Redes de computadores

Introduccin

Redes de Computadores FIEC04705Msig. Marjorie Chaln T.Conceptos Bsicos.Modelos de Capas.Mtricas de Desempeo de red: ancho de banda, latencia, round trip time.Tecnologas de transmisin.Escalas de Red.Topologas de Red.AgendaInformacin y Comunicacin.Comunicacin de datos.Componentes de la comunicacin.Tipos de Flujo.Flujo de DatosRedes de Computadores

Conceptos BsicosSegn la RAE, entre otros significados:La informacin es una accin o efecto de informar, Dellat.informato, -nis. Informar es enterar, dar noticia de algo. Del lat. Informre.

La comunicacin es la accin o efecto de comunicar o comunicarse. Del lat. communicato, -nis.Transmitir seales mediante un cdigo comn al emisor y al receptor. Del lat. Communicre.

Informacin y ComunicacinEs el intercambio de datos entre dos dispositivos mediante un medio de transmisin.

Sistema de Comunicacin

Combinacin de hardware y software:Entrega (Delivery)Exactitud (Accuracy)Tiempo Oportuno (Timeliness)Fluctuacin (Jitter)Comunicacin de datosFuente: Data and Comunications and Networking By Behrouz A. ForouzanReferencias: Data and Comunications and Networking By Behrouz A. Forouzan

5Cinco componentes

Data and Comunications and Networking By Behrouz A. ForouzanSistema de comunicacin de datos

Ejemplos de los componentes?6Mensaje.- Es la informacin (data) a ser comunicada. Formas de informacin a comunicar: texto, numrica, figuras, audio y video.

Emisor.- Es el equipo que enva el mensaje de datos. Puede ser una computadora, estacin de trabajo, auticular telefnico, videocmara.

Receptor.- Es un equipo que recibe los mensajes. Puede ser una computadora, estacin de trabajo, auticular telefnico, televisor.

ComponentesFuente: Data and Comunications and Networking By Behrouz A. ForouzanMedio de transmisin.- Es el camino fsico por el cual viaja el mensaje desde el emisor hasta el receptor. Pueden ser: cable cruzado, cable coaxial, cable de fibra ptica, ondas de radio. Lo que constituye un enlace.

Protocolo.- Es el conjunto de reglas que gobiernan la comunicacin de datos. Representa un acuerdo entre los equipos de comunicacin, donde se define qu es comunicado, cmo es comunicado y cundo es comunicado.

ComponentesFuente: Data and Comunications and Networking By Behrouz A. ForouzanLos 3 elementos de un protocolo son:

Sistsis.- Se refiere a la estructura de los datos, es decir, el rden en el que se van a representar.

Semntica.- Se refiere a cada seccin de bits. Cmo se interpreta cada seccin y un patrn en particular.

Tiempo.- Se refiere a dos caractersticas: cundo y cmo debe ser enviada la data.

ProtocoloFuente: Data and Comunications and Networking By Behrouz A. ForouzanFigura 1.2 - Data and Comunications and Networking By Behrouz A. ForouzanFlujo de la data

10Simplex.- La comunicacin es unidireccional; es decir, solo uno de los dos equipos transmite y el otro recibe. La capacidad del canal de comunicacin es abarcado completamente por el emisor, es decir, en una direccin.

EjemplosComunicacin de la televisin y radio.Puertas de garage.Monitores de Beb.Cmaras de vigilancia.

Flujo de la dataFuente: Data and Comunications and Networking By Behrouz A. Forouzan11Half Duplex.- Cada estacin puede transmitir y recibir, pero no al mismo tiempo. La capacidad del canal de comunicacin es abarcado completamente por el que est haciendo el papel de emisor.

EjemplosRadios Walkie-Talkie

Flujo de la dataFuente: Data and Comunications and Networking By Behrouz A. Forouzan12Full Duplex.- Cada estacin puede transmitir y recibir, al mismo tiempo. La capacidad del canal de comunicacin es compartida entre ambas seales de ambos equipos.

EjemplosRed de Telefona.

Flujo de la dataFuente: Data and Comunications and Networking By Behrouz A. Forouzan13Redes.- Conjunto de equipos conectados, estos equipos son llamados nodos, conectados mediante un enlace de comunicacin. Es una combinacin de hardware y software.

Conjunto de computadoras autnomas interconectadas mediante una sola tecnologa.

Consideraciones:Dos computadoras interconectadas pueden intercambiar informacin.

Existen diferentes tamaos de redes.

Redes de ComputadoresFuente: Data and Comunications and Networking By Behrouz A. Forouzan14Modelos de capasTareas en el envo de una carta

Fuente: Data and Comunications and Networking By Behrouz A. ForouzanCada capa en el sitio emisor usa los servicios de la capa debajo inmediata.15Introducido por primera vez en 1970 por la ISO, por sus siglas en ingls, International Standards Organization, es un marco de referencia por capas para el diseo de los sistemas de redes que permiten comunicacin entre todos los tipos de sistemas de computadores.

Este modelo se basa en siete capas relacionadas, generado para el entendimiento y diseo de la arquitectura de redes.Modelo OSIFuente: Data and Comunications and Networking By Behrouz A. ForouzanModelo OSIFuente: CCNA Cisco Systems

El proceso de aadir cabeceras a cada capa se conoce como encapsulacin.17Modelo OSIFuente: CCNA Cisco SystemsMisma capa en diferentes computadores

Coordina las funciones requeridas para transmitir un bit de un nodo a otro. Se encarga de:

Caractersticas fsicas de interfases y mediosRepresentacin de bitsRatio de datosSincronizacin de bitsConfiguracin de lneaTopologa fsicaModo de transmisinModelo OSI: Capa FsicaFuente: Data and Comunications and Networking By Behrouz A. ForouzanTransforma la capa fsica, desde una facilidad de transmisin bruta a un enlace confiable. Es la responsible transmitir un frame (unidad de data) de un nodo a otro. Se encarga de:

FramingDireccionamiento FsicoControl de FlujoControl de ErroresControl de AccesoModelo OSI: Capa de enlaceFuente: Data and Comunications and Networking By Behrouz A. ForouzanEs la responsasble de establecer la entrega de un paquete individual entre la fuente y el destino, posiblemente a travs de mltiples redes. Se encarga de:

Direccin lgicaEnturamiento

Modelo OSI: Capa de redFuente: Data and Comunications and Networking By Behrouz A. ForouzanEs la responsasble de la entrega de un mensaje completo desde un proceso a otro. Se encarga de:

Direccionamiento al punto del servicioSegmento y ensamblajeControl de conexinControl de flujoControl de error

Modelo OSI: Capa de transporteFuente: Data and Comunications and Networking By Behrouz A. ForouzanEs la responsasble del control de dilogo; establece, mantiene y sincroniza la interaccin en la comunicacin de los sistemas. Se encarga de:

Control de dilogoSincronizacin

Modelo OSI: Capa de sesinFuente: Data and Comunications and Networking By Behrouz A. ForouzanLe concierne la sintsis y la semntica del intercambio de informacin entre dos sistemas. Se encarga de:

TraslacinEncriptacinCompresin

Modelo OSI: Capa de presentacinFuente: Data and Comunications and Networking By Behrouz A. ForouzanHabilita al usuario, ya sea ste humano o software, para acceder a la red. Provee interfases y soporte de servicios como correo electrnico, archivos remotos, administracin de la comparticin de las bases de datos, y otro tipo de servicios de informacin distribuidos. Se encarga de:

Terminal virtual de redTransferencia, acceso y administracin de archivosServicios de correoServicios de directorio

Modelo OSI: Capa de aplicacinFuente: Data and Comunications and Networking By Behrouz A. ForouzanResumen de CapasFuente: Data and Comunications and Networking By Behrouz A. Forouzan

Modelo TCP/IPFuente: Data Communications and Computer Network By Curt M. WhiteEl modelo de protocolo TCP/IP fue creado por un grupo de cientficos para soportar un nuevo tipo de red alrededor de los 60s y 70s.

Modelo TCP/IPFuente: Data Communications and Computer Network By Curt M. WhiteCapa de Aplicacin.- Soporta las aplicaciones de la red y en ciertos casos servicios adicionales como encriptacin y compresin.

Capa de Transporte.- Desempea el control de errores y flujo punto a punto. Lo que significa que el paquete de datos est esperando desde un punto a otro en la red.

Las capas descritas anterioremente, son conocidas como capas de punto a punto; son responsables de la data transmitida entre dos puntos extremos de la red.Modelo TCP/IPFuente: Data Communications and Computer Network By Curt M. WhiteCapa de Red.- a veces llamada capa IP o de Internet, es usada para transferir la data dentro y entre redes. Genera el direccionamiento necesario en la red para que el sistema reconozca el siguiente receptor.

Capa de Acceso de Red.- Obtiene la data de la estacin del usuario hacia el internet. Los paquetes de datos se llaman frames en esta capa.

Capa Fsica.- Transmisin de los datos.

Las capas de red, acceso de red y fsica, no son capas punto a punto, ya que desempean operaciones en cada nodo a lo largo del camino de la red, no slo en los puntos extremos.

El nivel de desempeo ms alto se da por unidad de costo, se mide segn:

Ancho de Banda.- En la composicin de una seal es la diferencia entre la frecuencia ms alta y la frecuencia ms baja contenidas en la seal.

Latencia.- Es el tiempo que toma a un mensaje llegar desde el equipo emisor al equipo receptor, desde que se enva el primer bit desde el emisor.

Mtricas de Desempeo de la RedTiene cuatro componentes:

Tiempo de Propagacin.- Mide el tiempo requerido para que un bit viaje desde la fuente hasta su destino.

Distancia/Velocidad de Propagacin

La velocidad de Propagacin depender del medio y de la frecuencia de la seal.Mtricas de Desempeo de la RedLatenciaTiempo de Transmisin.- Es el tiempo que le toma al ltimo bit del mensaje que se transmite llegar al receptor, desde el momento que sale el primer bit del emisor.

Tamao del Mensaje / Ancho de Banda

Mtricas de Desempeo de la RedLatenciaTiempo de Cola.- Tiempo necesario para que cada equipo intermediario o final mantenga el mensaje antes de que sea procesado. Con mayor trfico en la red, ste tiempo se incrementa.

Retardo de procesamiento.- Tiempo que les toma a los equipos (routers) en procesar el encabezamiento de un paquete.

Mtricas de Desempeo de la RedLatenciaRound Trip Time.- El tiempo que le toma a un bit en propagarse desde un punto de la red a otro y regresar.

Throughput.- Nmero de bits que pueden ser enviados a travs del medio en un intervalo de tiempo.Mtricas de Desempeo de la RedEn las diapositivas anteriores se observaron 3 flujos de la data, a continuacin se indican otras consideraciones para la comunicacin:

Punto a punto.- La comunicacin se establece entre dos puntos. Ejemplo: Conversacin telefnica.

Multipunto.- La comunicaci fluye desde un emisor hacia varios receptores. Ejemplo:Conferencia de voz.

Tecnologas de TransmisinBroadcasting.- Donde hay una locacin central desde donde se enva la data a varios receptores, en caso de audio o video; stos son pasivos, no realizan contestacin del mensaje.

Tecnologas de TransmisinPara dar paso a los modos de transmisin indicados previamente, se requiere establecer una arquitectura que lo permita:

Punto a punto.- se conectan dos computadoras.

Broadcast o multipunto.- se comparte un canal de comunicacin.

Tecnologas de TransmisinTecnologas de Transmisin

Fuente: Data Communications and Computer Network By Curt M. WhiteLas redes segn su tamao:

PAN (Personal Area Network)LAN (Local Area Network)WAN (Wide Area Network)MAN (Metropolitan Area Network)

Escalas de RedLas redes segn su tamao:

LAN (Local Area Network).- su alcance es pequeo, por lo general dentro de una oficina, edificio o campus. Diseadas para compartir informacin principalmente a partir de computadores personales o estaciones de trabajo.

Pueden ser tan simples como la comparticin de dos PCs y una impresora en una oficina, o que se implemente en una empresa dentro de un edificio de varios pisos.

Escalas de RedLas redes segn su tamao:

WAN (Wide Area Network).- provee transmisin de datos, imgenes, audio y video a travs de reas geogrficas largas.

Pueden considerarse WANs a redes de computadores que cubran distancias a lo largo de un pas, un continente e inclusive a nivel mundial.Ejemplo: Una pequea red de un hogar conectada a la internet mediante un ISP (point to point), Backbones que conectan el internet (switched LAN).Escalas de RedWAN (Wide Area Network)

Escalas de Red

Fuente: Data Communications and Networking By Behrouz A.ForouzanEscalas de RedFuente: Redes de Computadoras 5ta Ed TanenbaumUna WAN que conecta tres sucursales en Australia

Las redes segn su tamao:

MAN (Metropolitan Area Network).- Tiene un tamao entre una LAN y WAN. Normalmente cubre un rea de una ciudad o un pueblo.Escalas de RedEscalas de RedFuente: Redes de Computadoras 5ta Ed TanenbaumUna red de rea metropolitana basada en la TV por cable.

Escalas de RedClasificacin de los procesadores interconectados con base en la escala.

Fuente: Redes de Computadoras 5ta Ed TanenbaumLa Topologa es una regresentacin geomtrica de las relaciones entre los enlaces y equipos enlazados (nodos) hacia otro.

Se refiere a una representacin fsica o lgica de la red.Topologa de RedMalla.- Cada dispositivo tiene un enlace dedicado punto a punto. Cada nodo est conectado a todos los dems nodos. Cada enlace fsico permite comunicacin entre modo duplex.

Enlaces requeridos: n(n-1)/2.

Enlace dedicado: Significa que el enlace maneja el trfico slo entre los dos dispositivos conectados.Topologa de RedFuente: Data Communications and Networking By Behrouz A.ForouzanTopologa de RedMalla

Fuente: Data Communication and Computer NetworkEstrella.- Cada dispositivo tiene un enlace dedicado hacia un controlador central, normalmente llamado hub, que acta como un exchange. En este caso no se permite un trfico directo entre los dispositivos.

Si un enlace falla, slo ese enlace es afectado y los dems se mantienen activos. La red depende de la funcionabilidad del controlador central, el hub.Topologa de RedFuente: Data Communications and Networking By Behrouz A.ForouzanTopologa de RedEstrella

Fuente: Data Communication and Computer NetworkBus.- Es multipunto, un cable acta como backbone para enlazar al resto de dispositivos en una red. Los dispositivos se conectan al bus mediante drop lines y taps.

En el backbone la energa que se utiliza para el transporte de la seal se transforma en calor, por lo tanto a medida que viaja la seal, se debilita, por lo tanto se limita la cantidad de taps a utilizar y el tamao de la red.Topologa de RedFuente: Data Communications and Networking By Behrouz A.ForouzanTopologa de RedBus

Fuente: Data Communication and Computer NetworkAnillo.- Cada dispositivo tiene una conexin dedicada punto a punto con slo dos dispositivos conectados lado a lado.

Por lo tanto, la seal es enviada en una direccin y debe viajar nodo a nodo para alcanzar su destino; cada dispositivo incluye un repetidor.Topologa de RedFuente: Data Communications and Networking By Behrouz A.ForouzanTopologa de RedAnillo

Fuente: Data Communication and Computer Network