Introducción a las Redes 

Angélica Inés Partida Hanon

Mi Proyecto Didáctico


Mayo 2005

Temas:

Fundamentos de Interconectividad Redes Locales

Tecnologías WAN

Breve Historia Sobre la Internet

Introducción a los protocolos de Red local

Qué es una Red WAN

Inter-Redes

Métodos de control de Acceso al Medio

Tipos de Redes

Interconectividad

ALOHA

Servicios ofrecidos por las Telcos

El Modelo de Referencia OSI

ALOHA puro

Enlaces Punto a Punto

Protocolos de Comunicación

ALOHA ranurado

Conmutación de Circuitos

Intercambio de Información

Métodos de Transmisión

Conmutación de Paquetes

Funciones de las C. del M. OSI

Topologías LAN

Circuitos Virtuales

Capa Física

Dispositivos LAN

ATM

Capa de Enlace de Datos

Repetidores

Frame Relay

Capa de Red

Hubs

 

Capa de Transporte

Amplificadores

 

Control de Flujo

Especificación 802 de la IEEE

 

Multiplexación

Especificación 802.1

 

Control de Errores

Especificación 802.2

 

Circuitos Virtuales

Especificación 802.3

 

Secuenciación

Especificación 802.5

 

Servicios Orientados a Conexión

Especificación 802.11

 

Capa de Sesión

 

Capa de Presentación

 

 

Capa de Aplicación

 

 

Glosario de Siglas

 

 

Bibliografía:

CISCO Internetworking Technology Handbook, Chapter 1 (Internetworking Basics)

CISCO Internetworking Technology Handbook, Chapter 2 (Introduction to LAN Protocols)

CISCO Internetworking Technology Handbook, Chapter 3 (Introduction to WAN Technologies)

CISCO Internetworking Technology Handbook, Chapter 4 (Bridging and Switching Basics)

CISCO Internetworking Technology Handbook, Chapter 5 (Routing Basics)

CISCO Internetworking Technology Handbook, Chapter 6 (Network Management Basics)

CISCO Internetworking Technology Handbook, Chapter 30 (Internet Protocols)

 

Redes de Computadoras. Andrew S. Tanembaum Ed. Prentice Hall. Cuarta edición, 2003

 

Tutorial de Redes Tema 1 Introducción

Tutorial de Redes Tema 2 Transmisión de Datos. Nivel Físico

Apuntes de la Cátedra

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Fundamentos de Inteconectividad

Breve Historia Sobre la Internet

El Protocolo de Internet (IP) y el Protocolo de Control de Transmisión (TCP) fueron desarrollados inicialmente en 1973 por el informático estadounidense Vinton Cerf como parte de un proyecto dirigido por el ingeniero norteamericano Robert Kahn y patrocinado por la Agencia de Programas Avanzados de Investigación (ARPA) del Departamento Estadounidense de Defensa. El objetivo principal de este proyecto fue crear un sistema de intercomunicación entre computadoras que fuera eficiente e inmune a ataques nucleares; pues se temía que a causa de una bomba o ataque de guerra se perdiera el contacto entre las Redes de comunicación de las tropas estadounidenses y se originara un caos. Esto dio origen al protocolo de Internet/protocolo de transmisión hoy conocido como TCP/IP.
A este antecedente se le llamó ARPANET.
Sin embargo la Red Internet global que podría ser el principio de lo que actualmente conocemos se inició a principios de los años ochentas, cuando todo el Departamento de Defensa Estadounidense decidió que todas las comunicaciones de sus computadoras estratégicas utilizaran TCP/IP; y cuando se hizo una división de la Red ARPANET para crear dos Redes: Una, con un objetivo exclusivamente militar a la que se le llamó MILNET y una Red que se utilizaría para la investigación y desarrollo de la Red, que mantuvo su nombre de ARPANET. En ese entonces, existían ya muchos científicos y universidades interesados en el proyecto, los cuales empezaron a realizar pruebas de interconectividad bajo TCP/IP, posteriormente la National Science Foundation se encargó de expandir el Internet a una gran cantidad de científicos iniciando un programa para establecer Redes de acceso distribuidas en sus centros de supercomputación.
En 1986 este programa tomó más fuerza pues se proporcionaron fondos para crear una nueva Red de columna vertebral, de área amplia a la que se le llamó NSFNET (Red de la Fundación Nacional de Ciencias). Esta Red unió todos los centros con supercomputadoras, por último en 1986 la Fundación proporcionó fondos para que muchas Redes regionales pudieran estar conectadas a la naciente Red.
Pronto, Internet dejó de ser un proyecto militar y de investigación, pues las corporaciones de computación, los emporios comerciales y mercantiles, las compañías extractivas, los gobiernos, las empresas automotrices, de comunicaciones, farmacéuticas y muchas más descubrieron los beneficios de estar conectados a una Red de información y se unieron a Internet.

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Inter-Red.- Una inter-Red es una colección de Redes individuales conectadas por medio de dispositivos intermediarios de tal forma que el sistema funcione como una sola Red.

Interconectividad.- Se referirá a la construcción de inter-Redes

LAN.- Local Area Network

WAN.- Wide Area Network

OSI.- Open Systems Interconections. Es el modelo de referencia para la interconexión de los sistemas abiertos.

ISO.- International Standard Organization. Organización que desarrolló el M. OSI.

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El Modelo de Referencia OSI describe cómo es que la información proveniente de una aplicación de software ejecutándose en una computadora se mueve a través de un medio de transmisión hacia otra aplicación de software conceptual compuesta por siete capas, cada una especificando una función de Red en particular. El modelo fue desarrollado por la ISO en 1984 y es considerado como la arquitectura primaria del modelo para la comunicación entre computadoras. El M. OSI divide las tareas involucradas con el manejo de información a través de la Red en siete grupos de tareas mas pequeñas y mas manejables. Cada grupo de tareas es asignado a una de las capas quedando cada capa razonablemente autocontenida; es decir, cada capa puede ser implementada independientemente. Esto permite que las soluciones ofrecidas por una capa puedan ser actualizadas sin afectar adversamente a las otras.

Con las cuatro primeras capas se garantiza que toda la información se envía con confiabilidad.

Las siete capas del M. OSI se pueden dividir en dos porciones que son la de Transporte que incluye las primeras cuatro capas y la porción de Aplicación que incluyen las tres últimas. La capa de aplicación está en contacto con el usuario mientras que la capa física están en contacto con el medio de transmisión.

Protocolos de comunicación: El modelo OSI proporciona un marco conceptual para la comunicación entre computadoras, pero no es en sí mismo un método de comunicación. La comunicación es posible mediante la utilización de protocolos de comunicación. En el contexto de las Redes de datos, un protocolo es un conjunto formal de reglas y convenciones que gobiernan el cómo las computadoras intercambian información a través de un medio de transmisión. Un protocolo implementa las funciones de una o más de las capas OSI.

La información que es transferida desde una aplicación de software en una computadora hacia otra debe transitar a través de las capas del M. OSI.

Cada capa es codificada por la que le corresponde, pero viaja a través del medio físico.

Las capas del M. OSI se comunican entre sí para tomar y proveer servicios que son utilizados para comunicarse con la capa equivalente en el otro sistema. Hay tres elementos básicos involucrados en los servicios de las capas:

1) El usuario de servicios.- Es el nivel OSI que solicita un servicio a un nivel adyacente.

2) El proveedor de servicios.- Es el nivel que proporciona el servicio. Pueden atender múltiples usuarios simultáneamente.

3) El punto de acceso a servicios (SAP).- Es la localidad conceptual a través de la cual un nivel OSI solicita servicios a otro.

El modo en que una capa se comunica con otra debe estar estandarizada.

Las capas del M. OSI e intercambio de información: Las siete capas usan varias formas de información de control para comunicarse con sus contrapartes en otros sistemas. Esta información de control consiste en solicitudes específicas e instrucciones que son intercambiadas entre las partes. La información de control típicamente toma una de dos formas: Cabecera y Colas.

Las cabeceras son anexadas a la parte frontal de los datos. Las cabeceras, las colas y los datos son conceptos relativos con respecto a la capa que los analiza. En otras palabras, la porción de datos de una unidad de información en un M. OSI puede potencialmente contener cabeceras, colas y datos de niveles superiores. Esto es conocido como ENCAPSULAMIENTO.

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Funciones de las capas del M. OSI:

Capa Física: Define las especificaciones mecánicas, eléctricas, funcionales y de procedimientos para activar, mantener y desactivar el enlace físico entre sistemas en comunicación a través de la Red. Las especificaciones de la capa física definen características tales como niveles de voltaje, variaciones de voltaje, ritmos de transmisión de datos, distancias máximas de transmisión de datos y conectores físicos. Las implementaciones de la capa pueden clasificarse en especificaciones para LAN y WAN.

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Capa de Enlace de Datos: Proporciona tránsito confiable a través del entorno físico de Red. Existen diferentes especificaciones para esta capa las cuales definen características de las Red y protocolos. Como por ejemplo direcciones físicas, topología de Red, notificación de errores, secuenciación de tramas y control de flujo.

La IEEE (Institute of Electric and Electronic Engineers) ha subdividido la capa de Enlace de Datos en dos subcapas:

1) Subcapa de Control de Enlace Lógico (LLC)

2) Subcapa de Control de Acceso al Medio (MAC)

Funciones básicas de la capa de Enlace de Datos:

a) Detección y control de errores.

b) Control de Flujo.

c) Multiplexación.

En el caso de las Redes locales a estas tres funciones se les agregan las que se le incorporan a las MAC.

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Capa de Red: Define las direcciones que constituyen una etiqueta para denominar de forma única y no ambigua a las estaciones de una Red. En algunas Redes, como la Internet las direcciones de Red se organizan de tal forma que permiten calcular las rutas mediante la comparación de las direcciones origen y destino. Es en esta capa donde se verifican las funciones de enrutamiento.

En un sistema telefónico el conmutador define el número o dirección a quien va dirigida la llamada. De eso se encarga la capa de Red de mismo modo similar al servicio postal, se encarga de enviar los paquetes a su destinatario.

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Capa de Transporte: Acepta datos de la capa de sesión y los segmenta para transportarlos a través de la Red. Generalmente la capa es responsable de garantizar que los datos sean entregados libres de errores y en la secuencia apropiada. Las funciones de control de flujo también ocurren en esta capa.

 

Control de Flujo: Mecanismos usados para evitar que un transmisor sature a un receptor más lento o menos rápido.

Multiplexación: Técnicas usadas para transmitir varias señales de forma simultánea sobre un mismo medio físico de transmisión.

Control de Errores: Mecanismos usados para detectar y eventualmente corregir errores en los datos introducidos por los procesos de transmisión.

Circuitos Virtuales: Servicios orientados a conexión construidos sobre Redes de conmutación de paquetes.

Secuenciación: Mecanismos usados para garantizar que los datos sean recibidos en la misma secuencia en que fueron emitidos.

 

Servicios Orientados a Conexión y no Orientados (Orientados a Datagrama):

En general, los protocolos de transporte pueden caracterizarse por ser o no orientados a conexión. Un servicio orientado a conexión requiere el establecimiento de una conexión antes de transmitir la información y proporciona cierto grado de garantía de entrega. Estos servicios involucran tres fases:

1) Establecimiento de la conexión

2) Transferencia de datos

3) Finalización de la conexión

Los servicios orientados a datagrama no necesitan establecer circuito alguno y se puede transmitir en cualquier momento.

En cualquiera de los niveles OSI (De la capa 2 a la 7) podemos encontrar servicios de estas clases:

1) El protocolo PPP de la capa de Enlace de Datos ofrece un servicio orientado a conexión.

2) El protocolo IP de la capa de Red ofrece un servicio orientado a datagrama.

3) El protocolo TCP de la capa de Transporte ofrece un servicio orientado a conexión.

4) El protocolo SMTP de la capa de Aplicación ofrece un servicio orientado a datagrama.

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Capa de Sesión: Establece, administra y finaliza sesiones de comunicación las cuales consisten en solicitudes y respuestas de servicios que ocurren entre aplicaciones localizadas en diferentes dispositivos de Red. Estas solicitudes y respuestas son coordinadas por distintos protocolos entre los que se encuentran ZIP (Zone Information Protocol), Apple Talk, SCP (Sesion Control Protocol) y DECnet Phase IV.

Esta capa sólo la usa el navegador y no está uniforme en toda la Internet. Está incorporada en algunas aplicaciones.

Hay algunas aplicaciones que retoman descargas de información de la Red por si ésta llega a interrumpirse, y retoma la sesión o la reestablece. Esta capa administra la cantidad de conexiones para cumplir esta misión.

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Capa de Presentación: Provee una variedad de funciones de codificación y conversión que son aplicadas a los datos provenientes de la Capa de Aplicación. Estas funciones garantizan que la información enviada por una aplicación sea legible para la aplicación de la estación receptora. Algunos ejemplos de esquemas de codificación y conversión incluyen:

1) Formatos comunes de representación de datos tales como TIFF, GIF, JPEG, HTML

2) Formatos de conversión de representación de caracteres como Unicode

3) Esquemas comunes de compresión como ZIP

4) Esquemas comunes para el cifrado de datos como SSL

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Capa de Aplicación: Es la capa más cercana al usuario final. Lo que significa que tanto el usuario como la capa de Aplicación interactúan con el software de Aplicación.

Esta capa interactúa con aplicaciones que implementan un componente de comunicaciones. Las funciones típicas de esta capa incluyen:

1) Identificación de las partes en comunicación.

2) Determinación de la disponibilidad de recursos.

3) Sincronización de las comunicaciones.

Algunos ejemplos de implementación son:

Telnet, FTP y SMTP

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Redes Locales

 

Introducción a los protocolos de Red Local

Una Red local es una Red de datos de alta velocidad que cubre un área geográficamente pequeña. Típicamente conecta entre sí estaciones de trabajo, computadoras personales, impresoras, servidores y otros dipositivos. Las LAN ofrecen a los usuarios muchas ventajas incluyendo acceso compartido a los dispositivos y aplicaciones, intercambio de archivos y comunicaciones de alta velocidad entre usuarios.

Los protocolos de LAN operan en los dos niveles inferiores del M. OSI.

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Métodos de Control de Acceso al Medio

Cuando dos o más dispositivos de Red necesitan enviar datos y deciden hacerlo simultáneamente puede ocurrir lo que se conoce como COLISIÓN, por lo que se requiere un mecanismo de contención. Debido a que los dispositivos no pueden hablar simultáneamente debe usarse un método que permita sólo a un dispositivo a la vez acceder al medio de transmisión. Esto se realiza principalmente de dos formas:

1) CSMA/CD - Acceso Múltiple con Detección de Portadora y Detección de Colisiones (Carreer Sense Multiple Acces / Collision Detect)

2) Paso de Testigo (Toquen Passing)

En las Redes que usan CSMA/CD como Ethernet, los dispositivos compiten por el medio de transmisión. Cuando un dispositivo decide enviar datos primero escucha para saber si hay otro dispositivo transmitiendo. Si no es así, inicia la transmisión. Cuando envía, éste se escucha para determinar si incurrió en una colisión. Una colisión ocurre cuando dos estaciones transmiten simultáneamente. Cuando esto sucede, cada dispositivo espera un tiempo aleatorio antes de intentarlo de nuevo. En la mayoría de los casos los dos dispositivos no vuelven a colisionar. En este tipo de Redes entre más ocupado se encuentre el medio de transmisión, más colisiones ocurren. De ahí que el desempeño de Ethernet se degrada dramáticamente conforme aumenta el número de estaciones.

En Redes token-passing tales como Token Ring y FDDI, un paquete de Red especial llamado toque es pasado alrededor de la Red de dispositivo a dispositivo. Cuando un dispositivo tiene datos para enviar, espera hasta que llegue el toque y es entonces cuando envía los datos. Cuando la transmisión de los datos es completada, el toque es liberado y de esa manera otros dispositivos podrán utilizar el medio. La ventaja principal de las Redes token-passing es que el dispositivo tiene la oportunidad de enviar datos. Es por eso que estas Redes son adecuadas para aplicaciones en Tiempo Real, a diferencia de las CSMA/CD.

Para las Redes CSMA/CD, los switches segmentan la Red en múltiples dominios de colisión. Esto reduce el número de dispositivos por segmento de Red en el medio. Creando dominios de colisión más pequeños, el desempeño de la Red aumenta significativamente sin necesidad de cambios de direcciones.

Normalmente las Redes CSMA/CD son de tipo half-duplex, esto significa que si una estación envía información, no puede recibir al mismo tiempo. Si un dispositivo está transmitiendo, es incapaz de escuchar el tráfico de información.

Cuando un switch es introducido, es posible la operación full-duplex, esto significa que el dispositivo puede escuchar y transmitir simultáneamente.

Las redes token-passing también son beneficiadas por los switches ya que en Redes grandes la demora  entre tiempos de transmisión puede ser muy significativa porque el toque se pasa alrededor de la Red.

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ALOHA

¿Qué es ALOHA?

ALOHA es un método para resolver el problema de la asignación de canal aplicable a cualquier sistema que usuarios no coordinados compiten por el uso de un solo canal.

La idea es permitir que los usuarios transmitan cuando haya datos que enviar.

ALOHA fue creado en 1970 por Norman Abrason de la Universidad de Hawaii utilizando emisoras de radio-taxis viejos. Su objetivo era comunicar las computadoras de cada isla de Hawaii.

Es un sistema de broadcast que usa el radio. Y hay dos versiones: ALOHA puro y ALOHA ranurado, que son distintos en el tratamiento del tiempo.

Durante el envío de datos habrá colisiones, y tanto los emisores como el resto detectarán eso. La colisión destruye los paquetes emitidos, los que deberán ser re-emitidos y entonces los protocolos tendrán que determinar cuándo hacerlo.

Si suponemos paquetes de largo fijo a transmitir, y que cada estación transmite en cuanto tiene datos, la probabilidad de colisión en Redes cargadas es muy alta puesto que basta con que el último bit de un paquete se transmita junto con el primer bit de otro para que ambos colisionen y se destruyan.

ALOHA puro 

         Los tiempos de transmisión son aleatorios.

         En este protocolo, el margen máximo de utilización es del 18%.

         Al nodo se le ocurre hablar en el momento que quiere y eso ocasionará choques, ya que a muchos otros se les ocurrirá hacer lo mismo a la vez, cosa que pasa a diario en conversaciones de persona a persona, pero en el caso del sistema ALOHA, los mensajes se eliminan.

ALOHA ranurado

         Las estaciones están sincronizadas.

         El tiempo se divide en intervalos y cada trama se transmite en un solo intervalo.

         Las estaciones están sincronizadas.

         En este protocolo, el margen máximo de utilización es del 37%. Entonces tenemos que el 37% de los intervalos están vacíos, 37% tienen un marco (G) y 27% son choques.

         Con un  G mayor tenemos menos intervalos vacíos, pero los choques crecen de manera exponencial.

En conclusión,  el ALOHA ranurado es mucho mejor que el puro, ya que evita más colisiones, aunque ello no determina que no habrá

A continuación demostraré aquello con la distribución de Poisson: 

La probabilidad que se genera 0 marcos en un período t es dada como e-G.

En un período de 2t es e-Ge-G = e-2G. Esto es P0. Por lo tanto, S = Ge-2G.

La utilización máxima ocurre con G = 0.5, con S = 1/2e, o 0,184. Es decir, la utilización máxima del canal es solamente 18% cuando todos pueden transmitir en cualquier instante.

Esto es para el ALOHA puro. 

Y para el ALOHA ranurado: 

La probabilidad que se genera ningún marco en el período vulnerable es e-G.

Entonces S = Ge-G. Si G = 1, S = 0.368. Entonces 37% de los intervalos están vacíos, 37% tienen un marco, y 27% son choques.

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Métodos de Transmisión

La transmisión de datos en las Redes LAN caen en tres clasificaciones: unicast, multicast y broadcast. En cada tipo de transmisión, un solo paquete es enviado a uno o más nodos.

En una transmisión unicast, un solo paquete es enviado desde el origen al destino en la Red. Primero, el origen del nodo direcciona el paquete usando la dirección de su destino. El paquete es entonces enviado sobre la Red, y finalmente, la Red pasa el paquete a su destino.

Una transmisión multicast consiste en un solo paquete que es copiado y enviado a una subcapa específica de nodos en la Red. Primero, el nodo origen  direcciona el paquete usando una dirección multicast. El paquete es enviado en la Red, la cual hace copias del paquete y las envía a cada nodo que forma parte de la Red multicast.

Una transmisión broadcast consiste en un paquete simple de datos que es copiado y enviado a todos los nodos en la Red. En este tipo de transmisión, el nodo origen direcciona el paquete usando la dirección broadcast. El paquete es entonces enviado en la Red, la cual hace copias del paquete y las envía a cada nodo en la Red.

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Topologías LAN

Las topologías definen la manera en que los dispositivos de la Red están organizados. Existen cuatro topologías comunes en estas Redes: canal, anillo, estrella y árbol. Estas topologías son de arquitectura lógica, pero los dispositivos actuales no necesitan estar físicamente organizados en esas configuraciones. Las topologías de canal lógico y anillo están comúnmente organizadas físicamente como estrella. Una topología de canal es de arquitectura lineal en las cuales las transmisiones desde estaciones de Red se propagan a lo largo del medio y son recibidas por todas las estaciones.

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Dispositivos LAN

Dispositivos comúnmente utilizados en Redes LAN incluyen repetidores, hubs, amplificadores LAN, puentes, switches y ruteadores (routers)

Un repetidor es un dispositivo de la capa física usado para interconectar los segmentos del medio de una Red extendida. Un repetidor esencialmente posibilita una serie de segmento de cables  para ser tratados como uno solo. Los repetidores reciben señales de una Red, segmenta y amplifica, retoma y retransmite esas señales a otro segmento de Red. Estas acciones previenen señas de deterioro ocasionadas por un cable largo y un gran número de dispositivos conectados. Repetidores son incapaces de mejorar filtrados complejos u otros tráficos de procedimientos. Las señales eléctricas, incluyendo interrupciones y otros errores son repetidos y amplificados. El número total de repetidores en una Red sementada que puede ser conectada está limitada por la temporización y otros problemas.

Un hub es un dispositivo de la capa física que se encarga de conectar múltiples estaciones, cada vía por un cable. Interconexiones eléctricas son estabilizadas dentro del hub. Los hubs son utilizados para crear una Red de estrella física manteniendo el la configuración lógica del canal o anillo de la LAN. En otras palabras, un hub funciona como un repetidor multipuerto.

Un amplificador LAN es un switch de acceso remoto multicapa que conecta a un router anfitrión. Los amplificadores LAN enrutan el tráfico de los protocolos de  Red estándar y filtra el tráfico basado en las direcciones MAC o en los protocolos de Red. Amplificadores LAN escalan bien porque el router anfitrión filtra el broadcast y multicast no deseado. De cualquier manera, los amplificadores LAN no son capaces de segmentar el tráfico o crear firewalls seguros.

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Especificación 802 de la IEEE

El comité desarrolla estándares de la red de área local y estándares de la Red de Área Metropolitana. Son los estándares más usados para las Redes de tipo Ethernet, Token Ring, LAN Inalámbrica, Puentes y puentes virtuales de las LAN. Un grupo individual de trabajo ofrece el enfoque para cada área.

 

Especificación 802.1 (Protocolo multicast)

v     Permite a los interruptores de la capa 2 dar prioridad al tráfico y realizar la dinámica multicast (multidifusión) multiplexación.

v     La especificación de la prioridad trabaja en la capa enmarcada de la MAC.

v     La cabecera del 802.1p incluye un campo de tres-bits para la priorización, que permite que los paquetes sean agrupados en varias clases de tráfico.

v     La IEEE ha hecho amplias recomendaciones acerca de cómo los administradores de la red pueden implementar estas clases de tráfico, pero antes debe asignar el uso del mandato de sus definiciones recomendadas de la clase de tráfico.

v     Puede también ser definida como QOS (calidad de servicio) o COS (clase de servicio) en la capa 2 y  es implementada en adaptadores y conmutadores de las redes sin la participación de ninguna disposición de la reservación.

v     El tráfico se clasifica y se envía simplemente l destino; no se establecen ningunas reservaciones de la banda.

 

Especificación 802.2 (Protocolo para la supcapa LLC)

v     Conexión de control lógica (LLC – Logical Link Control).

v    LLC es el  protocolo de las LAN de la IEEE 802.2 que especifica una implementación de la subcapa LLC de la capa de enlace de datos.

 Este estándar es usado en las LAN`S  IEEE 802.3 (Ethernet) y la IEEE 802.5 (Token Ring). Para realizar las funciones se debe:

  • Mantener la comunicación de enlace de datos.

  • Direccionamiento de datos.

  •  Definir los SAP’s

  • Secuenciación.

v    La LLC provee de un camino para las capas superiores con cualquier tipo de capa MAC.

v    LLC se originó desde el nivel alto de enlace de datos (HDCL) y es una subclase para la especificación HDCL.

v    LLC define tres tipos de operaciones para la comunicación de datos, los cuales son:

  • Tipo1: sin conexión, esta operación se basa en el envío pero no da ninguna garantía de la recepción.

  • Tipo2: orientada a conexión, esta operación para la capa LLC proporciona los siguientes servicios:

  • Establecimiento de la conexión.

  • Confirmación y reconocimiento que se han recibido los datos.

  •  Reconocimiento de errores en los datos para que sean enviados nuevamente.

  • Sliding window, método para aumentar el índice de transferencia de datos.

  •  Tipo3: Reconocimiento con servicio de conexión.

 

Especificación 802.3 (Protocolo LAN Ethernet)

v     Se refiere a la familia de LANS en el estándar de Ethernet.

v     Tiene dos modos de operación:

* Half-duplex.- en este se transmiten los datos usando el popular CSMA/CD en un medio compartido. Sus desventajas son la limitación de la eficacia y de la distancia, en el cual la distancia está limitada por el tamaño mínimo del marco de la MAC, lo cual reduce la eficacia.

* Full-duplex

v     El sistema de Ethernet consiste en tres elementos básicos:

El medio físico llevará las señales entre las computadoras.

Un sistema de reglas para el control de acceso al medio en cada interfaz de Ethernet  que permite que las computadoras arbitren el acceso al canal compartido de Ethernet.

Un marco que consiste en un sistema estandarizado de bits para usarlos en el acarreo de los datos en el sistema.

 

Especificación 802.5 (Protocolo LAN Token Ring)

v     Todas las estaciones están conectadas en anillo.

v     Cada estación puede escuchar transmisiones solamente de su vecino inmediato.

v     El permiso de transmitir es concedido por un mensaje (Token) que circula alrededor del anillo.

v     La definición de Token Ring usada en este apartado se origina de las tecnologías IBM. Ambos se basan en las tecnologías de Token.

v     Las redes Token-passing mueven un pequeño marco, llamado Token, alrededor de la Red.

v     El Token permite la transmisión a quien lo tenga, si este nodo no tiene información para enviar, debe soltar el Token y mandarlo al siguiente nodo y si este tiene información para mandar añade la información que desea transmitir, y envía esta información a la estación siguiente en el anillo.

v     Mientras la información se está transmitiendo, no hay Token en circulación, así que las demás estaciones deben esperar su turno, lo cual evita las colisiones en las Redes Token Ring.

v     La información circula en el anillo hasta que alcanza la estación de destinación prevista, que copia la información para la transformación posterior. La información continúa circundando en el anillo y finalmente se quita cuando alcanza la estación que envía.  La estación que envía puede comprobar el marco que vuelve para considerar si el marco fue considerado y copiado posteriormente por la destinación.

 

Especificación 802.11 (Protocolo LAN inalámbrica)

v     Se aplica a las Redes LAN inalámbricas.

v     Provee 1 o 2 Mbps de transmisión en una banda de 2.4 GHz 

v     Utiliza una frecuencia que salta del espectro de extensión (o FHSS) o mediante la frecuencia directa que extiende dicho espectro.

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Tecnologías WAN

 

Una Red WAN es una red de área amplia que permite conectar un gran número de terminales a grandes distancias.

Los factores diferenciales de una Red WAN con:

  • La distancia entre usuarios

  • El coste

  • El nivel de los protocolos

Una WAN se caracteriza por:

  • Ser una Red que conecta equipos situados remotamente

  • Tener enlaces Punto-a-Punto

  • Ser gestionada por una operadora de telecomunicaciones tales como Telmex. Esto significa que no somos dueños del medio, ya que juega un papel importante el sitio por donde atraviesa porque hay propiedad privada.

  • Tener un alcance de decenas, centenas o miles de kilómetros

  • Utilizar velocidades muy variadas (desde baja velocidad a 2 Mbps a velocidades muy altas) Considerando que en una Red LAN se pueden alcanzar los 100 Mbps

  • Disponer de una gran conectividad entre las distintas redes

  • Disponer de sus propios protocolos

Las WAN son redes que permiten el acceso a:

  • Otras redes ya sean LAN de la misma empresa o WAN de otras operadoras de telecomunicaciones (Ver diapositiva 47)

  • Otras terminales remotas, ya sean privadas o de la misma empresa

  • A ISP: proveedores de servicios de Internet que ofrecen servicios de correo electrónico, Web o news. Los ISP son redes privadas que permiten el acceso a Internet.

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Tipos de Redes:

  • Red Pública

    Es una Red que alquila líneas de comunicación a usuarios para conectarlos con otros usuarios o servidores

    En estas redes el usuario no administra las líneas de comunicaciones, éstas son administradas por la operadora de telecomunicaciones

    Estas redes suelen usar tecnologías WAN y protocolos correspondientes a la misma

 

  • Red Privada

    Es una Red que administra sus propias líneas de comunicaciones

    Estas redes pueden usar tecnología LAN o WAN

 

  • Red Privada Virtual

    Es una Red privada, es decir, administrada por el dueño de la Red, pero que usa una Red pública, es decir, administrada por una operadora, para así inteconectar a sus usuarios

    Estas Redes pueden usar tecnologías LAN o WAN

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Servicios ofrecidos por las Telcos:

Un Telco es el término empleado para nombrar a las compañías de telecomunicaciones que nos brindan la infraestructura de transmisión para comunicación a larga distancia. Son los propietarios del medio que alquilamos para enlazar nuestras redes.

Algunos ejemplos de TELCO son. TELMEX, AT&T, AVANTEL, NEXTEL

Y los servicios que éstos ofrecen son los siguientes:

  • Enlaces Punto a punto

  • Conmutación de Circuitos

  • Conmutación de Paquetes

  • Conmutación de Paquetes por Circuitos Virtuales

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Enlaces Punto-punto:

Un enlace punto-punto proporciona una trayectoria única y preestablecida para las comunicaciones desde las instalaciones de un usuario a través de la Red de un Telco y hacia una Red distante. Puesto que los enlace punto-punto son normalmente contratados bajo un esquema de renta se les conoce como Líneas Dedicadas. Para este tipo de servicio el Telco asigna un par de cobre y equipo de transmisiones de manera exclusiva. Estos circuitos se comercializan con precios basados en la capacidad y distancia del enlace y son muy costosos.

Ventajas:

Desventajas:

        Al contratar la capa física, podemos montar los protocolos de capa de enlace y de red a nuestro gusto.

        Existe privacidad.

        Podemos utilizarlo para cursar voz.

      Seguridad

      Exclusividad

      Ancho de banda garantizado

        La topología de la red es responsabilidad del administrador.

        Son muy costosos.

        Existe desperdicio del ancho de banda.

        La tarifa es plana (no se calcula en función del tráfico, sino de en función a un pago fijo por periodo de tiempo, acorde a la velocidad proporcionada y distancia del enlace).

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Conmutación de Circuitos:

Servicios que pueden ser iniciados y finalizados cuando el usuario lo requiera, ya que funcionan de manera similar a una línea telefónica convencional. Hay privacidad, se ahorra más que en uno punto-punto, hay seguridad y exclusividad.

Su tecnología es ISDN (Integrated Services Digital Network)

Ventajas: Desventajas:

Existe privacidad.

Se inicia y finaliza la conexión cuando se desee (ahorro)

Exclusividad

Seguridad

No la hay en México

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Conmutación de Paquetes:

Tecnología en las que los usuarios comparten recursos comunes lo cual permite al Telco hacer un uso más eficiente de su infraestructura y de esa manera ofrecer un costo al cliente que es generalmente mejor que el de los enlaces dedicados. En conmutación de paquetes las redes de los clientes se conectan a la Red del proveedor la cual es compartida por todos los clientes. Los clientes tienen la opción de crear circuitos virtuales para aislar su propio tráfico. Algunos ejemplos de estas tecnologías con X.25 y TCP/IP las cuales operan en las capas 3 y 4 del Modelo OSI.

Ventajas: Desventajas

Es más barato

La topología en las que están organizadas no es significante.

Hay conmutación telefónica

Tráfico expuesto

No hay garantía de seguridad ni privacidad

Hay retrasos debido al tráfico

No hay exclusividad

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Conmutación de Paquetes por Circuitos Virtuales:

Servicio creado para subsanar las desventajas que traen en sí los de conmutación de paquetes, sacando así lo mejor de cada servicio del Telco. Operan en las capas 1, 2, 3 y 4 del M. OSI.

Aquí el administrador de la Red no necesita contratar nada al Telco, ya que puede crear este circuito usando la capa 4 (Transporte) que es la encargada de crear un servicio orientado a conexión sobre uno orientado a datagrama, lo cual permite seguridad, exclusividad, etc.

Para crearlos hay un encapsulamiento excesivo (overhead) ya que tiene que pasar varias veces por las capas y esto provoca que se pongan demasiadas cabeceras.

Aquí no está garantizado el ancho de bada, es por eso que se utilizan tecnologías ATM (asynchronous Transfer Mode) y Frame Relay.

Ventajas: Desventajas:

Seguridad

Exclusividad

Privacidad

Barato

La topología no es significante

Inicio y fin del circuito cuando se requiera

Con ATM y Frame Relay se garantiza el ancho de banda.

Hay overhead

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ATM:

Protocolo de capa 2 utilizado para generar circuitos virtuales que nos garantiza el ancho de banda. Aquí se resuelven las funciones de capa 4 (Control de errores, control de flujo, multiplexación, secuenciación, etc.)

ATM fue diseñado para fibra óptica y al datagrama-trama se le llama celda.

La celda ARM es de tamaño fijo, 53 bytes y permite que se puedan garantizar retrasos. Muy útil para uso en tiempo real.

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Frame Relay:

Protocolo de capa 2 utilizado para generar circuitos virtuales que nos garantiza el ancho de banda. Aquí se resuelven las funciones de capa 4 (Control de errores, control de flujo, multiplexación, secuenciación, etc.)

Aquí también al datagrama-trama se le llama celda.

La celda Frame Relay no es de tamaño fijo y es por eso que no se garantizan retrasos y no es apto para su uso en Tiempo Real.

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Y esto es todo por ahora de mi proyecto didáctico: una herramienta para el aprendizaje.

Espero y les sea de muy útil para estudiar y entender más sobre el fascinante mundo de las Redes.

Angélica Inés Partida Hanon

 

* Proyecto realizado exclusivamente por Angélica Inés Partida Hanon para la asignatura de Introducción a las Redes.

Glosario de siglas

 Por Letra:

A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
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 A

 

ACTS - Advanced Communications Technologies and Services

ADSL - Asymmetric Digital Subscriber Line

AEIA - Asociación Española de Informática y Automática

ANSI - American National Standard Institute

ARP - Address Resolution Protocol

ARPA - Advanced Research Projects Agency

ARPAnet - Advanced Research Projects Agency Network

ASCII - American Standard Code for Information Interchange

ASP - Active Server Page

ATDM - Asynchronous Time Division Multiplexing

ATI - Asociación de Técnicos en Informática

ATM - Asynchronous Transfer Mode.

AUI - Asociaciòn de Usuarios de Internet

AUC - Autentication Center

AVI - Audio Video Interleaved

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B

BIOS - Basical Input Output System

BGP - Border Gateway Protocol

BMP - bitmap

BPS - Bits Per Second

_____________________________________________________Arriba

C

CA - Certification Authority

CAIBI - Conferencia de Autoridades Iberoamericanas de Informática

CALS - Computer-aided Adquisition and Logistic Support

CASE - Computer Assisted Software Engineering

CCITT - Consultative Committee for International Telephony and Telegraphy

CCM - Central de Conmutación Móvil

CDMA - Code Division Multiple Access

CD-ROM - Compact Disk-Read Only Memory

CDTI - Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial

CDVT - Cell Delay Variation Tolerance

CECUA - Confederation of European Computer User Associations

CEPIS - Council of European Professional Informatics Societies

CEPT - Conference of European Post and Telecommunications

CGI - Common Gateway Interface

CIBI - Congreso Iberoamericano de Informáticos

CICYT - Comisión Interministerial de Ciencia y Tecnología

CODEC - COmpressor/DECompressor

COR - Centro de Operación de Red de móviles

CP - Conmutación de Paquetes

CREI - Centro Regional para la Enseñanza de la Informática

CRL - Certificate Revocation List

CSI - Consejo Superior de Informática

CSMA - Carrer Sense Multiple Access

CSMA/CD - Carrer Sense Multiple Access Collision Detection

_____________________________________________________Arriba

D

DES - Data Encryption Standard

DGTel - Dirección General de Telecomunicaciones

DNS - Sistema de Nombres de Dominio

DOS - Disk Operating System

DSL - Digital Subscriber Line

DTS - Diseño Técnico del Sistema

DVD - Digital Versatile Disc

_____________________________________________________Arriba

E

EBCDIC - Extended Binary Code Decimal Interchange Code

EIT - Electrónicas, Informáticas y Telemáticas

EMI - ElectroMagnetic Interference

EPHOS - European Procurement Handbook for Open Systems

ESI - European Software Institute

ESPRIT - European Strategic Programme for Research and development in Information Technologies

EUROVIEW - X.500 Pilot Directory Service for European Telematics Applications (4º Programa Marco I+D)

EWOS - European Workshop on Open Systems

EWTIS - European Water Traffic Info System

_____________________________________________________Arriba

F

FAQ - Frequently Asked Question

FDDI - Fiber Distributed Data Interface

FDM - Frecuency Division Multiplexing

FDMA - Frequency Division Multiple Access

FM - Frecuencia Modulada

FTAM - File Transfer, Access and Management

FTP - File Transfer Protocol

_____________________________________________________Arriba

G

GB - Gigabyte

GGSN - Gateway GPRS System Node

GIF - Graphics Interchange Format

GPRS - Siglas de General Packet Radio Service

GPS - Global Positioning System

GPSR - Gestión y Provisión de Servicios de Red

GTA - Grupo de Usuarios de Telecomunicaciones en la Administración

Gbps - Gigabits por segundo

_____________________________________________________Arriba

H

HDLC - High Level Data Link Control

HPPI - High-Performance Parallel Interface

HSCSD - High Speed Circuit Switched Data

HTML - HiperText Markup Language

HTTP - HiperText Transport Protocol

HTTPS - HiperText Transport Protocol Segura

_____________________________________________________Arriba

I

IANA - Internet Assigned Number Authority

IBM - International Business Machine

ICMP - Internet Control Message Protocol

IEEE - Institute of Electric and Electronic Engineers

IGRP - Interior Gateway Routing Protocol

IP - Internet Protocol

IPX/SPX - Internetwork Packet Exchange/Sequenced Packet Exchange

IRIS - Interconexión de los Recursos InformáticoS

ISDN - Integrated Services Digital Network

ISO - International Standard Organization

ISP -  Internet Service Provider

_____________________________________________________Arriba

J

JPEG - Joint Photographic Experts Group

_____________________________________________________Arriba

 K

KB - Kilobyte

KBPS - Kilobyte Per Second

_____________________________________________________Arriba

L

LAN - Local Area Network

LCD - Liquid Crystal Display

LDAP - Lightweight Directory Access Protocol

LLC - Logic Link Control

LMDS - Local Multipoint Distribution Service

_____________________________________________________Arriba

M

MAC - Media Access Control

MIDI - Musical Instrument Digital Interface

MIME - Multipurpouse Internet Mail Extensions

MP3 - MPEG-1 layer 3

MPEG - Moving Picture Experts Group

_____________________________________________________Arriba

N

NFS - Network File System

NIC - Network Information Center

NIST - National Institute for Standards and Technology

NSFNET - National Science Foundation Net

_____________________________________________________Arriba

O

OCR - Optical Character Recognition

OLE - Object Linking and Embedding

OSI - Open System Interconection

OSPF - Open Shortest Path First

_____________________________________________________Arriba

P

PAR - Positive Acknowledgment and Retransmission

PC - Personal Computer

PCMCIA - Personal Computer Memory Card Interface Adapter

PING - Packet Internet Groper

PKI - Public Key Infrastructure

POP - Post Office Protocol

PPP - Point to Point Protocol

_____________________________________________________Arriba

Q

_____________________________________________________Arriba

R

RDSI - Red Digital de Servicios Integrados

RIP - Routing Information Protocol

_____________________________________________________Arriba

S

SCP - Sesion Control Protocol

SCSI - Small Computer System Interface

S/MIME - Secure MIME

SMDS - Switched Multimegabit Data Service

SMTP - Simple Mail Transfer Protocol

SNA - System Network Architecture

SPX - Sequenced Packet Exchange

SSL - Secure Socket Layer

SQL - Structured Query Language

_____________________________________________________Arriba

T

TCP - Transport Control Protocol

TDM - Time Division Multiplexing

TIFF - Tagget Image File Format

_____________________________________________________Arriba

U

UDP - User Datagram Protocol

URL - Uniform Resourse Locator

_____________________________________________________Arriba

V

VPN - Virtual Private Network

VRML - Virtual Reality Model Languaje

VSAT - Very Small Aperture Terminal

VoIP - Voice over Internet Protocol

_____________________________________________________Arriba

W

WAN - Wide Area Network

WWW - World Wide Web

WWWW - World Wide Web Worm

_____________________________________________________Arriba

X

XML - Extensive Markup Language

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Y

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Z

ZIP - Zone Information Protocol