Fundamentos de Redes
Ing. Aydee Rojas
Escobar
Definición

Una red es un
sistema de objetos
o personas
conectados de
manera intrincada
Redes de datos


Una red es una colección de computadoras
autónomas que están interconectadas con
un medio de transmisión de datos
Las redes de datos surgieron como resultado
de las aplicaciones informáticas creadas
para las empresas.
Clasificación de redes
Las LAN está diseñadas para realizar
lo siguiente:




Operar dentro de un área geográfica limitada
Permitir que varios usuarios accedan a
medios de ancho de banda alto
Proporcionar conectividad continua con los
servicios locales
Conectar dispositivos físicamente
adyacentes
Las WAN están diseñadas para:




Operar en áreas geográficas extensas
Permitir el acceso a través de interfaces seriales
que operan a velocidades reducidas
Suministrar conectividad continua y parcial
Conectar dispositivos separados por grandes
distancias e incluso a nivel mundial.
Ancho de Banda Digital



Es la medición de la cantidad de información
que puede fluir desde un lugar hacia otro en
un período de tiempo determinado.
Existen dos usos comunes del término
ancho de banda: uno se refiere a las señales
analógicas y el otro, a las señales digitales.
Bits por segundo es una unidad de ancho de
banda.
-2
El ancho de banda, en el contexto de este
curso, es la cantidad máxima de bits que
teóricamente pueden pasar a través de un
área determinada de espacio en una
cantidad específica de tiempo (bajo las
condiciones especificadas)
Medio típicos
Servicios WAN
Rendimiento de datos en relación con
el ancho de banda digital

El rendimiento generalmente se refiere al
ancho de banda real medido, en un
momento específico del día, usando rutas
específicas de Internet, mientras se
descarga un archivo específico.

Factores que determinan el rendimiento y el
ancho de banda son los siguientes:
-2






dispositivos de internetworking
tipo de datos que se transfieren
topología
cantidad de usuarios
computador del usuario
computador del servidor
cortes de la alimentación eléctrica causados por el
suministro en sí o por factores climáticos
Calculo del tiempo de la transferencia
de archivos
-Ejercicio
¿Qué lleva menos tiempo, enviar el
contenido de un disquete (1,44 MB) lleno de
datos a través de una línea RSDI o enviar el
contenido de un disco duro de 10 GB lleno
de datos a través de una línea OC-48? Use
las cifras de la tabla de ancho de banda
presentada anteriormente para encontrar la
respuesta.
Modelo General de Comunicación
Modelo OSI
Capas

El concepto de capas
ayudará a comprender
la acción que se
produce durante el
proceso de
comunicación de un
computador a otro
Paquetes

Un paquete de datos es una
unidad de información,
lógicamente agrupada, que se
desplaza entre los sistemas de
computación. Incluye la
información de origen junto con
otros elementos necesarios
para hacer que la
comunicación sea factible y
confiable en relación con los
dispositivos de destino.
Medio

un medio es el material
a través del cual viajan
los paquetes de datos.
Puede ser cualquiera
de los siguientes
materiales:
Protocolo


Un protocolo es un conjunto de reglas que
hacen que la comunicación en una red sea
más eficiente.
El modelo de referencia OSI, lanzado en
1984, proporcionó a los fabricantes un
conjunto de estándares que aseguraron una
mayor compatibilidad e interoperabilidad
entre los distintos tipos de tecnología de red
utilizados por las empresas a nivel mundial.
Propósito del Modelo OSI






Reduce la complejidad
Estandariza las interfaces
Facilita la técnica modular
Asegurar la interoperabilidad de la
tecnología
Acelera la evolución
Simplifica la enseñanza y el aprendizaje
Capas del Modelo OSI
Encapsulamiento

Si un computador (host A) desea enviar
datos a otro (host B), en primer término los
datos deben empaquetarse a través de un
proceso denominado encapsulamiento.
Comunicación par-a-par



Para que los paquetes de datos puedan viajar desde
el origen hasta su destino, cada capa del modelo
OSI en el origen debe comunicarse con su capa
igual en el lugar destino.
Esta forma de comunicación se conoce como
comunicaciones de par-a-par.
Durante este proceso, cada protocolo de capa
intercambia información, que se conoce como
unidades de datos de protocolo (PDU), entre capas
iguales .
-2-
OSI: Capas 1 y 2

Física
–
–

Hardware y circuítos que soportan la red. Se ocupa de
transmisión de secuencias de bits.
X.21, Ethernet baseband signaling
Enlace de datos
–
–
Responsable de transmisión de paquetes de datos (entre
computadoras conectadas directamente), detección y
corrección de errores.
Ethernet CSMA/CD
OSI: Capas 3 y 4

Red
–
–

Transfiere paquetes de datos a través de la red. Esto
puede implicar el ruteo de ellos.
X25, IP
Transporte
–
–
Comunicación de mensajes (que son transformados en
paquetes en las capas inferiores). Los protocolos de este
nivel proveen comunicación oritentada a conexión o
datagramas.
TCP, UDP
OSI: Capas 5 a 7

Sesión
–

Presentación
–
–

Controla la comunicación entre procesos.
Adapta las representaciones de datos. Puede agregar
servicios como el encriptado de datos.
XDR, ASN.1
Aplicación
–
–
Protocolos de nivel aplicativo
FTP, Telnet, SMTP, etc.
Modelo de referencia TCP/IP

El modelo de referencia TCP/IP y la pila de
protocolo TCP/IP hacen que sea posible la
comunicación entre dos computadores,
desde cualquier parte del mundo, a casi la
velocidad de la luz.
-2
El Departamento de Defensa
de EE.UU. (DoD) creó el
modelo TCP/IP porque
necesitaba una red que
pudiera sobrevivir ante
cualquier circunstancia,
incluso una guerra nuclear.
Descripción de capas


Capa de aplicación
Maneja protocolos de alto nivel, aspectos de representación,
codificación y control de diálogo. El modelo TCP/IP combina
todos los aspectos relacionados con las aplicaciones en una
sola capa y garantiza que estos datos estén correctamente
empaquetados para la siguiente capa.
Capa de transporte
TCP es un protocolo orientado a la conexión. Mantiene un
diálogo entre el origen y el destino mientras empaqueta la
información de la capa de aplicación en unidades denominadas
segmentos. Significa que los segmentos de Capa 4 viajan de
un lado a otro entre dos hosts para comprobar que la conexión
exista lógicamente para un determinado período. Esto se
conoce como conmutación de paquetes.
-2

Capa de Internet
El propósito de la capa de Internet es enviar paquetes origen
desde cualquier red en la internetwork y que estos paquetes
lleguen a su destino independientemente de la ruta y de las
redes que recorrieron para llegar hasta allí. En esta capa se
produce la determinación de la mejor ruta y la conmutación de
paquetes.
Capa de acceso de red
También se denomina capa de host a red. Es la capa que se
ocupa de todos los aspectos que requiere un paquete IP para
realizar realmente un enlace físico y luego realizar otro enlace
físico. Esta capa incluye los detalles de tecnología LAN y WAN
y todos los detalles de las capas física y de enlace de datos del
modelo OSI.
-3




FTP: File Transfer Protocol (Protocolo
de transferencia de archivos)
HTTP: Hypertext Transfer Protocol
(Protocolo de transferencia de
hipertexto)
SMTP: Simple Mail Transfer Protocol
(Protocolo de transferencia de correo
simple)
DNS: Domain Name System (Sistema
de nombres de dominio)
TFTP: Trivial File Transfer Protocol
(Protocolo de transferencia de archivo
trivial)
Comparación entre modelos
TCP/IP comparado a OSI
7
OSI
TCP/IP
Aplicación
Aplicación
No están
presentes en
el modelo
6
Presentación
5
Sesión
4
Transporte
Transporte
3
Red
Internet
2
Liga de datos
Host-to-network
1
Física
-2Similitudes

Ambos se dividen en capas

Ambos tienen capas de aplicación, aunque incluyen servicios muy distintos

Ambos tienen capas de transporte y de red similares

Se supone que la tecnología es de conmutación por paquetes (no de conmutación
por circuito)

Los profesionales de networking deben conocer ambos
Diferencias

TCP/IP combina las funciones de la capa de presentación y de sesión en la capa de
aplicación

TCP/IP combina la capas de enlace de datos y la capa física del modelo OSI en una
sola capa

TCP/IP parece ser más simple porque tiene menos capas

Los protocolos TCP/IP son los estándares en torno a los cuales se desarrolló la
Internet, de modo que la credibilidad del modelo TCP/IP se debe en gran parte a sus
protocolos. En comparación, las redes típicas no se desarrollan normalmente a
partir del protocolo OSI, aunque el modelo OSI se usa como guía
Practica I

practica1.doc
Redes de Área Local LAN
Dispositivos Básicos
Dispositivos Básicos LAN

La topología define la estructura de una red
y se puede dividir en dos partes:
–
–
topología física, que es la disposición real de los
cables (los medios) y la
topología lógica, que define la forma en que los
hosts acceden a los medios
Topología de redes (físicas)
a) Bus
b) Jerárquica
c) Anillo
-2-
Topología Lógica


La topología lógica de una red es la forma en
que los hosts se comunican a través del
medio.
Los dos tipos más comunes de topologías
lógicas son broadcast y transmisión de
tokens.
Topología Broadcast

La topología broadcast simplemente significa
que cada host envía sus datos hacia todos
los demás hosts del medio de red. Las
estaciones no siguen ningún orden para
utilizar la red, el orden es el primero que
entra, el primero que se sirve.
Transmisión de Tokens

La transmisión de tokens controla el acceso
a la red mediante la transmisión de un token
electrónico a cada host de forma secuencial.
Cuando un host recibe el token, eso significa
que el host puede enviar datos a través de la
red. Si el host no tiene ningún dato para
enviar, transmite el token al siguiente host y
el proceso se vuelve a repetir.
Dispositivos LAN en una topología



Los dispositivos que se conectan de forma directa a
un segmento de red se denominan hosts.
Estos hosts incluyen computadores, tanto clientes y
servidores, impresoras, escáner y varios otros
dispositivos de usuario.
Estos dispositivos suministran a los usuarios
conexión a la red, por medio de la cual los usuarios
comparten, crean y obtienen información.
Tarjeta de Interfaz de Red (NIC)


Pequeño circuito impreso que se coloca en
la ranura de expansión de un bus de la
motherboard o dispositivo periférico de un
computador
Las NIC se consideran dispositivos de Capa
2 debido a que cada NIC individual en
cualquier lugar del mundo lleva un nombre
codificado único, denominado dirección de
Control de acceso al medio (MAC).
Control de Acceso al Medio

Las direcciones MAC
se escriben con
números
hexadecimales (base
16). Hay dos formatos
para las direcciones
MAC: 0000.0c12.3456
ó 00-00-0c-12-34-56.
Repetidor


El propósito de un repetidor es regenerar y
retemporizar las señales de red a nivel de
los bits para permitir que los bits viajen a
mayor distancia a través de los medios
El término repetidor se refiere
tradicionalmente a un dispositivo con un solo
puerto de "entrada" y un solo puerto de
"salida".
-2
En el modelo OSI, los
repetidores se
clasifican como
dispositivos de Capa 1,
dado que actúan sólo a
nivel de los bits y no
tienen en cuenta
ningún otro tipo de
información
Repetidor
Hub


El propósito de un hub es
regenerar y retemporizar las
señales de red.
Esto se realiza a nivel de los bits
para un gran número de hosts (por
ej., 4, 8 o incluso 24) utilizando un
proceso denominado
concentración.
-2
Los hubs se utilizan por dos razones:
–
–

para crear un punto de conexión central para los
medios de cableado
y para aumentar la confiabilidad de la red.
Los hubs se consideran dispositivos de Capa
1 dado que sólo regeneran la señal y la
envían por medio de un broadcast a todos
los puertos (conexiones de red).
Clasificación de Hubs

Activos y pasivos

Inteligentes y no
inteligentes
-2

Hub Activos: toman energía desde un
suministro de alimentación para regenerar
las señales de red.
Hub Pasivos: dividen la señal entre múltiples
usuarios, no regeneran los bits, de modo que
no extienden la longitud del cable, sino que
simplemente permiten que uno o más hosts
se conecten al mismo segmento de cable
-3

Hubs Inteligentes: tienen puertos de consola,
lo que significa que se pueden programar
para administrar el tráfico de red.
Los hubs no inteligentes simplemente toman
una señal de networking entrante y la repiten
hacia cada uno de los puertos sin la
capacidad de realizar ninguna
administración.
Puente


Un puente es un dispositivo de capa 2
diseñado para conectar dos segmentos
LAN.
El propósito de un puente es filtrar el
tráfico de una LAN, para que el tráfico
local siga siendo local, pero permitiendo la
conectividad a otras partes (segmentos)
de la LAN para enviar el tráfico dirigido a
esas otras partes.
Switch




Dispositivo de capa 2.
Se denomina puente multipuerto
Toman decisiones basándose en las
direcciones MAC
Los switches hacen esto conmutando los
datos sólo hacia el puerto al que está
conectado el host destino apropiado.
Routers



Pertenece a la capa de red del modelo OSI
Puede tomar decisiones basadas en grupos de
direcciones de red (Clases) en contraposición con
las direcciones MAC de Capa 2 individuales.
El propósito de un router es examinar los paquetes
entrantes elegir cuál es la mejor ruta para ellos a
través de la red y luego conmutarlos hacia el puerto
de salida adecuado.
-2

Permiten que prácticamente cualquier tipo
de computador se pueda comunicar con otro
computador en cualquier parte del mundo
El símbolo correspondiente al router
(observe las flechas que apuntan hacia
adentro y hacia fuera) sugiere cuáles son
sus dos propósitos principales: la selección
de ruta y la conmutación de paquetes hacia
la mejor ruta.
Nube


El símbolo de nube sugiere que existe otra
red, quizás la totalidad de Internet. Nos
recuerda que existe una manera de
conectarse a esa otra red (Internet), pero
no suministra todos los detalles de la
conexión, ni de la red.
El propósito de la nube es representar un
gran grupo de detalles que no son
pertinentes para una situación, o
descripción, en un momento determinado
Evolución de los dispositivos de
networking y de las capas OSI
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