LAS REDES Y SUS ORIGENES

Los orígenes de las redes de computadoras se remontan a los primeros sistemas de tiempo compartido, al principio de los años sesenta, cuando una computadora era un recurso caro y escaso.

La idea que encierra el tiempo compartido es simple. Puesto que muchas tareas requieren solo una pequeña fracción de la capacidad de una gran computadora, se sacara mayor rendimiento de esta, si presta servicios a mas de un usuario al mismo tiempo. Del tiempo compartido a las redes hay solo un pequeño escalón.

Una vez demostrado que un grupo de usuarios mas o menos reducido podía compartir una misma computadora, era natural preguntarse si muchas personas muy distantes podrían compartir los recursos disponibles (discos, terminales, impresoras, e incluso programas especializados y bases de datos) en sus respectivas computadoras de tiempo compartido.

Posteriormente de estos servicios saldrían redes de datos públicos como Tymnet y Telenet. Las redes de las grandes corporaciones (Xerox, General Motors, IBM, Digital Equipment Corporation, AT&T y Burroughs), y las redes de investigación (SERCnet y NPL, inglesas de 1966-1968; HMI-NET de Berlín 1974; CYCLADES, Francia 1972), las redes comerciales, los sistemas de conferencia y las comunidades virtuales (especialmente USENET y FIDOnet).

A medida que las redes de computadoras fueron captando más adeptos, compañías tales como XEROX e IBM comenzaron a desarrollar su propia tecnología en redes de computadoras, comenzando por lo general, con redes de área local. Las redes de amplio alcance entonces, pasaron a ser usadas no solo para la comunicación entre computadoras conectadas directamente sino también para comunicar las redes de área local.

Con el establecimiento de ARPAnet, en U.S.A.-1968, comenzó a entreverse el impacto social de la telemática. La tecnología de ARPAnet fue utilizada para construir en 1976, la red comercial TELENET. En Europa, las compañías de teléfonos, que controlan las redes publicas de transmisión de datos en cada país, adoptaron el protocolo X-25.

En 1987 la red ARPAnet (dependiente del departamento de Defensa norteamericano) utilizada al principio, exclusivamente para la investigación y desbordada por el interés demostrado por sus usuarios por el correo electrónico, necesito transmitir datos que usaban gran espectro de banda (sonidos, imágenes y videos) y sufrió tal congestión que tuvo que declarar obsoletas sus redes de transmisión de 56.000 baudios por segundo (5.000 palabras por minuto). Posteriormente se convirtió en la espina dorsal de las telecomunicaciones en U.S.A. bajo su forma actual de INTERNET, una vez que quedo demostrada la viabilidad de redes de paquetes conmutados de alta velocidad.

Los servicios comerciales que concentraron una cantidad de bases de datos como DIALOG, empezaron alrededor de 1972. Los sistemas de conferencia computarizada comenzaron en 1976 y posteriormente encontraron viabilidad comercial en servicios centralizados como Delphi así como en sistemas algo mas distribuidos como Compuserve.

Mientras tanto, se fue desarrollando otra tecnología, basada en conexiones por líneas telefónicas en lugar de conexiones dedicadas. Dos de los primeros productos de esta tecnología fueron ACSNET y UUCP, que sobreviven en una forma modificada. Las redes a través de líneas telefónicas produjeron el mas distribuido de los sistemas de conferencia: USENET. También BITNET puso a disposición de la comunidad académica la tecnología en redes de computadoras de IBM y lo difundió aun entre computadoras de otras marcas.

Los servicios prestados por las redes de computadoras se han difundido ampliamente y alcanzan ya a la mayoría en las naciones. A medida que su diversidad continua en aumento, la mayoría de las redes académicas, se conectan entre si, por lo menos con el propósito de intercambiar correo electrónico.

La comunicación mediante computadoras es una tecnología que facilita el acceso a la información científica y técnica a partir de recursos informáticos y de telecomunicaciones. Por eso, decimos que una red es, fundamentalmente, una forma de trabajo en común, en la que son esenciales tanto la colaboración de cada miembro en tareas concretas, como un buen nivel de comunicación que permita que la información circule con fluidez y que pueda llevarse a cabo el intercambio de experiencias.

1.- Concepto de RED:

Una red es un conjunto de componentes electrónicos (pueden ser ordenadores o no) que están conectados de alguna manera entre sí y que transmiten información entre ellos.

Una red está compuesta principalmente de HARDWARE y SOFTWARE. El hardware se refiere a las máquinas en sí y los distintos sistemas para comunicarse, como pueden ser las tarjetas de red (NIC – Network Interface Comunication), los switch's, routers, bridges. El software se refiere a los Sistemas Operativos de red que se utilicen y la implementación de protocolos que se usen para la comunicación entre los dispositivos.

TIPOS DE REDES:

•  Según el Cableado:

Una red puede ser de dos tipos según su cableado: CABLEADAS e INALÁMBRICAS.

CABLEADAS: cualquier red que necesite físicamente un cable para conectarse (cualquier tipo de cable).

INALÁMBRICAS: interconexión de dispositivos que no tienen porque estar conectados físicamente. Las distintas formas de conexión que se pueden dar son infrarrojos, laser, microondas, vía satélite.

Dentro de la estructura de cableado, también podemos usar lo que se llama una portadora de señal . Una portadora de señal no es más que una empresa, que dispone de una infraestructura propia de redes, a la cual nos conectamos para que nos de servicio de conexión a más máquinas, o más redes. De esta forma, se tiene una red que no es enteramente privada, lo que se denomina VPN (Virtual Private Network – Redes Privadas Virtuales) y no es propiedad total del dueño de la red primera, ya que una parte (la mayor) es de dichas empresas. Este es el caso de la conexión particular de casa, por ejemplo, donde hacemos uso del servicio que nos da Telefónica, Ono, o alguna otra empresa que oferte este tipo de servicios.

•  Según la situación geográfica:

Pueden distinguirse tres clases de redes:

LAN (Local Area Network o Red de Área Local): se llaman así a las redes que geográficamente están en un mismo lugar, es decir, que no van más allá del edificio donde está instalada.

MAN (Metropolitan Area Network o Red de Área Metropolitana): se llaman así las redes que no van más allá de la interconexión de edificios en una misma ciudad.

WAN (Wide Area Network o Red de Área Extensa): se llaman así las redes que interconexionan ciudades, regiones, países, continentes, ...(ejemplo: Internet)

•  Según el Hardware:

Las redes se pueden basar en un sistema MAINFRAME o en una RED DISTRIBUÍDA.

MAINFRAME: es un gran supercomputador al que se conectan terminales, llamados THINCLIENT (clientes tontos – consolas) compuestos de un monitor y un teclado solamente. Si se elimina el mainframe, se cae toda la red. Si se elimina una consola, el resto sigue trabajando. De cara el usuario es un único procesador central llamado HOST (anfitrión), y luego los terminales que funcionan como E/S de datos, no computan, siendo el mainframe el que trabaja.

RED DISTRIBUIDA: está compuesta por varias máquinas que trabajan independientemente y que están conectadas entre sí. Ahora cada máquina tiene capacidad de computación de modo que si se elimina una de ellas, la red puede seguir trabajando con normalidad. Las máquinas son miembros de la red que pueden tomar y poner recursos en la red.

•  Tipos de Redes según la relación entre máquinas:

•  Redes con servidor o basadas en servidor (Served-Based): los recursos a compartir se centralizan en una máquina llamada servidor. Las demás máquinas (workstation o estaciones de trabajo) pueden usar recursos propios o del servidor. Hay dos tipos:

•  Servidor dedicado : la máquina servidor no se usa, es sólo el servidor.

•  Servidor no dedicado : la máquina servidor es una workstation más.

•  PEER TO PEER o Redes entre pares: son colecciones de máquinas donde cualquier máquina puede ofrecer recursos a la red (no es obligatorio). Las que no ofrecen recursos se llaman CLIENTES y las que ofrecen son ANFITRIÓN-CLIENTES (HOST-CLIENT).

Ventajas y desventajas:

•  Un servidor dedicado tiene más capacidad de trabajo que una máquina que trabaja como anfitrión-cliente, ya que sólo gestiona las peticiones de servicio de la red, no sus aplicaciones de usuario.

•  Un servidor dedicado ofrece mayor seguridad frente accesos no autorizados al tener información centralizada, no distribuida.

•  Las redes basadas en servidor dedicado ofrecen mayor seguridad frente a pérdidas accidentales de información.

•  En las redes importantes siempre hay un administrador del sistema cuya vida es más agradable si los dispositivos están centralizados (se refiere a centralizarlo todo a su alcance, que no necesariamente tiene que estar en la misma máquina).

•  Es más práctico el servidor dedicado a la hora de instalar nuevo software, hacer copias de seguridad, actualizar programas, ..., por el hecho de estar todo centralizado.

•  Cuando una estación de una red peer to peer pone recursos en la red, usa una parte de su memoria dedicada a ese dispositivo, de tal manera que si vamos poniendo recursos en esa máquina puede ser que se de el caso de que no tenga suficiente memoria para ejecutar sus propias aplicaciones como workstation que es.

•  En una red served-based, existe el riesgo de que si una estación se cuelga, la red se rompa (sobre todo si es el servidor). En la peer to peer no tiene porque afectar a toda la red, simplemente se cambia y sigue funcionando.

•  Se suelen montar servidores dedicados cuando hayan distintos SSOO en las máquinas de red.

•  Ventajas de redes peer to peer:

•  El SSOO es de menor costo.

•  El sistema de impresoras es descentralizado. Dota a cada estación de una impresora o se imprime en una sola.

•  Es más fácil de reconfigurar, ya que no hay cuentas de usuario.

•  Hoy en día no hay redes peer to peer puras ni basadas en servidor. La normal es coger las ventajas de una y las de otra y hacer una mezcla. Es posible que hayan varios servidores en una red. Conforme una red va creciendo, se van dejando máquinas para que den servicio a parte de la red o a toda la red, de forma que se crean host-client. Al ir creciendo el número de usuarios, es necesario que hay un administrador que tenga privilegios que no tenga ningún otro usuario.

2.- Sistema Operativo de Red:

El sistema operativo es el programa a través del cual los demás programas usan los recursos de la red.

En los sistemas entre pares, las estaciones trabajan bajo DOS y el sistema operativo es un residente que funciona como una extensión del mismo; el residente es de mayor tamaño si la estación funciona también como anfitrión. Casi siempre, los sistemas operativos entre pares se basan en DOS 3.1 (o superior) y NETBIOS.

En los sistemas basados en servidores, la situación es distinta en el servidor que en las estaciones. El sistema operativo del servidor puede ser especial (caso del NetWare) o trabajar como una extensión de otro sistema operativo (por ej: el LAN Manager trabaja bajo OS/2). Generalmente el servidor no trabaja bajo DOS ya que el DOS no es ni multiusuario ni multiproceso y está limitado a manejar 640K de RAM. Esto es consecuencia de no usar al 80286 (o superiores) en modo protegido. Las estaciones trabajan en forma similar a los sistemas entre pares con la salvedad de que no pueden ofrecer recursos para compartir. Lo importante es que desde las estaciones el SERVER se vea igual que un disco local bajo DOS. En el caso de sistemas mezclados (PCs con otros tipos de máquinas), cada máquina debe correr su propio sistema operativo y, además, ver al SERVER como si fuera parte de ella.

Ventajas aportadas por el uso de una red:

• mantener bases de datos actualizadas instantáneamente y accesibles desde distintos puntos.
• facilitar la transferencia de archivos entre miembros de un grupo de trabajo.
• compartir periféricos caros (impresoras laser, plotters, discos ópticos, etc)
• bajar el costo del software comprando licencias de uso múltiple en vez de muchas individuales.
• mantener versiones actualizadas y coherentes del software.
• facilitar la copia de respaldo de los datos.
• correo electrónico.
• comunicarse con otras redes (bridge).
• conectarse con minis y mainframes (gateway).
• mantener usuarios remotos via modem.

Si las estaciones que forman la red carecen de diskettera, además se puede:

• evitar el uso ilegal del software.
• evitar el ingreso de virus.
• evitar el hurto de información.
• facilita el acceso al sistema para usuarios inexpertos, ya que ingresa directamente a ejecutar sus aplicaciones.

3.- LAN y su diseño físico:

Una LAN, como y a se definió antes, es una red de área local que se caracteriza por estar geográficamente en un mismo lugar. La topología de la LAN la define el hardware. Hay tres topologías básicas:

1) Estrella (star)

Se la llama así pues hay un centro denominado hub hacia el cual convergen todas las líneas de comunicación. Cada máquina tiene un enlace exclusivo con el hub.

Los sistemas host - terminales también usan una topología estrella, con el host en el centro, pero se diferencian por la forma de comunicación. En las LANs, el hub es un dispositivo que, sea activo o pasivo, permite que todas las estaciones reciban la transmisión de una; en los sistemas con host, sólo el host recibe. En una red, la comunicación entre dos estaciones es directa; en un sistema con host, una terminal se comunica con el host y el host con la otra.

2) Bus:

En esta topología hay un cable que recorre todas las máquinas sin formar caminos cerrados ni tener bifurcaciones. Eléctricamente, un bus equivale a un nodo pues los transceptores de todas las máquinas quedan conectados en paralelo. A los efectos de mantener la impedancia constante en el cableado de la red, se deben conectar dos "terminadores" en ambos extremos del cableado de la misma. 

Fig. 2

3) Anillo:

En este caso, las líneas de comunicación forman un camino cerrado. La información generalmente recorre el anillo en forma unidireccional, cada máquina recibe la información de la máquina previa, la analiza, y si no es para ella, la retransmite a la siguiente.

Fig. 3

4.- Conceptos de transmisiones, multiplexación u MODEM

4.1- Protocolos de arbitraje:

Se denomina así al acceso a la posibilidad de transmitir datos por la red; hay dos formas básicas :

CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collission Detection):
En este caso, cualquier máquina puede iniciar una comunicación (acceso múltiple) con sólo verificar que no haya ninguna otra comunicación en el cable ; para ello detecta la presencia de portadora (Carrier Sense).

(fase a).La información que se está transmitiendo tarda un cierto tiempo en recorrer la red. Una estación a la que todavía no le llegaron los primeros bits podría iniciar una transmisión basada en que en ese momento no hay señal.(fase b). Un instante después le empezarán a llegar dichos bits, pero como la transmisión ya había comenzado, las estaciones comprendidas entre ambas máquinas recibirán la suma de las dos señales.(fase c). Esto se denomina "colisión". El segundo transmisor debe seguir transmitiendo un tiempo suficiente como para que el primero se entere de la colisión.(fase d). Esta acción recibe el nombre de atascamiento (jamming).

Análisis de una colisión.

Fig. 4

  El peor caso de colisión se produce cuando las estaciones están a la mayor distancia posible y la segunda comienza a transmitir justo antes de recibir el primer bit, pues al tiempo de propagación de la señal de la primera estación a la segunda, hay que sumarle el de propagación del atascamiento de la segunda a la primera. La suma de esos tiempos define la "ventana de colisión". Para asegurarse la ausencia de colisiones indetectadas, se deben cumplir dos condiciones:

• 1. la transmisión debe durar más que la ventana de colisiones. Por ej: en Ethernet el paquete mínimo es de 46 bytes y el máximo de 1500 bytes.
• 2. la estación transmisora debe chequear la ausencia de colisiones durante ese tiempo; después no es necesario.

Una vez detectada la colisión, ambas estaciones deben dejar pasar un tiempo determinado cuasialeatoriamente antes de intentar retransmitir. Si se produce otra colisión, se reintenta esperando un tiempo mayor. El tiempo promedio de demora se duplica con cada reintento. Puede haber colisiones múltiples. Es posible que una estación no pueda comunicarse durante mucho tiempo debido a una sucesión de colisiones.

Token passing:

Este sistema evita la colisión pues limita el derecho a transmitir a una máquina. Esa máquina se dice que tiene el token (cospel). El token va pasando a intervalos fijos de una máquina a otra. La circulación del token de una máquina a la siguiente hace que, desde el punto de vista lógico, toda red basada en tokens sea un anillo. Debe notarse que un anillo lógico no implica un anillo físico. En efecto, si bien IEEE 802.5 emplea un anillo físico, IEEE 802.4 especifica un bus y ARCnet usa una estrella.
Por la red circulan dos tipos de mensajes: los "tokens" y los "frames".
Un token indica que la red está disponible. El token incluye información de prioridad, de forma tal que el control de la red lo pueda tomar sólo una estación con igual o mayor prioridad. Hay un timer que asegura que ninguna estación retenga el token demasiado tiempo.

Un frame (marco) es un mensaje que contiene (entre otras cosas) la información que se quiere transmitir, las direcciones de las estaciones transmisora y receptora, y un CRC para manejo de errores.

Comparación entre CSMA/CD y Token passing:

Ambos tipos de protocolo tienen uso generalizado. La ventaja del primero es que permite mayor performance, especialmente cuando hay pocas colisiones. Esto ocurre si la mayoría de las transmisiones se originan en la misma máquina o si hay relativamente poco tráfico en la red. Una ventaja del segundo es que puede asegurarse que, independientemente del tráfico en la red, una máquina va a poder transmitir antes de un tiempo predeterminado. Esto tiene dos efectos positivos: uno es que la performance de la red no disminuye tanto al aumentar el tráfico; el otro (aunque su uso es menor) es en sistemas de control donde es importante asegurarse de que un mensaje llegue a destino antes de que pase cierto tiempo. Otra ventaja posible para el segundo es que soporta un esquema de prioridades para el uso de la red.

Por estas razones, el CSMA/CD es el preferido para oficinas, mientras que el Token passing es preferido para fábricas.

Para permitir la fácil interconexión de un gran número de máquinas, se simplifica al máximo el transmisor, receptor y cableado transmitiendo en forma serie. La norma RS 232 no sirve en este caso, pues contempla esencialmente la comunicación entre 2 equipos, y se complicaría notablemente si se tratara de extrapolar a esta situación. Por lo pronto, mediante un arbitraje adecuado, con sólo dos conductores (ya sea un par trenzado o algún coaxil) es posible comunicar decenas de máquinas.
Como ganar el permiso para transmitir demanda un cierto tiempo, no es eficiente transmitir sólo un byte; las redes arman grupos de bytes denominados paquetes. Un paquete lleva los datos precedidos por bytes de sincronización, direcciones tanto del transmisor como del receptor e indicación del formato del paquete (por ej: cantidad de bytes) y termina con bytes para efectuar un CRC (por ej: en Ethernet son 4).
Para evitar problemas de interferencia y de circulación de corriente contínua entre máquinas, generalmente los cables están aislados del resto de la computadora por medio transformadores de pulsos.

El tipo de conductor viene dado por la elección de la placa de red. Debido al mayor ancho de banda obtenible, las redes que trabajan a mayor velocidad, usan coaxil, y las de menor velocidad, par trenzado. Las redes donde se emplea par trenzado en topología estrella (como StarLAN, IEEE 802.3 1 BASE 5), suelen ofrecer la ventaja de poder aprovechar pares sobrantes del tendido de la instalación telefónica.
Si bien lo más habitual es transmitir mediante conductores, hay otras alternativas. Cuando se requieren conexiones a distancias del orden del Km, inmunidad a interferencias, seguridad frente a conexiones clandestinas y total aislación entre equipos, se usan redes basadas en fibra óptica. Otra aplicación posible de la fibra óptica es en enlaces de gran ancho de banda, donde se aprovecha la instalación para transmitir audio y/o video.

4.2.- Técnicas de Conmutación:

Son usadas para evitar que por el aumento de tráfico de información nadie pueda hablar con nadie. Hay tres técnicas principales:

•  Conmutación de circuitos.

•  Conmutación de mensajes.

•  Conmutación de paquetes.

Las redes telefónicas normales usan la conmutación de circuitos. En las redes telegráficas se usa la conmutación de mensajes y la de paquetes se usa en las redes de transmisión de datos (1's y 0's).

•  Conmutación de circuitos:

Las redes con conmutación de circuitos constan de una serie de centrales de comunicación (conmutadores) conectadas entre sí, de manera que a través de éstas uniremos dos puntos físicos que van a permitir unir el camino de origen y destino de la transmisión. Mientras dura la comunicación, el camino es fijo y el circuito permanece invariablemente conectado

Es independiente de la información que esté enviando aunque realmente no hay información. El camino físico se va a establecer en cada punto de conmutación dependiendo del destino, de los circuitos libres y del tráfico que haya entre ellos.

CARACTERÍSTICAS:

•  El ancho de banda es invariable y fijo.

•  El retardo va a ser bajo en la fase de establecimiento de la conexión.

•  La red se comporta de manera transparente a la información que estamos transmitiendo por la red.

•  Existe realmente un camino físico entre ambos extremos.

•  El retardo de la información para llegar del origen al destino es muy bajo y a la vez constante,. ideal para transmitir información sensible al retardo (voz y video).

•  Conmutación de mensajes:

Técnica basada en el envío de los mensajes por los centros de red o centros de conmutación hasta su destino. La diferencia es que tenemos unos almacenamientos en cada central. El mensaje se envía a la central y cuando tiene toda la información la pasa a la otra central, la cual cuando tiene todo el mensaje la pasa al terminal de destino (almacenamiento y reenvío).

Los mensajes son entidades completas de información, de tipo unidireccional consistente en una cabecera con la dirección de destino del mensaje (no es necesario el establecimiento previo de una comunicación ni un camino físico determinado).

CARACTERÍSTICAS:

•  No se necesita un establecimiento previo al envío del mensaje.

•  El mensaje se almacena y se reenvía según va pasando por los nodos de la red. Debido a esta fase hay un retardo importante desde que envió el mensaje hasta que se recibe. El retardo es impredecible.

•  Los nodos de red tienen que usar grandes cantidades de memoria.

•  No es necesario que los dos terminales estén en línea simultáneamente.

•  El retardo puede incrementarse cuando hayan muchos terminales enviando, ya que habrá una cola que aumentará bastante este tiempo.

•  Es bastante eficiente la forma de usar la red ya que no la tiene nadie.

•  No existe un canal físico para la información, ésta llega en un canal indefinido.

•  Los terminales de los extremos no tienen por que ser compatibles entre sí, puede haber mecanismos intermedios que hagan la comunicación posible.

•  Conmutación de paquetes:

Consiste en trocear el mensaje de origen en bloques más pequeños (paquetes) se una longitud fija o variable. A estos paquetes se les añade una cabecera que identifica a cada paquete. El conjunto de cabecera y el bloque se llama paquete . Estos paquetes viajan de nodo en nodo hasta llegar al destino final.

Los paquetes viajan de forma aleatoria, de forma que puede que lleguen desordenados o que incluso no lleguen. Al llegar al destino final se agrupan de forma que obtengamos la información inicial.

CARACTERÍSTICAS:

Ventajas:

•  Tiene una alta eficiencia. Los recursos de la red son compartidos estadísticamente por todos los usuarios.

•  Tiene un menor coste ya que se reparten los costes de todos los recursos.

•  Desequilibrio de velocidades. La velocidad o capacidad de transferencia en un extremo no tiene que ser igual a la del otro extremo, puesto que como los nodos de la red tienen memoria de almacenamiento puede haber una capacidad de transferencia mayor que la del origen.

•  Existe la posibilidad de rutas alternativas.

•  La velocidad de la línea de trasmisión es independiente de la velocidad con la que transmitimos la información en cada instante. El ancho de bandase asigna dinámicamente y sólo cuando haya información a transmitir.

Inconvenientes:

•  El retardo de propagación, aunque pequeño existe. Aunque es menor que en la conmutación de mensajes, es mayor que en la conmutación de circuitos.

•  El retardo de propagación no es constante debido a la fragmentación de paquetes y a las rutas alternativas. El retardo depende de la condición de la red en cada instante dependiendo del tamaño de los paquetes y del tráfico.

•  Los retardos del origen al destino varían mucho.

•  La memoria de los nodos donde se almacenan los paquetes es un gran inconveniente porque lleva un sistema de gestión muy complicado.

•  El control de flujo de la información se realiza entre los nodos de la red y entre el nodo y el terminal de usuario, con lo cual perdemos tiempo. Cuando existe congestión, el método habitual para que los nodos sigan funcionando es obligar a que los terminales no sigan metiendo información en la red, consecuencia derivada de la compartición de recursos.

Hay dos formas de encaminar la información con las cuales se definen los tipos de servicios y los de protocolos:

•  DATAGRAMA.

•  CIRCUITO VIRTUAL:

•  CVP: Circuito Virtual Permanente.

•  CVC: Circuito Virtual Conmutado.

Circuito Virtual:

Son formas de operar mediante la conmutación de paquetes. Antes del envío de la información hay que establecer un camino virtual entre el origen y el destino, y una vez establecido todos los paquetes pasan por él. Una vez que la información se ha enviado, liberamos el circuito para que otro lo use.

Esto introduce en nuevo factor, el protocolo. Se dice que la red es orientada a la conexión . Por tanto, un protocolo orientado a la conexión siempre establece circuitos virtuales para la transferencia de la información.

•  CIRCUITO VIRTUAL PERMANENTE (CVP):

La asignación del encaminamiento está previamente establecido y es fijo a través de todos los nodos de la red para todos los terminales por lo que no existe la fase de establecimiento y liberación del circuito.

•  CIRCUITO VIRTUAL CONMUTADO (CVC):

Hay una fase de establecimiento del circuito, donde fijamos el camino a través del cual circularán los paquetes. Este camino se fijará entre el destino y el origen en cada llamada.

En ambas modalidades el circuito virtual no es un circuito físico, sino que por un circuito físico establecemos varios circuitos virtuales, tantos como comunicaciones existan desde o hacia ese terminal. Cada comunicación ocupa, pues, un canal lógico de enlace o circuito físico, de manera que un camino físico entre un terminal y un nodo de red o entre dos nodos de red es compartido por varios circuitos virtuales. Habrá que implementar técnicas de multiplexación para conseguir esto (TDM o FDM).

Datagrama:

En este caso no tenemos un establecimiento del camino entre el origen y el destino, luego tampoco hay fase de liberación del mismo. Aquí los nodos de4 la red son los que encaminan el mensaje leyendo la información de la cabecera asociada a cada paquete. Esta decisión se hace en función de las condiciones de la red en cada instante como tráfico, congestión de la red, rutas más cortas, etc. Es el nodo el que elige el camino de cada paquete que tiene en la cola de espera para el envío, de modo que los paquetes de un mismo destino no tienen porque viajar por el mismo camino. Si a esto añadimos que cada ruta tiene retardos distintos, los paquetes pueden llegar desordenados o no llegar.

Este tipo de red y los protocolos que trabajan de esta forma se dice que son NO ORIENTADOS A LA CONEXIÓN.

Ventajas y desventajas:

•  Es más sencillo.

•  Hay que implementar más mecanismos de control. A cambio gana flexibilidad de funcionamiento.

•  Los paquetes llegan en desorden.

Diferencia entre Circuito Virtual y Canal Lógico:

•  El circuito virtual es una multiplexación de más de una comunicación en una misma línea física.

•  CIRCUITO VIRTUAL: es la relación de conexión extremo–extremo entre dos dispositivos de usuario a través de la red. Un circuito virtual se constituye habitualmente por varios circuitos físicos consecutivos hasta completar la unión origen-destino.

•  CANAL LÓGICO (LCN): es la relación de la conexión local entre usuario y red. (va a estar siempre en la interfaz entre la terminal de usuario y la red). La numeración de cada canal lógico es realizada en cada cara de la red, por donde se “ve la red”.

Una sesión específica entre dos terminales se suele identificar durante el tiempo que dura mediante el mismo par de canales lógicos, uno en el origen y otro en el destino. Dentro de la red, los nodos por los que se ha establecido el circuito virtual, tienen a su vez, su propia numeración de canales lógicos.

5.- Modelo arquitectónico de capas en red. Modelo O.S.I. de la I.S.O.:

Este modelo es denominado Sistema Abierto de Interconexión y fue elaborado por la I.S.O., un comité de certificación como puede ser AENOR en España, ANSI en EEUU, IEEE, etc.

Está basado en capas. Se convirtió en un estándar internacional en la primavera del 86. Tiene una estructura de siete capas . Estas capas son:

•  Nivel FISICO.

•  Nivel de ENLACE DE DATOS.

•  Nivel de RED.

•  Nivel de TRANSPORTE.

•  Nivel de SESIÓN.

•  Nivel de PRESENTACIÓN.

•  Nivel de APLICACIÓN.

La ISO es una ONG, por lo que no está dominada por la industria para mover al usuario hacia un producto u otro. Son los países los que mueven a la ISO para que se usen las mismas estructuras en todos ellos.

Fundamentos:

•  CAPA o NIVEL: entidad abstracta que tiene un rango de uso determinado. Si necesitamos otro nivel de abstracción mayor hay que acudir al nivel destinado para ello. Sólo se pasa a la capa siguiente cuando realmente se necesita. La función que realiza cada capa se seleccionará para decidir protocolos normalizados, sólo los suyos.

Los límites de cada capa tienen que fijarse de manera que el flujo de información entre ellos sea el mínimo posible. El sistema OSI contempla que el número de capas sea lo suficientemente grande para que funciones muy diferentes no estén en la misma capa y a su vez sea lo más pequeño posible para que lo pueda manejar.

Objetivos del OSI de la ISO:

•  Estandarizar la comunicación entre sistemas al máximo posible.

•  Suprimir los posibles problemas técnicos para comunicar sistemas distintos de fabricantes diferentes.

•  No tener que describir las operaciones internas que realiza cada uno de los sistemas de los distintos fabricantes (no influya el fabricante en el modelo).

•  Conseguir unos puntos de interconexión bien definidos para intercambiar información.

•  Ser lo suficientemente flexibles para que todos los cambios, actualizaciones, mejoras del hardware, etc., no introduzcan cambios totales en el modelo y se pueda seguir con el mismo.

Función de cada nivel:

•  Nivel Físico:

Es el nivel más bajo del modelo. En él están definidas las características mecánicas, eléctricas y funcionales o de procedimiento de interfaz para un medio de transmisión específico. (Ese medio va a ser coaxial, RJ45, fibra óptica...). Este nivel, además tiene la misión de asegurar el envío correcto de los bits. Este nivel es el responsable de activar, mantener y desactivar los circuitos entre el emisor y el receptor. (un HUB llega sólo al nivel físico, es un enchufe)

•  Nivel de Enlace de Datos:

Esta capa es la responsable de la integridad de la transferencia de datos pos el medio de transmisión. Adapta todos los datos a enviar para enviarlos al nivel físico. Aquí se hacen todas las correspondencias de datos. Esto quiere decir que a través de un módem se encargue de hacer los ajustes o correcciones necesarias para enviar los daros al medio.

Una de las funciones más importantes es la detección de errores en la transmisión. Esta capa proporciona los mecanismos necesarios para lo recuperación de datos perdido, duplicados o erróneos. Proporciona tambión funciones de control del flujo de datos para que el receptor no se sature. Este nivel tiene la responsabilidad de crear y reconocer los límites de la trama. Se encarga de ofrecer distintos servicios a la capa de Red. Los protocolos del nivel de enlace definen el establecimiento y la liberación del enlace, controlando el envío correcto de los datos y a su vez efectuando funciones de gestión del propio nivel.

Ejemplos de protocolos de este nivel son: DIC, LAP-B (norma X25),...

•  Nivel de Red:

Este nivel especifica una interfaz entre ETD'S(equipos terminales de datos, máquinas) mediante redes de paquetes, teniendo la responsabilidad de transmitir los datos correctos a través de la red.

Tiene la responsabilidad de seleccionar la ruta que tomarán los datos (encaminamiento). Es un conmutador y está íntimamente ligado al diseño de la red. Otra función va a consistir en que cuando exista mucha información a transmitir dentro de la red y esta se satura, controle esa congestión pero por otro lado tendrá que hacer el control de paquetes y evitar esa congestión. Tiene como misión la conexión y la desconexión de la red, la interconexión con otras redes y la función de contabilizar la información transmitida para la facturación (hay empresas que facturan según la cantidad de información transmitida, no por el tiempo que se ha estado conectado a su servidor).

Ejemplos de protocolos para este nivel son: IP (Internet Protocol –Inter._red), X25,...

•  Nivel de Transporte:

Esta capa aísla los niveles superiores de los elementos de comunicación que constituyen la red (interfaz hardware de la pila con la pila). Lo que hace es independizar los niveles superiores de la tecnología que usemos para comunicarnos.

La función principal es obtener los datos del nivel de sesión y dividirlos en trozos más pequeños si fuera necesario y pasarlos al nivel de Red, asegurándose de que llegan correctamente a la misma capa del otro sistema, proporcionando un mecanismo fiable para el intercambio de datos para sistemas distintos.

La fragmentación de la información se hace mediante técnicas de multiplexación, direccionamiento, establecimiento y liberación de conexiones a través de la red y transferencia y control de flujo de la información.

Esta capa es de tipo origen-destino, o sea, de extremo a extremo. Parece que en realidad son las capas de transporte las que se comunican sin pasar por las capas inferiores, pero está claro que no es más que un espejismo.

Ejemplos de protocolos para este nivel son: TCP (Transmision Control Protocol), UDP (User Datagram Protocol),...

•  Nivel de Sesión:

Proporciona los medios necesarios para controlar el diálogo entre entidades de presentación. Permite que usuarios de diferentes sistemas puedan establecer sesiones entre ellos (transmisión de archivos).

Servicios:

- Establecimiento de la conexión de sesión: se realiza la conexión de dos entidades de nivel de presentación.

- Control de diálogo: las sesiones permiten que el flujo de datos sea unidireccional o bidireccional.

- Liberación de conexión de sesión: cuando finaliza el intercambio de datos cierra la sesión.

- Sincronización y mantenimiento de la sesión.

•  Nivel de Presentación:

Es la capa que se encarga de la sintaxis o formato de los datos de la aplicación, que son los que intercambiamos en las sesiones. Es una función totalmente diferente a las capas inferiores cuyo trabajo es el envío fiable de bits. En este nivel, las principales funciones son el cifrado de datos, compresión de datos, conversión de código.

•  Nivel de Aplicación:

Es el nivel superior, por tanto el que está más cerca del usuario final (programa de aplicación). Controla y coordina las funciones que realizan los programas de usuario.

Proceso de Aplicación: es un elemento dentro de un sistema abierto, que se ocupa del procesamiento de información requerido para una aplicación en particular. Cuando dos procesos de aplicación intercambian información, usan protocolos de aplicación que utilizan servicios del nivel de presentación.

Ejemplos de protocolos para este nivel son: HTTP (Hiper Text Transfer Protocol), FTP (File Transfer Protocol), X400, X500 (servicio de directorios), FTAM,...

NOTA: las capas en algunos sistemas, pueden estar divididas en más subcapas o no tener funciones. En este caso se elimina la capa no funcional (TCP/IP tiene 4 capas).

La comunicación entre máquinas se hace desde el nivel de aplicación de la máquina A hasta su nivel físico, y pasando al nivel físico de la máquina B, ascendiendo hasta su nivel de aplicación.

6.- Norma IEEE:

Al igual que el estándar OSI de la ISO, existe la Norma IEEE con su estándar 802.x destinado para el diseño de redes. Las normas principales son:

•  IEEE 802.1: define la normalización del interfaz de alto nivel.

•  IEEE 802.2: define la normalización de control lógico de enlace.

•  IEEE 802.3: el acceso múltiple con detección de portadores y colisiones.

•  IEEE 802.3u: detección de una red Fast Ethernet.

•  IEEE 802.3z: definición de una Giga Ethernet.

•  IEEE 802.4: es el paso de testigo en el bus. Normas eléctricas y físicas del método Token Ring.

•  IEEE 802.5: Token Ring. Define el nivel físico y eléctrico. Modelo Token Pasing.

•  IEEE 802.6: define una MAN.

•  IEEE 802.7: define una LAN de banda ancha (Broadband).

•  IEEE 802.8: LAN basada en fibra óptica.

•  IEEE 802.9: define el estándar para integrar voz y datos en una LAN.

•  IEEE 802.10: establece la seguridad en una LAN.

•  IEEE 802.11: redes locales inalámbricas (Wiveless LAN)

•  IEEE 802.12 (norma 100VG): complementos o modificaciones en LAN (AngLAN)

En este caso, en el nivel 3 (de Red) se empieza a definir la norma 802.1. El nivel 2 de Datos, se divide en dos subcapas, el LLC (control de enlace lógico) y el MAC (control de acceso al medio). El nivel físico se implementa al igual que se hacía con el modelo OSI de la ISO.

Nivel de enlace de Datos: se divide en MAC y LLC:

MAC: control de acceso al medio. Cumple con la norma 802.2, 802.3, 802.4, 802.5, y lo que hace es controlar el acceso al medio de cualquier tipo de estación conectada a la red a través de la identificación de las tarjetas de red de cada equipo.

LLC: controla la transmisión y recepción de tramas (flujo y secuenciación). Implementa una corrección de datos del nivel físico. En esta capa se implementa la 802.2. es común para los distintos medios de acceso a la red.

7.- Medios Guiados para la instalación de Redes:

Llamamos medios guiados a todo aquello que sea cable, del tipo que sea. Tendremos fundamentalmente cable coaxial, de par trenzado y de fibra óptica. (podemos transmitir por banda base o banda ancha. La banda base sólo transmite un tipo de señal en un momento determinado y es la que se va a usar, necesitando la utilización de métodos de multiplexación. La banda ancha transmite señales múltiples como es el caso de la televisión)

Cable coaxial:

Es un cable similar al de las antenas de televisión . el usado en redes tiene una impedancia característica de 50 W . Está formado por un hilo de cobre, que puede ser de varios grosores, que va envuelto en un aislante y que a su vez va rodeado por una malla metálica que va a tierra. Exteriormente está recubierto por una funda de material aislante. Los conectores usados siempre para unir los equipos son T's y conectores BNC roscados . Para mantener la impedancia característica del medio se usan terminadores en los extremos del cable. Las tarjetas que usan coaxial suelen ser tarjetas ISA, ya en desuso o bien tarjetas PCI Combo, las cuales tienen conector RJ45 y BNC.

El problema de este cable es que es muy propenso a sufrir interferencias electromagnéticas, debido a que en sí puede funcionar como una antena que emite y recibe señales electromagnéticas.

Par Trenzado:

Es un cable que agrupa distintos pares de cables contuctores (T.P. à Twisted Pair). Hay dos tipos de cables de par trenzado: formato STP y formato UTP.

El par trenzado puede ser de 4 hilos o de 8 hilos (2 pares ó 4 pares). Surgió para evitar los ruidos o interferencias que se formaban en los cables coaxiales. Al trenzar los pares se atenúa la función de antena que provocaba en el coaxial esas interferencias. A su vez, el trenzado de cada par se hace a distinta distancia, lo que se denomina distancia de paso entre dos trasposiciones del cable, para así atenuar aún más las interferencias. Los conectores usados son el RJ11 para la línea telefónica de 4 hilos (2 pares) y el RJ45 para la línea de red de 8 hilos (4 pares).

DIFERENCIAS STP – UTP:

STP à Par Trenzado Apantallado (Shielded Twisted Pair). Ofrece mayor calidad porque el apantallamiento evita los acoplamientos. Es menos flexible. Se usa mucho por ONO y por IBM en sus redes Token Ring.

UTP à Par Trenzado Sin Apantallar (Unshielded Twisted Pair). Es más flexible y de menor calidad.

El cable se clasifica según su calibre, que se identifica por las siglas AWG acompañadas de un número (nomenclatura americana).

Al pedir un cable se clasifican por categorías. La categoría indica cuánto de bueno es ese cable, incluyendo la distancia máxima de un cable entre dos máquinas y la transferencia máxima en bits por segundo (bps).

Categoría 3: 16 Mbps.

Categoría 4: 20 Mbps.

Categoría 5: 100 Mbps. (norma Fast Ethernet)

Categoría 5+(o 5 mejorada): 100 Mbps. (norma Fast Ethernet)

Categoría 6: 1000 Mbps o más. (norma Giga Ethernet)

A mayor categoría, mayor calidad, mayor coste y más problemático. Si queremos mantener la calidad de Categoría 5 en adelante, no se pueden poner más de 3 lazos o giros al cable. Sino no se garantiza que al cable vaya a la velocidad indicada.

Con un categoría 3 y 4 se pueden alcanzar 100 metros de distancia para unir dos equipos. De categoría 5 en adelante un máximo de 150 metros. Para un coaxial ño normal son 200 metros.

Según la norma 802.3 (norma Ethernet) cada cable tiene un código definido y será usado a la hora de adquirirlo. La forma es:

número velocidad de transmisión tipo de banda letra tipo de cable

à 10, 100, 100 base/ancha T(par trenzado)/2(coaxial)/F(fibra Óptica- Feber)

Un ejemplo de ello es 10 base T à banda base por par trenzado a 10 Mbps. Así en Ethernet tendremos 10 base T, 100 base T, 1000 base T , para Fast Ethrnet 100 base T , para Giga Ethernet 1000 base T , para coaxial 10 base 2 , y para fibra óptica 10 base F, 100 base F, 1000 base F .

Para conectar más de dos equipos mediante par trenzado usaremos un HUB(concentrador). Los HUB's se pueden interconectar entre ellos (apilar) hasta un límite establecido por el fabricante.

Esto no se hace de cualquier forma: cuando apilamos HUB's usamos el puerto 1 o el último. Si tiene conector BNC, éste se usa para apilar pudiendo unir sólo 2 HUB's. Cuando tenemos HUB's de más de 8 puertos, normalmente suelen tener un puerto específico para apilar (uplink).

CONEXIÓN DE LOS CABLES:

En los cables de par trenzado de 8 hilos, hay 4 pares de cables con los colores:

Blanco-naranja, naranja, blanco-verde, verde, blanco-azul, azul, blanco-marrón, marrón.

(habría que asegurarse que los colores son esos, sino sería un cable de baja calidad)

El casquillo RJ45 es el usado con los cables de par trenzado, colocándose con los filamentos metálicos hacia uno mismo y la pestaña hacia abajo.

Para la conexión de una máquina a la red(no sirve para dos ordenadores sólo) se usa la norma EIA 568 B, la cual establece el orden: BN(1)-N(2)-BV(3)-A(4)-BA(5)-V(6)-BM(7)-M(8). Para unir máquinas por HUB's no se hace trasposición.

En un RJ45 el pin 1 es el canal de transmisión TD+, el 2 TD-, el 3 de recepción RX+ y el 6 RX-. Para poder unir dos máquinas entre sí tenemos que trasponer los canales de transmisión y recepción en los dos extremos del cable, de modo que el canal de transmisión de una máquina conecte el canal de recepción de la otra y viceversa, de tal forma que la secuencia quedaría: BV(1)-V(2)-BN(3)-A(4)-BA(5)-N(6)-BM(7)-M(8). (Trasponemos el canal 1 por el 3 y el 2 por el 6 porque en la Ethernet el canal l1 es el que transmite y el 3 el que recibe).

REGLAS PARA LA CONEXIÓN:

Con coaxial la distancia máxima entre ordenadores es de 200 metros, para dos ordenadores y hagamos una transferencia sin errores. No más de 30 ordenadores y la distancia máxima entre terminadores es de 500 metros . (Un repetidor es un aparato que coge la señal que la llega y la regenera).

Los elementos para interconectar redes son: repetidores (repeaters), puentes(bridges), encaminadores(routers), pasarelas(gateways), conmutadores(switchs) y concentradores(hub's).

Regla 345 como norma de diseñar una red: como máximo, usando repetidores, se pueden implementar 4 repetidores, es decir, 5 segmentos de red de los cuales sólo se pueden usar con ocupación máxima 3 à 30 x 3 = 90 equipos en 2,5 Km. de red con coaxial.

La distancia mínima de separación es de 50 cm. entre equipo y equipo.

La única ventaja del coaxial frente al par trenzado es que es más barato. El par trenzado es más rápido, de mayor calidad, de más ancho de banda, etc.

Fibra Óptica:

Cable que tiene un núcleo de fibra de vidrio y no transmite señales eléctricas, transmite luz, normalmente láser o LED, ILD. Puede establecer millones de comunicaciones.

Características:

•  No hay interferencias por ser luz y un medio que no es cable de cobre.

•  Es más caro.

•  Es unidireccional, por lo que para unir 2 máquinas se usan dos canales de comunicación.

•  El ancho de banda es de 5 Terabits por segundo.

•  Por seguridad de suele poner un doble circuito y además redundante, es decir, 4 circuitos de fibra óptica.

•  La estructura de una red de fibra óptica suele ser en anillo.

•  Trabaja en dos formatos:

•  Monomodo: suele ir un solo haz de luz, es más caro.

•  Multimodo: permite varios haces de luz. Lo normal es hacer anillos de 2Km. de distancia por anillo.

•  Se pueden conectar hasta 1024 equipos.

8.- Elementos para interconectar redes:

Surgen para unir redes distantes o par solucionar problemas de redes muy extensas.

•  REPETIDOR (REPEATER) : dispositivo que conecta dos o más segmentos de cada red. Retransmite cada bit que le llega de un segmento a otro, regenerando la señal para alcanzar mayores distancias. Trabaja en el nivel físico del OSI. Deja pasar las señales de colisiones.

•  BRIDGE (PUENTE): Retransmite las tramas según la dirección física del origen y el destino.

•  DIRECCIÓN FÍSICA (MAC): identificación única y universal de cada nodo de una red, es decir, de cada tarjeta de red. No existen dos MAC iguales. Consta de 6 bytes donde los cuatro primeros corresponden al código del fabricante y los dos últimos al número de serie.

Los puentes llegan hasta el nivel de enlace de la OSI. Sirven para interconectar redes de distinta norma. Almacenan las direcciones MAC de los equipos que hay conectados y los guarda en una tabla. Cuando les llega una trama, mira en la tabla y decide si la filtra o no, es decir, si la manda a una máquina de la red o no. Es independiente del protocolo que se utilice en la red.

•  ROUTER: son dispositivos que encaminan paquetes de una red a otra basándose en la dirección de red, no en la MAC, que figura en la cabecera de cada paquete. Depende del protocolo. Sirve para conectar redes con direcciones de red distintas. Opera en el nivel de red y dispone de unas tablas para el redireccionamiento. Estas tablas se configuran manualmente. Un router autoajusta sus tablas de encaminamiento en función de la carga de la red. Depende del protocolo de red implementado.

•  PASARELA (GATEWAY): dispositivo que interconecta redes con distinto protocolo. Puede llegar a implementar hasta la capa de aplicación (es una mejora del puente).

•  CONCENTRADORES Y CONMUTADORES (HUB'S Y SWITCH'S): los dos son simples enchufes, pero un switch es algo más “listo”:

•  HUB: retransmite las tramas que le llegan a un puerto a todos los demás puestos. Todos los equipos pueden recibir datos de todos. Retransmite los paquetes con forme le van llegando

•  SWITCH: puede saber qué segmento de red o qué estación está conectada a los distintos puestos mediante su dirección física (MAC) para retransmitir o filtrar la información. Inicialmente funciona como un hub pero una vez que se establece la comunicación guarda las direcciones y en sucesivas transferencias abre canales exclusivos de comunicación entre las máquinas sin enviar toda la información a todas las máquinas. Por ello tienen que “hablar” todos los puestos para “programar” el switch. Disminuye así el número de colisiones y la congestión de la red. Envía todos los paquetes que le llegan a la vez, es decir, lee y reenvía. Cada cierto tiempo el switch testea las tablas y los puestos de red para ver si están concordantes.

9.- Transmisión por sistema telefónico:

RDSI – ISDN (Red Digital de Servicios Integrados):

Una RDSI es una red que procede por evolución de la Red Digital Integrada (RDI) y que va a facilitar conexiones digitales extremo a extremo, para proporcionar servicios tanto de voz como de otros. Es una red a la que los usuarios pueden acceder mediante un conjunto definido de interfaces normalizado.

Es una red que procede de la RTB (Red Telefónica Básica) existente basada en conmutación de circuitos a 64 Kbps.

Al ser conexiones digitales de extremo a extremo, va a permitir integrar multitud de servicios en un único acceso, independientemente de la información a transmitir y del aparato que la genere.

COMPONENTES BÁSICOS DE UNA RDSI:

•  2 canales B independientes de alta velocidad de 64Kbps. Se pueden simultanear ambos para la transmisión de manera que se obtiene 128Kbps.

•  1 Canal D o canal de señalización de 16Kbps. Integra servicios de identificación, señales de aviso, etc...

Las principales áreas para las que se usa son la comunicación de datos y el acceso a internet. Las aplicaciones principales de la RDSI son los servicios portadores en modo circuito (64Kbps sin restricciones, conversación audio a 3,1KHz (banda vocal)..., y los teleservicios (Telefonía, facsímil del grupo 2 y 3, facsímil del grupo 4, teletex, videotex y videotelefonía.

IDEA CLAVE DE RDSI:

•  conducto digital de bits.

•  Conducto entre cliente y portadora.

•  No importa quien produce esos datos.

•  Es una fluencia de datos en ambas direcciones.

Hay dos estándares para acceder a estos servicios:

•  Ancho de banda bajo para el uso en el hogar y en pequeñas empresas (N-ISDN).

•  Ancho de banda más ancho para uso empresarial que maneja múltiples canales similares al canal doméstico (B-ISDN).[Se suele usar para televisión de alta definición sin compresión].

Interfaz RDSI:

Consiste en múltiples canales superpuestos:

•  CANAL A: canal analógico telefónico de 4KHz.

•  CANAL B: canal digital PCM de 64Kbps.

•  CANAL C: canal digital de 8 ó 16Kbps.

•  CANAL D: canal digital de 16Kbps para señalización fuera de banda.

•  CANAL E: Canal digital de 64Kbps para la señalización interna RDSI (enlaza las estaciones RDSI).

•  CANAL H canal digital de 384ó 1536 ó 1920Kbps.

Combinaciones disponibles:

•  Acceso básico: es lo que se usa en entornos domésticos. Contiene dos canales C y un canal D, con un máximo de 144Kbps.

•  Acceso Primario: puede ser de dos tipos según estemos en Europa o en EEUU:

•  EEUU à 23 canales B y un canal D (1488Kbps).

•  Europa à 30 canales B y uno D (1936Kbps).

FRAME RELAY:

Es un servicio orientado a la conexión para mover bits de un origen a un destino (unidireccional) a un costo razonable. La conexión entre los dos puntos es permanente y no hay costo de establecimiento de llamada. En sí es una línea virtual alquilada que permite el envío de información a cualquier hora y a velocidad máxima. Para su conexión es necesario hacer un estudio de la información enviada para comprobar la tasa de transferencia. La velocidad del Frame Relay suele ser d e1,5Mbps.

ADSL (Línea Digital Asimátricqa de Abonado):

Es una tecnología que permite a través de nuestra línea telefónica básica, emitir información digital, de manera que si te llaman no se pierde la llamada. Es una tecnología de módem que transforma las líneas telefónicas del par de cobre del abonado en líneas de alta velocidad permanentemente establecidas.

Permite el acceso a internet a alta velocidad, acceso a redes corporativas para aplicaciones como teletrabajo, aplicaciones multimedia, aplicaciones de videoconferencia, voz sobre IP, video sobre demanda,...

La diferencia con la RTB radica en que a la salida de la línea se coloca un aparatito llamado SPLITTER cuya misión es unir voz y datos dentro de la misma emisión de datos por el par de cobre. En la central telefónica lo que se tiene es otro SPLITTER que funciona de forma inversa, es decir, separa voz de datos y encamina cada uno a su lugar indicad.

FUNCIONAMIENTO:

En el servicio ADSL, el envío y recepción de los datos se establece desde el ordenador del usuario a través de un módem ADSL. Estos datos pasan por un filtro llamado SPLITTER que permite el uso de la línea telefónica y los servicios ADSL a la vez. Se usan técnicas de codificación digital de manera que se amplía el rendimiento del cableado telefónico actual.

Para conseguir estas tasas de transferencia de datos, la tecnología ADSL establece tres canales superpuestos en la RTB. Estos son:

•  2 canales de alta velocidad (envío y recepción).

•  1 canal para el envío de voz.

Estos canales son asimétrico, es decir, tienen distinta velocidad de transmisión, siendo el más rápido el canal de recepción. Esta asimetría permite alcanzar mayores velocidades en el sentido usuario.

VENTAJAS:

•  Por la forma establecida de esta tecnología se de en TARIFA PLAN, una conexión constante y permanente a internet.

•  La velocidad que se puede alcanzar es de hasta 2Mbps sostenido.

•  Se obtiene teléfono y conexión a la vez.

•  Tarificación independiente de ambos servicios.

•  Se puede acceder a todos los servicios y contenidos de internet, destacando los de transmisión de datos y acceso a servicios de información.

•  Acceso a servicios de banda ancha (radio, televisión en tiempo real...).

•  Acceso remoto y teletrabajo, trabajo en grupo, interconexión de LAN...

La forma de conseguir el servicio es ver el mapa de servicios de telefónica y comprobar que nuestra línea de abonado está preparada para ADSL.

INCOMPATIBILIDADES:

Tarificación mediante impulsos.

Hilo musical (servicio de telefónica).

Servicio Novacom (servicio RDSI).

Líneas Backup y circuitos alquilados (Frame Relay...)

Extensiones de centralita.

REQUERIMIENTOS:

Pentium 233MHz o superior.

Slot PCI libre.

32Mb de RAM omás.

Windows 9x, NT,…

¿QUÉ CONTRATOS NOS PROPORCIONAN?

A través de Telefónica hay tres tipos de contrato:

FAMILIAR (mercado doméstico):

-Velocidad de entrada 256Kbps.

-Velocidad de salida 128Kbps.

-5 buzones de correo POP3 ilimitados.

-10Mb de Web Hosting (espacio web en el servidor).

PROFESIONALES:

-OPCION CLASS:

-Velocidad red-usuario 512Kbps.

-Velocidad usuario-red 128Kbps.

-10 buzones POP3.

-20Mb de Web Hosting.

-OPCION PREMIUM:

-Velocidad red-usuario 2Kmbps.

-Velocidad usuario-red 300Kbps.

-20 buzones POP3.

-30Mb de Web Hosting.

10.- Medios de transmisión no guiados:

RADIO TRANSMISIÓN:

Enlace de equipos o LAN mediante radio. Se necesitan adaptadores de red especiales con una antena emisora y un centro receptor que no debe estar muy alejado para evitar interferencias y pérdida de información. Son por lo general equipos costosos.

Dentro de este tipo de transmisión está la comunicación mediante GSM (Global System For Mobile Communication). Este sistema emite en tres bandas. Para Europa se tiene la banda dual de 900 a 1800MHz. Existen cinco sistemas analógicos en Europa que permiten implementar una norma común con funcionamiento digital puro en la banda de frecuencia de 1,8GHz, además de readaptar la banda de los 900MHz.

Las técnicas que se usa el GSM para implementar los canales de comunicación son tanto FDM como TDM (Multiplexación de la frecuencia y del tiempo respectivamente). Con esto se permite el acceso de múltiples usuarios.

Esta tecnología GSM es llamada también tecnología celular porque está basado en que para transmitir y recibir hay que estar situado dentro de un área de cobertura de una estación base del servicio llamada CELDA o CELULA de cobertura.

La norma GSM impone un mínimo de 200 canales de comunicación duplex por celda. Cada canal va a consistir en una frecuencia ascendente y otra descendente. Cada banda de frecuencia tiene un ancho de banda de 200KHz.

GSM en España:

•  El acceso es mediante la técnica TDMA (acceso múltiple por división en el tiempo).

•  El método de modulación es GSMK (Gaussian Minimun Shift Key à Codificación de mínimos Gaussianos).

•  La velocidad de transmisión por cada canal es de 28,8Kbps.

•  La banda de frecuencia real va:

•  Para transmisiones de 890 a 915MHz.

•  Para recepción de 935 a 960MHz.

•  Estos dos canales son independientes.

•  El número de radio canales es de 124.

•  El número de canales totales, por tanto, es de 124 x 8 = 992.

ENLACE POR MICROONDAS:

Se basa en que con frecuencias de rango superior a 900MHz las ondas se concentran tanto que suelen viajar en haces rectilíneos emitiendo un haz rectilíneo compacto. Para emitir y recibir se usan antenas parabólicas en las azoteas de los edificios.

El inconveniente es que el ajuste entre ambas antenas (receptor y transmisor) tiene que ser el más preciso posible. Cuanta más distancia se quiera recorrer, se necesitarían parabólicas mayores ya que las ondas se ven afectadas por el ambiente.

TRANSMISIÓN POR LASER:

Se usan emisores y amplificadores láser. La información se ve afectada por el ambiente debido a que emite en una cierta longitud de onda a la que le puede influir el calor, el polvo del ambiente, la lluvia,..., luego tanto receptores como emisores tienen que estar muy bien ajustados.

COMUNICACIÓN POR INFRARROJOS:

La transferencia de información se hace a través del rango de longitud de onda del espectro infrarrojo. Sigue la norma IrDA y puede tener una velocidad de transferencia de 4Mbps.

La gran desventaja es que el infrarrojo se atenúa y no puede utilizarse a distancia. Los equipos deben de estar bien alineados para que haya una buena comunicación entre ellos.

Se suele usar en redes inalámbricas (WLAN). Se está usando con el sistema BlueTooth, que consiste en hacer redes inalámbricas pero usando radioenlace y no con puertos infrarrojos. Puede transmitir hasta 11Mbps. El rango de un acceso a éstos no suele pasar de 25 metros de longitud para garantizar una comunicación de 11Mbps.

COMUNICACIÓN POR SATÉLITE:

Los satélites de comunicaciones contienen en su interior una serie de aparatos llamados TRASPONDEDORES, cada uno de los cuales proporciona una fracción del espectro de frecuencia en el que comunica. A su vez, amplifica la señal de entrada y la redifunde pero con otra frecuencia distinta para no interferir con la señal de entrada.

Hay dos tipos de satélites:

•  De órbita baja: fueron diseñados para el llamado proyecto IRIDIUM, que surgió para tener comunicación entre usuarios móviles. Son un conjunto de 77 satélites (aunque inicialmente eran 88) pensados para colocarlos en la atmósfera terrestre de modo que crearan una maya de celdas que cubriesen toda la superficie terrestre y dar así cobertura en todo el mundo.

•  De órbita geosincrónica: son satélites que se encuentran a 36000Km sobre el plano del ecuador y se mantienen estables en un mismo punto. Forman un anillo de 180 satélites para abarcar la superficie terrestre.

FDDI: Interfaz para la distribución de Datos por Fibra Óptica:

Es una tecnología de redes de área local basada en la transmisión por fibra óptica. La velocidad de transmisión es de 100Mbps y funciona siguiendo una topología en anillo que puede admitir hasta 1000 nodos, pudiendo estar separados hasta 2Km y teniendo el anillo una distancia total de 200Km. La aplicación principal es la de estructura de una red, lo que se denomina BackBone. Sigue las especificaciones de la norma IEEE 802.5.

Características:

•  Utiliza una topología de dos anillos paralelos concéntricos donde viajan los datos en sentido opuesto para proporcionar mayor seguridad y tolerancia ante fallos (si el anillo se corta por un punto se puede unir los dos anillos y no perder la conexión). Para una mayor seguridad se puede colocar otros dos anillos redundantes.

•  Dispositivos utilizados:

•  Concentradores ópticos.

•  Estaciones.

•  Cables de fibra óptica.

•  Conectores ópticos.

La FDDI permite también implementar en alguno de los canales cables que no sean de fibra óptica pero de calidad elevada.

Hay dos tipos de estaciones FDDI:

•  DAS: Dual Attachment Station à estaciones que se pueden conectar a los dos anillos.

•  SAS : Single Attachment Station à estaciones que sólo se conectan a un anillo, directamente al concentrado. El concentrador es un nodo más de la red que contiene puertos adicionales para conectar más SAS a la red.

11.- Protocolo Internet (IP)

INTRODUCCIÓN

La arquitectura TCP/IP esta hoy en día ampliamente difundida, a pesar de ser una arquitectura de facto, en lugar de ser uno de los estándares definidos por la ISO, IICC, etc...

Esta arquitectura se empezó a desarrollar como base de la ARPANET (red de comunicaciones militar del gobierno de los EE.UU), y con la expansión de la INTERNET se ha convertido en una de las arquitecturas de redes más difundida.

Antes de continuar, pasemos a ver la relación de esta arquitectura con respecto al modelo de referencia OSI (Open Systems Interconnection) de la ISO.

Así como el modelo de referencia OSI posee siete niveles (o capas), la arquitectura TCP/IP viene definida por 4 niveles : el nivel de subred [enlace y físico], el nivel de interred [Red, IP], el protocolo proveedor de servicio [Transporte, TCP o UDP] , y el nivel de aplicación.

El Protocolo Internet (Internet Protocol - IP)

El protocolo IP es el principal del modelo OSI, así como parte integral del TCP/IP. Las tareas principales del IP son el direccionamiento de los datagramas de información y la administración del proceso de fragmentación de dichos datagramas.

El datagrama es la unidad de transferencia que el IP utiliza, algunas veces identificada en forma más específica como datagrama Internet o datagrama IP

Las características de este protocolo son :

NO ORIENTADO A CONEXIÓN

Transmisión en unidades denominadas datagramas.

Sin corrección de errores, ni control de congestión.

No garantiza la entrega en secuencia.

La entrega del datagrama en IP no está garantizada porque ésta se puede retrasar, enrutar de manera incorrecta o mutilar al dividir y reensamblar los fragmentos del mensaje. Por otra parte, el IP no contiene suma de verificación para el contenido de datos del datagrama, solamente para la información del encabezado.

En cuanto al ruteo (encaminamiento) este puede ser :

•  Paso a paso a todos los nodos

•   Mediante tablas de rutas estáticas o dinámicas

Direccionamiento IP

El TCP/IP utiliza una dirección de 32 bits para identificar una máquina y la red a la cual está conectada. Unicamente el NIC (Centro de Información de Red) asigna las direcciones IP (o Internet), aunque si una red no está conectada a Internet, dicha red puede determinar su propio sistema de numeración.

Hay cuatro formatos para la dirección IP, cada uno de los cuales se utiliza dependiendo del tamaño de la red. Los cuatro formatos, Clase A hasta Clase D (aunque últimamente se ha añadido la Clase E para un futuro) aparecen en la figura :

CLASE A

CLASE B

CLASE C

CLASE D

Conceptualmente, cada dirección está compuesta por un par (RED (netid), y Dir. Local (hostid)) en donde se identifica la red y el host dentro de la red.

La clase se identifica mediante las primeras secuencias de bits, a partir de los 3 primeros bits (de orden más alto).

Las direcciones de Clase A corresponden a redes grandes con muchas máquinas. Las direcciones en decimal son 0.1.0.0 hasta la 126.0.0.0 (lo que permite hasta 1.6 millones de hosts).

Las direcciones de Clase B sirven para redes de tamaño intermedio, y el rango de direcciones varía desde el 128.0.0.0 hasta el 191.255.0.0. Esto permite tener 16320 redes con 65024 host en cada una.

Las direcciones de Clase C tienen sólo 8 bits para la dirección local o de anfitrión (host) y 21 bits para red. Las direcciones de esta clase están comprendidas entre 192.0.1.0 y 223.255.255.0, lo que permite cerca de 2 millones de redes con 254 hosts cada una.

Por último, las direcciones de Clase D se usan con fines de multidifusión, cuando se quiere una difusión general a más de un dispositivo. El rango es desde 224.0.0.0 hasta 239.255.235.255.

Cabe decir que, las direcciones de clase E (aunque su utilización será futura) comprenden el rango desde 240.0.0.0 hasta el 247.255.255.255.

Por tanto, las direcciones IP son cuatro conjuntos de 8 bits, con un total de 32 bits. Por comodidad estos bits se representan como si estuviesen separados por un punto, por lo que el formato de dirección IP puede ser red.local.local.local para Clase A hasta red.red.red.local para clase C.

A partir de una dirección IP, una red puede determinar si los datos se enviarán a través de una compuerta (GTW, ROUTER). Obviamente, si la dirección de la red es la misma que la dirección actual (enrutamiento a un dispositivo de red local, llamado host directo), se evitará la compuerta ; pero todas las demás direcciones de red se enrutarán a una compuerta para que salgan de la red local. La compuerta que reciba los datos que se transmitirán a otra red, tendrá entonces que determinar el enrutamiento can base en la dirección IP de los datos y una tabla interna que contiene la información de enrutamiento.

Otra de las ventajas que ofrece el direccionamiento IP es el uso de direcciones de difusión (broadcast addresses), que hacen referencia a todos los host de la misma red. Según el estándar, cualquier dirección local (hostid) compuesta toda por 1s está reservada para difusión (broadcast). Por ejemplo, una dirección que contenga 32 1s se considera un mensaje difundido a todas las redes y a todos los dispositivos. Es posible difundir en todas las máquinas de una red alterando a 1s toda la dirección local o de anfitrión (hostid), de manera que la dirección 147.10.255.255 para una red de Clase B se recibiría en todos los dispositivos de dicha red ; pero los datos no saldrían de dicha red.

Ejemplos prácticos :

EJEMPLO I

Consideremos la siguiente dirección IP en binario:

11001100.00001000.00000000.10101010 (204.8.0.170)

La dirección de la máscara (MASK) es en binario :

11111111.11111111.11100000.00000000 (255.255.224.0)

Según lo visto anteriormente, para hallar la dirección se SubRED (SubNet) tomamos la IP y considerando que todo lo que tenga 1s en la máscara se queda como esta en la IP, y todo lo que tenga 0s en la mascara se pone a 0 en la IP. Entonces, la dirección de SubRed es :

11001100.00001000.00000000.00000000 (204.8.0.0)

EJEMPLO II

Sea la dirección IP en binario :

00001001.01000011.00100110.00000000 (9.67.38.0)

Cuya máscara de red es :

11111111.11111111.11111111.11000000 (255.255.255.192)

Siguiendo el criterio anterior, tenemos que la dirección de SubNet es :

00001001.01000011.00100110.00000000 (9.67.38.0)

En la dirección de la máscara de red, los último 6 bits han quedado a 0. Estos bits son los que definen las máquinas de la SubRed (2^6=64). De estas 64 máquinas quitamos la última de ellas (será para el Broadcast). Por tanto tendremos :

9.67.38.0 SubNet Address

9.67.38.1 (1ª máquina de la SubRed)

9.67.38.2 (2ª máquina de la SubRed)

.........

9.67.38.62 (última máquina de la SubRed)

9.67.38.63 BROADCAST

EJEMPLO III

Sea la dir.IP la 201.222.5.121 , la dirección de máscara 255.255.255.248,

entonces , haciendo los correspondientes cálculos en binario tenemos que :

201.222.5.121 (IP address)

•  (NET MASK)

•  (SubNet addr.)

En la dirección de máscara, el 248 es 0111000, por tanto los últimos 3 bits a 0 son destinados para las máquinas de red (2^3=8), por tanto habrá 6 máquinas :

201.222.5.120 SubNet address

201.222.5.121 1ª máquina de la SubNet

201.222.5.122 2ª máquina de la SubNet

.............

201.222.5.126 última máquina de la SubNet

201.222.5.127 BROADCAST

EJEMPLO IV

•  (IP addr.)

•  (Net MASK), el SubNet addr. Será :

•  y como en la máscara de red 248.0 es 11111000.00000000

tendremos por tanto 2^11=2048, lo que implica que tenemos 2046 máquinas en la SubRed :

15.16.192.0 SubNet address

15.16.192.1 1ª máquina de la SubRed

15.16.192.2 2ª máquina de la SubRed

............

15.16.200.254 última máquina de la SubRed

15.16.200.255 BROADCAST

DIRECCIONES DE RED Y DE DIFUSIÓN

La mayor ventaja de la codificación de información de red en las direcciones de red en IP tiene una ventaja importante: hacer posible que exista un ruteo eficiente. Otra ventaja es que las direcciones de red IP se pueden referir tanto a redes como a anfitriones (hosts). Por regla, nunca se asigna un campo hostID igual a 0 a un anfitrión individual. En vez de eso, una dirección IP con campo hostID a 0 se utiliza para referirse a la red en sí misma. En resumen:

Las direcciones IP se pueden utilizar para referirse a redes así como a anfitriones individuales. Por regla, una dirección que tiene todos los bits del campo hostID a 0, se reserva para referirse a la red en sí misma.

Otra ventaja significativa del esquema de direccionamiento IP es que éste incluye una dirección de difusión (BROADCAST) que se refiere a todos los anfitriones de la red. De acuerdo con el estándar, cualquier campo hostID consistente solamente en 1s, esta reservado para la difusión (BROADCAST). Esto permite que un sistema remoto envíe un sólo paquete que será publidifundido en la red especificada.

RESUMEN DE REGLAS ESPECIALES DE DIRECCIONAMIENTO :

En la práctica, el IP utiliza sólo unas cuantas combinaciones de ceros ("está") o unos ("toda"). Las posibilidades son las siguientes :

TODOS 0 - Éste anfitrión (permitido solamente en el arranque del sistema, pero nunca es una dirección válida de destino.

TODOS 0 | ANFITRIÓN - Anfitrión en ésta RED (solo para arranque, no como dir. válida)

TODOS 1 - Difusión limitada (red local) (Nunca es una dirección válida de origen)

RED | TODOS 1 - Difusión dirigida para RED (" " )

127 | NADA (a menudo 1) - LOOPBACK (nunca de be aparecer en una red

Como se menciona arriba, la utilización de todos los ceros para la red sólo está permitida durante el procedimiento de iniciación de la maquina. Permite que una máquina se comunique temporalmente. Una vez que la máquina "aprende" su red y dir. IP correctas, no debe utilizar la red 0.

PROTOCOLOS DE RESOLUCION DE DIRECCIONES.

El objetivo es diseñar un software de bajo nivel que oculte las direcciones físicas (MAC) y permita que programas de un nivel más alto trabajen sólo con direcciones IP. La transformación de direcciones se tiene que realizar en cada fase a lo largo del camino, desde la fuente original hasta el destino final. En particular, surgen dos casos. Primero, en la última fase de entrega de un paquete, éste se debe enviar a través de una red física hacia su destino final. La computadora que envía el paquete tiene que transformar la dirección IP de destino final en su dirección física (MAC). Segundo, en cualquier punto del camino, de la fuente al destino, que no sea la fase final, el paquete se debe enviar hacia un router intermedio. Por lo tanto, el transmisor tiene que transformar la dirección IP del router en una dirección física.

El problema de transformar direcciones de alto nivel en direcciones físicas se conoce como problema de asociación de direcciones (Address Resolution Problem). Este problema se suele resolver, normalmente, mediante tablas en cada máquina que contienen pares de direcciones, de alto nivel y físicas.

En el problema de asociación de direcciones en TCP/IP para redes con capacidad de difusión como Ethernet, se utiliza un protocolo de bajo nivel para asignar direcciones en forma dinámica y evitar así la utilización de una tabla de conversiones. Este protocolo es conocido como Protocolo de Asociación de Direcciones (ARP - Address Resolution Protocol). La idea detrás de la asociación dinámica con ARP es muy sencilla: cuando un host A quiere definir la dirección IP (IPb), transmite por difusión (broadcast) un paquete especial que pide al anfitrión (host) que posee la dirección IP (IPb), que responda con su dirección física (Pb). Todos los anfitriones reciben la solicitud, incluyendo a B, pero sólo B reconoce su propia dirección IP y envía una respuesta que contiene su dirección física. Cuando A recibe la respuesta, utiliza la dirección física para enviar el paquete IP directamente a B. En resumen:

El ARP permite que un anfitrión encuentre la dirección física de otro anfitrión dentro de la misma red física con sólo proporcionar la dirección IP de su objetivo.

La información se guarda luego en una tabla ARP de orígenes y destinos.

Protocolo de Asociación de Direcciones por Réplica (RARP):

Una máquina sin disco utiliza un protocolo TCP/IP para internet llamado RARP (Protocolo Inverso de Asociación de Direcciones) o Reverse Address Resolution Protocol, a fin de obtener su dirección IP desde un servidor.

En el arranque del sistema, una máquina de estas características (sin HDD permanente) debe contactar con un servidor para encontrar su dirección IP antes de que se pueda comunicar por medio del TCP/IP. El protocolo RARP utiliza el direccionamiento físico de red para obtener la dirección IP de la máquina. El mecanismo RARP proporciona la dirección hardware física de la máquina de destino para identificar de manera única el procesador y transmite por difusión la solicitud RARP. Los servidores en la red reciben el mensaje, buscan la transformación en una tabla (de manera presumible en su almacenamiento secundario) y responden al transmisor. Una vez que la máquina obtiene su dirección IP, la guarda en memoria y no vuelve a utilizar RARP hasta que se inicia de nuevo.