REDES DE COMUNICACIÓN DE DATOS - I INTRODUCCION A REDES 30/09/2021 1 Sistema de Comunicación FUENTE TRANSDUCTOR TRANSMISOR MEDIO DE TX DESTINO 30/09/2021 TRANSDUCTOR RECEPTOR 2 Conceptos Básicos •Redes de Computadoras: Conjunto interconectado de computadoras autónomas •Sistema Distribuido: Sistema de software construido sobre la red. El software le da cohesión y transparencia (Automático) 30/09/2021 3 USOS DE LA REDES DE COMPUTADORAS Redes para las empresas “Eficiencia Corporativa” Compartir los recursos informáticos de Hardware y Software Lograr una alta confiabilidad de los datos y programas Escalabilidad o sea facilidad de crecimiento de acuerdo a la demanda Potente medio de comunicación. Ahorrar dinero (Modelo C/S) 30/09/2021 4 USOS DE LAS REDES DE COMPUTADORAS Redes para los usuarios Comunicación rápida entre usuarios locales o remotos (Archivos, Correo Electrónico, Agenda Personal-Citas, Reuniones etc.) Acceso a información remota (www) (Internet) Comunicación de persona a persona (Videoconferencias) Entretenimiento interactivo (video bajo demanda y juegos en red) 30/09/2021 5 USOS DE LAS REDES DE COMPUTADORAS Ventajas Rapidez en la adquisición de datos Estandarización de Aplicaciones Eficiente Comunicación Disminución de costos, al compartir programas, datos y periféricos 30/09/2021 6 ¿Qué es una RED? Conjunto de computadoras y/o dispositivos informáticos interconectados a través de un medio de transmisión Soportados por un software específico. Con la capacidad de compartir diversos recursos. 30/09/2021 7 Interconectividad de redes Internetworking Cuando dos o mas redes se conectan, se convierten en una interred, o internet. Las redes se conectan a través de dispositivos intermedios para conectividad de redes. Todo el conjunto funciona como una sola gran red. 30/09/2021 8 Redes interconectadas 30/09/2021 9 Dispositivos de interconexión Están presentes en toda red interconectada. Existen cuatro categorías de dispositivos: Repetidores Puentes Encaminadores Pasarelas 30/09/2021 10 Redes Basadas en Servidor Redes cliente-servidor. Aumenta la eficiencia y simplifica el uso operaciones. Pueden coexistir varios servidores. Los servidores pueden tener distintas aplicaciones 30/09/2021 11 30/09/2021 12 CLASIFICACION DE REDES • Por la tecnología de transmisión: Redes de difusión. Redes punto a punto. • Por el tamaño de la red y su cobertura: 30/09/2021 Redes de Area Local (LAN). Redes de Area Metropolitana (MAN). Redes de Area Ancha (WAN). Redes educativas o empresariales, Red de area campus (CAN). Red de área doméstica, Red pequeña en una casa (DAN) 13 Por la Tecnología de Transmisión REDES PUNTO A PUNTO 30/09/2021 14 Por la Tecnología de Transmisión REDES DE DIFUSION O MULTIPUNTO 30/09/2021 15 Por la Tecnología de Transmisión REDES DE DIFUSION O MULTIPUNTO Red sencilla y directa No hay servidores dedicados. Numero limitado de estaciones, no mas de 10. Capacidades de red integradas al entorno operativo Facil de configurar Frágil seguridad. 30/09/2021 16 Conexión Multipunto “Es una red de conexión multipunto donde un cable largo actúa como troncal conectando todos los dispositivos a la red.” (Morillas, 2010) Tipos de Comunicación • Simplex. • Half Duplex. • Full Duplex. Nodo 30/09/2021 Información Nodo 18 Tipos de Comunicación Comunicación Esquema Ejemplo Nodo Información Nodo Transmisión de TV Nodo Información Información Nodo Intercomunicador Nodo Transmisión telefónica Simplex Half duplex Intercambio alternado Información Nodo Full duplex 30/09/2021 Información 19 Topología Cuando usamos el término “topología” nos referimos a la representación geométrica entre todos los enlaces y los dispositivos que los enlazan entre sí. Es el mapa de conexión que tiene la red sea física o lógico. Esta representa a la conexión física de los equipos en una red (capa 1 del modelo OSI). • Existen 5 posibles topologías que depende de su forma geométrica: • Malla. • Estrella. • Árbol. • Bus. • Anillo. 30/09/2021 20 30/09/2021 21 Topología Anillo • Formado por un conjunto de dispositivos conectados “en serie”, por enlace punto a punto haciendo un bucle cerrado • Un cable común es el que los une a todos los equipos conectados • Cada equipo envia y recibe datos pasando por los demás • Cada equipo tiene un receptor y transmisor • Los enlaces son unidireccionales discurriendo los datos en una sola dirección o sentido. • También hay red de doble anillo, donde la data circula en ambos sentidos • Actualmente en desuso Topología Anillo 30/09/2021 23 Topología Anillo Ventajas Independencia de un dispositivo intermedio. Fácil de instalar y configurar. Soporta grandes cargas de información . Como la comunicación es “en serie” no hay conflictos en el uso de la información enviada o recibida. La conexión es igual para todas las maquinas. Topología Anillo Desventajas Puede haber problemas de rendimiento si hay muchas computadoras a la vez. Físicamente no puede extenderse mucho (por cable o cantidad de computadoras). Si un equipo falla, puede comprometer a toda la red (al menos las redes que funcionan en un sentido). La señal tiene va a una sola dirección y pasa por todas las computadoras necesarias, lo que puede crear problemas de latencia. Ancho de banda compartida. ¿Red Anillo = Token ring? • El token ring puede funcionar usando topología lógica en anillo, y topología física estrella. • Utiliza una trama especial denominada Token (testigo). • La velocidad de la red puede alcanzar entre 4 y 16 Mpbs. • Para usar el token ring se necesita de un MAU (Multistation Access Unit - Unidad de Acceso a Múltiples Estaciones ) MTU Es un concentrador que se conectan todas las estaciones finales de una red Token Ring (IEEE 802.5) MAU es un dispositivo multi-puerto La MAU brinda un control centralizado de las conexiones en red. Traslada las señales desde una estación hasta la siguiente estación de trabajo activa en el anillo. También presenta un “relé”incorporado capaz de impedir que se corte el servicio de la red si fallase una única conexión o dispositivo. 30/09/2021 Además de los ports existentes para la cnexion de las estaciones, las MAU poseen una entrada y una salida del anillo para poder conectarse a otras MAU y expandir la red: «puerto RI» (Ring-In), «puerto RO» (RingOut). El cable para unir las MAU se denomina “patch cord” (cable de conmutación). 27 MTU En una red Ethernet de cable coaxial, la MAU solamente emplea un cable para efectuar las dos operaciones (transmisión y recepción de datos). Con una Ethernet 10BaseT, la MAU debe alojar dos pares de cables (un par para transmitir y otro par para recibir). Por otra parte, una MAU puede soportar hasta 72 estaciones conectadas. Los cables que unen los nodos con la MAU se denominan ”lobe cables” (lóbulos) y no deben superar los 100 mts. 30/09/2021 28 Topología Bus Una red en bus es una topología que se caracteriza por tener un único canal de comunicaciones al cual esta conectado diferentes dispositivo, de esta forma todos los dispositivos comparten el mismo canal para comunicarse entre sí. Operación full-duplex entre estaciones. Es la topología más común en pequeñas LAN, cada extremo requiere de un elemento terminador con hub o switch final en uno de los extremos. Topología Bus Físicamente cada host está conectado a un cable común, por lo que se pueden comunicar directamente, aunque la ruptura del cable hace que se queden desconectados entre sí. Esta permite que todos los dispositivos de la red puedan ver todas las señales de todos los demás dispositivos, haciendo que todos los dispositivos obtengan esta información. Topología Bus Sin embargo, es común que se produzcan problemas de tráfico y colisiones, que se puede arreglar segmentando la red en varias partes. La topología de bus tiene todos sus nodos conectados directamente a un enlace un medio multipunto y no tiene ninguna otra conexión entre nodos. Conceptos Previos Conexión Multipunto Colisión de Datos Componentes Conector BNC Host o nodo Conector T Cable coaxial RG 58 Montaje Construcción Los extremos del cable se terminan con una resistencia de acople denominada terminador, que además de indicar que no existen más ordenadores en el extremo, permiten cerrar el bus por medio de un acople de impedancias. Topología Bus Los sistemas de bus, como Ethernet o la mayoría de los sistemas de banda ancha, emplean un cable bidireccional con trayectorias de avance y regreso sobre el mismo medio, o bien emplean un sistema de cable doble o dual para lograr la bidireccionalidad. A diferencia de una red en anillo, el bus es pasivo, no se produce generación de señales en cada nodo o router. Topología Bus Ventajas Fácil de implementar y expandir con nuevos nodos a la red Su arquitectura no es muy complicada, ideal para una red pequeña Red que no ocupa mucho espacio. Es mas económico. Requiere menos longitud de cable que la topología estrella Topología Bus Desventajas Hay un límite de equipos dependiendo de la calidad de la señal. Puede producirse degradación de la señal, su desempeño disminuye a medida que crece la red Complejidad de reconfiguración y tiene aislamiento de fallos. Tiene limitaciones de las longitudes físicas del canal. Un problema en el canal usualmente degrada toda la red. La eficiencia se disminuye a medida que la red crece. El canal requiere ser correctamente cerrado. Puede ocurrir errores por colisión de mensajes. Topología Estrella En esta topología cada dispositivo esta conectada a un nodo común (concentrador o Hub), asi todos los dispositivos se intercomunican a través del HUB. Cada segmento de red, puede tener una longitud de hasta 100m. Esta topología requiere mayor cantidad de cable que la topología BUS, y además el uso de un HUB, por lo que puede llegar a ser muy costosa, sin embargo, es la más usada en la actualidad. Utilizada por su funcionalidad, flexibilidad y estandarización Dada su transmisión, una red en estrella activa tiene un nodo central “activo” que normalmente tiene los medios para prevenir problemas relacionados con el eco. Topología Estrella Topología Estrella Ventajas Posee un sistema que permite agregar nuevos equipos fácilmente. Reconfiguración rápida. Centralización de la red. Si una PC se desconecta o se averia el cable solo queda fuera de la red esa PC. Fácil de agregar, reconfigurar arquitectura PC Permite que todos los nodos se comuniquen entre sí de manera conveniente. El mantenimiento resulta más económico y fácil que la topología bus Topología Estrella Ventajas Fácil de prevenir daños y/o conflictos, ya que no afecta a los demás equipos si ocurre algún fallo. Reducen las posibilidades de fallo en redes, ya que esta conecta a todos los equipos en un solo nodo central (HUB). Cuando se aplica esto, el concentrador central es el que envía todas las transmisiones que son recibidas de cualquier nodo a todos los nodos periféricos de la red. Si un nodo falla, no afecta al funcionamiento del resto de la red. También es inmune a los fallos en un segmento, pues si un segmento se corta o falla no afecta al funcionamiento del resto. Topología Estrella Desventajas Si el hub (repetidor) o switch central (nodo central) falla, todas la PCs de la red dejan de funcionar. Es costosa, ya que requiere más cables que otras topologías El cable viaja por separado del concentrador a cada PC Además, según las limitaciones del HUB o del SWITCH se puede realizar la conexión con cierto número de PCs TOPOLOGIA ESTRELLA EXTENDIDA La topología en estrella extendida se desarrolla a partir de la topología en estrella, por lo que hereda de ella todas sus características. Esta topología enlaza estrellas individuales conectando entre sí los concentradores. Conclusiones La topología estrella es el modelo más difundido entre las redes de PC (LAN). Este tipo de topologías tiene un nodo central activo que normalmente tiene los medios para prevenir problemas relacionados con el eco. Este tipo de red es adecuado cuando se tiene una computadora central muy poderosa rodeada de máquinas menos potentes que sirven únicamente como terminales de entrada y salida de datos, ya que todos los extremos de la red tienen acceso a los recursos de la máquina principal de manera directa, sin interferencia de elementos intermedios. Es muy beneficioso utilizar este tipo de topología ya que permite la centralización en la red, una fácil prevención de daños o conflictos, es fácil de agregar o reconfigurar la arquitectura PC y permite extender la longitud y tamaño de la red. Topología Hibrida 30/09/2021 46 Topología Árbol 30/09/2021 47 Topología Malla 30/09/2021 48 Por el Tamaño de la Red y Cobertura LAN = Red de área local MAN = Red de área metropolitana WAN = Red de área extensa o amplia CAN = Red de área campus, Redes educativas o empresariales • DAN = Red de área doméstica, Red pequeña en una casa • • • • 30/09/2021 49 Redes LAN 30/09/2021 50 Red de Área Local - LAN La comunicación esta restringida a un área geográfica de tamaño limitado, y dependerá de un canal de tx alta/media velocidad, con una tasa reducida de errores. Ejemplo: redes interconectadas dentro de un mismo edificio 30/09/2021 51 ¿Por qué usar una LAN? • Compartición de recursos, tales como discos duros, archivos, impresoras • Mejorar la comunicación Seguridad El Resultado es “ahorro” tanto en hardware como en software así como el mejoramiento del flujo de información 30/09/2021 Héctor Umeres REDES LAN Y WAN 52 52 Red de Área Local - LAN Cobertura < 5Km Tasa de transferencia: 4 – 1.024Mbps Información: datos, gráficos, voz, audio, video Gestión: entidad privada 30/09/2021 53 Red de Área Local - LAN • Tamaño: • Tecnología de Transmisión: • Difusión: IEEE 802.3, IEEE 802.5 Topología: 30/09/2021 Retardo de transmisión (useg). Velocidad de Transmisión (Mbps). Pocos errores. Bus, estrella, anillo. 54 Tipos de Redes LAN • Peer-to-peer (Igual a igual) • Modelo Cliente Servidor: El cliente solicita al servidor la realización de una tarea El servidor realiza el trabajo y devuelve la respuesta al cliente 30/09/2021 55 Componentes de una LAN • Físicos • • • • • • Servidor Estaciones de trabajo Adaptadores de red Cableado Equipos de conectividad Equipos de Lógicos Cableado conectividad • Protocolos • Sistema operativo de red 30/09/2021 Servidores Estaciones de trabajo con adaptadores de red 56 Componentes Básicos NIC (ISA) NIC (PCI) CABLES SERVER WS Héctor 30/09/2021 NIC(PCMCIA) CONECTOR RJ-45 PRINTER Umeres REDES LAN Y WAN 57 57 Componentes Básicos SWITCH HUBS (12/24 PORTS) ™ ™ MODEM 30/09/2021 Héctor Umeres ROUTER 5858 MODEM Cable Telefónico Cable de red Planta Externa MODEM 30/09/2021 septiembre de 2021 REDES LAN Y WAN 5959 Redes MAN Redes de Area Metropolitana 30/09/2021 60 Red MAN Cobertura: Tasa de transferencia: 10 – 150Km 50 – 622Mbps Información: Datos, gráficos, voz, audio y video Gestión: operador de servicio público 30/09/2021 61 Red MAN DQDB (Distributed Queue Dual Bus, bus doble de colas distribuidas) • Estándar IEEE 802.6 • Red por difusión • Orientada a usuarios corporativos 30/09/2021 62 Red MAN 30/09/2021 63 Redes WAN Wide Area Network - Red de Área Amplia 30/09/2021 64 Redes de Área Amplia - WAN Cobertura < 100,000Km Tasa de transferencia < 2Mbps Información: Datos, gráficos, voz, audio, video Gestión: Operador de servicio público 30/09/2021 65 Redes de Área Amplia - WAN • Tecnología de Tx: punto a punto • Host: PC , Estación. • Subred: Líneas de transmisión (circuitos, troncales. Elementos de conmutación (Router) 30/09/2021 canales, o 66 Red de Área Extensa - WAN Conexión para entidades enlazadas a gran distancia. Utilizan servicios de grandes proveedores Telecomunicación. Utilizan conexiones seriales. 30/09/2021 de 67 Red de Área Extensa - WAN 30/09/2021 68 Dispositivos WAN Enrutador (router) Modem (CSU/DSU) Servidores de comunicación. Router Servidor de Comunicación Modem CSU/DSU 30/09/2021 Direccion de Capacitación 69 Dispositivos WAN CSU: Unidad de servicio de Canal DSU: Unidad de servicio de datos DTE: Equipo Terminal de Datos T1: línea de señal digital 1 DSL: Línea de Abonado Digital - Digital Subscriber Line DCE: Equipo de Terminación Circuito de datos 30/09/2021 70 Dispositivos WAN La CSU/DSU implementa dos funciones diferentes: Una unidad de servicio de canal (CSU), es un dispositivo que conecta un terminal a una línea digital, es responsable de la conexión con el de las telecomunicaciones de la red Una unidad de servicio de datos (DSU) es un dispositivo que lleva a cabo funciones de protección y de diagnóstico en una línea de telecomunicaciones, es responsable de la gestión de la interfaz con el DTE En general, los dos dispositivos se entregan formando una sola unidad, CSU/DSU, es un dispositivo de interfaz digital que se utiliza para conectar un equipo terminal de datos (DTE), como un enrutador, a un circuito digital tal como la señal digital 1 línea (T1) 30/09/2021 71 Dispositivos WAN • Utiliza una gran variedad de medios de Tx: micro-ondas, cableado de cobre, FO. • La información se propaga en forma de tramas de datos. • Intervienen equipos de interconexión: Router. 30/09/2021 72 Dispositivos WAN Una CSU/DSU es un módem muy potente y caro. Se requiere un dispositivo como este para cada extremo de una conexión T-1 o T-3; las unidades que están en los dos extremos deben ser del mismo fabricante. DSL y cable módems son CSU/DSU porque convierten a partir de un tipo de señal digital a otro. CSU/DSU es el equivalente del módem para toda una LAN El DCE es el proveedor del servicio, mientras que el DTE es el dispositivo conectado. Los DCE se encargan de transmitir y recibir bits uno a uno. Los DTE y DCE están comunicados y se pasan tanto datos de información como de control. 30/09/2021 73 DEFINICION CUBRE VELOCIDAD NIVEL DE TRANSFERENCIA DE DATA COSTO MANTENIMIENTO ANCHO DE BANDA CONGESTION TECNOLOGIA LOCAL AREA NETWORK WIDE AREA NETWORK Son redes que cubren una área limitada Áreas locales (oficinas, escuelas, hogares, etc.) Usuarios en el mismo sitio Alta velocidad (1000 Mbps) Alto nivel de transferencia de data Más fáciles en costo y tiempo de mantenimiento Amplio para transmisión Menor Ethernet, Token Ring Son redes que cubren una área amplia Áreas geográficas extensas (ciudades, estados, naciones, etc.) Geográficamente disperso Baja velocidad (150 Mbps) No es muy caro Más altos Rápido Lento COMPONENTES L2: Bridges y switches, L1: Hub y repetidores 30/09/2021 LAN Menos problemas Menos errores Linea Telefonica, ondas radiales TOLERANCIA A FALLAS ERROR DE TRANSMISION DE DATA COSTO DE IMPLEMENTACION TIEMPO DE RESPUESTA Más bajo que las LAN Mantenimiento es más difícil por tener más sistemas Limitado Mayor MPLS, ATM, FRAME RELAY, X25 Redes públicas como el telefónico, líneas dedicadas y satelitales L3: Routers, switches múltiple y los especializados de ATM, FRAME RELAY No son tolerantes a fallas Mas errores CONEXION LANs vs. WANs LAN LAN WAN LAN LAN LAN 74 WAN LAN LAN Relación Mayor que 100:1 WAN es el cuello de botella de la red 30/09/2021 75 ENTES NORMALIZADORES 30/09/2021 76 Entes Normalizadores De facto (De hecho): La PC de IBM UNIX De Jure (Por Ley): Organizaciones establecidas por tratados entre los gobiernos de las naciones. Organizaciones voluntarias. 30/09/2021 77 Entes Normalizadores Sector de Normalización de Telecomunicaciones de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT-T) Organización Internacional de Estándares (ISO) Fuerza de tareas de Ingeniería de Internet (IETF) Asociación de Industrias Electrónicas (EIA) 30/09/2021 78 Entes Normalizadores • CCITT: Comité Consultatif International Télégraphique et Téléphonique. ( 1956-1993). • ITU: International Telecom Union. Desde 1993 a la fecha. ITU-R: Sector de Radiocomunicaciones ITU-T: Sector de Telecomunicaciones ITU-D: Sector de Desarrollo 30/09/2021 79 Entes Normalizadores • ISO: International standards Organization. Organización voluntaria, fundada en 1946, sus miembros: ANSI, DIN, AFNOR, BSI. ISO es miembro de la ITU-T. • IEEE: Institute of Electrical and Electronics Engineers. La organización profesional más grande del mundo. El estándar IEEE 802 para redes LAN fue adoptado por ISO 8802 30/09/2021 80 Estándares de Redes LAN 30/09/2021 81 Entes Normalizadores 30/09/2021 82 Entes Normalizadores • IAB: Internet Activities Board, consejo de Actividades de Internet. Creado por el DoD cuando se inició ARPANET. Después se cambió a Internet Architecture Board • La comunicación se hace a través de informes técnicos llamados RFC (request for comments: petición de comentarios). • En 1989 la IAB formó: • IRTF: Internet Research Task Force • IETF: Internet Engineering Task Force. • Internet Society designa a los miembros IAB 30/09/2021 83 Request for Comments RFC Requerimientos para comentarios Usado para formalizar protocolos y otros procedimientos empleados en Internet. Existen dos formas de categorizar un RFC a) Condición de estandarización: Estándar, propuesto, experimental, histórico. b) Nivel del protocol: Obligatorio Recomendado Electivo No Recomendado. 30/09/2021 84 Solicitudes de comentarios (RFCS). El Grupo de trabajo de ingeniería de Internet mantiene las RFCS como los estándares para el conjunto TCP/IP. 30/09/2021 Request for Comments RFC Solicitud de comentarios 8572
