Tema 4 INTRODUCCIÓN A LAS REDES DE COMUNICACIONES

INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓNA LAS REDES DE A LAS REDES DE

COMUNICACIONESCOMUNICACIONES

Tema 4Tema 4

La comunicación:La comunicación:elementos y objetivoelementos y objetivo

OBJETIVO

Información que se quiere transmitir=

Información recibida

EMISOR RECEPTOR

CANAL

MENSAJE

RUIDO

CÓDIGO CÓDIGO

¿Que es una red?¿Que es una red?

Una red es un conjunto de equipos de comunicación y medios de transmisión cuyo

objetivo es permitir la comunicación de una de sus partes a otra a través de ellos.

A nosotros nos interesan particularmente las REDES INFORMÁTICAS, que son aquellas que interconectan ordenadores y periféricos.

Utilidades de una red de Utilidades de una red de ordenadoresordenadores

●Enviar y recibir datos / información (textos, imágenes, mensajes de voz, vídeo...)●Compartir recursos: periféricos, equipos informáticos, programas...●Compartir carga: Distribuir el trabajo que supone el proceso de datos entre varios ordenadores

Tipos de red según su Tipos de red según su extensiónextensión

T IPO D E R E D D ISTA N C IA U B IC A C IÓ N

B us local 0,1 m O rdenador

B us local 1 m M ulticom putador

R ed de área local (L A N ) 10 m O ficina (R ed PY M E )

R ed de área local (L A N ) 100 m E dificio (R ed organism o oficia l)

R ed de área m etropo litana (M A N ) 1 K m C ampus universitario (R ed universidad)

R ed de área m etropo litana (M A N ) 10 K m C iudad (R ed O no)

R ed de área extensa (W A N ) 100 K m País (R ed Iris)

R ed de área extensa (W A N ) 1.000 K m C ontinente (EU N et)

R ed de área extensa (W A N ) 10.000 K m Planeta (In ternet)

Tipos de red según su medio Tipos de red según su medio de transmisiónde transmisión

●Redes transmitidas por medios guiados● Son las que confinan sus señales en un canal de

transmisión estrecho del cual pueden predecir fácilmente su comportamiento. Ejemplos: cable de par trenzado, cable coaxial y fibra óptica.

●Redes transmitidas por medios no guiados● Son las que utilizan para la transmisión alguna

parte del medio natural, normalmente el aire. Ejemplos: las señales transmitidas en radioondas (VHF) o cerca del espectro visible (infrarrojos).

Tipos de red según su medio Tipos de red según su medio de transmisiónde transmisión

● Las señales transmitidas por medios no guiados pueden serlo en distintas frecuencias

Tipos de red según la Tipos de red según la direccionalidad de los datosdireccionalidad de los datos

●SIMPLEX: Los datos se transmiten en una sola dirección. Un equipo envía y otro recibe. Ejemplo: Radio FM.●HALF-DUPLEX: Los dos equipos pueden transmitir y recibir, pero no a la vez. Ejemplo: Walki-talkies.●FULL-DUPLEX: Se puede transmitir en las dos direcciones y simultáneamente. Ejemplo: Teléfono.

Tipos de red según su Tipos de red según su topologíatopología

● La topología es la disposición que adoptan los diferentes componentes de una red.


● TOPOLOGÍA EN BUS: Todos los dispositivos comparten un mismo canal de transmisión. Se usa en redes pequeñas.

●Pros: barata, fácil de instalar, fácil de expandir,fácil de reparar, el fallo de un dispositivo no afecta a la red

●Contras: saturación y colisiones, longitud limitada del medio, no permite reparto de recursos, rotura del canal corta la red, baja seguridad


● TOPOLOGÍA EN ANILLO: Cada dispositivo se conecta al anterior y siguiente, formando un anillo cerrado. Se usa para distribución equitativa de la capacidad de red.

●Pros: Respuesta estable, bastante fácil de expandir, envío sencillo de mensajes a varias estaciones, pocos errores

●Contras: Tiempo de espera elevado, complejidad alta, un fallo en una estación puede inhabilitar toda la red,


● TOPOLOGÍA EN ESTRELLA: Todos los equipos se conectan a un nodo central que dirige la comunicación. Su potencia depende mucho de éste.

●Pros: Fallos en los equipos no afectan a la red, alta seguridad, fácil detección de averías

●Contras: Si falla el nodo central nos quedamos sin red, nodo central complejo, cara, mucho cableado, velocidades tope de transmisión no tan altas como otras topologías


● TOPOLOGÍA EN ÁRBOL: Los equipos se conectan jerárquicamente ramificándose entre si. Las redes telefónicas siguen una estructura similar a ésta.

●Pros: Comunicación ágil entre equipos cercanos, utiliza únicamente los dispositivos necesarios, reduce el cableado

●Contras: El fallo en los nodos rama incomunica parte de la red


● TOPOLOGÍA EN MALLA: Todos los nodos se conectan directamente al resto.

●Pros: Red muy fiable, la mayor parte de fallos en equipos o enlaces no afectan a la red, la información puede circular por varias rutas, alta velocidad de transmisión

●Contras: Muy cara, gran cantidad de cableado, sólo apta para redes pequeñas


● TOPOLOGÍA CELULAR: Cada nodo dispone de un área geográfica a su alrededor (celda) encargándose de enlazar todos los equipos que se encuentren en ella. Se utiliza en comunicaciones por medios no guiados.

–Pros: Puede llegar fácilmente a lugares donde sería complicado tender cableado–Contras: Las señales pueden ser interceptadas por cualquiera, son muy propensas al ruido


● Podemos distinguir dos aspectos diferentes en una topología:

●La topología física: Que se refiere a la disposición real de los nodos, equipos y cableado en la red.●La topología lógica: Referida al procedimiento en que los dispositivos se comunican por la red.

Tipos de red según la Tipos de red según la conexión entre extremosconexión entre extremos

REDES DEDICADAS● También se conocen como redes punto a

punto. Son aquellas en las que sus dispositivos disponen de conectividad directa entre si. Son sencillas pero caras y difíciles de administrar. Su topología es la de malla.


REDES DE DIFUSIÓN● Son las que poseen un único medio para

conectar entre sí todos los dispositivos. Todos los dispositivos reciben cualquier transmisión, decidiendo si les interesa o no. Han de disponer de algún modo de controlar el acceso al medio. Su topología es la de bus.


REDES DE CONMUTACIÓN...● Son aquellas en las que los equipos no están

conectados directamente, sino a través de nodos que se encargan de establecer las vías para que se produzca la comunicación (conmutar). Los hay de tres tipos, según la tecnología que emplean.


REDES DE CONMUTACIÓN DE CIRCUITOS● Las primeras que se inventaron. En ellas se

hace una petición de comunicación, que los nodos aceptan estableciendo un camino directo dedicado entre origen y destino. Este camino se emplea hasta pedirse desconexión. Ej: red telefónica.


REDES DE CONMUTACIÓN DE MENSAJES● Están diseñadas para retransmitir bits. El

emisor envía al nodo más cercano el mensaje completo a transmitir incluyendo la dirección de destino. Éste, tras recibirlo le encamina por el camino adecuado para que llegue.


REDES DE CONMUTACIÓN DE PAQUETES● Siguen la misma filosofía que las redes de

mensajes, pero dividiendo los mensajes en bloques de inferior tamaño llamados paquetes que son reesnsamblados en destino si fuera necesario. Ejemplo: Internet.

Modelo de red OSIModelo de red OSI

Un protocolo es el conjunto de reglas que se establecen entre dos o más dispositivos para que puedan comunicarse entre ellos. En cierta manera, equivale al “código” de la comunicación. Para su funcionamiento una red necesita gran cantidad de protocolos.

Correo electrónico

Web

Tipo de conector

Niveles eléctricos

Corrección de errores

Acceso al medio compartido

Modelo de red OSIModelo de red OSI

El modelo de red de Interconexión de Sistemas Abiertos (OSI) estructura los protocolos utilizados en una red en grupos de protocolos que se refieren a aspectos similares, definiendo que tareas deben de realizar (aunque no cómo).

Corrección de errores

Acceso al medio compartido

Correo electrónico

Web

Tipo de conector

Niveles eléctricos

Modelo de red OSI: ¿Qué es?Modelo de red OSI: ¿Qué es?●Es un modelo de red que describe un conjunto de estándares para asegurar la compatibilidad e interoperabilidad entre las distintas tecnologías de red.

●Surgió como consecuencia de las dificultades de interconexión entre redes provocadas por el desorden en su desarrollo.

●Fue realizado por la ISO (Organización Internacional para la Estadarización) y publicado en 1984.

●Define conceptualmente las partes (capas) que ha de tener todo sistema de red y sus funciones. Esta división es la que utilizan como base la mayor parte de fabricantes para crear sus tecnologías de red.

Modelo de red OSI: ejemplo Modelo de red OSI: ejemplo de capas de comunicaciónde capas de comunicación

PROTOCOLO DEFILÓSOFOS

PROTOCOLO DETRADUCTORES

PROTOCOLO DESECRETARIAS

APLICACIÓN

PRESENTACIÓN

SESIÓN

TRANSPORTE

RED

ENLACE

FÍSICO

APLICACIÓN

PRESENTACIÓN

SESIÓN

TRANSPORTE

RED

ENLACE

FÍSICO

Modelo de red OSIModelo de red OSI(Open Systems Interconnection)(Open Systems Interconnection)


APLICACIÓN

PRESENTACIÓN

SESIÓN

TRANSPORTE

RED

ENLACE

FÍSICO

NIVEL FÍSICOSe encarga de la transmisión física de la señal. Define:

Medio usado (canal de comunicación) y sus características (material, diámetro, conectores...)Señales de control de conexiónSeñales de datos (tipo, frecuencia, potencia, codificación, velocidad...)Detección de colisiones

Ejemplo: 100BASETX, Manchester..

APLICACIÓN

PRESENTACIÓN

SESIÓN

TRANSPORTE

RED

ENLACE

FÍSICO

NIVEL ENLACESe encarga de que la comunicación entre dispositivos colindantes sea fiable.Define

División en tramasControl de secuenciaControl y corrección de erroresControl de flujoControl de acceso al medio

Ejemplo: Ethernet, WiFi...


APLICACIÓN

PRESENTACIÓN

SESIÓN

TRANSPORTE

RED

ENLACE

FÍSICO

NIVEL REDSe encarga de que los datos lleguen a su receptor, aunque no estén directamente conectados. Define:

Determinación de las rutasEnlace entre diferentes redesProcedimientos contra la congestiónGestión de costes de uso

Ejemplo: OSPF, IP, NetBeui...


APLICACIÓN

PRESENTACIÓN

SESIÓN

TRANSPORTE

RED

ENLACE

FÍSICO

NIVEL TRANSPORTESe encarga de que la comunicación entre emisor-receptor finales sea fiable.Define:

División en paquetesControl de secuenciaControl y corrección de erroresControl de pérdidas / duplicados

Ejemplo: TCP, UDP...


APLICACIÓN

PRESENTACIÓN

SESIÓN

TRANSPORTE

RED

ENLACE

FÍSICO

NIVEL SESIÓNSe encarga de organizar el diálogo entre emisor y receptor. Define:

Control de sesión (quién transmite y escucha)Control de concurrenciaPuntos de verificación para recuperar las conversaciones que hayan sido interrumpidas.

Ejemplo: SSL, TLS, H323...


APLICACIÓN

PRESENTACIÓN

SESIÓN

TRANSPORTE

RED

ENLACE

FÍSICO

NIVEL PRESENTACIÓNSe encarga de transformar los datos para que se vean igual en los dos extremos independientemente de máquinas o códigos empleados. Define:

Tradución de caracteres y formatos de representación de datos, gráficos...Cifrado de datosCompresión de datos

Ejemplo: Unicode, MIME, HTML...


APLICACIÓN

PRESENTACIÓN

SESIÓN

TRANSPORTE

RED

ENLACE

FÍSICO

NIVEL APLICACIÓNSe encarga de definir la forma en la que las aplicaciones para comunicarse entre si. Hay tantos como aplicaciones. Define:

Los protocolos usados por cada aplicación.Acceso a las funciones de las capas inferiores.

Ejemplo: HTTP, X500, FTP...


Dispositivos de redDispositivos de red

● Adaptador de redAdaptador de red●Es el dispositivo que permite a un equipo conectarse con otros.

●Se encarga de gestionar los niveles 1 y 2 de la capa OSI

●Tipos:

–Tarjeta de red (LAN)

–Módem (WAN)

APLICACIÓN

PRESENTACIÓN

SESIÓN

TRANSPORTE

RED

ENLACE

FÍSICO

ADAPT.DE RED

CAPAS

Red

Equipo


APLICACIÓN

PRESENTACIÓN

SESIÓN

TRANSPORTE

RED

ENLACE

FÍSICO

CAPAS

REPET.RedRed

● RepetidorRepetidor●Es el dispositivo que permite extender la cobertura de una red.

●Se encarga de regenerar la señal de la red físicamente (sólo nivel 1 de la capa OSI).

●El que trabaja con múltiples puertos se llama hub.


APLICACIÓN

PRESENTACIÓN

SESIÓN

TRANSPORTE

RED

ENLACE

FÍSICO

CAPAS

PUENTE RedRed

● Puente (bridge)Puente (bridge)●Es el dispositivo que conecta dos segmentos de una red.

●Filtra el tráfico con destino en cada segmento.

●Trabaja con los niveles 1 y 2 de la capa OSI.

●El que trabaja con múltiples puertos y el mismo protocolo en todos se llama switch.


APLICACIÓN

PRESENTACIÓN

SESIÓN

TRANSPORTE

RED

ENLACE

FÍSICO

CAPAS

ROUTERRedRed

● Enrutador (router)Enrutador (router)●Es el dispositivo que conecta dos redes.

●Determina la ruta adecuada hacia su destino para cada transmisión particular.

●Trabaja con los niveles 1, 2 y 3 de OSI.

●Puede ser estático o dinámico.


APLICACIÓN

PRESENTACIÓN

SESIÓN

TRANSPORTE

RED

ENLACE

FÍSICO

CAPAS

GATEWAY

RedRed

● GatewayGateway●Es el dispositivo que permite comunicación entre redes diferentes, a través de transformaciones de los protocolos utilizados.

●Lo más habitual es que trabaje con todas las capas de OSI.

Modelo de red OSIModelo de red OSISituado sistemas y capasSituado sistemas y capas

APLICACIÓN

PRESENTACIÓN

SESIÓN

TRANSPORTE

RED

ENLACE

FÍSICO

APLICACIÓN

PRESENTACIÓN

SESIÓN

TRANSPORTE

RED

ENLACE

FÍSICO

RED

ENLACE

FÍSICO

RED

ENLACE

FÍSICO

EQUIPO EQUIPONODO NODO

Conexión de ordenadores en redConexión de ordenadores en red●A día de hoy, para conectar ordenadores en red utilizamos en la casi totalidad* de las ocasiones:

–Tarjetas de red Ethernet 100BASETX o 1000BASET en los ordenadores a comunicar

–Cable de par trenzado (UTP/STP CAT 5/5e/6) con conectores RJ45 para interconexión

–Un HUB (concentrador) o SWITCH (conmutador) para unir entre sí los equipos* Excepción: Redes wifi, que son poco recomendables

Conexión de ordenadores en redConexión de ordenadores en red

●Tarjetas de red Ethernet

●Cable de par trenzado

●HUB¿Topología física?

¿Topología lógica?

EN ESTRELLA

EN BUS




●SWITCH¿Topología física?

¿Topología lógica?

EN ESTRELLA

EN ESTRELLA(AUNQUE PARA ALGÚN TIPODE TRÁFICO ES EN BUS)




●HUB o SWITCH

A nivel físico:Pueden ser 100BASE-TX (FastEthernet) o 1000BASE-T (Gigabit Ethernet), que indica la velocidad en MbpsEs un protocolo tipo CSMA/CDUtilizan conectores RJ45 y cable de par trenzado

A nivel de enlace:Usan el protocolo EthernetEs un protocolo de medio compartidoEthernet sigue el IEEE 802.1, por lo que cada dispositivo que se comunica en red tiene una dirección única de 6 bytes (48 bits) llamada dirección MAC.




●HUB o SWITCH

Siempre utilizan cable de cobre de 4 pares trenzados STP o UTP

STP

UTP

Existe cable de diversas categorías (calidades): 5 (UTP 100BASETX), 5e (STP 1000BASET) y 6 (UTP 1000BASET).Máx. distancia internodal 100mDe los 4 pares 100BASE-TX sólo usa 1 par para envío y otro par para recepción de datos. 1000BASE-T usa todos.




●HUB o SWITCH

EIA 568-A EIA 568-B




●HUB o SWITCH

Se encargan de distribuir la señal que llega a un puerto al resto de ellos.HUB: Envía lo que le llega (envío de 1 ordenador) a un puerto a todos los demás (recepción de los demás). Por lo tanto, si es de 100 Mbps, los comparte entre todos los ordenadores.SWITCH: Envía lo que le llega (envío de 1 ordenador) a un puerto sólo al puerto concreto del destinatario (recepción de otro ordenador). Por lo tanto, si es de 100 Mbps, cada puerto podría alcanzar individualmente esa velocidad. Casi todos son así hoy.

Cableado estructuradoCableado estructurado●Para que la conexión de cada ordenador se realice de forma adecuada se suele seguir una estructura como esta:

Cableado estructuradoCableado estructurado●Para instalar y cablear cada ordenador necesito:

●4 clavijas RJ45

●1 roseta aérea RJ45

●1 tarjeta de red

●3 segmentos de cable● 1-5 m. tarjeta-roseta

● X m. roseta-patch pannel

● 0,5-3 m. patch pannel-switch

●1 panel de parcheo (1 puerto libre)

●1 hub o switch (1 puerto libre)

Cableado estructuradoCableado estructurado

●El cableado estructurado consiste en el tendido de cables en el interior de un edificio con el propósito de implantar una red de área local. Se compone de ●Cableado horizontalo “de planta” (cablede cobre)

●Armarios “rack” detelecomunicaciones

–Generales/de planta

–De sala●Cableado vertical(cable de cobreo fibra óptica)

Conexión de ordenadores en red Conexión de ordenadores en red entre redes distintas: Routersentre redes distintas: Routers

●Cuando queremos conectar dos o más redes diferentes entre sí, suele hacerse utilizando routers a los hubs/switchs que conforman cada red.

REthernet Ethernet

Ethernet


●De la misma manera, también hace falta un router si queremos conectar a Internet una red (o varias), pues al fin y al cabo Internet no es más que otra red (en realidad muchas redes juntas).

R

INTERNET

Ethernet ADSL


●El router, al trabajar a nivel 3, me permite filtrar el tráfico entre redes de acuerdo a unas reglas que definamos, que se suelen conocer como ACLs.

●Por supuesto, se pueden hacer muy diferentes combinaciones de uso de routers dependiendo de las características de la instalación.

R

INTERNET

REthernetEthernet

Ethernet

Ethernet ADSL

Conexión de ordenadores en red Conexión de ordenadores en red entre redes distintasentre redes distintas

● A la hora de realizar esquemas de red, se usan estos símbolos básicos:

● ROUTER● RED INTERNET

●

●

● SWITCHINTERNET

Conexión de ordenadores en red Conexión de ordenadores en red entre redes distintasentre redes distintas

INTERNET

Conexión de ordenadores en red: Conexión de ordenadores en red: fibra ópticafibra óptica

●Cuando tenemos que comunicar entre sí diversos armarios de telecomunicaciones (cableado vertical) o edificios entre si, es habitual usar fibra óptica por:

● Mayor capacidad (10Gbps) Menor tamaño y peso

● Menor atenuación Inmunidad a interferencias elect.

● Mayor separación entre repetidores●Inconveniente: Precios mayores equipamiento.

●Otros usos que se suelen dar a las conexiones de fibra óptica son:

● Transmisiones a larga distancia Acceso a áreas rurales

● Transmisiones metropolitanas Bucles de abonado

● Servidores de alta carga en LANs

Conexión de ordenadores en red: Conexión de ordenadores en red: fibra ópticafibra óptica

Conexión de ordenadores en red: Conexión de ordenadores en red: WifiWifi


● Estándares WiFi●802.11b, 11 Mbps. Banda de 2,4 GHz*. Muy popular●802.11g, 54 Mbps. Banda de 2,4 GHz*. Muy popular●802.11a, 54 Mbps. Banda de 5 GHz. Menos saturada, no compatible b y g.●802.11n, 300 Mbps. Bandas de 2,4 Ghz* y 5 GHz.* Banda de 2,4 Ghz: interferencias de microondas, telefonos inalámbricos...

● 802.11ac, 1 Gbps: ¿Para 2011? Banda <6 GHz.● WiGig, ¿7 Gbps?: ¿Para 2010?. Banda 60 GHz.● Otras variantes: WiMax (48 Km, 70 Mbps)

Conexión de ordenadores en red: Conexión de ordenadores en red: Wifi: DispositivosWifi: Dispositivos

●Adaptador de red: Tarjeta Wifi, para que un ordenador pueda cominucarse (integrada, PCI, USB o PCMCIA)

–Puente/bridge: Punto de acceso, para pasar una red cableada ethernet a Wifi.

–Enroutador/router: Router ADSL o ADSL/ethernet con Wifi.


●Ventajas–Puesta en marcha rápida

–Costes de instalación bajos

–Llega a algunos puntos que pueden ser complicados de cablear

●Inconvenientes–Velocidades sensiblemente inferiores

–Un solo medio para muchos dispositivos

–Interferencias

–Problemas de seguridad: al utilizar el aire, al ser un medio muy fácilmente accesible.

Hardware de una redHardware de una red

● Además de la electrónica de red y el cableado para que una red sea útil, lo importante es que tenga equipos con un sistema operativo en red:

●Servidores de red● Hard: Redundante, alta capacidad, rápido,

buena conexión de red, dispositivos HQ● SSOO: Windows 200X Server, Linux

●Estaciones de trabajo● Hard: Intermedio.● SSOO: Windows XP/Vista, Linux

Software de una red: ServidoresSoftware de una red: Servidores

●Servidor de archivos●Servidor de correo electrónico●Servidor de comunicaciones (acceso remoto)

●Servidor de fax●Servidor pasarela●Servidor de bases de datos●Servidor de copias de seguridad●Servidor de impresión●Servidor de directorio

●Servidor de aplicaciones●Servidor de nombres de dominio●Servidor proxy●Servidor FTP●Servidor telefonía●Servidor web●Servidor monitorización●Servidor firewall●Servidor IDS

Software de una red: ServidoresSoftware de una red: Servidores

Tema 4 INTRODUCCIÓN A LAS REDES DE COMUNICACIONES

Documents

Transcript of Tema 4 INTRODUCCIÓN A LAS REDES DE COMUNICACIONES