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CAPITULO
1
INTRODUCCIÓN A LAS REDES DE ORDENADORES
INTRODUCCIÓN A LAS REDES DE COMPUTADORES
BREVE HISTORIA DE LAS COMUNICACIONES:
Se han desarrollado mecanismos y sistemas desde que el ser humano tiene capacidad de
comunicarse, permitiendo con ello el establecimiento de comunicaciones a grandes distancias.Uno
de estos ejemplos es el teléfono el cual no se constituyo como el primer sistema de
telecomunicación, pero si forma parte como uno de los más antiguos que se conocen y utilizan.
Este artefacto surge como idea de Alexander Graham Bell quien presentó su máquina eléctrica
parlante logrando comunicaciones a distancias entre estos aparatos unidos por un hilo eléctrico,
en el año de 1878.
Debido a que su uso fue creciendo, fue preciso buscar la manera de interconectarlos todos, pero
por este modelo presentado era un problema para incluir un nuevo aparato a la red, de aquí a
que compañías ofrecieron un servicio de conmutación. De este modo, cada aparato disponía de
una sola conexión y no era necesario establecer ninguna variación en la misma para incorporar
nuevos aparatos a la red.La red telefónica constituye una red de conmutación de circuitos. Para
llevar a cabo una comunicación, es preciso establecer un circuito entre los dos extremos por
medio de la red. Mientras dura la comunicación, se ocupan unos recursos en exclusiva, aunque no
haya intercambio de información. Las compañías cobran el uso de los recursos por tiempo de
ocupación. La red telefónica es analógica, ubicua, trabaja con la técnica de conmutación de
circuitos
Aparecen los primeros ordenadores:
Para la década de los sesenta aparecen los primeros ordenadores comerciales, con la característica
de que eran grandes y costosos, poco potentes usados por grandes empresas y organismos
especiales, pero hoy día su uso se ha hecho necesario al tenerlos en maquinas mas personales y al
alcance de todos
El uso de MODEM
Los primeros módems eran de 300 bps y generaban dos tonos diferentes: uno para el 1 lógico y
otro para el 0. En la actualidad, van a 56.000 bps, que es el máximo que permite la red telefónica
convencional actual. Los módems no sólo servían para poder alejar los terminales pasivos de los
ordenadores centrales, también permitían interconectar ordenadores entre sí. Permitiendo con
ello formar las redes de computadores.
Las redes de datos
Pronto las grandes empresas presionaron a las compañías telefónicas del momento para que
desarrollaran redes pensadas para transportar datos, cuyo sistema de tarifación se ajustara al
tráfico de datos real y permitiera más velocidad que los escasos 300 o 1.200 bps que se lograban
utilizando la red telefónica. La respuesta fueron las redes de conmutación de paquetes.
El envío de datos no necesariamente debe llevarse a cabo en tiempo real (las transmisiones de
voz, sí). Por tanto, no es preciso establecer el camino entre los dos puntos antes de empezar la
transmisión y mantenerlo mientras dura el intercambio de datos. En lugar de ello, se empaquetan
los bits que deben transmitirse y se dan a la central más próxima para que los envíe cuando pueda
a la siguiente, y así sucesivamente hasta que lleguen al destino. Si cuando un paquete llega a una
central todos los enlaces con la siguiente están ocupados, no pasa nada, lo hace esperar
poniéndolo en una cola para enviarlo cuando haya un enlace disponible.
Las redes de área local
Cuando empezó a ser habitual disponer de más de un ordenador en la misma instalación, apareció
la necesidad de interconectarlos para poder compartir los diferentes recursos: dispositivos caros,
tales como impresoras de calidad, un disco duro que almacenara los datos de la empresa, un
equipo de cinta para realizar copias de seguridad, etc. El diseño de las redes de área local siguió
caminos completamente diferentes de los que se siguieron para las redes de gran alcance. En las
redes de área local se necesita, habitualmente, establecer comunicaciones “muchos a uno” y “uno
a muchos”, lo que es difícil de conseguir con las redes de conmutación, pensadas para
interconectar dos estaciones.
ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS (EL MODELO OSI)
Cuando el CCITT (Comité Consultivo Internacional Telegráfico y Telefónico, ahora conocido
como UIT, Unión Internacional de Telecomunicaciones) y la ISO(Organización Internacional de
Normalización) propusieron la torre OSI (Modelo de interconexión de sistemas abiertos), en el
mercado había muchas arquitecturas de protocolos, unas propietarias, otras abiertas, pero
todas diferentes.
La torre OSI pretendía ser un modelo básico de referencia, un marco para el desarrollo de
estándares que permitieran la interoperabilidad completa.
Definición:
El modelo OSI, afronta el problema de las comunicaciones de datos y las redes informáticas
dividiéndolo en niveles. Cada participante de la comunicación incorpora como mínimo uno de
los mismos, y los equipos terminales los incorporan todos.
Los niveles de la torre se comunican en dos direcciones:
• Horizontal. La comunicación horizontal sólo se da entre
niveles homónimos.
• Vertical. La comunicación vertical sólo se da entre niveles
adyacentes de un mismo sistema.
NIVELES DEL MODELO OSI
Nivel físico
El nivel físico se encarga de las tareas de transmisión física
de las señales eléctricas (o electromagnéticas) entre los
diferentes sistemas. Las limitaciones del nivel físico
(equipos de transmisión y recepción, medios de
transmisión, amplificadores, etc.) imponen otras al resto del
sistema: por un lado, limitan la velocidad de transmisión (en
bits por segundo) y, por otro, hacen aparecer una
probabilidad de error, el porcentaje de bits erróneos que llegan a destino.
Nivel de enlace
El nivel de enlace es el primero de la torre OSI que se basa en software, algoritmos y
protocolos. Su misión principal es dar fiabilidad a la transmisión de las señales eléctricas o
electromagnéticas que proporciona el nivel físico, confiere una estructura a los bits: se
agrupan en pequeños bloques denominados tramas, que contienen los bits de mensaje, los
bits añadidos para detectar errores y diferentes campos de control, tales como el número de
trama. Además del control de errores, el nivel de enlace lleva a cabo otra tarea importante: el
control de flujo. El receptor debe procesar las tramas a medida que las recibe. El nivel de
enlace no sólo sirve para controlar líneas punto a punto, sino también para controlar líneas
compartidas por diferentes terminales (redes de área local). El nivel de enlace se ocupa de
que los bits lleguen de una lado a otro, por lo tanto, sólo permite interconectar dos máquinas
Nivel de red
El nivel de red es el que permite que pueda haber más
de dos máquinas involucradas en las interconexiones. Si
sólo se tuviese el nivel de enlace, esto no sería posible.
Para poder interconectar más de dos máquinas,
necesitamos identificarlas y conectarlas de alguna
manera. Ésta es la tarea del nivel de red. El modelo OSI,
sólo habla de redes de conmutación de paquetes. En el
nivel de red se distingue entre estaciones terminales y
nodos de conmutación:
Los nodos de conmutación disponen de diferentes
enlaces hacia otros nodos o hacia terminales, y son los que permiten que los paquetes viajen
por la red desde una estación terminal a otra.
Nivel de transporte
El nivel de transporte permite una conexión fiable sobre cualquier tipo de red (fiable o no). En
las redes de conmutación de paquetes en modo datagrama es donde este nivel revela su
importancia, puesto que es el responsable de controlar las posibles deficiencias de las
transmisiones. La función principal de este nivel consiste en asegurar la calidad de transmisión
entre los terminales que utilizan la red, lo que implica recuperar errores, ordenar
correctamente la información, ajustar la velocidad de transmisión de la información (control de
flujo), etc.
Nivel de sesión, Nivel de presentación y Nivel de aplicación
Estos tres niveles se suelen explicar de manera conjunta, puesto que existen pocos ejemplos
prácticos de protocolos de sesión y de presentación. Además, la arquitectura Internet delega
todos los trabajos por encima de transporte a la aplicación. No obstante, en el modeloOSI
están definidos como tres niveles diferentes e independientes, con atribuciones propias.El
nivel de sesión es, en teoría, el encargado de gestionar las conexiones de larga duración, la
recuperación de caídas de red de manera transparente y los protocolos de sincronía entre
aplicaciones. El nivel de presentación se encarga de conseguir que las diferentes plataformas
(sistemas operativos, procesadores, etc.) se puedan entender al conectarse por medio de una
misma red. Dicho de otra manera, soluciona el problema de la heterogeneidad definiendouna
manera universal de codificar la información. Dicha codificación puede tener propiedades de
eficiencia (por medio de la compresión, por ejemplo), propiedades de confidencialidad (por
medio de la criptografía), etc.En el nivel de aplicación residen los programas. En este nivel
podemos encontrar servidores, clientes que acceden a estos últimos, aplicaciones que
trabajan según un modelo simétrico (peer-to-peer), etc.
TIPOS DE REDES Y TOPOLOGÍAS
TIPOS DE REDES
RED DE ÁREA
LOCAL (LAN)
Según
Tamaño
RED DE ÁREA
METROPOLITAN
A (MAN):
RED DE ÁREA
AMPLIA (WAN)
según su
tecnología de
transmisión
según en tipo
de
transferencia
de datos:
REDES
BROADCAST
REDES POINTTO-POINT
TRANSMISIÓN
SIMPLEX
Interconexión de una o varias computadoras y periféricos.
Extensión: Desde 10 metros a 1 kilómetro, su velocidad va
de 10 a 100 MBps.
Es una red de alta velocidad (banda ancha) que da
cobertura en un área geográfica extensa, Tamaño máximo
de 10 kilómetros.
Red de computadoras capaz de cubrir distancias desde
unos 100 hasta unos 1000 km, suministrando de servicio a
un país o un continente, tamaño entre 100 y 1000
kilómetros.
Son las redes donde lo datos llegan a todas las maquinas de la
red, un solo canal de comunicación
Son aquellas donde hay muchas conexiones entre parejas
individuales de maquinas.
Los datos solo pueden ir en un sentido.
HALF-DUPLEX
: Los datos pueden ir en ambos sentidos pero solo en uno a la
vez.
FULL-DUPLEX
Los datos pueden ir en ambos sentidos a la vez.
TOPOLOGÍAS DE RED:
-Bus: Todas las maquinas están conectadas a un
único cable por dondepasa toda la información, esta
llega a todas las maquinas. Tienen un switch al final.
-Anillo: Es un anillo cerrado donde cada nodo o
PCesta conectado consus nodos adyacentes
formando un anillo. La información se transmitede
nodo en nodo.
-Anillo doble: En lugar de un anillo, hay dos para
aumentar la fiabilidadde la red.
-Estrella: Es un nodo central q normalmente es un
hub y a él estánconectados todos los pc, la información pasa por el hub para luego ir asu
destino.
-Árbol: Tiene un nodo troncal q suele ser un hub desde el q seramifican los demás nodos.
-Malla completa: Todos los nodos se comunican directamente entre si.
MEDIOS DE TRANSMISIÓN
Se entiende el material físico cuyas propiedades de tipo electrónico, mecánico, óptico, o de
cualquier otro tipo se emplea para facilitar el transporte de información entre terminales distante
geográficamente.Su uso depende del tipo de (costo, facilidad de instalación, ancho de banda
soportado y velocidades de transmisión máxima permitidas).
MEDIOS GUIADOS
Los medios de transmisión guiados están constituidos por un cable que se encarga de la
conducción de las señales desde un extremo al otro.
Cable Coaxial
Consiste de un núcleo sólido de cobre rodeado
por un aislante, una combinación de blindaje y
alambre de tierra y alguna otra cubierta
El cable coaxial no interfiere con señales
externas y puede transportar de forma
eficiente señales en un gran ancho de banda
menor atenuación que un cable normalel
coaxial tiene una limitación para transportar
señales de alta frecuencia en largas distancias
cierta distancia el ruido superará a la señal.
Cable UTP
Es una forma de conexión en la que dos aisladores son
entrelazados para darle mayor estética al terminado del cable y
aumentar la potencia y la diafonía de los cables adyacentes.
El cable de Par Trenzado debe emplear conectores RJ45 para unirse
a los distintos elementos de hardware que componen la red.
Fibra Óptica
Es un medio de transmisión empleado habitualmente en redes de
datos; un hilo muy fino de material transparente, vidrio o materiales
protectora.
con
ya que a partir de una
plásticos, por el que se envían pulsos de luz que representan los datos a transmitir.
El haz de luz queda completamente confinado y se propaga por el núcleo de la fibra con un ángulo
de reflexión por encima del ángulo límite de reflexión total.
Las fibras se utilizan ampliamente en telecomunicaciones, ya que permiten enviar gran cantidad
de datos a una gran distancia, con velocidades similares a las de radio y/o cable. Son el medio de
transmisión por excelencia al ser inmune a las interferencias electromagnéticas.
MEDIOS NO GUIADOS
MEDIOS NO GUIADOS
ONDAS DE RADIO Las ondas de radio son fáciles de generar, pueden viajar distancias muy
largas y penetrar edificios sin problema, de modo que se utilizan mucho
en la comunicación tanto en interiores como en exteriores. Las ondas de
radio también son omnidireccionales, lo que significa que viajan en todas
las direcciones desde la fuente, por lo que el transmisor y el receptor no
tienen que alinearse físicamente.
Se identifica a las ondas electromagnéticas en el espectro de frecuencias
MICROONDAS
comprendido entre 1 y 300 GHz, Son unidireccionales, alineamiento de
las antenas parabólicas,
Telecomunicaciones de larga distancia,
propagación de Líneas vistas (Visión directa), No siguen la curvatura de
la tierra.
INFRAROJOS
Los enlaces infrarrojos se encuentran limitados por el espacio y los
obstáculos. El hecho de que la longitud de onda de los rayos infrarrojos
sea tan pequeña, hace que no pueda propagarse de la misma forma en
que lo hacen las señales de radio. Es por este motivo que las redes
infrarrojas suelen estar dirigidas a oficinas o plantas de oficinas de
reducido tamaño.