Cap I_fundamentos De La Redes Informaticas.pdf

Capitulo I - Redes Informáticas

Fundamentos de las Redes Informáticas M.Sc. Ing. Gregorio Fernando Ureña Mérida http://www.sistemas.edu.bo/furena/ [email protected]

Un poco de historia...........

•Década de 1890 Bell inventa el teléfono •1901 primera transmision inalambrica transatlantica de Marconi •Década de 1950 se inventan los Circuitos Integrados

•1967 se publica el primer informe sobre ARPANet •1972 se crea el correo electrónico •1981 se asigna el termino de Internet a un conjunto de redes interconectadas •1982 ISO presenta el modelo OSI •1984 se introduce el DNS •1991 se desarrolla el código para www

•Desde fines de la década del 90 hasta la actualidad la cantidad de usuarios de internet se duplica cada 6 meses

•1999 las empresas mas importantes se lanzan a la integración de voz, video y datos en sus redes.

Las redes a pie En un principio, las computadoras eran dispositivos aislados. Tiempos de actualización y coherencia de la información eran problemas comunes

La necesidad de interconexión generó la creación de tecnologías de redes propietarias, en las cuales las computadoras podían interconectarse, sin embargo habían requisitos tanto de software como de hardware.

Requisitos de Hardware Cada computador para trabajar en red requiere una interface que le permita hacerlo

Requisitos de software Se establecieron protocolos (idiomas) para poder hacer que las máquinas intercambien información entre ellas.

Necesidad de estandarización Cada fabricante desarrolló protocolos e interfaces propietarias

Se hizo necesaria la estandarización de los protocolos y las interfaces para garantizar la interconexión.

Poco a poco la proximidad física dejo de ser un requisito de interconexión

terminología ...........

Dispositivos •De usuario final (llamados hosts), que son los que interactúan directamente con el usuario

•De networking (equipos activos) que proveen comunicación en las redes

Host Un host es cualquier dispositivo que utiliza un interface de conexión a red y opera dentro de esta.

NIC Es una placa de circuito impreso colocada en la ranura de expansión de la tarjeta madre para brindar a los dispositivos acceso a las redes.

Cada tarjeta de red tiene grabada una dirección llamada dirección física, dirección Ethernet, dirección MAC, dirección BIA, dirección de hardware, etc. Esta dirección se usa para controlar la comunicación de datos en la red Entonces la tarjeta de red controla el acceso del host al medio

Dispositivos de red Repetidor

Regeneran y retemporizan las señales ya séan analógicas o digitales, estos permiten cubrir mayores distancias en las transmisiones

Hub o concentrador Alguien esta transmitiendo ?

Llamados repetidores multipuerto, la señal recibida en un puerto la reproducen por todos sus puertos

Puente o bridge

Segmenta las redes verificando direcciones de las tramas para analizar a que segmento corresponden

Switch o conmutador Puerto | MAC 1 AB 2 BC 3 CD 4 D1

Hacen la microsegmentación para optimización del tráfico dentro de una LAN

Routers

Además de todas las funciones anteriores los router son dispositivos que permiten conexión entre redes distintas

Topología Física

Topología Lógica La Topología Logica de una red describe como los hosts se comunican a través de un medio Broadcast Transmisión de Tokens

Protocolos Descripción formal de un conjunto de reglas y convenciones que rigen un aspecto particular de como los dispositivos de una red se comunican entre si. Controlan aspectos de: • Construcción de la red física • Como los computadores se conectan a la red • Formato de datos para la transmisión • Como se envían los datos • Como se manejan los errores

Redes LAN

Características LAN • Conectan dispositivos físicamente adyacentes • Utilizan Anchos de Banda elevados • Permiten controlar la red de forma privada con administración local • Proporcionan conectividad continua a los servicios locales • Operan dentro de un área geográfica limitada

Tecnologías LAN Existen muchos estándares y tecnologías definidos para redes LAN • Token ring • FDDI • Ethernet Ethernet es la mas difundida

Redes SAN

Cisco MDS 9506 Director Switch HP StorageWorks Core Switch 2/64 and 2/64 power pack

HP StorageWorks SAN director 2/128 and SAN director 2/128 power pack

Características SAN

• Rendimiento • Disponibilidad • Escalabilidad

Redes MAN

Redes WAN

Redes WAN Interconectan redes LAN entre sí, generalmente separadas por un área geográfica extensa. Por lo general utilizan los servicios de un Service Provider para lograr estos enlaces.

Son enlaces característicamente mas lentos que los enlaces LAN. Operan en las capas 1 y 2 del modelo OSI principalmente. Utilzan enlaces seriales de diversos tipos.

Conectan dispositivos como: Modems, Routers, Switches de WAN y Servidores de comunicaciones.

Tecnologías WAN Podemos describir los siguientes grupos en relación a la forma básica de trabajo: •Conmutación de circuitos •Conmutación de paquetes •Conmutación de celdas •Servicios Digitales Dedicados

VPNs

Son redes pribadas que se construyen dentro de una infraestructura de red pública.

Redes Privadas Virtuales VPN

Se tienen tres tipos de VPN: VPN de Acceso VPN de Intranet VPN de Extranet

Intranets

Son redes que corresponden a una misma empresa, las medidas de seguridad y acceso en esta son distintas a la conexión con otras redes.

Extranets

Son las redes externas (dentro de otra administración corporativa) con las cuales establecemos comunicaciones, las conexiones a estas obedecen a normas de seguridad de interconexión más estrictas.

Ancho de Banda

Cantidad de información que puede fluir en una conexión de red a través de un medio físico determinado. Es comparable con el ancho de una cañería o la capacidad de tráfico de vehículos en una autopista.

Características del Ancho de Banda •Limitado por las leyes de la física y las tecnologías empleadas •Generalmente tiene un costo de utilización •Es un factor clave en un diseño •Es cada día mayor la necesidad que se tiene de este

Mediciones del Ancho de Banda Su unidad de medida es el bit por segundo [bps], pero por lo general se usan múltiplos de esta unidad para describir una conexión. No solo depende del medio físico si no de la señalización y codificación que se use en una transmisión.

Tasa de transferencia Es la medida real del ancho de banda en un momento dado y sujeta a varias variables de entorno: •Cantidad de usuarios •Hora de tráfico

•Tipo de tráfico •Dispositivos usados

•Topología de la red

Cálculo de la transferencia de datos

T= tiempo de transferencia

S=Tamaño del archivo en bits BW=Ancho de banda teórico [bps]

P=Tasa de transferencia real [bps]

Modelo de Referencia OSI

Open System Interconection (1982)

Características del OSI

MODELO OSI 7.-

Aplicación

6.-

Presentación

5.-

Sesión

4.-

Transporte

3.-

Red

2.1.-

Enlace de datos Física

7 6 5 4 3 2 1

Origen

Destino

Aplicacion Presentación Sesión Transporte Red Enlace de datos Física

Aplicación Presentación Sesión Transporte Red Enlace de datos Física

7 6 5 4 3 2 1

Comunicación de capa n Cada capa OSI se comunica con su igual Origen

Destino

Presentacion Realiza el Formato, compresion y cifrado que envia al destino

Presentacion Interpreta el formato decifrado y descompresion de los datos enviados por el origen

PDU de cada capa

Capas superiores Las capas 5, 6 y 7 son capas funciones estan determinadas por estan instalados en los hosts.La funciones son imperceptibles, pues los datos automaticamente.

de software,cuyas los protocolos que mayoria de estas los hosts procesan

Capa de transporte En la capa de Transporte se hace la segmentación de los datos

Aplicacion Presentación Sesión Transporte Red Enlace de datos Física

DATOS 1

2

3

4

5

Capa tres ( capa de red) •Se ocupa del direccionamiento lógico •En esta capa se hace el enrutamiento •Encapsula los segmentos en PDUs que se llaman paquetes

•Los paquetes contienen informacion de las direcciones origen y destino

Capa tres ( capa de red) La capa de red encapsula los segmentos en paquetes Aplicacion Presentación Sesión Transporte Red Enlace de datos Física

DATOS.............................. SEGMENTOS SEGMENTOS SEGMENTOS

PAQUETES

Red de origen

Red de destino

DATOS

Capa tres ( capa de red) Los routers son dispositivos que trabajan en esta capa, ellos son los encargados de la selección de la mejor ruta de alcance a una red

Capa dos (Enlace de datos) •En esta capa se define la topología de la red •Es la encargada del direcionamiento plano •Los paquetes son encapsulados en PDUs llamadas tramas, las tramas estan definidas de acuerdo a la tecnología utilizada

La capa de Enlace de Datos convierte los paquetes en Tramas

Aplicacion Presentación

DATOS.........................................

Sesión Transporte

SEGMENTOS SEGMENTOS SEGMENTOS

Red

PAQUETES

Enlace de datos

TRAMAS

PAQUETES

PAQUETES

Física DIR. MAC ORIGEN

DIR. MAC DESTINO

DATOS

Capa dos (Enlace de datos) En esta capa se definen: •NIC •Bridge •Switch Los dispositivos de capa dos hacen su trabajo basandose en direcciones de capa dos (planas)

Capa uno (física) Especificaciones electricas, mecanicas, de procedimiento y funcionales para la interconexión entre sistemas finales. En esta capa se definen los medios, las interfaces y las interconexiones que dependiendo de cada tecnologia usada tendrá normas de calidad mínimas para cumplir. Es la capa donde se manejan las señales físicas

Finalmente las tramas en la capa Fisica se encapsulan Bits

Aplicacion Presentación

DATOS.........................................

Sesión

Transporte

SEGMENTOS SEGMENTOS SEGMENTOS

Red

PAQUETES

Enlace de datos

TRAMAS

Física

PAQUETES

BITS 0 1 0 10 1 0 1 0

PAQUETES

Capa uno, dispositivos

Los dispositivos definidos en capa uno son:

•Cables y medios, conectores •Repetidores •Hubs •Tranceivers

Proceso de encapsulamiento

Dispositivos en el OSI

MODELO DoD Tambien llamado modelo TCP/IP es el estandar de facto de Internet

Preguntas?