REDES LAN Y WAN | UNIDAD 1 2 y 3
REDES LAN Y WAN | EXAMEN 3
UNIDAD 1 y UNIDAD 2: Redes LAN y WAN
1.1 Elementos de comunicación y comunicación de mensajes
La comunicación viaja a través de una red desde un origen hasta un destino como un stream de bits masivo y continuo. Si en realidad los mensajes se transmitieron de esta manera, significará que ningún otro dispositivo podrá enviar o recibir mensajes en la misma red mientras esta transferencia de datos está en progreso. Estos grandes streams de datos originarán retrasos importantes. Además, si falla un enlace en la infraestructura de la red interconectada durante la transmisión, el mensaje completo se perdería.
1.1 Elementos de comunicación y comunicación de mensajes
La comunicación viaja a través de una red desde un origen hasta un destino como un stream de bits masivo y continuo. Si en realidad los mensajes se transmitieron de esta manera, significará que ningún otro dispositivo podrá enviar o recibir mensajes en la misma red mientras esta transferencia de datos está en progreso. Estos grandes streams de datos originarán retrasos importantes. Además, si falla un enlace en la infraestructura de la red interconectada durante la transmisión, el mensaje completo se perdería.
- Servidor. Es la máquina encargada de ejecutar el OS de red que utilizan las estaciones de trabajo restantes.
- Sistema de cableado. Se refiere al cable coaxial o de fibra óptica que tiene la función de establecer los enlaces de datos entre las máquinas.
- Tarjetas de interfaz de red. Parte esencial de una conexión, es el esquema de red, que puede ser Arcnet, Ethernet o Token Ring. El cable va conectado a la tarjeta para interpretar los paquetes de datos.
- Dispositivos periféricos y compartidos. Aquí encontramos equipos como routers para distribuir la señal, bridges para conectar varias LAN y repetidores. También se incluye las impresoras, discos ópticos, HDD, trazadores y otro hardware.
1.3 Topologia de Redes
1.3.1 LAN
El término LAN (Local Area Network) alude a una red -a veces llamada subred- instalada en una misma sala, oficina o edificio. Los nodos o puntos finales de una LAN se conectan a una topología de red compartida utilizando un protocolo determinado. Con la autorización adecuada, se puede acceder a los dispositivos de la LAN, esto es, estaciones de trabajo, impresoras, etc., desde cualquier otro dispositivo de la misma.
1.3.3 WAN
Una red de área ancha o WAN (Wide Area Network) es una colección de LAN interconectadas. Las WAN pueden extenderse a ciudades, estados, países o continentes. Las redes que comprenden una WAN utilizan encaminadores (routers) para dirigir sus paquetes al destino apropiado. Los encaminadores son dispositivos hardware que enlazan diferentes redes para proporcionar el camino más eficiente para la transmisión de datos.
1.4 Modelo de un sistema de comunicaciones
La Comunicación es la transferencia de información con sentido desde un lugar (remitente, origen, fuente, transmisor) a otro lugar (destino, receptor). ... El receptor asumirá que no se está comunicando información si no se reciben patrones reconocibles.
1.5 Direccionamiento de red
El direccionamiento es una función clave de los protocolos de capa de Red que permite la transmisión de datos entre hosts de la misma red o en redes diferentes. El Protocolo de Internet versión 4 (IPv4) ofrece direccionamiento jerárquico para paquetes que transportan datos.
1.6 Modelos de Referencia
1.6.1 Modelo TCP/IP
Actualmente la mayoría de ordenadores están conectados a alguna red (internet, intranet, etc.) y casi todos lo hacen utilizando el modelo TCP/IP. Este modelo es un protocolo para comunicación en redes que permite que un equipo pueda comunicarse dentro de una red. Está basado en el modelo teórico OSI de capas con la que comparte 4 de ellas; sin embargo, ofrece muchas más opciones y es un modelo práctico.
Capas del Modelo TCP/IP
La mayoría de los conjuntos de protocolos de red se estructuran en capas. La Organización Internacional para la Estandarización (ISO) ha diseñado el modelo de referencia de Interconexión de Sistemas Abiertos (OSI) que utiliza capas estructuradas. El modelo OSI describe una estructura con siete capas para las actividades de red. Cada capa tiene asociados uno o más protocolos. Las capas representan las operaciones de transferencia de datos comunes a todos los tipos de transferencias de datos entre las redes de cooperación.
El modelo OSI enumera las capas de protocolos desde la superior (capa 7) hasta la inferior (capa 1). La tabla siguiente muestra el modelo.
2.1 Capa de aplicación
La capa de Aplicación, Capa siete, es la capa superior de los modelos OSI y TCP/IP. Es la capa que
proporciona la interfaz entre las aplicaciones que utilizamos para comunicarnos y la red
subyacente en la cual se transmiten los mensajes. Los protocolos de capa de aplicación se utilizan
para intercambiar los datos entre los programas que se ejecutan en los hosts de origen y destino.
Existen muchos protocolos de capa de aplicación y siempre se desarrollan protocolos nuevos.
2.4 Modelo cliente servidor.
2.6 Protocolos y servicios de la capa de aplicación
Las conocidas aplicaciones TCP/IP, como la World Wide Web y el correo electrónico, y sus servicios relacionados (HTTP, DNS, SMB, DHCP, SMTP/POP y Telnet).
2.7 Redes y aplicaciones entre pares
Una red peer-to-peer, red de pares, red entre iguales o red entre pares.Es una red de ordenadores en la que todos o algunos aspectos funcionan sin clientes ni servidores fijos, sino una serie de nodos que se comportan como iguales entre sí.
2.8 Capa de transporte
Que es la capa de transporte?La capa de transporte es responsable de establecer una sesión decomunicación temporal entre dos aplicaciones y de transmitir datosentre ellas. TCP/IP utiliza dos protocolos para lograrlo:* Protocolo de control de transmisión (TCP)
2.9 Funciones de la capa de transporte
La capa de transporte utiliza un esquema de direccionamiento que se llama número de puerto. Los números de puerto identifican las aplicaciones y los servicios de la capa de Aplicación que son los datos de origen y destino. Los programas del servidor generalmente utilizan números de puerto predefinidos comúnmente conocidos por los clientes.
Mientras examinamos los diferentes servicios y protocolos de la capa de Aplicación de TCP/IP, nos referiremos a los números de puerto TCP y UDP normalmente asociados con estos servicios.
Algunos de estos servicios son:
. Sistema de nombres de dominio (DNS): puerto TCP/UDP 53.
. Protocolo de transferencia de hipertexto (HTTP, Hypertext Transfer Protocol): puerto TCP 80.
. Protocolo simple de transferencia de correo (SMTP, Simple Mail Transfer Protocol): puerto TCP 25.
. Protocolo de oficina de correos (POP): puerto UDP 110.
. Telnet: puerto TCP 23.
. Protocolo de configuración dinámica de host: puerto UDP 67.
. Protocolo de transferencia de archivos (FTP, File Transfer Protocol): puertos TCP 20 y 21.
2.10 Protocolo TCP
- La capa de aplicación provee la interfaz al usuario.
- La capa de transporte es responsable de dividir y manejar las comunicaciones entre los procesos que funcionan en los dos sistemas finales.
- Los protocolos de capa de red organizan nuestros datos de comunicación para que puedan viajar a través de internetworks desde el host que los origina hasta el host destino
El control de acceso al medio es el equivalente a las reglas de tráfico que regulan la entrada de vehículos a una autopista. La ausencia de un control de acceso al medio sería el equivalente a vehículos ignorando el resto del tráfico e ingresando al camino sin tener en cuenta a los otros vehículos.
De la misma manera, hay diferentes formas de regular la colocación de tramas en los medios. Los protocolos en la capa de enlace de datos definen las reglas de acceso a los diferentes medios. Algunos métodos de control de acceso al medio utilizan procesos altamente controlados para asegurar que las tramas se coloquen con seguridad en los medios. Estos métodos se definen mediante protocolos sofisticados, que requieren mecanismos que introducen sobrecargas a la red.
El método de control de acceso al medio utilizado depende de:
- Compartir medios: si y cómo los nodos comparten los medios.
- Topología: cómo la conexión entre los nodos se muestra a la capa de enlace de datos.
- Controlado: Cada nodo tiene su propio tiempo para utilizar el medio
- Basado en la contención: Todos los nodos compiten por el uso del medio
Full Duplex y Half Duplex
- Qué nodos están en comunicación con otros
- Cuándo comienza y cuándo termina la comunicación entre nodos individuales
- Qué errores se producen mientras los nodos se comunican
- Qué nodos se comunicarán luego
A diferencia de otros PDU que han sido analizados en este curso, la trama de la capa de enlace de datos incluye:
- Datos: El paquete desde la Capa de red
- Encabezado: contiene información de control como direccionamiento y está ubicado al comienzo del PDU
- Tráiler: contiene información de control agregada al final del PDU
A diferencia de los protocolos de las capas superiores del conjunto TCP/IP, los protocolos de capa de enlace de datos generalmente no están definidos por solicitudes de comentarios (RFC). A pesar de que el Grupo de trabajo de ingeniería de Internet (IETF) mantiene los protocolos y servicios funcionales para la suite de protocolos TCP/IP en las capas superiores, la IETF no define las funciones ni la operación de esa capa de acceso a la red del modelo. La capa de acceso de red TCP/IP es el equivalente de las capas de enlace de datos OSI y la física. Estas dos capas se verán en capítulos separados para un análisis más detallado.
Los protocolos y servicios funcionales en la Capa de enlace de datos son descriptos por organizaciones de ingeniería (como IEEE, ANSI y ITU) y compañías en comunicaciones. Las organizaciones de ingeniería establecen estándares y protocolos públicos y abiertos. Las compañías de comunicaciones pueden establecer y utilizar protocolos propios para aprovechar los nuevos avances en tecnología u oportunidades de mercado.
Los servicios y especificaciones de la capa de enlace de datos se definen mediante varios estándares basados en una variedad de tecnologías y medios a los cuales se aplican los protocolos. Algunos de estos estándares integran los servicios de la Capa 2 y la Capa 1.
Las organizaciones de ingeniería que definen estándares y protocolos abiertos que se aplican a la capa de enlace de datos incluyen:
- Organización Internacional para la Estandarización (ISO)
- Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE)
- Instituto Nacional Estadounidense de Estándares (ANSI)
- Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU)
A diferencia de los protocolos de las capas superiores del conjunto TCP/IP, los protocolos de capa de enlace de datos generalmente no están definidos por solicitudes de comentarios (RFC). A pesar de que el Grupo de trabajo de ingeniería de Internet (IETF) mantiene los protocolos y servicios funcionales para la suite de protocolos TCP/IP en las capas superiores, la IETF no define las funciones ni la operación de esa capa de acceso a la red del modelo. La capa de acceso de red TCP/IP es el equivalente de las capas de enlace de datos OSI y la física. Estas dos capas se verán en capítulos separados para un análisis más detallado.
Los protocolos y servicios funcionales en la Capa de enlace de datos son descriptos por organizaciones de ingeniería (como IEEE, ANSI y ITU) y compañías en comunicaciones. Las organizaciones de ingeniería establecen estándares y protocolos públicos y abiertos. Las compañías de comunicaciones pueden establecer y utilizar protocolos propios para aprovechar los nuevos avances en tecnología u oportunidades de mercado.
Los servicios y especificaciones de la capa de enlace de datos se definen mediante varios estándares basados en una variedad de tecnologías y medios a los cuales se aplican los protocolos. Algunos de estos estándares integran los servicios de la Capa 2 y la Capa 1.
Las organizaciones de ingeniería que definen estándares y protocolos abiertos que se aplican a la capa de enlace de datos incluyen:
- Organización Internacional para la Estandarización (ISO)
- Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE)
- Instituto Nacional Estadounidense de Estándares (ANSI)
- Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU)
La topología física es una configuración de nodos y las conexiones físicas entre ellos. La representación de cómo se usan los medios para interconectar los dispositivos es la topología física. Ésta se abarcará en capítulos posteriores de este curso.
Una topología lógica es la forma en que una red transfiere tramas de un nodo al siguiente. Esta configuración consiste en conexiones virtuales entre los nodos de una red independiente de su distribución física. Los protocolos de capa de enlace de datos definen estas rutas de señales lógicas. La capa de enlace de datos "ve" la topología lógica de una red al controlar el acceso de datos a los medios. Es la topología lógica la que influye en el tipo de trama de red y control de acceso a medios utilizados.
La topología física o cableada de una red probablemente no sea la misma que la topología lógica.
La topología lógica de una red está estrechamente relacionada con el mecanismo utilizado para administrar el acceso a la red. Los métodos de acceso proporcionan los procedimientos para administrar el acceso a la red para que todas las estaciones tengan acceso. Cuando varias entidades comparten los mismos medios, deben estar instalados algunos mecanismos para controlar el acceso. Los métodos de acceso son aplicados a las redes para regular este acceso a los medios.
La topología física o cableada de una red probablemente no sea la misma que la topología lógica.
La topología lógica de una red está estrechamente relacionada con el mecanismo utilizado para administrar el acceso a la red. Los métodos de acceso proporcionan los procedimientos para administrar el acceso a la red para que todas las estaciones tengan acceso. Cuando varias entidades comparten los mismos medios, deben estar instalados algunos mecanismos para controlar el acceso. Los métodos de acceso son aplicados a las redes para regular este acceso a los medios.
- Punto a Punto
- Multi-Acceso
- Anillo
3.3 Capa Física
3.3.2. SEÑALES DE COMUNICACIÓN
El envío de tramas a través de medios de transmisión requiere los siguientes elementos de la capa física:
- Medios físicos y conectores asociados.
- Una representación de los bits en los medios.
- Codificación de los datos y de la información de control.
- Sistema de circuitos del receptor y transmisor en los dispositivos de red.
Otra función de la capa física es la de recuperar estas señales individuales desde los medios, restaurarlas para sus representaciones de bit y enviar los bits hacia la capa de Enlace de datos como una trama completa.
Existen tres tipos básicos de medios de red en los cuales se representan los datos:
- Cable de cobre
- Fibra
- Inalámbrico
Por el contrario, las operaciones y los protocolos de las capas superiores de OSI se llevan a cabo mediante un software y están diseñados por especialistas informáticos e ingenieros de software. Como vimos en el capítulo anterior, el grupo de trabajo de ingeniería de Internet (IETF) define los servicios y protocolos del conjunto TCP/IP en las RFC.
Por el contrario, las operaciones y los protocolos de las capas superiores de OSI se llevan a cabo mediante un software y están diseñados por especialistas informáticos e ingenieros de software. Como vimos en el capítulo anterior, el grupo de trabajo de ingeniería de Internet (IETF) define los servicios y protocolos del conjunto TCP/IP en las RFC.
- Propiedades físicas y eléctricas de los medios
- Propiedades mecánicas (materiales, dimensiones, diagrama de pines) de los conectores
- Representación de los bits por medio de las señales (codificación)
- Definición de las señales de la información de control
- Los componentes físicos
- Codificación de datos
- Señalización
La codificación es un método utilizado para convertir un stream de bits de datos en un código predefinido. Los códigos son grupos de bits utilizados para ofrecer un patrón predecible que pueda reconocer tanto el emisor como el receptor. La utilización de patrones predecibles permite distinguir los bits de datos de los bits de control y ofrece una mejor detección de errores en los medios.
Además de crear códigos para los datos, los métodos de codificación en la capa física también pueden proporcionar códigos para control, como la identificación del comienzo y el final de una trama. El host que realiza la transmisión transmitirá el patrón específico de bits o un código para identificar el comienzo y el final de la trama.
3.3.2.5. REPRESENTACIÓN
- Amplitud
- Frecuencia
- Fase
3.3.3. MEDIOS DE TRANSMISIÓN
Dar clic en el siguiente enlace:
3.3.3.1. CONEXIÓN DE LA COMUNICACIÓN
Por ejemplo, los estándares para los medios de cobre se definen según lo siguiente:
- Tipo de cableado de cobre utilizado.
- Ancho de banda de la comunicación.
- Tipo de conectores utilizados.
- Diagrama de pines y códigos de colores de las conexiones a los medios.
- Distancia máxima de los medios.
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