, es el bloque de información
que la entidad del nivel N le pasa a la entidad del nivel N-1 a través del interface
N/N-1.
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
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Un SDU es la unidad de datos del servicio, es decir, un IDU está formado por un
SDU y un ICI. El ICI es información de control, y el SDU la información que una
entidad quiere enviar a otra entidad del mismo nivel a través de la red.
Un PDU es la unidad de datos de protocolo. Si no podemos enviar de una vez un
SDU y tenemos que fraccionarlo porque su tamaño no es adecuado para la
transmisión directa, cada uno de los trozos y la cabecera que se le añada
formarán un PDU.
Protocolo N+1
Nivel
N+1
Interface n+1 / n
Interface n+1 / n
Protocolo N
Nivel N
Interface n+1 / n
Nivel
N-1
Nivel
N+1
Nivel N
Interface n+1 / n
Protocolo N-1
Nivel
N+1
Nivel
N-1
IDU
ICI
SDU
Interface N+1 / N
SAP
Nivel N
Nivel N
Protocolo N
N-PDU
Cabecera
SDU
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Nivel N
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Protocolo ICMP
 Aplicación ping
 Establece el tipo de tiempo de conexión.
 Se puede cambiar.
 Mira si tiene conexión.
 Devuelve un resultado.
5.2.- NIVELES DEL MODELO OSI
Nivel Físico
Se encarga de dar el soporte mecánico, electrónico y físico para que dos entidades del
nivel de enlace puedan intercambiarse bits.
Entre otras funciones debe garantizar la compatibilidad de los conectores, cuántos pines
tiene cada conector y la función de cada uno.
Nivel de Enlace
Se encarga de los medios funcionales para que dos entidades del nivel de red puedan
intercambiarse datos sin errores. Deben superar la falta de seguridad que hay en los
circuitos. Recogerá los datos que le pasa el nivel de red y los agrupa formando tramas, a las
cuales añadirá bits de control para la detección y corrección de errores.
También se encarga de la sincronización.
Nivel de Red
Se encargan de los problemas que surgen en la comunicación entre distintas redes. Debe
dar salida a las congestiones y conocer bien la topología de la red, ya que debe realizar
tareas de encaminamiento.
Nivel de Transporte
Se asegura de que el receptor reciba lo que ha enviado el emisor. Es decir, acepta los
datos del nivel de sesión, los fracciona adecuadamente para que sean aceptados en la
subred (su capa inferior), y se asegura de que llegarán correctamente al nivel de
transporte del destinatario. Asegura el intercambio de información entre entidades del
nivel de Sesión, independientemente de las características de la red que tienen por debajo.
Nivel de Sesión
Permite el diálogo entre emisor y receptor estableciendo una sesión, que es el nombre
que reciben las conexiones en este nivel. Establece, mantiene y finaliza la comunicación
entre diferentes aplicaciones. En ocasiones facilita más de una conexión a un mismo
usuario, abriendo diferentes sesiones.
El nivel de sesión determina si la comunicación será bidireccional o simultánea.
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Nivel de Presentación
Se ocupa de la sintaxis y de la semántica de la información que se pretende transmitir.
Se encarga de la comunicación entre sistemas que tienen diferentes presentaciones de
datos. Realiza trabajos de conversión o traducción.
Además también puede comprimir los datos para que la transmisión sea menos costosa, o
encriptarlos para garantizar la privacidad.
Nivel de Aplicación
Este nivel define los protocolos de las aplicaciones y procesos que va a utilizar el usuario.
Si los procesos están en el mismo equipo, lo hace el sistema operativo. Pero si están en
diferentes equipos, pone en marcha el mecanismo necesario para ello, utilizando los
servicios de los niveles inferiores.
De todas formas, el modelo OSI no se ha extendido tanto como esperaban. Al final ha
sido el modelo TCP/IP el que más se utiliza.
5.3.- MODELO TCP/IP
Las razones de que el modelo OSI no haya tenido éxito podría ser estas:
 Antes de desarrollar el OSI ya existía el modelo TCP/IP y el cambio es costoso
 El crecimiento del uso de Internet ha empujado la arquitectura TCP/IP
El modelo TCP/IP sólo tiene cinco niveles:
Nivel Físico
Define las características de soporte, señalización y codificación.
Nivel de Acceso a Red
Se encarga de la interfaz entre el sistema final y la subred en la que está conectado.
Nivel de Internet
Envía y guía los datos a lo largo de la red desde el origen hasta destino. Maneja la
comunicación de una máquina a otra. Ésta acepta una solicitud para enviar un paquete
desde la capa de transporte, junto con una identificación de la máquina, hacia la que se
debe enviar el paquete.
Nivel de Transporte
La principal tarea de la capa de transporte es proporcionar la comunicación entre un
programa de aplicación y otro. Este tipo de comunicación se conoce frecuentemente como
comunicación punto a punto. La capa de transporte regula el flujo de información. Puede
también proporcionar un transporte confiable, asegurando que los datos lleguen sin
errores y en secuencia.
Un ordenador puede tener varios programas de aplicación accediendo la red de redes al
mismo tiempo. La capa de transporte debe aceptar datos desde varios programas de
usuario y enviarlos a la capa del siguiente nivel. Para hacer esto, se añade información
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adicional a cada paquete, incluyendo códigos que identifican qué programa de aplicación
envía y qué programa debe recibir, así como una suma de verificación para verificar que el
paquete ha llegado intacto y utiliza el código de destino para identificar el programa de
aplicación en el que se debe entregar.
Nivel de Aplicación
Se encarga de la comunicación entre aplicaciones y procesos de diferentes equipos.
Un swich es más rapido que un hub, porque tiene tres niveles hasta el de
red.
5.4.- DETECTAR Y CORREGIR ERRORES
Aunque tomemos todas las medidas que estén a nuestro alcance para que la transmisión de datos sea segura, es habitual
que se produzcan.
El ruido, radiaciones atmosféricas o equipos defectuosos pueden ser los causantes de estos errosres.
Al aumentar la velocidad de transmisión, el nº de bits afectados aumenta puesto que se mueven más bits en el mismo
instante.
Para poder reducir la tasa de errores, se utilizan los métodos de detección y correción de errores. Lo más difícil suele ser
detectarlos.
Para la detección de errores se utiliza el término de distancia.
Distancia  Es el número de bit distintos entre dos palabra ( 8 bits en código ASCI)que están en código binario.
Ejemplo: 10101010
distancia (d)=3
10011000
Distancia de un código binario  Es la mínima distancia entre dos palabras cualesquiera del código.
Ejemplo código BCD (Binary Code Decimal)
Información ................................................ Palabra
0 ................................................... 0000
1 ................................................... 0001
2 ................................................... 0010
Longitud del código BCD = 4
3 ................................................... 0011
4 ................................................... 0100
Distancia = 1
5 ................................................... 0101
6 ................................................... 0110
7 ................................................... 0111
8 ................................................... 1000
9 ................................................... 1001
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5.4.1.- “PERDER” INFORMACIÓN
En ocasiones no llega al receptor toda la información enviada por el emisor.
Aunque puede ocurrir también que dicha información llegue “cambiada”. En ambos
casos se considera como pérdida de información.
5.4.2.- DETECCIÓN DE ERRORES
Antes de empezar con los métodos diferentes hay que mencionar el concepto de
distancia. La distancia entre dos palabras en código binario, es el número de bits
diferentes entre ellas.
PARIDAD SIMPLE
Este sistema consiste en enviar, junto con la información, otros bits de
control que representan ciertas características sobre los datos. Concretamente
se añadirá un bit por cada carácter emitido
Si los datos sufren alguna alteración, al analizar los bits de paridad se
detectaría. Hay dos tipos de paridad: par e impar
si el nº de 1’s es par
si el nº de 1’s es impar
Cantidad de 1 tiene que se par.
 Paridad Impar: si el nº de 1’s es par
si el nº de 1’s es impar

Paridad Par:
0
1
1
0
La distancia de este código es 2. Por lo tanto, con este método se
detectarán los errores en 1 o 3 bits.
Ejemplo código BCD (Binary Code Decimal) con bir de paridad par.
Información ................................................ Palabra .......................... Bit paridad
0 ................................................... 0000 ........................................... 0
1 ................................................... 0001 ........................................... 1
2 ................................................... 0010 ........................................... 1
3 ................................................... 0011 ........................................... 0
4 ................................................... 0100 ........................................... 1
Distancia = 1
5 ................................................... 0101 ........................................... 0
6 ................................................... 0110 ........................................... 0
7 ................................................... 0111 ........................................... 1
8 ................................................... 1000 ........................................... 1
9 ................................................... 1001 ........................................... 0
PARIDAD DE BLOQUE
Se creó basándose en el anterior. Se trata de añadir un segundo grupo de
bits de paridad y mejora bastante el sistema. También hay par e impar.
Un ejemplo, queremos enviar: 00110, 01010, 11001, 11111
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0
0
1
1
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0
1
1
1
1
0
0
1
1
1
0
1
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0
0
1
1
Añadimos los bits de paridad a las filas y a las columnas:
Nosotros
0
0
1
1
0
1
1
1
1
0
0
1
1
1
0
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
1
0
1
0
X
enviaríamos:
001100 010100 110011 111111 0 1 0 1 0
Supongamos que el receptor recibe lo siguiente:
00110001110011001111111101 0 1 0
0
0
1
1
0
1
1
1
1
1
0
1
1
1
0
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
1
0
1
0
X
ERROR
ERROR
En este caso podríamos detectar cual ha sido el bit que ha llegado mal y
podríamos corregirlo. Pero si se produce el error en dos bit sería imposible
detectarlo
CÓDIGOS DE REDUNDANCIA CÍCLICA
Los métodos basados en la paridad son protecciones contra los errores.
Además estos métodos son simples y fáciles de usar. Entre sus inconvenientes,
la baja eficacia contra los errores en algunas aplicaciones. Por lo tanto los
códigos basados en la paridad se utilizan cuando el coste de otros métodos más
sofisticados resulta demasiado caro, en cuanto a consumo de recursos.
Además, los códigos basados en paridad se usan cuando cada dato lleva sus
bit de protección contra errores. Es decir, en entornos en los cuales la
transmisión se hace dato a dato, o dicho de otra forma en entornos
ASÍNCRONOS.
Cuando se trabaja en entornos SINCRONOS no resulta rentable, puesto
que la utilización del ancho de banda del canal no es la más adecuada.
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Por lo tanto, cuando se envían los datos por grupos o bloques,se utilizan
otros métodos de detección y corrección de errores. Estos métodos utilizan
casi todo el ancho de banda del canal para la transmisión de datos.
Para hallar el bit de paridad se utiliza un polinomio generador.
Ejemplo de funcionamiento de estos métodos:
Antes de enviar la información emisor y receptor deciden cual va a ser la
cable. Si hay que transmitir el número N, el emisor dividirá N entre la cable
(división entera) y el resto obtenido se añadira al número N para ser enviado.
Supongamos que queremos transmitir el número 17, en un entorno con
riesgo de producirse errores.
 Antes de enviar se define una cable. Por ejemplo: 7.
 Luego el número que se desea transmitir (17) se divide con la cable (7):
17/7 = 2L3 (donde 2 es el divisor y 3 es el resto).

El número que se envía es el 173.
Supongamos que el receptor recibe el número 193.

El número lo dividirá en dos: 19 y 3.
 El receptor tiene que conocer la cable que utiliza el emisor, y realiza la
división 19/7= 2L5

Compara el resto calculada por él y el recibido. 5 =/ 3 =/ 0.

Luego detecta que ha habido un error en la transmisión.
Este método es un método para la detección, por lo tanto el receptor al
detectar un posible error pide al emisor el reenvió del dato.
Los códigos de redundancia cíclica se implementan fácilmente mediante
hardware y son muy rápidos y eficaces.
5.4.3.- CORRECCION DE ERRORES
Una vez que hemos detectado un error en la transmisión, el siguiente paso será
corregirlo. Hay dos posibilidades:


Cuando la corrección la realiza el RECEPTOR: En ocasiones, los errores
detectados mediante el método de paridad etc, suelen ser sencillos de
corregir. Puede que baste con cambiar el bit que viene mal.
Corrección por retransmisión: Cuando el receptor detecta que algo no ha
llegado bien pero no es capaz de identificar cual es el bit erróneo, sólo le
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puede pedir al emisor que repita la transmisión. Para que esto sea posible, la
comunicación entre ambos debe ser bidireccional, de lo contrario, el receptor
no podrá solicitar la retransmisión.
CÓDIGOS HAMMING
Son códigos correctores cuya distancia mínima es de 3.
Pueden detectar errores de 2 bits y corregir errores de 1 bit.
Al número que está codificado se les añade unos bit que sirven para
demostrar algunas paridades. Estos bits que se añaden formarán la posición del
bit que ha llegado erróneo.
n bit
p
p bits de paridad
Nº de p bits a añadir entre los n bits de datos:
2p >= n+p+1
Ejemplo: Código Hamming para un número expresado en código BCD
Siendo n = 4
23 >= 4+3+1 ; p=3
Luego el número en BCD que vamos a enviar será de 7 bits
Mediante el código binario de p bits analizaremos el resultado de la transmisión :
0 --> No ha habido error.
L --> El error ha sido en el bit número L.
P3
p2
p1
posición erronea
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
2
3
4
5
6
7
 no hay error
 error en b1
 error en b2
 error en b3
 error en b4
 error en b5
 error en b6
 error en b7
Los bits de paridad serán b4, b2 y b1.
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P1-->“1” si el error está en, b7 , b5 , b3 o b1.
P2-->“1” si el error está en, b7, b6 , b3 o b2.
P3-->“1” si el error está en, b7, b6, b5 o b4.
Entonces:
b1 --> es el bit de paridad de b3,b5, y b7.
b2 --> es el bit de paridad de b7,b6, y b3.
b4 --> es el bit de paridad de b7,b6, y b5.
Podemos desarrollar ya todo el código
b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1
---- ---- ---- ---- --> BCD
B7
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
B6
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
B5
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
B4
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
0
0
0
1
1
B3
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
B2
0
1
0
1
1
0
1
0
1
0
1
0
0
1
0
1
B1
0
1
1
0
0
1
1
0
1
0
0
1
1
0
0
1
Supongamos que queremos transmitir 0000111, y el receptor recibe lo siguiente:
0100111.
b7
0
0
b6
1
b5
0
0
b4
0
b3
1
1
b2
1
b1
1
1
Error en el bit b6!!!
2+4 =6 /* bits de paridad distintos*/
CORRECCIÓN: basta cambiar el valor del
bit.
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0
0
1
1
1
0
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0
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EJERCICIOS
1.
Examinar los números que recibe el receptor:
225 y 222 siendo la clave 5, y
301 y 300 siendo la clave 6.
2. Escribe en código ASCII la palabra REDES. Calcular bloque de paridad
par. ¿Cuál sería la secuencia binaria que hay que enviar?
.
3. Examina el control utilizado en el bloke paridad par:
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
0
1
0
0
1
1
1
1
1
0
1
0
1
1
1
0
1
1
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
0
1
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
x
4.
Examina el número recibido 0011000 zenbakia. Sabiendo que se han
utilizado códigos Hamming.
5.
Desarolla el código Hamming para n=2 y examina el número 11010.
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PRACTICA 6 PROTOCOLOS
Mira en Internet los distintos tipos de protocolos que hay.
Que detección y corrección de errores utiliza cada uno.
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