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Redes




Enviado por a133050



    1. Redes.
    2. Existen tres tipos de
      comunicación:
    3. Subredes.
    4. Clasificación de
      redes.
    5. Clasificación según
      alcance.
    6. Sobre redes
      inalámbricas.
    7. Protocolos.
    8. Función general de cada
      una de las capas del protocolo OSI.
    9. Protocolo
      TCP/IP.

    Ésta es una introducción al estudio de redes. En éste
    documento se encuentra definición, elementos que la
    forman, topología y Protocolos de
    comunicación.

    1.
    Redes.

    Una red es un proceso que
    permite la conexión de equipo para:

    • Compartir recursos.
    • Comunicación remota.
    • Optimiza el uso del equipo.

    Toda red está formada por:

    1. Nodo o Terminal.
    2. Medio de transmisión.

    Un nodo es un elemento de la red capaz de iniciar
    o terminar una comunicación. La
    comunicación entre ambas terminales es posible
    sólo si existe un medio de transmisión capaz de
    llevar la información desde un nodo inicial hasta un
    nodo terminal.

    Un nodo físicamente puede ser una PC, una
    súper computadora
    (frame), una impresora, un
    puente (gate) o un ruteador.

    Por otra parte un medio puede ser un cable o una
    onda electromagnética que viaja a través del
    aire.

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    gráfico seleccione la opción
    "Descargar" 

    Entonces, si ya tenemos conectadas las terminales por
    cualquier medio, lo que nos toca saber ahora es el modo de
    comunicación que existe en esta red:

    2. Existen tres
    tipos de
    comunicación:

    1. Comunicación Simplex o
      Bidireccional.

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     Comunicación Half-Duplex.

    Comunicación Full-Duplex.

    La comunicación es con cables diferentes ,
    pero ésta se hace al mismo tiempo.

    A continuación tenemos una forma más
    completa de representar una red:

    3.
    Subredes.

    Un tercer elemento para un esquema de red se le conoce
    como subred y tiene significado cuando los nodos en
    conexión se encuentran bastante distantes entre
    sí, y no forman parte de la misma red; es en este caso
    donde pueden existir toda una serie de nodos intermedios que
    llevan a cabo la conexión física, a estos
    nodos intermedios se les denomina genéricamente como una
    subred.

     4.
    Clasificación de redes.

    Desde el punto de vista de alcance, una red se
    clasifica según la distancia a la que se extiende y del
    alcance global con que se puede analizar.

    4-a. Redes Punto a Punto.

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    superior

    Una red punto a punto es aquella para la
    que

    Siempre dos terminales están unidas por una
    línea o cable no compartido tal que su uso
    es dedicado sólo a esas dos terminales.

    Las topologías que soporta esta
    clasificación son:

    Topología de Anillo.

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    La topología de anillo conecta a cualquier
    terminal,únicamente con sus dos destinos más
    próximos mediante una línea dedicada, de tal forma
    que la

    última de las terminales se conecta con la
    primera de ellas por uno de los extremos, formando así un
    ciclo o un anillo a través del cual fluye la
    infor-

    mación cuando las terminales se comunican. La
    comunicación en un anillo es unidireccional o simplex, y
    viaja de terminal a terminal hasta que encuentra

    su destino y regresa a su origen. Tiene la desventaja de
    que cualquier fallo entre alguna de las líneas dedicadas
    genera una falla letal en la red.

    Topología en Estrella.

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    Ésta topología conecta a todas las
    terminales entre sí, aunque no en forma directa. Para ello
    utiliza un elemento que organiza el flujo de la
    información en la red mediante switcheos que conectan a la
    terminal destino con la terminal origen. A éste elemento
    se le conoce cómo concentrador y su tarea debe ser
    invisible a las terminales que se comunican.

    La ventaja de la topología de estrella, es que es
    más robusta que la topología de anillo, ya que si
    falla una terminal, el resto sigue funcionando. La desventaja es
    que si falla el concentrador entonces irremediablemente
    fallará toda la red.

    Topología de Árbol.

    Una topología derivada de la topología de
    estrella es la topología de árbol. En ésta
    lo que se tiene, son diferentes estrellas conectadas entre,
    sí utilizando concentradores como elemento de
    interconexión. Algunas de éstas estrellas tienen
    más prioridad que otras y así es posible encausar
    la información a través de diferentes
    estrellas.

    La siguiente figura muestra la
    topología de árbol:

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      Topología en Malla.

    Para ésta última se busca tener
    conexión física entre todas las terminales de la
    red. Utilizando conexiones punto a punto, esto permitirá
    que cualquier terminal se comunique con otras terminales de forma
    paralela si fuera necesario. La principal ventaja es que este
    tipo de redes difícilmente falla, pues

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    Inclusive, si alguna de estas líneas fallara
    aún así se podrían encontrar otras rutas
    para lograr la información.

    La desventaja de la topología en malla, es que se
    requiere demasiado cableado específicamente si exisen n
    terminales en la red entonces se

    requerirían:

    No. cables=n(n-1)/2 cables en total.

    Además cada terminal requiere n-1puertos de
    comunicación. También el mantenimiento
    resulta costoso a largo plazo.

    4-b. Redes Multipunto.

    En una red multipunto sólo existe una
    línea de comunicación cuyo uso está
    compartido por todas las terminales en la red. La
    información fluye de forma bidireccional y es disernible
    para todas las terminales de la red.

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     Lo típico es que en una conexión
    miltipunto las terminales compiten por el uso del medio
    (líenea) de forma que el primero que lo encuentra
    disponible lo acapara, aunque también puede negociar su
    uso.

    Topología de Bus.

    Los buses lineales son quizas la topología
    más utilizadas para redes de área local,
    también son las más baratas y una de las más
    conflictivas. Consiste en conectar todas las terminales a una
    línea común, utilizando para ello un dipositivo
    llamado Tap, además de un segundo cable auxiliar (drop
    line) que conecta a la reminal al Tap y éste a su vez a la
    línea compartida. También en los extremos del bus
    se requeren dos elementos terminadores.

    Las desventajas en ésta topología es la
    longitud del cable, terminales, el no uso de Taps. Por otra parte
    los mensajes de desjastan cada vez que pasan por un Tap, y si no
    tubiese terminadores los mensajes se colapsarían y se
    perderán.

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    5.
    Clasificación según alcance.

    5-a. Redes de área local (LAN).

    En esta categoría se encuentran tipos
    básicos de red. Su alcance es de tan sólo unos
    cientos de metros, los suficientes como para conectar el equipo
    de cómputo de un mismo edificio o de un mismo campus
    universitario. Éstas son mantenidas y administradas por el
    mismo propietario de la red.

    También utilizan las topologías antes
    estudiadas. Debido a su corto alcance tambien suelen tener la
    velocidades más elevadas llegando inclusive a los 100
    Mbps.

    Habría que señalar un tipo muy particular
    de red de área local, son las denominadas intranets,
    éstas redes se utilizan para conectar pequeñas
    subredes entre si que pudiera tener incluso diferentes
    topologías, y lo hacen al estilo de una red
    amplia.

    5-b. Redes de área metropolitana
    (MAN).

    Tenemos que si el alcance de la red es a nivel,
    municipal entonces se tiene una red tipo MAN (Metropolitan Area
    Network). La idea de una red de área amplia es conectar
    equipos de cómputo a través de líneas
    privadas o públicas que son propiedad de
    alguna empresa privada o
    gubernamental como compañías telefónicas o
    de TV por cable. Utilizan protocolos para redes de área
    local y son administradas y mantenidas por la
    compañía dueña de las
    líneas.

    5-c. Redes de área amplia
    (WAN).

    Las redes de área amplia conectan equipos
    distantes entre sí, su alcance es de kilómetros,
    típicamente de alcance global. A diferencia de las
    redes LAN y
    MAN, este tipo de redes no tienen un administrador en
    particular, más bien son mantenidas por los mismos
    usuarios quienes prestan sus recursos ( que pueden ser
    dispositivos de interconexión como ruteadores, puentes,
    etc.) para conectar redes privadas con el resto del
    mundo.

    5-d. internets.

    Un tipo particular de área amplia son las
    internets cuyo fin es conectar distintas LANs entre sí a
    través de una conexión troncal o
    "backbone"

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    gráfico seleccione la opción
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     6. Sobre
    redes
    inalámbricas.

    Las redes inalámbricas se toman como una
    categoría aparte porque no utilizan un medio físico
    de conexión, y por lo tanto no tienen los mismos límites
    que las tres categorías anteriores..

    El principal medio de transmisión son las
    ondas
    electromagnéticas que viajan a través del aire en
    forma de microondas, se
    utilizan antenas y
    satélites como elementos de
    interconexión; tienen un alcance global y local, son de
    uso privado con velocidades de transmisión extremadamente
    altas pero muy susceptibles a las interferencias.

    Actualmente son utilizadas por empresas
    gubernamentales, militares y de investigación.

    7.
    Protocolos.

    Para ver el gráfico
    seleccione la opción "Descargar"

      Un Protocolo es una serie de reglas que
    indican a una terminal cómo debe llevar a cabo el proceso
    de comunicación. (fig. anterior)

    Dos terminales que se comunican pueden tener una
    arquitectura y
    un sistema operativo
    diferente que hace imposible una comunicación directa
    entre ambas. Debido a esto se han desarrollado protocolos que
    estandarizan la forma en que dos terminales deben establecer
    comunicación y lo hacen desde cuestiones físicas
    (por ejemplo tipo de cable, niveles de voltaje, frecuencia, etc.)
    hasta cuestiones meramente de software
    (representación de datos,
    compresión y codificación, entre otras
    cosas).

    Ahora bien, dos elementos que intervienen en el proceso
    de comunicación lo forman el paquete de información
    que la terminal transmisora dirige a la terminal receptora; este
    paquete contiene entre otras cosas direcciones,
    información de usuario e información para
    corrección de errores, requeridos para que alcance a la
    terminal receptora. Además se encuentra obviamente el
    protocolo de
    comunicación.

    Los protocolos o normalizaciones son establecidos por
    organizaciones
    de reconocimiento mundial, pro ejemplo la ISO, IEEE,
    ANSI, etc. Existen tres tipos de estandarizaciones.

    6-a. Normas por
    imposición. Este tipo de normas son impuestas por una
    organización y debe seguirse en estos
    terrenos para asegurar comunicación.

    6-b. Normas por convención. Este tipo de
    normas son tomadas como tal bajo común acuerdo de
    distintas organizaciones o grupos de
    usuarios; éstas fueron tomadas por normas debido a su alto
    desempeño o que son las únicas en su
    tipo, sin embargo quien las diseñó no intentaba que
    fueran una norma impuesta.

    7. Protocolos más utilizados.

    De todos los protocolos de redes sólo sobresalen
    tres por su valor
    académico o comercial:

    7-a. El protocolo OSI (Open System
    Interconection) desarrollado por la ISO.

    7-b. El protocolo de la IEEE que de hecho esta
    más orientado al hardware que al
    software.

    7-c. El protocolo TCP/IP
    originalmente desarrollado por la secretaría de defensa de
    los Estados Unidos de
    América
    junto con algunas universidades importantes.

    8. Protocolo OSI.

    Este protocolo está basado en la
    arquitectura de redes estratificada, en ésta arquitectura
    el proceso de comunicación se divide en etapas y a cada
    etapa le corresponde un protocolo diferente, algunas etapas son
    implementadas en hardware y otras en software y otras en una
    combinación de las dos.

    El protocolo OSI es un protocolo basado en 7 niveles o
    capas y cada capa como está mencionado anteriormente tiene
    definido un protocolo; éste protocolo está basado
    en el supuesto de que una terminal se organiza de tal forma que
    la comunicación fluye por cada una de las siguientes
    capas:

     Para ver el
    gráfico seleccione la opción
    "Descargar" 

    La capa física se encuentra en el nivel 0, la
    capa de enlace de datos en el nivel 1, la capa de transporte en
    el nivel 3, la de sesión en el 4, la de
    presentación en el 5 y la de aplicación en el 6.
    Las capas inferiores como anteriormente mencionado están
    orientadas al hardware y las capas superiores al software del
    usuario.

    La figura anterior consiste en lo
    siguiente:

    Desde el punto de vista del transmisor, la
    información parte de la capa de aplicación de
    aquí hacia la de presentación, y luego a la de
    sesión, transporte, red, enlace de datos y finalmente la
    física. Siempre en ese orden y no es posible que una capa
    omita alguna capa durante el proceso.

    Desde el punto de vista del receptor la
    información fluye en sentido contrario, desde la capa
    física hasta la de presentación, respetando el
    orden de las capas y de igual forma so se podrá omitir
    alguna de ellas.

    Ésta organización obedece al hecho de que
    cada capa tiene un protocolo independiente del de las otras
    capas, entonces si se tiene la implementación de
    algún protocolo en alguna capa y posteriormente esa
    implementación se mejora o se desea remplazar sólo
    será necesario modificar a éste protocolo en
    particular sin alterar al resto, o sea, al de las otras
    capas.

    NOTA: El protocolo OSI sólo indica
    qué debe hacerse en cada una de las capas, pero no indica
    cómo, ésto es cuestión del
    diseñador.

    9. Función
    general de cada una de las capas del protocolo
    OSI.

    Física: Capa del nivel más bajo, su
    protocolo consiste en transmitir la información a
    través del medio según las especificaciones del
    hardware que tenga la red a la que pertenece el nodo.

    Enlace de datos: Con dos funciones
    primordiales:

    1. le corresponde identificar de forma inequívoca
      a las terminales a las que se dirige un paquete particular,
      así como las terminales en donde se origina éste
      paquete.
    2. También se encarga de asegurar que la
      información dirigida a capas superiores esté
      libre de errores.

    Red: realiza una función muy similar a la
    capa de enlace de datos, es decir se asegura que un paquete
    llegue a la terminal destino, sólo que en esta
    ocasión la comunicación es a nivel de interedes y
    no a nivel local.

    La capa de red utiliza un paquete conocido como
    datagrama, este paquete que sólo tiene significado para la
    capa de red contiene información a cerca de la red y del
    número de terminal en esa red, tanto de la terminal origen
    como la terminal destino.

    Transporte: La información de usuario
    comúnmente tiene que ser acondicionada para que pueda
    viajar por la red, en particular cuando el usuario desea manejar
    la información en una cantidad mayor a la que la red puede
    manejar. Una red que maneja paquetes de Kbytes cuando recibe
    información de usuario que excede la longitud del paquete
    entonces éste debe seccionarse en partes, cada una con
    kbytes de longitud; a cada una de estas partes se les denomina
    UDP (Unit Data Package) y cada UDP es ruteado por separado hacia
    la terminal destino. En la terminal destino la capa de transporte
    se encarga de anexar cada UDP en el orden requerido hasta formar
    el paquete dirigido a la placa de aplicación; por lo tanto
    este es el trabajo que
    realiza la capa de transporte a demás de otros como
    controlar los errores que se generan cuando un UDP se pierde,
    control de flujo
    (que la terminal transmisora no sobrecargue a la receptora),
    etc.

    Sesión: Hay dos tipos de red desde el
    punto de vista de la capa de sesión:

    * Orientadas a conexión.

    Redes

    * No orientadas a conexión.

    * Una red orientada a conexión envía todos
    los UDPs de la capa de transporte exactamente por la misma ruta
    que conecta la terminal origen con la terminal destino; la ruta
    es decidida por la capa de red y ésta se decide previo a
    la transmisión.

    * Redes No orientadas a conexión. En este tipo de
    redes cada paquete es ruteado por separado hacia la terminal
    destino, esto indica que pueden llegar en desorden y es tarea de
    la capa de transporte re ordenarlos para que formen el paquete
    original.

    Para asegurar la comunicación entre dos
    terminales se requiere de un proceso conocido como "hand shaking"
    mediante el cual ambas terminales llevan a cabo un proceso de
    reconocimiento de acceder a comunicación, términos
    de comunicación, inicio y finalización de la
    transmisión.

    Presentación: se encarga de formatear la
    información de usuario para que pueda ser manipulada por
    la red de la mejor forma, esto significa que la
    información que viene de la capa de aplicación debe
    comprimirse, encriptarse o simplemente traducirlo a otro formato
    para facilitar el proceso de transmisión.

    Aplicación: hace disponibles al usuario o
    a otras aplicaciones los servicios que
    la red le ofrece, cada servicio se
    asocia a un puerto que no es otra cosa que un número que
    lo referencía.

    Entre otros servicios que la capa de aplicación
    ofrece a usuario se encuentran los siguientes: correo
    electrónico, servicios de archivos
    (ftp),
    servicios de directorios, terminal emulada, etc.

    10. Protocolo
    TCP/IP.

    Éste protocolo fue diseñado a finales de
    los 60’s como el fundamento de la red ARPANET que conectaba
    las computadoras
    de oficinas gubernamentales y universitarias. Funciona bajo el
    concepto de
    cliente servidor, lo que
    significa que alguna computadora pide los servicios de otra
    computadora; la primera es el cliente y la segunda el
    servidor.

    ARPANET evolucionó para lo que ahora se conoce
    como INTERNET y con
    ello también evolucionó el protocolo TCP/IP. Sin
    embargo la
    organización básica del protocolo sigue siendo
    la misma, se organiza en sólo tres niveles: el de red,
    transporte y aplicación.

     Para ver el
    gráfico seleccione la opción "Descargar"

     En comparación con el protocolo OSI la capa
    de red de TCP/IP equivale a la capa de red de OSI. La capa de
    transporte de TCP/IP equivale a la capa de transporte de OSI y la
    capa de aplicación de TCP/IP equivale a las capas de
    sesión, presentación y aplicación todas en
    conjunto del protocolo OSI.

    El protocolo TCP/IP no especifica nada a cerca del
    hardware de red por lo que las capas de enlace de datos y
    físicas no existen.

    Capa de Red de TCP/IP.

    Se encargan de ruteo de información a
    través de una red de área amplia. Existen dos
    protocolos en este nivel, uno de ellos conocido como IP (Internet
    Protocol) que es probablemente el protocolo de ruteo más
    utilizado y trabaja bajo el principio de direcciones
    enmascaradas; también existe una versión más
    simplificada de IP conocida como ICMP que se encarga de rutear
    paquetes sin ningún esquema de seguridad pero a
    mayor velocidad, se
    utiliza en particular para transmisión de
    e-mails.

    Capa de Transporte.

    La capa de Transporte de TCP/IP ofrece dos protocolos:
    TCP para redes orientadas a conexiones y UDP para redes no
    orientadas a conexión. Un complementario a cerca de las
    capas de transporte TCP y UDP es que a diferencia de OSI pueden
    trabajar a nivel local sin necesidad de enrutamientos ni
    partición o segmentación de paquetes.

    También es importante hacer notar que en el nivel
    capa de transporte no existe control de flujo ni
    verificación de errores para administrar los paquetes que
    circula por la red. Sin embargo, algunas implementaciones
    particulares del TCP/IP como la de Windows si
    contempla esquemas de verificación de errores.

    Capa de Aplicación para TCP/IP.

    Los servicios de aplicación de TCP/IP son
    idénticos a los de OSI pero incorporan características que en el protocolo de OSI
    corresponden a las capas de presentación y de
    sesión. Entre ellos se encuentran los
    siguientes:

    1. Telnet: servicio de terminal remota para permitir a
      un usuario remoto acceder a los servicios de un servidor como
      si tuviera conexión directa.
    2. FTP: protocolo para transferencia de archivos y
      servicios de directorio entre terminales remotas.
    3. SMTP: protocolo para correo
      electrónico.
    4. Kerberos: protocolo que ofrece servicios de
      encriptación y codificación de información
      y otros esquemas de seguridad para aplicaciones de
      usuario.
    5. TNS: este protocolo permite mapear las direcciones
      lógicas de una terminal a un nombre simbólico
      más fácilmente identificable pro los usuarios de
      la red. Ese servicio a su vez es utilizado por otros servicios
      como el de correo electrónico y FTP.

    Todos estos servicios están basados en TCP a
    nivel capa de transporte y aunque son más simples se usar
    no son tan seguros, entre
    ellos están:

    1. RCP: éste protocolo se utiliza para que los
      programas de
      usuario estén accesibles a otros usuarios en la red
      ofreciendo a estos últimos una interfaz con el
      primero.
    2. TFTP: idéntico a ftp pero sin
      verificación de errores.

    Existe además un servicio orientado a los
    administradores de red, conocido como SNMP que permite monitoriar
    a las terminales en red, a los usuarios, a los servicios y
    finalmente a los recursos existentes en la red.

     

     

    Enviado por:

    Julio Cesareo Lara Gallegos.

    "
    ".

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