1.1.3 Pila de protocolos TCP/IP

100101001010001000101010000001000101000111111010101110001000100001111100110011000
001111001010010100010001010100000010001010001111110101011100010001000011111001100
110000011110010100101000100010101000000100010100011111101010111000100010000111110
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101011100010001000011111001100110000011110010100101000100010101000000100010100011
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000100010100011111101010111000100010000111110011001100000111100101001010001000101
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001010010100010001010100000010001010001111110101011100010001000011111001100110000
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111001100110000011110010100101000100010101000000100010100011111101010111000100010
000111110011001100000111100101001010001000101010000001000101000111111010101110001
000100001111100110011000001111001010010100010001010100000010001010001111110101011
10001000100001111100110011000001111001010010100010001010100000010001010001010000
001000101000111111010101110001000100001111100110011000001111001010010100010001010
100000010001010001111110101011100010001000011111001100110000011110010100101000100
010101000000100010100011111101010111000100010000111110011001100000111100101001010
001000101010000001000101000111111010101110001000100001111100110011000001111001010
010100010001010100000010001010001111110101011100010001000011111001100110000011110
010100101000100010101000000100010100011111101010111000100010000111110011001100000
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100110000011110010100101000100010101000000100010100011111101010111000100010000111
110011001100000111100101001010001000101010000001000101000111111010101110001000100
00111110011001100000111100101001010001000101010000001000101000101000000100010100
011111101010111000100010000111110011001100000111100101001010001000101010000001000
101000111111010101110001000100001111100110011000001111001010010100010001010100000
010001010001111110101011100010001000011111001010001000101010000001000101000111111
010101110001000100001111100110011000001111001010010100010001010100000010001010001
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000010001010001111110101011100010001000011111001100110000011110010100101000100010
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100010001010100000010001010001010000001000101000111111010101110001000100001111100
110011000001111001010010100010001010100000010001010001111110101011100010001000011
111001100110000011110010100101000100010101000000100010100011111101010111000100010
000111110011001100000111100101001010001000101010000001000101000111111010101110001
000100001111100110011000001111001010010100010001010100000010001010001111110101011
1. Protocolos de interconexión de redes.
1.1. Protocolos utilizados en la interconexión redes privadas y públicas.
1.1.1. Clasificación según sus funciones.
1.1.2. Servicios soportados.
1.1.3. Pila de protocolos TCP/IP.
1.1.3.1. Introducción.
1.1.3.2. Modelo OSI.
1.1.3.3. Niveles. Descripción de cada uno.
1.2. Cifrado. Redes privadas virtuales.
2. Redes públicas de voz y datos.
2.1. Características.
2.1.1. Topologías redes de voz: Malla, estrella...
2.1.2. Jerarquía redes de voz: Interno, Local, Tránsito, Internacional.
2.1.3. Jerarquía/arquitectura redes de datos. Internet.
2.1.4. Diferencias entre redes públicas y redes privadas.
2.1.5. Convergencia voz/datos. IMS, VoIP.
2.2. Conmutación de circuitos y conmutación de paquetes.
2.2.1. Descripción general.
2.2.2. Aplicaciones actuales y futuras.
2.2.3. Convergencia.
2.3. Arquitecturas y topologías de redes de transmisión y transporte.
2.3.1. Redundancia y protección de rutas. Anillos.
2.3.2. Tecnologías de transmisión: PDH, SDH, DWDM...
2.3.3. Medios de transmisión: guiados (eléctricos, ópticos), no guiados.
3. Transmisión de datos.
3.1. Datos y señales.
3.1.1. Transmisión de datos nativos.
3.1.2. Digitalización de voz: procedimiento y codecs más habituales (PCM, G.
3.2. Unidades de medida.
3.2.1. Definición de unidades habituales: Baudios, bps, concepto de Erlang.
3.3. Medios de transmisión.
3.3.1. No guiados (inalámbricos): transmisión radio.
3.3.2. Guiados:
3.3.2.1. Cableado eléctrico. Características.
3.3.2.2. Fibras ópticas. Principales características y principios técnicos de
transmisión óptica.
3.4. Efectos no deseados.
3.4.1. Introducidos por el medio: atenuación, ruido, interferencias.
3.4.2. Introducidos por el sistema: Jitter, delay, wander.
4. Equipos de transmisión.
4.1. Modems. Multiplexores. Concentradores.
4.1.1. Descripción general de funciones y bloques componentes elementales.
4.1.2. Secciones de la red donde se despliegan.
4.1.3. Interfaces soportadas: operacionales y de gestión.
4.2. Otros dispositivos (Procesadores de comunicaciones, Convertidores de protocolos).
4.2.1. Descripción general de funciones y bloques componentes elementales.
4.2.2. Secciones de la red donde se despliegan.
4.2.3. Interfaces soportadas: operacionales y de gestión.
5. Instalación de los equipos de transmisión.
5.1. Instalación física y mecánica de equipos (armarios, fijaciones, distribución de
1
cableado y condiciones ambientales, entre otros).
5.1.1. Instalación de armazones, armarios y racks.
5.1.1.1. Normas generales y manuales de suministradores.
5.1.2. Comprobación de condiciones ambientales, según especificaciones operacionales
del sistema.
5.2. Alimentación y procedimientos de seguridad asociados.
5.3. Elementos auxiliares (sistemas de alimentación ininterrumpida, aire acondicionado y
baterías, entre otros).
5.3.1. Rectificadores. Funciones y bloques componentes. Dimensionado.
5.3.2. SAIs. Funciones y bloques componentes. Dimensionado.
5.3.3. Baterías. Funciones y bloques componentes. Dimensionado.
5.3.4. Aire acondicionado. Carga térmica y dimensionado.
5.4. Normativas de seguridad en instalaciones de equipos electrónicos.
6. Configuración de los equipos de comunicaciones.
6.1. Pruebas funcionales de unidad y sistema.
6.2. Configuración de interfaces y servicios de transporte:
6.2.1. Tipos de interfaces posibles: E1/T1, E2/T2,..., STM1, STM-4, STM16,...,eléctricos y ópticos
6.2.2. Servicios de transporte.
6.2.3. Protección/redundancia.
6.2.4. Parámetros de configuración para interfaces y servicios soportados por los
equipos.
6.3. Herramientas de gestión remota: características funcionales y de operación.
6.3.1. Descripción general y funciones.
6.3.2. Protocolos/interfaces soportados: SNMP, CMIP
6.3.3. Interfaz gráfica de usuario. Funciones que soporta y descripción de la interfaz.
6.4. Otros métodos de operación. Línea de comando.
2
1.PROTOCOLO DE INTERCONEXION DE REDES
Los protocolos de comunicaciones definen las reglas para trasmisión y
recepción de la información entre los nodos de la red (puntos de unión), de modo que
para los nodos se puedan comunicar entre si, es necesario que ambos empleen la
misma configuración de protocolos.
1.1 PROTOCOLOS UTILIZADOS EN LA
INTERCONEXIÓN DE REDES PRIVADAS Y PUBLICAS
IP
Internet Protocol
TCP
Trasmissión Control Protocol
FTP
File Transfer Protocol
HTTP
Hyper Tex Transfert Protocol
P2P
Person To Person Protocol
ARP
Address Resolution Protocol
SMTP
Simple Mail Transfer Protocol
POP
Post Office Protocol
1.1.1 CLASIFICACIÓN SEGUN SUS FUNCIONES
Transferencia de ficheros
P2P , FTP
Mensajería
ARP , SMTP , POP3 , XMPP
Wep
HTTP
Internet
IP , TCP
3
1.1.2 SERVICIOS SOPORTADOS
Los servicios emplean protocolos que conjuntamente permiten su correcta
interconexión y funcionamiento bajo red.
-SERVICIO VOIP
Consiste en usar la red para mandar voz transformada en datos. Para transformar
la voz en datos se utilizan pequeños programas denominados codecs.
Usa los siguiente protocolos: SIP , IAX , H.223 etc..
1.1.3 Pila de protocolos TCP/IP
1.1.3.1 Introducción
El modelo TCP/IP es un estándar americano que permite que diferentes
dispositivos con arquitecturas diferentes puedan interactuar y comunicarse entre si.
En Europa existe un modelo equivalente denominado OSI, aunque el modelo
TCP/IP es el standard implantado en la red actualmente.
Estos modelos se basan en una arquitectura de por capas o niveles.
-MODELO TCP/IP: 4 niveles
APLICACIÓN
TRANSPORTE
RED
INTENFACE A
RED FÍSICA
Igual que cuando enviamos una carta, esta pasa por los diferentes servicios
dentro de correos, la información pasa por las diferentes capas del modelo, añadiendo
información en cada capa en un área denominada cabecera.
4
Origen
Destino
PAQUETES
DE INFORMACIÓN
A
APLICACIÓN
APLICACIÓN
AT
TRANSPORTE
TRANSPORTE
ATR
RED
RED
ATRF
FÍSICA
FÍSICA
PAQUETE N
PAQU
ETE N
PAQUETE N
PAQU
ETE N
PAQUETES
DE INFORMACIÓN
A
PAQUETE
N
AT
PAQUE
TE N
ATR
PAQU
ETE N
PAQUE
TE N
ATRF
1.1.3.2 Modelo OSI
Es el modelo europeo equivalente al modelo americano TCP/IP.
Al igual que el modelo americano, este crea una estructura de capas basado en
siete niveles o capas:
APLICACIÓN
ENLACE
FÍSICO
PRESENTACIÓN
RED
SESIÓN
TRANSPORTE
Al igual que el modelo TCP/IP la información debe pasar por la torre de capas
de cada uno de los equipos o dispositivos.
5
-EQUIVALENCIA MODELO OSI – MODELO TCP/IP
MODELO OSI
MODELO TCP/IP
APLICACIÓN
PRESENTACIÓN
SESIÓN
APLICACIÓN
TRANSPORTE
RED
ENLACE
FÍSICO
TRANSPORTE
RED
FÍSICA
1.1.3.2 Niveles – descripción de cada uno
Los niveles 1, 2 y 3 (físico, de enlace y de red) son los niveles de soporte de red
(son los mas utilizados por el operador de telecomunicaciones).
Su funcionalidad está relacionada con los aspectos físicos de la transmisión de
los datos.
El nivel 4 (transporte) es el encargado de la transmisión fiable de la
información.
Los niveles 5, 6 y 7, (sesión, presentación y aplicación) proporcionan servicios
de soporte de usuario y permiten la interoperatividad entre sistemas distintos.
6
MODELO
TCP/IP
APLICACIÓN
TRANSPORTE
RED
INTERFACE A
RED FÍSICA
MODELO OSI
¿Qué se define en cada nivel?
 Se encarga del “empaquetado” de los datos para la
siguiente capa.
 Es la de más alto nivel (interfaz con el usuario)
 Aquí se implementan los diversos servicios o protocolos
que se emplearán en la comunicación:
o HTTP: servicio de hipertexto o navegación por
APLICACIÓN
internet
o FTP: servicio de intercambio de archivos.
o SMTP: servicio de correos.
o Telnet: acceso remoto a equipos.
o Active Directory: acceso a bases de datos
distribuidas.
 Traducción y codificación/decodificación (por ejemplo :
PRESENTACIÓN
formatos de video, imágenes, etc)
 Cifrado de datos
 Control de diálogo (dúplex, simplex, etc.)
SESIÓN
 Sincronización – puntos de prueba (checkpoints). Hasta
que no tenga el ok de un envío no mando el siguiente…
 Se encarga de la calidad del servicio: confiabilidad,
control de flujo y corrección de errores
 Protocolo de comunicación TCP (muy fiable pero lento)
 Protocolo de comunicación UDP (poco fiable pero
TRANSPORTE
rápido)
 Mantiene un dialogo entre el origen y el destino para
garantizar la integridad.
 Divide la información en “trozos” mas pequeños
denominados segmentos
 CAPA DE INTERNET – PROTOCOLO DE
INTERNET (IP)
RED
 Determina la mejor ruta de envío de los paquetes de
información.
 Conmutación de paquetes.
 Longitud de las tramas de bits.
 Control de flujo: adaptación de la transferencia de envío
ENLACE
a la transferencia soportada.
 Primer control de errores: (bits de paridad, de control,
etc.)
 Medio de transmisión: coaxial, fibra, wifi, etc.
 Características físicas: voltajes, amperajes, conectores,
etc.
 Dispositivos físicos empleados: routers, hubs, etc.
FÍSICA
 Tasa de transmisión: bits/seg.
 Representación de los bits: señales eléctricas, ópticas, etc.
 Topología: Como están conectados los dispositivos.
 Modo de transmisión: dúplex, simplex, etc.
7
Ejemplo: Indicar en qué capa del modelo OSI se especificarán o se realizarán cada una de las
siguientes funciones:
12345-
Enrutamiento de un paquete de un equipo terminal a un host.
Niveles de voltaje de los conectores RJ45
Cifrado de la información para una conexión segura.
Corrección de errores
Establecimiento de un “túnel” para la retransmisión de paquetes.
MODELO OSI
7-4
6-4
5-4
APLICACIÓN
PRESENTACIÓN
SESIÓN
4-3
TRANSPORTE
3-2
RED
2-1
ENLACE
1-1
FÍSICO
Cifrado de la información para una conexión segura.
Establecimiento de un “túnel” para la retransmisión
de paquetes
Enrutamiento de un paquete de un equipo terminal a
un host.
Corrección de errores
Niveles de voltaje de los conectores RJ4
8
1.2 CIFRADO – Redes privadas virtuales VPN
Nos permite ocultar el contenido del mensaje para que solo el destinatario final
pueda leerlo.
Dentro del cifrado debe haber integridad de datos y autentificación de
usuarios,ya sean maquinas o usuarios.
La integridad de datos se refiere a que si un usuario envía una palabra... numero
etc.. este le llegue tal cual fue enviado, sin ninguna modificación. Y en cuanto a la
autentificación de usuarios el receptor debe saber quien le envía la información ya sea
maquina o usuario físico.
Para el cifrado se utilizan dos sistemas de cifrado simétrico y asimétrico.
-SIMÉTRICO
Se utiliza la misma clave para el cifrado y el descifrado, por lo tanto, debe ser
conocida por todos los que deseen acceder a los datos cifrados.
-ASIMÉTRICO
Este método es especialmente para cifrar mensajes de correo electrónico.
Primero el remitente utiliza la clave publica del destinatario para cifrar el mensaje.
Para que sea otra vez legible,el receptor utiliza su clave privada que unicamente el
conoce.
9
1.2.1 TIPOS DE CIFRADOS
*SSH:
Es el nombre de un protocolo que sirve para acceder a maquinas remotas a
través de una red. Permite manejar por completo un ordenador a través de una consola
de comandos.
*IPSEC:
Es un conjunto de protocolos cuya función es asegurar las comunicaciones sobre
el protocolo de internet ( IP ) autenticando o cifrando cada paquete IP en un flujo de
datos.
*SSL:
Es un protocolo que proporciona autentificación y privacidad de la información
entre extremos sobre internet mediante el uso de criptografía.
*VPN “Virtual private netword” (RED PRIVADA VIRTUAL):
Es una tecnología de red que permite una extensión segura de la red local LAN.
Permite que la computadora envíe y reciba datos sobre redes compartidas o publicas
como si fuera una red privada con toda la funcionalidad seguridad y política de gestión
de una red privada. Esto se realiza estableciendo una conexión virtual punto a punto
creando un túnel de datos.
-FIREWALL ( Cortafuegos )
Es una parte de un sistema o una red y puede ser software o hardware o
combinación de ambos que está diseñada para bloquear el acceso no autorizado,
permitiendo al mismo tiempo comunicaciones autorizadas.
10
11
2 REDES PUBLICAS DE VOZ Y DATOS
2.1 CARACTERÍSTICAS:
Una red se define como un conjunto de equipos o elementos interconectados entre si por
algún medio de transmisión.
–
Redes públicas: Son redes, habitualmente gestionadas y con titularidad de operadores de
telecomunicación (ISP), que cursan tráfico de múltiples usuarios.
• Red extensa
• Seguridad baja
• Velocidad
• Numero elevado de usuarios
• Tipo WAN o MAN
–
Redes privadas: Son redes, habitualmente gestionadas y con titularidad de empresas,
organizaciones y/o particulares, que cursan tráfico de datos privados de sus titulares.
• Red limitada.
• Seguridad alta o muy alta (firewalls)
• Velocidad alta o muy alta.
• Número elevado de usuarios
• Tipo LAN y en algunos casos MAN.
-RED LAN
Red
Privada “
que conecta los ordenadores en una área relativamente pequeña y predeterminada.”Red
-RED
WAN
Red de computadoras que abarca varias ubicaciones físicas , proveyendo un servicio a una
zona, un país o incluso en varios continentes.
-RED MAN
Una red de área metropolitana de alta velocidad. Que da cobertura en una área geográfica
extensa. Proporciona capacidad de integración de múltiples servicios mediante las trasmisión de
datos, voz y vídeo.
12
2.1.1 TOPOLOGÍAS
Disposición física en la que se conecta una red de usuarios.
-RED BUS:
Es aquella topología que se caracteriza por tener un único canal de comunicaciones por el
cual se conectan diferentes dispositivos, de esta forma, todos comparten el mismo canal para
comunicarse.
-RED DE ANILLO:
Es una topología de red en que cada estación tiene una única conexión de entrada y otra de
salida. Cada estación tiene un receptor y un transmisor, que hace la función de traductor , pasando
la señal a la siguiente estación.
-RED ESTRELLA:
Es una red en la cual las estaciones están conectadas directamente en un punto central y
todas las comunicaciones se harán necesariamente a través de éste .
Los dispositivos no están directamente conectados entre si, además no se permite tanto tráfico de
información cruzada.
13
-RED MAYA:
Topologia de red en que cada nodo esta conectado a todos los nodos. De esta manera esta
disponible posible llevar los mensajes de un nodo a otros distintos caminos.
-RED DE ÁRBOL:
La red en árbol es una topología de red en la que los nodos están colocados en forma de
árbol. No tiene nodo central, pero tiene un nodo de enlace troncal desde el que se planifican los
demás nodos. Se comparte el mismo canal de comunicaciones.
-RED MIXTA/HIBRIDA:
Las redes pueden utilizar diversas topologías para conectarse . Es una de las mas frecuentes
y se deriva de la unión de varios tipos de topologías de red.
14
2.1.2 JERARQUÍA REDES DE VOZ
-NIVEL CONTROL INTERNO: Controlar que todas las actividades se realicen
cumpliendo los procedimientos y normas fijados, evaluar su bondad y asegurarse del cumplimiento
de las normas legales.
-NIVEL LOCAL: VoIP de ámbito local o de pequeña escala, que no disponen de
interconexión tradicional y deben buscar forzosamente acuerdos de interconexión alternativos de
tránsito en IP para asegurar la transmisión de datos del servicio telefónico.
-NIVEL TRÁNSITO: Son los servidores encargados de enviar los datos a los
respectivos usuarios de la red.
-NIVEL INTERNACIONAL: Corresponde a la parte de la red de voz cuyos nodos
actúan como pasarela para nodos situados fuera del territorio nacional y para conectarse abonados a
otros países.
2.1.3 JERARQUÍA/ARQUITECTURA DE REDES DE DATOS.
INTERNET.
-ARQUITECTURA DE RED:
Es el medio más efectivo en cuanto a costes para desarrollar e implementar un conjunto
coordinado de productos que se puedan interconectar. La arquitectura es el “plan” con el que se
conectan los protocolos y otros programas de software. Esto es beneficioso tanto para los usuarios
de la red como para los proveedores de hardware y software.
-JERARQUÍA DE RED:
15
Una red jerárquica divide la red en niveles o capas con funciones especificas que permiten
dividir la red en secciones de fácil crecimiento y mantenimiento, de acuerdo a unos determinados
estándares. Una red jerárquica se divide en las siguientes capas:
-CAPA DE NÚCLEO:
Esta capa emplea un “servidor” de alta velocidad que usa routers que proveerán el acceso a
internet y que unirán las distintas secciones de la red en una sola red.
-CAPA DE DISTRIBUCIÓN:
La función de esta capa es la de controlar el flujo de información de la capa de acceso al
realizar el enrutamiento entre las VLAN que se han definido, permitiendo implementar políticas de
seguridad.
-CAPA DE ACCESO:
La finalidad de esta capa es la de permitir la conexión entre los dispositivos finales (pc,
laptop, impresoras, smartphones, teléfonos) proporcionando un medio de conexión a través de
switchs, router, puentes y access point
-BENEFICIOS:
• Capacidad de mantenimiento
Debido a la segmentación física que mantienen las redes jerárquicas es fácil aislar y
encontrar la fuente de los problemas de comunicación o cuellos de botella.
• Facilidad de administración
Debido a que cada capa de la red cumple con funciones especificas, es fácil determinar en
donde se deben de llevar a cabo las modificaciones o que reglas y configuraciones implementar en
un router o switch nuevo.
• Seguridad
Dada la misma naturaleza de la red jerárquica y su segmentación, es fácil definir políticas de
acceso entre los segmentos de la red, de forma que solo puedan tener acceso a un determinado
16
segmento los equipos o segmentos autorizados o implementar restricciones basadas en protocolos
para ciertas áreas.
• Rendimiento
Se ve incrementada al emplear switch de alto rendimiento en secciones donde el flujo de
datos es mas intenso, además de que las mismas restricciones o políticas de seguridad permiten
controlar flujos de datos.
• Redundancia
Para asegurar el funcionamiento de la red se pueden emplear enlaces redundantes a través de
“switch” alternos o de respaldos que permitan mantener la comunicación en caso de algún fallo.
• Escalabilidad
Al ser una estructura modular es fácil agregar nuevos nodos a la red o nuevos segmentos a
través de los switch, o incluso en caso de un incremento en el trafico es fácil descargarlo.
17
2.1.4 DIFERENCIAS ENTRE REDES PUBLICAS Y REDES
PRIVADAS:
-RED PUBLICA:
Es la que tiene asignada cualquier equipo o dispositivo conectado de forma directa a internet.
Las IP públicas son siempre únicas. No se pueden repetir. Dos equipos con IP de este tipo pueden
conectarse directamente entre sí.
-RED PRIVADA:
Se utiliza para identificar equipos o dispositivos dentro de una red doméstica o privada. En
general, en redes que no sean la propia internet y utilicen su propio protocolo.
Las IP privadas están en cierto modo “aisladas” de las públicas.
2.1.5 CONVERGENCIA VOZ/DATOS: IMS VoIP
-IMS: (Sistema de Mensajería Instantánea)
Es una forma de comunicación en tiempo real entre dos o más personas basada en texto que
es enviado a través de dispositivos conectados a una red como Internet. Requiere el uso de un
cliente de mensajería instantánea que realiza el servicio.
-VoIP: (Voice Over Internet Protocol)
Es un método por el cual tomando señales de audio analógicas del tipo de las que se
escuchan cuando uno habla por teléfono, se las transforma en datos digitales que pueden ser
transmitidos a través de internet hacia una dirección IP determinada.
-TVIP: Sistemas donde un servicio de TV digital es entregado a sus clientes usando el
protocolo IP sobre infraestructura de red.
18
2.2 CONMUTACIÓN DE CIRCUITOS Y CONMUTACIÓN
DE PAQUETES
2.2.1
DESCRIPCIÓN GENERAL.
-CONMUTACIÓN DE CIRCUITOS: Implica tres fases:
• El establecimiento del circuito
• La transferencia de datos
• La desconexión del circuito.
Una vez que el camino entre, el origen y el destino queda fijado, queda reservado un ancho
de banda fijo hasta que la comunicación se termine. Para comunicarse con otro destino, el origen
debe primero finalizar la conexión establecida. Los nodos deben tener capacidad de conmutación y
de canal suficiente como para gestionar la conexión solicitada.
-CONMUTACIÓN DE PAQUETES: Método de envío de datos en una red de
computadoras. Un paquete es un grupo de información que consta de dos partes: los datos
propiamente dichos y la información de control, que indica entre otras cosas, la ruta a seguir a lo
largo de la red hasta el destino del paquete. Existe un límite superior para el tamaño de los paquetes;
si se excede, es necesario dividir el paquete en otros más pequeños
2.2.2 APLICACIONES ACTUALES Y FUTURAS
-CONMUTACIÓN DE CIRCUITOS: Servicio de telefonía.
◦ Enlaces analógicos, por lo tanto más lentos.
-CONMUTACIÓN DE PAQUETES : VOIP ,TVIP ,TCPI,HTTPS,UDP Y RSP(Streaming)
◦ Enlaces más descongestionados
◦ Enlaces más rápidos
◦ Enlaces de menor coste
◦ Enlaces de mayor velocidad de conmutación.
◦ Etc.
2.2.3 CONVERGENCIA
El desarrollo y maduración de las técnicas de transmisión de voz sobre redes de paquetes, ha
permitido el uso de una única infraestructura para la transmisión de datos, voz e imágenes conocida
como “convergencia de redes”
19
2.3 ARQUITECTURAS Y TOPOLOGÍAS DE REDES DE
TRANSMISIÓN Y TRANSPORTE.
Las redes públicas de voz y datos se estructuran en una serie de niveles para que los servicios
de telecomunicaciones lleguen a los usuarios y equipos finales.
Nivel de acceso
Es la parte de la red que hace que los servicios de
telecomunicaciones lleguen hasta los hogares o sedes de empresas.
Da el “acceso” a los usuarios.
Nivel de transporte
“BACKBONE”
Es la parte de la red que da servicio al nivel de acceso y
constituye la parte de la red que tiene la mayor capacidad de tráfico
que luego se capilariza en los niveles de acceso. También es
denominado habitualmente como backbone. Se encarga en
definitiva de que los servicios puedan llegar a cualquier situación
geográfica.
Nivel de distribución
Es la parte de la red que se encarga de la conmutación y
multiplexación de la información que procede de los proveedores
de servicio y adaptarla a las características de la red troncal de
transporte.
2.3.1 REDUNDANCIA Y PROTECCIÓN DE RUTAS. ANILLOS.
La redundancia para la protección consiste en repetir dispositivos para que en el caso de que
uno falle el otro lo substituya y evitar que los procesos que estamos realizando no se interrumpan.
Como por ejemplo 2 tarjetas de red para que si una falla la otra la sustituya y no se interrumpa
internet. Otros tipos de componentes redundantes son:
• Disco raid
• Fuentes de alimentación
• Sistemas eléctricos
• Componentes de red etc
El anillo de protección consiste en crear capas de privilegios para proteger información,
cuanto más interna es la capa más privilegios tiene. Se crean puertas para que cada capa pueda sacar
información de una capa inferior haciendo buen uso del rendimiento del equipo. Por ejemplo con este
sistema un spyware que está en la capa 3 no podrá activar la cámara porque los privilegios se
encuentran en la capa 1.
CAPA 2
CAPA 1
CAPA 0
20
2.3.2 TECNOLOGÍAS DE TRANSMISION :
-PDH
(Plesicronus Digital Hierarchy):
La tecnología PDH permite que las redes de telecomunicaciones operen a un nivel donde
diferentes partes de la red están casi completamente sincronizadas. Tienen una serie de limitaciones:
•
•
•
•
Rigidez de las estructuras.
Información de gestión muy reducida.
Falta de compatibilidad entre distintos sistemas.
Grandes avances del hardware y software .
-SDH (Syncronous Digital Hierachy)
Es un conjunto de protocolos de transmisión de datos que se basa en la utilización de la fibra
óptica como medio de transmisión .Principales objetivos:
•
•
•
•
•
Especifica velocidades de transmisión.
Formato de las señales .
Estructura de múltiplexación.
Codificación de línea.
Parámetros ópticos.
TIPO
VELOCIDAD
SMT-1
155Mbps
SMT-4
622Mbps
SMT-16
2,5Gbps
SMT-64
10Gbps
SMT-256
40Gbps
-DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing)
Se utiliza en medios de transmisión electromagnéticos. Se trata de una técnica de transmisión
muy atractiva para las operadoras de telecomunicaciones ya que les permite aumentar su capacidad
sin tender más cables ni abrir zanjas. Está diseñada para transmisiones de larga distancia donde las
longitudes de onda están compactadas.
21
2.3.3 MEDIOS DE TRANSMISIÓN: GUIADOS ( ELÉCTRICOS, ÓPTICOS),
NO GUIADOS.
Los medios de transmisión, son las vías por las cuales se comunican los datos.
Dependiendo de la forma de conducir la señal a través del medio o soporte físico.
Según el sentido de la transmisión, existen tres tipos diferentes de medios de transmisión:
SIMPLEX(simple) Origen
Destino (Ej.TV)
HALF-DUPLEX(semi duplex)
Destino(Ej.WK/TK)
FULL-DUPLEX(Duplex completo)
Destino (Ej.Teléfono)
Redes de acceso guiadas:
Son aquellas que usan un cable (medio guiado) como medio de transmisión.
En este caso existen dos variantes fundamentalmente:
– Redes de acceso basadas en cobre (redes eléctricas)
– Redes de acceso basadas en fibra óptica
Redes de acceso no guiadas:
Son las redes inálambricas que emplean la radiofrecuencia para la transmisión
de la información.
Tecnología actual: ADSL (Asymmetric Digital Suscriber Line)
El ADSL basa su funcionamiento en crear dos canales de datos de ancho de
banda asimétricos (uno de subida y otro de bajada). El canal de bajada (de central a
usuario) es mucho mayor que el de subida (de usuario a central) que se adapta
perfectamente al servicio de datos de Internet ya que habitualmente el flujo de
información de descarga es mucho mayor que el de subida.
Nombre
comercial
Velocidad de bajada
máxima
Velocidad de subida
máxima
ADSL
8 Mbit/s
1,0 Mbit/s
ADSL(G.DMT)
12 Mbit/s
1,3 Mbit/s
ADSL2
12 Mbit/s
1,0 Mbit/s
ADSL2+
24 Mbit/s
1,0 Mbit/s
ADSL2+M
24 Mbit/s
3,5 Mbit/s
22
Componentes de la tecnología ADSL
Central de
conmutación
STB o Router
SPLITTER
SPLITTER
ABONADO
CENTRAL (ISP)
Bucle de abonado
23
3 TRANSMISIÓN DE DATOS:
3.1 DATOS, SEÑALES:
-DATOS: Unidad mínima de conocimientos y que forma parte de una información mayor.
Generalmente suele transmitirse de un agente a otro.
-SEÑALES: Representaciones electromagnéticas u ópticas de los datos.
-TRANSMISIÓN: Comunicación de datos mediante la propagación y procesamiento de
señales. Analógico: “continuo”. Digital: “discreto”
3.1.1 TRANSMISIÓN DE DATOS NATIVOS:
Una
transmisión
hecha
en
el
lenguaje
binario
donde
está
dada en un canal de comunicaciones entre dos equipos puede ocurrir de diferentes maneras el
lenguaje nativo es el propio sistema no necesita ningún Driver . La transmisión está caracterizada
por:
•
La dirección de los intercambios
•
El modo de transmisión: el número de bits enviados simultáneamente
•
La sincronizan entre el transmisor y el receptor
-EJEMPLOS:
• DATOS ANALÓGICOS: audio, vídeo Señal electromagnética (analógica)
• DATOS DIGITALES: textos o cadenas de caracteres (secuencia bits) Señal digital un
nivel de tensión para el 1 y otro para el 0
- CUATRO POSIBILIDADES DE DATOS: DDSD, DDSA, DASA, DASD
- PROCESAMIENTO DE LA SEÑAL:
• TRANSMISION ANALÓGICA: (DASA, DDSA)
-Transmite señales analógicas procedentes de datos analógicos (como voz) o digitales
(modems).
-Usa amplificadores para conseguir distancias mayores.
• TRANSMISION DIGITAL: (DDSD, DASD, DDSA)
-Transmite señales analógicas o digitales. Es dependiente del contenido de la señal (tipo de
datos de que procede).
-Señal digital solo puede transmitirse a distancias limitadas.
-Usa repetidores para conseguir distancias mayores
– DDSA: En cada repetidor se obtienen los datos digitales a partir de la SA de entrada y se
usan para regenerar la SA de salida
– DDSD, DASD: la SD (cadena de 1 y 0) representa DD o codificación de DA. En el
repetidor se recupera la cadena de 1s y 0s y se genera la SD de salida.
- MODOS DE TRANSMISIÓN:
•
MODO SERIE: La información de envía de forma secuencial, bit a bit
24
•
MODO PARALELO: La información se envía agrupada (generalmente en 8bits)
3.1.2 DIGITALIZACIÓN DE VOZ:
-DIGITALIZAR: Convertir cualquier señal de entrada continua (analógica), como una
imagen o una señal de sonido, en una serie de valores numéricos. Cada línea se convierte en una
combinación de ceros y unos que se transmiten por la línea telefónica. Para esta conversión suelen
utilizarse convertidores analógicos- digitales.
-CONVERTIDOR ANALÓGICO - DIGITAL o ADC: Es un circuito electrónico que
convierte una señal analógica en digital. La señal analógica, que varía de forma continua en el
tiempo, se conecta a la entrada del dispositivo y se somete a un muestreo a una velocidad fija,
obteniéndose así una señal digital a la salida del mismo. Esta señal se puede volver a convertir en
analógica mediante un convertidor digital - analógico.
-CONVERTIDOR DIGITAL - ANALÓGICO o DAC: Dispositivo para convertir los
datos digitales en señales de corriente o de tensión analógica. los DAC se utilizan profusamente en
los reproductores de discos compactos (CD), en los reproductores de sonido y de cintas de vídeo
digitales, y en los equipos de procesamiento de señales digitales de sonido y de vídeo.
•
PROCEDIMIENTO
Para realizar una conversión de analógica a digital se necesita un transductor (micrófono,
cámara de vídeo..etc) este convierte la magnitud física y una señal eléctrica analógica. Se necesita
un acondicionador(amplificador,filtro ..etc) este acondiciona la señal eléctrica ala analógica ya por
ultimo un A/D que convierte la señal eléctrica analógica en un dato digital (Flujos de 0´s y 1´s )
• CÓDECS
Un códec es software que sirve para comprimir o descomprimir un archivo multimedia,
como una canción o un vídeo. El Reproductor de Windows Media y otros programas usan códecs
para reproducir y crear archivos multimedia.
• PCM
Es un formato de codificación digital del sonido”sin perdida”. El de mayor calidad que el resto de
formatos, ya sea por el simple hecho de que en ningún momento se ha de realizar una codificación y
posterior descodificación para obtener la señal”sin perdidas”.
• GX
Código de encriptación y compresión.
3.2 UNIDADES DE MEDIDA:
Incomunicaciones existe una seria de unidades de medida que parametrizan los sistemas
.entre las medidas mas utilizadas se encuentran:
•
•
•
Capacidad del canal de transmisión
El ancho de banda
La tasa de error
25
•
•
Velocidad de transmisión
Volumen del trafico
3.2.1 DEFINICIÓN DE UNIDADES HABITUALES:
La velocidad de transmisión de datos mide el tiempo que tarda un host o un servidor en
poner en la línea de transmisión el paquete de datos a enviar. Aquí se utilizan múltiplos de 10, por
unidad de tiempo.
Éstas son las unidades de medida utilizadas para la velocidad de transmisión de datos:
1 bps = 1 bit por segundo
1 Kbps = 1000 bps
1 Mbps = 1000 Kbps
1 Gbps = 1000 Mbps
-BAUDIOS (baud): Es una unidad de medida utilizada en telecomunicaciones, que
representa el número de símbolos por segundo en un medio de transmisión digital. Cada símbolo
puede representar uno o varios bits.
-Bps (bits por segundo): Es el numero de impulsos elementales transmitidos en cada
segundo.
-ERLANG (E ): Es una unidad de intensidad de trafico en una red cuando esta esta ocupada
de forma continua
26
3.3 Medios de Transmisión:
En un sistema de transmisión se denomina medio de transmisión al soporte físico
mediante el cual el emisor y el receptor establecen la comunicación. Los medios de transmisión
se clasifican en guiados y no guiados. En el caso de los medios guiados estas ondas se conducen
a través de cables.
La velocidad de transmisión, el alcance y la calidad (ausencia de ruidos e interferencias)
son los elementos que caracterizan a los medios guiados. La evolución de la tecnología en lo que
respecta a los cables ha estado orientada por la optimización de estas tres variables:
•
•
•
Velocidad de transmisión
Alcance de la señal
Calidad de la señal
3.3.1 MEDIO NO GUIADOS:
Son las que no confinan las señales mediante ningún tipo de cable, sino que las señales se propagan
libremente a través del medio. Entre los medios más importantes se encuentran el aire y el vacío.
-RADIO ENLACES DE VHF y UHF (Radiofrecuencia)
Este es, sencillamente, el principio de la comunicación por radio. Un emisor de radio
produce una radiación electromagnética concentrada de una determinada frecuencia, siendo
recogida por una antena. De todas las ondas que entran en contacto con ella, el receptor tan solo
amplificará las que estén sintonizadas con él.
La frecuencia debe ser muy alta para producir ondas de intensidad aprovechable que, una vez
formadas, viajan a la velocidad de la luz. Cuando una de esas ondas encuentra una antena metálica
parte de su energía pasa a los electrones libres del metal y los pone en movimiento, formando una
corriente cuya frecuencia es la misma que la de la onda.
-MICROONDAS (Infrarrojos)
Las microondas son todas aquellas bandas de frecuencia en el rango de 1 GHz en adelante, el
término microondas viene porque la longitud de onda de esta banda es muy pequeña, resultado de
dividir la velocidad de la luz (3x108 m/s) entre la frecuencia en Hrtz. Pero por costumbre el término
microondas se le asocia a la tecnología conocida como microondas terrestres que utilizan un par de
radios y antenas de microondas.
27
3.3.2 MEDIOS DE TRANSMISION GIADOS
3.3.2.1 Cableado electrico.
•
PARES TRENZADOS
Es una forma de conexión en la que dos conductores son entrelazados para darle mayor
estética al terminado del cable y aumentar la potencia y la diafonía de los cables adyacentes.
El entrelazado de los cables aumenta la interferencia debido a que el área de bucle entre los cables,
la cual determina el acoplamiento eléctrico en la señal, es aumentada.
Par trenzado sin apantallar. Los pares de
hilos trenzados no incluyen una maya de
cobre que hace de blindaje.
(Unshielded
- Mas barato.
Twisted Pair) - Menor peso
- Mas facil de instalar.
UTP
Par trenzado “apantallado”. Incluye una
malla de cobre por cada par que lo hace más
STP
inmune a interferencias exteriores.
(Shielded
- Más caro que el UTP
Twisted Pair)
- Mayor peso
- Mas difícil de instalar (mas rígido)
Par trenzado que incluye (sobre el UTP) un
blindaje global, es decir que rodea a todos
los pares y que lo hace aún más inmune a
FTP
las interferencias.
(Foiled
- Más caro que el STP
Twisted Pair)
- Mayor peso.
- Mucho más difícil de instalar (mayor
rigidez)
28
Clasificación de los cables según su categoría
Categoría
Ancho de Banda
Aplicaciones
Cat3
16Mhz
10-BaseT y 100-BaseT
Cat5
100Mhz
100-BaseT y 1000-BaseT
Cat5e
100Mhz
100-BaseT y 1000-BaseT
Cat6
250Mhz
1000-BaseT
Cat6e
500Mhz
10G-BaseT
Cat7
600Mhz
10G-BaseT y 100G-BaseT
Cat7e
1200Mhz
10G-BaseT y 100G-BaseT
Cat8
1200Mhz
En desarrollo
El par trenzado, en sus extremos utiliza un conector denominado RJ45
29
El cableado de red UTP 8 vías se puede crimpar con un
conector RJ-45 en dos modos de funcionamiento:
Modo Recto: para conectar un equipo a un elemento de
conexión como puede ser un router o un switch.
Modo Cruzado: para conectar equipos finales de forma
directa.
MODO RECTO
EXTREMO 1
EXTREMO 2
1
BLANCO-NARANJA
1
BLANCO-NARANJA
2
NARANJA
2
NARANJA
3
BLANCO-VERDE
3
BLANCO-VERDE
4
AZUL
4
AZUL
5
BLANCO-AZUL
5
BLANCO-AZUL
6
VERDE
6
VERDE
7
BLANCO-MARRÓN
7
BLANCO-MARRÓN
8
MARRÓN
8
MARRÓN
MODO CRUZADO
EXTREMO 1
EXTREMO 2
1
BLANCO-NARANJA
1
BLANCO-VERDE
2
NARANJA
2
VERDE
3
BLANCO-VERDE
3
BLANCO-NARANJA
4
AZUL
4
AZUL
5
BLANCO-AZUL
5
BLANCO-AZUL
6
VERDE
6
NARANJA
7
BLANCO-MARRÓN
7
BLANCO-MARRÓN
8
MARRÓN
8
MARRÓN
Ventajas del par trenzado:
– Bajo coste
– Fácil instalación
– Gran ancho de banda
– Buenas prestaciones frente a interferencias y diafonías
– Permite la escalabilidad
– Ampliamente consolidado
Inconvenientes del par trenzado:
– Limitación de 100m sin elementos de interconexión.
– Baja inmunidad al ruido.
– Alta tasa de error a altas velocidades.
30
•
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
protectora.
El cable coaxial no interfiere con señales externas y puede transportar de forma eficiente señales en
un gran ancho de banda con menor atenuación que un cable normal
el coaxial tiene una limitación para transportar señales de alta frecuencia en largas distancias ya que
a partir de una cierta distancia el ruido superará a la señal.
Ventajas del cable coaxial:
– Esta fuertemente consolidado sobre todo para la transmisión de video.
– Buen conportamiento frente a las interferencias.
– Apto para la transmisión de señal de corta y media distancia.
– Bajo costo y faciles de mantener
Inconvenientes del cable coaxial:
– Fuerte dependencia con la frecuencia.
– No es apto para las transmisiones de largo alcance.
– No hay modulación de frecuencias.
– No tiene buena inmunidad frente al ruido
– Los elementos de conexión son mas débiles.
•
FIBRA ÓPTICA
- Es un medio de transmisión empleado habitualmente en redes de datos; un hilo muy fino de
material transparente, vidrio o materiales 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.
Ventajas de la fibra óptica:
– Presenta un gran ancho de banda (alrededor de los 50 y 100 Gbps) para
voz, datos, vídeo, etc.
– Muy baja atenuación con la distancia. Ideal para largas distancias
– Tasa de error muy baja, por lo que la tasa de transferencia que se obtiene
es muy alta.
– Inmune a interferencias electromagnéticas
– Resistente a la corrosión y temperatura..
Inconvenientes de la fibra óptica:
– Precio.
– Mantenimiento
31
3.4
Efectos no deseados:
3.4.1 INTRODUCIDOS POR EL MEDIO:
•
ATENUACIÓN:disminución de la intensidad de la red
•
RUIDO: Toda perturbación o interferencia no deseada que se introduce en el medio
de transmisión y que se acopla a la señal deseada transmitida
INTERFERENCIAS:las interferencias están causadas por señales de otro sistema
de comunicación que son captadas conjuntamente a la señal propia.
•
3.4.2 Introducidos por el Sistema:
-JITTER: Se denomina a la variabilidad temporal durante el envío de señales digitales, una
ligera desviación de la exactitud de la señal de reloj. El Jitter suele considerarse como una señal de
ruido no deseada. En general se denomina Jitter a un cambio indeseado y abrupto de la propiedad de
una señal.
-DELAY: Es un efecto de sonido que consiste en la multiplicación y retraso modulado de
una señal sonora. Una vez procesada la señal se mezcla con la original. El resultado es el clásico
efecto de eco sonoro:
•
RETRASO: Es el tiempo que tarda en producirse un eco, suele medirse
en milisegundos o estar sincronizado con un tempo.
•
FEEDBACK o RETROALIMENTACIÓN: Es la cantidad de veces que se repite la
señal sonora pudiendo ser cualquier valor entre una e infinito.
•
MEZCLA: Es la cantidad de sonido retrasado que se mezcla con el original.
32
© Curso IFCM0110 -Operación en sistemas de comunicaciones y datos
Postal3 – Pontevedra 2015
©
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©
©
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©
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©
Carlos Pérez A.
Ricardo Pedrosa B.
Diego Torres B.
Carmen González C.
Helenka Quinteiro F.
Khadija Jani J.
Iván Boullosa M.
Fabian Vales M.
Rafa Pedrosa N.
Iván García O.
Eloy Villanueva P.
Hugo Fernández P.
Juan Carlos Marquez R.
Miguel Mora V.
Andrea Camiña
33