FUNDAMENTOS DE LAS TELECOMUNICACIONES

Ing. Jhonny Barrera J. MsC.

CCNA CCAI

Transmisión de información.

Ejemplos:Conversaciones.

Señales de humo.

Lenguaje corporal.

Clave Morse.

Teléfono.

Sistemas de difusión(radio, televisión).

Internet

COMUNICACION

Origen DestinoMedio

Paquetes

Protocolos

COMUNICACION

NETWORKING

Networking es la interconexión de estaciones de trabajo, periféricos y otros dispositivos.

En networking, es posible que diferentes tipos de sistemas de computación puedan comunicarse.

Es importante que todos los dispositivos hablen el mismo lenguaje o usen el mismo protocolo (usar el mismo conjunto de reglas).

Origen, destino y paquete de datos

Los datos son enviados en bits, 1s y 0s.

Los datos deben ser codificados mediante una serie de impulsos eléctricos antes de ser enviados.

Los paquetes son pequeñas unidades de transmisión que son enviados de forma fácil a través de la red.

El origen identifica la computadora que envia el paquete.

El destino hace referencia a quien recepta la información.

Por qué paquetes?

Los dispositivos pueden turnarse paraenviar los paquetes.

Si un paquete se pierde, solo seránecesario retransmitir esa unidad masno todo la información.

Los datos pueden ser enviados usandodiferentes rutas.

Pager/Celular

ServicioPostal

LANs/WANs

Telefónica

TV/Radio

Comunicaciones

Redes de Comunicaciones

REDES DE DATOS

Redes de DatosLas redes de datos se desarrollaron como solución a las necesidades de las aplicaciones de negocios: Los problemas a resolver:

Cómo evitar la duplicación de equipos y recursos

Cómo comunicarse eficientemente en una corporación

Cómo administrar la red.

A mediados de los años ochenta, las tecnologías de red fueron creadas con una variedad de hardware y del software.

PROBLEMA: Cada compañía que creó el hardware y el software de la red utilizó sus propios estándares.

SOLUCIÓN : Estándarizar el desarrollo de las redes mediante pautas que permitan que los equipos de las diversas compañías sean compatibles.

Componentes de una RedServidor: Pc de grandes prestaciones que ejecuta el sistemaoperativo de red (NOS) y ofrece los servicios de red a las estacionesde trabajo: Impresión, Correo, Web, etc.

Estaciones de Trabajo (Hosts): es un nodo de la red y se puedetratar como un cliente. Pueden ser computadoras personales con elDOS, Macintosh, Unix, OS/2 o estaciones de trabajos sin discos.

Componentes de una RedTarjeta de Red (Network Interface Card NIC).- Es un circuito

impreso que provee la comunicación de un host hacia o desde la red.

La NIC usa:

• Interrupt Request (IRQ),

• I/O address: Dirección de Entrada / salida

• Espacio de memoria superior para trabajar con el S.O..

Al seleccionar una NIC, tomar en cuenta::

• Protocolos – Ethernet, Token Ring, or FDDI

• Tipos de medio – Para trenzado, coaxial,

innalámbrico o fibra óptica

• Tipo del bus de sistema– PCI o ISA

Sistema de Cableado: El medio físico utilizado para conectar entre elservidor y las estaciones de trabajo.

Recursos y Periféricos Compartidos: se incluyen los dispositivos dealmacenamiento ligados al servidor, las unidades de discos ópticos, lasimpresoras, y el resto de equipos que puedan ser utilizados porcualquiera en la red.

Componentes de una Red

Alcance de las Redes de datos

Un poco de historia

Un poco de historia (cont..)

Dispositivos de networkingEs el equipo que se conecta directamente a la Red.Usuarios-Finales (hosts). Son dispositivos que permiten a los usuarioscompartir, crear y obtener información de la red: computadoras,Impresoras y otros.

Los hosts estan físicamente conectados a la red mediante una interfaz otarjeta de red (NIC).

Los dispositivos de Red que proveen los servicios de transporte quenecesitan los datos para ser transferidos entre los usuarios finales.Proveen la extensión de conexiones de cable, concentración de conexiones,conversión de formato de datos así como la administración de latransferencia.

Dispositivos de networking

TOPOLOGIAS DE RED

Topologías de Red

Topologías Físicas: identifican como están conectadas los hosts al medio físico (cables).

Por ejemplo, este lab. esta cableado con una topología de estrella extendida

Topologías Lógicas: definen como el medio es accedido por los computadores.

Ej., en esta clase los “hosts” acceden al medio en la base del primero en llegar, es el primero en ser servido

Topologías Físicas

Topología en Bus

Un solo “backbone”

Todos los “hosts” directamente conectados al “backbone”

Cada final (extremo) del bus debe estar terminado propiamente

Ej. 10Base2

Topología en Anillo (Ring)

No existe un backbone

Cada uno de los “hosts” está conectado directamente a cada uno de sus vecinos

Utilizado por la topología lógica de “token passing”

Ej. IBM Token Ring

Topología en Anillo doble (Dual Ring)

No existe un backbone

Cada host está conectado por duplicado a cada uno de sus vecinos

El 2do anillo es de respaldo y por lo general se activa en caso de un error en el principal

Topología en estrella (Star)

Todos los equipos están conectados a un punto central

El centro de la estrella es usualmente un “hub” o un “switch”

Usado por las tecnologías Ethernet

Ej. 10BaseTX

Estrella Extendida (Extended Star)

Conecta dos o más redes en estrella en una sola estrella extendida.

El centro de la estrella es un hub o switch.

Extiende la longitud y el tamaño de la red.

Ej. Esta topología es la que estamos utilizando en el laboratorio!

Topología jerárquica (Hierarchical)

Similar a la de estrella extendida, excepto que un computador controla el tráfico (no un hub o switch).

Server

Topología de malla (Mesh)Cada host tiene su propia conexión con cada uno de los otros hosts.

Utilizada en situaciones donde la comunicación no debe ser interrumpida.

Ej. Central Nuclear

Topología Irregular Cada host tiene una o varias conexiones con los otros hosts.

No es recomendable ya que no ofrece una escalabilidad segura.

Difícil mantenimiento

Topología celular Por lo general hace referencia a conexiones inalamábricas.

Cada host tiene un espectro de cobertura que sensa si existen otras conexiones.

Topología Lógica

Topología de Broadcast (Difusión)Cada host en la red (LAN) envía sus datos (“broadcasts”) a cada host en la red.

Acceso al medio es basado en “first-come, first-serve.” (Ethernet trabaja de esta manera)

MAC Determinística

Token Passing

Topología Lógica

Topología de Paso de testigo (Token Passing)Acceso al medio es controlado por un token (testigo) electrónico.

El que posee el token tiene el derecho de pasar sus datos al destino.

MAC No-determinística

Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD).

MODOS DE TRANSMISIÓN

Simplex

PropiedadesLas comunicaciones se dan en una sola vía.Generalmente los dispositivos sólo host pueden transmitir en una sola direcciónEjem: La radio y televisión

Half-DuplexPropiedades

Un host puede solamente transmitir o recibir a la vez porque la NIC necesita escuchar el medio por colisiones.La NIC provee varios circuitos: receive (RX), transmit (TX) & collision detectionUso del bandwidth = 50% to 60%

Full-Duplex

PropiedadesUn host puede solamente transmitir o recibir simultáneamente.La NIC provee varios circuitos. Los más importantes son: receive (RX), transmit (TX) & collision detectionUso del bandwidth = 100%

Full-DuplexTX & RX simultáneas

Permite la transmisión de un paquete y larecepción de diferentes paquetes al mismotiempo.

Requiere de 2 pares de conductores en el cable deconexión entre cada nodo.

Es considerada una conexión punto a punto y librede colisiones.

Debido a que se puede recibir y transmitir almismo tiempo no hay negociación del bandwidth.

Se dispone del 100% del bandwidth : 10 Mbps seincrementa a 20 Mbps de potential rendimiento(10 Mbps TX & 10 Mbps RX)

BANDWIDTH

Características del Ancho de BandaEl Ancho de banda (Bandwidth) es la cantidad de información que puedefluir a través de la red en un período de tiempo.

Bandwidth es finito.Esta relacionado directamente con el medio usado para construir la red,

Bandwidth no es gratuito.Para redes locales (LAN) depende de los medios y los dispositivosPara las Redes extensas (WAN), es necesario pagar por un enlace a unproveedor de servicio.

Bandwidth es el factor clave en el análisis del desempeño de la red,en el diseño de nuevas redes y para la comprensión del Internet

La demanda por mas bandwidth seimpre esta creciendo.A pesar de que las nuevas tecnologías están construidas para proveer masancho de banda, las nuevas aplicaciones también demandan mayorescapacidades de transmisión.

Analogías del Ancho de Banda con una tubería

Analogías del Ancho de Banda con una autopista

Unidades de Medida del Bandwidth

En sistemas digitales, la unidad de medida básica del ancho de bandaes el bit por segundo (bps).Normalmente debido a la gran velocidad de transmisión se usanotras medidas mas grandes como el Kilobit por segundo (kbps),Megabit por segundo (Mbps), el Gigabit por segundo (Gbps) y elTerabit por segundo (Tbps).

Bandwidth vs Throughput

Rendimiento(throughput) se refiere al ancho de banda real enun momento específico del día.El rendimiento es menor que el máximo ancho de banda digitalposible sobre un medio, debido a:• Dispositivos de Internetworking• Tipo de datos transferidos• Topología de la Red• Número de usuarios• Tráfico en los servidores

Tiempo de transmisión

Digital versus AnálogoAncho de banda análogo define el espectro electromagnéticoocupado por cada señal. La unidad básica de medida es el Hercio(Hz) ó Ciclos por segundo.

Ancho de banda digital usa bits, independientemente del tipo deinformación que sea: voz, video , datos, etc. Son transmitidosmediante cadenas de bits sobre medios digitales.

Bits and Bytes

A binary 0 might be represented by 0 volts of electricity.

A binary 1 might be represented by +5 volts of electricity.

Sistema Binario - Base 2

Converting Decimal to Binary Numbers