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1UnidadCaracterizacin de redes locales
Conocer las fuentes de informacinde estndares.
Identificar los distintos tipos de redes. Identificar los
elementos de una red. Reconocer las distintas topologas de red.
Conocer la composicin
de la arquitectura de red estndar OSI.
En esta Unidad aprenderemos a:
Las familias de protocolos. Las topologas de red. El modelo de
referencia OSI
para redes. Los dispositivos que se pueden
conectar a las redes.
Y estudiaremos:
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Caracterizacin de redes locales1
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Las redes de rea local se organizan como un conjunto organizado
de protocolos de comunicacin que operan sobre una topologa bien
definida que les indican cmo se conectan los ordenadores de la
red.
En esta unidad estudiaremos algunos modelos bsicos de redes de
rea local as como algunas de sus implementaciones, especialmente de
las redes TCP/IP como ncleo tec-nolgico de Internet y del modelo de
referencia internacional estndar OSI.
d 1. IntroduccinLos ordenadores son mquinas especializadas en
procesar informacin de acuerdo con las instrucciones recogidas en
un programa. Sin embargo, no siempre la informacin se produce o se
almacena en el lugar donde se procesa. Esto aade la necesidad de
transportar los datos desde su lugar de origen o almacenamiento
hasta el de su proceso, originando una comunicacin.
La base de cualquier comunicacin es una transmisin de seal. Las
redes de orde-nadores vienen a cubrir estos dos aspectos:
transmisin y comunicacin. A travs del cableado de la red se pueden
transmitir seales elctricas adecuadas a la naturaleza del cable,
pero la red no solo debe entregar esta seal en su destino, sino que
adems debe garantizar que la informacin que origin el emisor llega
al receptor, de modo que el mensaje permanezca ntegro durante el
recorrido.
d 2. Redes de rea localUna red de rea local (LAN, Local Area
Network) es un conjunto de elementos fsicos y lgicos que
proporcionan interconexin entre dispositivos en un rea privada y
restringi-da. La red de rea local tiene entre otras las siguientes
caractersticas:
Una restriccin geogrfica: el mbito de una oficina, de la planta
de un edificio, un edificio entero, e incluso, un campus
universitario: depende de la tecnologa con que est construida.
La velocidad de transmisin debe ser relativamente elevada.
La red de rea local debe ser privada, toda la red pertenece a la
misma organizacin.
Fiabilidad en las transmisiones. La tasa de error en una red de
rea local debe ser muy baja.
Desde el punto de vista operativo, la principal funcin de una
red consiste en que los ordenadores de la red puedan compartir
recursos mediante el intercambio de paquetes de datos entre los
distintos equipos conectados a la lnea de transmisin.
Hay dos maneras fundamentales de conexin de ordenadores
personales en una red dependiendo de la ubicacin de los recursos.
La forma bsica consiste en hacer que todos los ordenadores pongan a
disposicin de los dems los recursos de que disponen,
fundamentalmente discos e impresoras. Bajo esta concepcin de red,
ningn ordenador est privilegiado, todos tienen las mismas
funciones.
Tecnolgicamente este modo de organizacin es muy simple, pero se
hace muy difcil el control de los recursos, puesto que los accesos
cruzados son posibles en cualquier direccin. A este tipo de redes
se les llama redes entre iguales.
Teleinformtica o Telemtica: es la tcnica que trata de la
comu-nicacin remota entre procesos. Para ello, debe ocuparse tanto
de la interconectabilidad fsi-ca forma del conector, tipo de seal,
parmetros elctricos, etc., como de las especifi cacio-nes lgicas:
protocolos de comu-nicacin, deteccin y correccin de errores,
etc.
VocabularioA
Tasa de error en una transmisin: es la proporcin entre los bits
errneos y los bits totales trans-mitidos. En la jerga profesional,
cuando la tasa de error de una transmisin se dispara, se dice que
la lnea tiene ruido.
VocabularioA
Una red entre iguales, peer-to-peer o p2p: es una red en la que
todos los nodos se compor-tan como clientes y servidores
simultneamente de modo que cualquier servicio es brindado a la red
directamente al cliente que lo solicita sin necesidad de
intermediarios.
VocabularioA
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1Caracterizacin de redes locales
Un segundo modo de organizar la red consiste en privilegiar al
menos a uno de los ordenadores aadindoles capacidades en forma de
servicios, por ello a estos ordena-dores se les llama servidores o
servers. El resto de los ordenadores de la red solicitarn servicios
a estos servidores que estarn altamente especializados en la funcin
para la que fueron diseados, creando as una estructura centralizada
en la red.
Este tipo de organizacin es mucho ms fcil de controlar puesto
que la administracin de los servicios de la red est centralizada,
lo que permite automatizar en mayor grado el trabajo del
administrador. Los servidores de red llevan incorporado un sistema
de cuentas y contraseas de entrada que restringe los accesos a
usuarios no autorizados. A este tipo de organizacin se le llama
cliente-servidor.
Act iv idades
1. Identificacin de la red de rea local del aula.Utiliza la red
de rea local del aula para habituarte a trabajar en su
entorno.Consigue una cuenta de usuario en alguna de las estaciones
de la red e inicia una sesin con esa cuenta. Describe los nodos y
servicios que puedes ver a travs de la red y con los que trabajars
de ordinario.Crea un mapa lgico de estos ser-vicios (discos,
impresoras, pgi-nas web tiles). Prueba la fun-cionalidad de cada
uno de estos servicios.
2. Aplicacin p2p.Instala en un ordenador una apli-cacin p2p para
practicar la des-carga de algunos ficheros.
3. Una instalacin de red quiere aadir dos impresoras a la red.
Cada impre-sora se conecta a la red a travs de su interfaz de red.
Sobre la primera impresora se desea que puedan impri-mir todos los
usuarios de la red, pero sobre la segunda impresora se quie-ren
mantener unas ciertas restriccio-nes. Qu modelo de red
cliente/servidor o peer to peer sera el ms apropiado para cada una
de las impresoras? Razona la respuesta.
Fig. 1.1. Tres vistas de un armario de servidores. En el centro,
vista lateral con las puertas del armario quitadas para facilitar
la instalacin. A la izquierda y a la derecha, dos vistas
frontales.
Red cliente-servidor: es aquella red en la que los ordenadores
de la red tienen una funcin especfi ca como cliente o como
servidor, pero no como ambos a la vez.
Vocabulario A
La tecnologa peer to peer, aunque extraordinariamente fl exible,
entraa unos riesgos importantes: supone una fuente frecuente de
transmisin de virus y malware, puede llegar a con-sumir gran parte
del ancho de banda de que dispongamos y puede generar problemas
lega-les por violacin de la propie-dad intelectual.
En la direccin
http://video.google.com/videoplay?docid=-7012884909062999701&q=
sgae puedes visualizar la videograbacin de una con-ferencia sobre
la tecnologa p2p. Tambin puedes consul-tar la sede web del Registro
de la Propiedad Intelectual (www.mcu.es/ propiedadInt/C E / R e g i
s t r o P r o p i e d a d /RegistroPropiedad.html).
Seguridad
Utiliza la informacin que pue-des encontrar en Wikipedia
(es.wikipedia.org) por la voz peer to peer para descubrir los
distin-tos tipos de redes punto a punto que hay, as como sus
diversos campos de aplicacin.
Invest igacin @
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Caracterizacin de redes locales1
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d 3. Redes de rea extensaUna red de rea extensa o extendida
(WAN, Wide Area Network) es una red que inter-comunica equipos en
un rea geogrfica muy amplia.
Las transmisiones en una WAN se realizan a travs de lneas
pblicas. La capacidad de transmisin de estas lneas suele ser menor
que las utilizadas en las redes de rea local. Adems son compartidas
por muchos usuarios a la vez, lo que exige un acuerdo en los modos
de transmisin y en las normas de interconexin a la red.
Las tasas de error en las transmisiones en las redes de rea
extensa son mayores unas mil veces superior que su equivalente en
las redes de rea local.
d 4. Otras redesNos dedicaremos en los siguientes epgrafes a
explicar brevemente las caractersticas de otras redes: las redes
metropolitanas (MAN), redes de rea personal (PAN) y las redes de
rea local inalmbricas (WLAN).
d 4.1. Redes metropolitanas
Una red metropolitana es una red de distribucin de datos para un
rea geogrfica en el entorno de una ciudad. Este tipo de redes es
apropiado, por ejemplo, para la distri-bucin de televisin por cable
en el mbito de la poblacin sobre la que se extiende geogrficamente
la red. Las compaas operadoras de cable compiten activamente con
las de telefona, proporcionando a travs del cable toda una oferta
de servicios entre los que se encuentran TV, vdeo, Internet y la
telefona tradicional.
En la confi guracin del acceso a Internet intervienen de forma
decisiva dos parmetros: la puerta por defecto del ordena-dor desde
el que se va a nave-gar y, si se utiliza un servidor Proxy, la
direccin de red de este servidor Proxy.
En las instalaciones de Internet domsticas, el proveedor asigna
automticamente la puerta por defecto y no es necesario la confi
guracin de ningn servi-dor Proxy.
Truco
Laboratorio
Utilizacin de los servicios de Internet
El profesional de redes debe tener accesible en todo momento una
conexin a Internet. La web es el lugar de informacin por
antonomasia para los tcnicos de sistemas y redes. Con esta prctica
se tratar de ensayar una conexin para poder familiarizarnos con los
servicios de la web.
En primer lugar habr que hacerse con una conexin a Internet o
utilizar la co-nexin de banda ancha del aula. Posteriormente,
realiza las siguientes tareas:
1. Aprende a configurar las estaciones del aula para conseguir
utilizar la conexin a Internet. Esto depender de tu instalacin
concreta. La informacin necesaria de cmo hacerlo debe
proporcionrtela el administrador de tu red.
2. Utiliza los servicios bsicos de Internet, especialmente la
navegacin por pgi-nas web y prueba la carga y descarga de ficheros
mediante ftp. Puedes familia-rizarte con la pgina web de la
Asociacin de Internautas, que ser una sede web que tendrs que
consultar frecuentemente en tu vida profesional
(www.internautas.org).
3. Aprende a utilizar las tcnicas de bsqueda en los buscadores
ms importan-tes. Puedes empezar tus bsquedas en Google
(www.google.es).
4. Configura una cuenta de correo electrnico y prueba a
intercambiar mensajes con otros usuarios de las estaciones del
aula. Puedes conseguir cuentas de co-rreo electrnico gratuitas en
Google, Yahoo o en MSN.
Las posibilidades de las redes de rea extendida son enor-mes:
distintos tipos de redes de rea local que interconectan,
equipamientos de diversos fabri-cantes, multitud de protocolos de
comunicacin, posibilidad de diferentes lneas de transmisin, etc.
Las tecnologas tambin son muchas: Red Digital de Servicios
Integrados (RDSI o ISDN), Frame Relay, ATM, X.25 o las redes de
satlites.
Internet es un ejemplo de red de servicios estructurada sobre
una red de rea extensa de alcance mundial que utiliza todas las
tecnologas a que aludamos en el prrafo anterior.
Ampliacin
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1Caracterizacin de redes locales
Fig. 1.2. Operacin con un Pocket-PC a travs de su pantalla tctil
en una aplicacin cartogrfi ca sobre sistema operativo de
Microsoft.
d 4.2. Redes de rea personal
La revolucin del PC consisti fundamentalmente en llevar la
Informtica a los escritorios. Anteriormente Informtica era sinnimo
de grandes mquinas y grandes costes: era totalmente impensable la
idea original de los fundadores de Microsoft que consista en un
ordenador, una persona, de ah el nombre de Ordenador Personal (PC,
Personal Computer), que ya utiliz Xerox desde 1972, aunque se
populariz cuando IBM puso en el mercado su IBM PC en 1981.
Esta necesidad de conexin de todos estos dispositivos
informticos personales, en al-gunos casos domsticos, ha llevado a
desarrollar una tecnologa de redes que recibe el nombre genrico de
Redes de rea Personal (PAN, Personal Area Network).
Las redes PAN tienen algunas caractersticas que las hacen
peculiares. Mencionamos aqu algunas de ellas:
La configuracin de acceso a la red debe ser muy sencilla o
incluso automtica.
El radio de accin de la red debe ser geogrficamente muy
limitado, con objeto de que dos redes no colisionen fcilmente entre
s.
El medio de transmisin por excelencia, aunque no de modo
exclusivo, es el inalmbrico.
Los costes tanto de instalacin como de explotacin de la red
deben ser pequeos y en algunos casos sin coste, como en el caso de
la conexin de ratones inalmbricos, im-presoras por infrarrojos,
Bluetooth o Wi-Fi, etc. Por ejemplo, la instalacin domstica de una
red Wi-Fi es muy barata, pero el servicio de conexin a Internet que
se proporciona a travs de esa red inalmbrica tiene el coste exigido
por el proveedor de Internet.
d 4.3. Redes inalmbricas
La comodidad de una instalacin sin cables junto con el descenso
significativo de los costes de fabricacin ha redundado en un
importante auge de las comunicaciones tele-mticas inalmbricas. Ms
adelante desarrollaremos exhaustivamente estas tecnologas, pero de
momento mencionaremos Bluetooth e Infrarrojos para bajas tasas de
transferen-cia, Wi-Fi para redes de rea local y WiMAX para redes
metropolitanas. Todas estas tecnologas se agrupan bajo el nombre
WLAN (Wireless Local Area Network).
Una WLAN tiene muchas ventajas pero tambin inconvenientes:
Al ser areo el medio de transmisin y, por tanto abierto a
cualquier dispositivo que se encuentre en las cercanas, las redes
inalmbricas exponen una mayor superficie de ataque, lo que brinda
ms posibilidades a los crackers.
Como el canal de transmisin es compartido por todas las
estaciones, los sistemas inalmbricos tienen que multiplexar las
seales de transmisin repartiendo el ancho de banda del canal entre
todas las estaciones inalmbricas, lo que frecuentemente produce
situaciones de congestin.
La seguridad es siempre importante en toda comunicacin, pero
cobra un especial relieve en las redes inalmbricas. Esto, a veces,
complica las instalaciones, reduciendo la gran ventaja que tienen
de no tener que instalar cables para conectar en red los
equipos.
Hacker: es un neologismo que designa a la persona que est en la
cspide de conocimien-to de una profesin informti-ca. Los hackers no
son piratas. Cuando un hacker roba informa-cin o asalta equipos o
redes se convierte en un daino cracker. Las leyes de los distintos
pases legislan como delito algunas de las actuaciones de crackers,
que quedan penalizadas por la ley.
Vocabulario A
Vocabulario ARed cableada: es aquella red en la que las
transmisiones fsicas de los mensajes de la red se realizan a travs
de cables metlicos o de fi bra ptica.
Red inalmbrica: es aquella red en la que las seales transmitidas
que son ondas de radio utilizan el espacio como medio de
transmisin, sin que sean necesarios tendi-dos de cableado.
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Caracterizacin de redes locales1
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d 5. Caractersticas de la LANSalvo las redes p2p, cualquier red
de rea local est muy lejos de parecerse a una conjuncin catica de
ordenadores. Toda la estructura de la red est organizada por la
posicin geogrfica de sus nodos, los servicios que provee, la
custodia segura de la informacin, etc.
La organizacin de estndares IEEE proporciona una definicin
oficial del concepto de red de rea local del siguiente modo:
Una red de rea local se distingue de otros tipos de redes de
datos en que las comunicaciones estn normalmente confinadas a un
rea geogrfica limita-da tal como un edificio de oficina, una almacn
o un campus; utilizando un ca-nal de comunicacin de velocidad
moderada o alta y una tasa de error baja.
En esta definicin de la IEEE se observan claramente los
elementos esenciales de cual-quier red de rea local: mbito,
seguridad y velocidad.
Otro elemento que caracteriza profundamente a una red es el
conjunto de protocolos que utiliza para comunicarse.
Denominamos protocolo abierto a aquel que se acoge a los
estndares internacionales y que es implementado por muchos
fabricantes. Frente a este, tenemos el protocolo ce-rrado o
propietario, que es diseado por compaas concretas y se exigen
licencias de uso a cuantos fabricantes quieran incorporarlos a sus
sistemas de comunicacin.
Otras caractersticas que aparecen frecuentemente en las redes de
rea local y que estn relacionadas entre s son:
Los canales de transmisin suelen ser de tipo multiacceso. Los
nodos utilizan un nico canal para comunicarse con el resto de los
equipos que componen la red. Todos los paquetes de red, que los
nodos escriben en el canal, son enviados indistintamente a todos
los nodos de la red o bien a subconjuntos concretos de estos
equipos.
Act iv idades
4. Comunicaciones en redes PAN.Utiliza los telfonos mviles,
ordenadores porttiles y palms o pocket-pc que dispongan de
tecnologas de infrarrojos o Bluetooth para ensayar conexiones punto
a punto o multipunto entre ellos, transferir mensajes y ficheros o
valerse de las posibilidades de utilizacin de sus servicios
remotos.Tendrs que ayudarte de los manuales de usuario de estos
dispositivos o de su ayuda en lnea.Haz una prueba de cobertura en
cada una de las tecnologas. Para ello, intenta hacer una conexin
colocando los dos dispositivos uno al lado del otro.Repite el
procedimiento varias veces alejando los dispositivos
progresiva-mente. El lmite de cobertura ser el punto en donde ya no
puedas realizar la conexin.Compara ahora la cobertura de cada una
de las tecnologas inalmbricas.
5. Cmo se pueden clasificar las redes de ordenadores en funcin
de su ubica-cin geogrfica?
6. Qu problemas presentan las redes inalmbricas? Qu ventajas
tienen?
Ten en cuenta que la tecnologa de infrarrojos es altamente
direc-cional, es decir, los dispositivos no solo tienen que estar
cerca sino que adems deben poder verse en lnea recta enfrentando
sus ventanas de emisin/recepcin.
Consejo
S M R _ R L _ A A b a d _ 0 1
_EstandaresAsociaciones.docDocumento que contiene infor-macin
sobre:
1. Estndares de red.2. Asociaciones de estndares.
CEO
Host o nodo: es un ordenador con capacidad de interactuar en red
o capaz de alojar algn tipo de servicio de red.
Estndar: es un conjunto de reglas que regulan algn aspec-to de
una comunicacin para que los productos de distintos fabricantes
logren la interopera-bilidad entre ellos. Los estnda-res se recogen
en documentos que se hacen ofi ciales cuando una asociacin de
estndares internacionales lo aprueba.
Protocolo: es el conjunto de reglas que dos ordenadores deben
seguir, y que por tanto comparten, para que puedan entenderse.
VocabularioA
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1Caracterizacin de redes locales
d 6. Topologas de redLa topologa de una red es la propiedad que
indica la forma fsica de la red, es decir, el modo en que se
disponen los equipos y el sistema de cableado que los interco-necta
para cumplir su funcin. Aunque es posible especificar tres
topologas bsicas, que describiremos a continuacin, en las
instalaciones reales se suelen mezclar variastopologas.
d 6.1. Topologa en estrella
En las redes que tienen su topologa en estrella, las estaciones
se conectan entre s a travs de un nodo especialmente privilegiado
que ocupa la posicin central de la red, formando con el resto de
las estaciones una estrella (Figura 1.3. A). A este nodo se le
denomina estacin concentradora de la estrella.
Puesto que a cada nodo le llega un nico cable de red, las
conexiones suelen ser ms estructuradas que en el caso del cableado
en bus. Sin embargo, el problema de la topo-loga en estrella se
presenta en el entorno del concentrador ya que todos los segmentos
deben terminar en l, produciendo una importante madeja de
cables.
Las lneas de comunicacin suelen ser multipunto, a diferencia de
las redes WAN en donde la conexin suele ser punto a punto a travs
de centrales de conmutacin o equipamientos de funcionalidad
semejante.
El tipo de red depende del tipo de cableado. Un cableado
apropiado para el acceso a una red WAN como el cable de pares
telefnico, no tiene la calidad requerida para cumplir las
especificaciones de velocidad en una red de rea local.
El tipo de red tambin depende de la topologa y de los protocolos
utilizados. Las redes de rea local admiten cualquier topologa,
mientras que las redes WAN suelen ser ma-llas de nodos y centrales
conmutadoras. Difcilmente una red en anillo puede constituir el
ncleo de una gran red de rea extensa, los anillos ms grandes no
pueden superar los 200 km de permetro.
Act iv idades
7. Identificacin de los servidores y las estaciones de una
instalacin.Sobre una instalacin de red real identifica los
ordenadores que tienen la funcin de servidores y aquellos otros que
hacen de clientes. Localiza las zonas de la instalacin que son
cliente-servidor, las distribuidas y, si las hubiera, las islas de
informacin. Puedes realizar esta identificacin sobre la red del
aula o laboratorio o programar una visita a las insta-laciones de
una empresa que tenga un despliegue informtico en red.
8. Una interconexin de ordenadores en que cada uno se puede
comuni-car con cualquier otro sin interme-diarios, es propio de una
red de rea local o de una red de rea extensa?
9. Enumera en una doble lista un con-junto de protocolos de red
y otro conjunto de servicios de red.Te ayudan estas listas a
compren-der las diferencias entre servicio y protocolo?
Estudia algunas pginas de informacin sobre protocolos de red
para que puedas descubrir sus funciones ms importantes y algunos
ejemplos de protocolos estndar que se utilizan en las
comunicaciones con redes de ordenadores. Puedes empezar tu bsqueda
en Wikipedia por la voz protocolo de red.
Otra pgina de inters es http://fmc.axarnet.es/redes/tema_06.htm
y http://vgg.uma.es/redes
Invest igacin @
S M R _ R L _ A A b a d _ 0 1 _Organizacion_Red.doc
Documento que contiene infor-macin sobre:
1. Modo de organizacin de una LAN, sistemas.
2. Sistemas distribuidos frente a centralizados.
3. Factores que hacen necesa-ria la LAN.
CEO
La ventaja principal de una red en estrella reside en la
seguri-dad. El concentrador tiene las funciones tanto de
intercomuni-cador entre dos estaciones como de aislador de los
problemas que pudieran surgir en cualquie-ra de los segmentos, de
modo que si un segmento se deteriora, solo l se queda sin el
servicio de red. Aunque un segmento se rompa o funcione
incorrectamen-te el resto de la red permanece en buen estado.
Ampliacin
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Caracterizacin de redes locales1
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d 6.2. Topologa en anillo
Una red en anillo conecta todos sus equipos en torno a un anillo
fsico (Figura 1.3, B). Tampoco presenta problemas de congestin de
trfico, sin embargo, una rotura del anillo produce el fallo general
de la red. Un ejemplo concreto de red en anillo es la red Token
Ring, que sigue el estndar IEEE 802.5. Las redes en anillo utilizan
protocolos libres de colisiones con tcnicas de paso por
testigo.
d 6.3. Topologa en bus
Los puestos de una red en bus se conectan a una nica lnea de
transmisin (bus) que recorre la ubicacin fsica de todos los
ordenadores (Figura 1.3, C). Esta red es muy simple en su
funcionamiento, sin embargo es muy sensible a problemas de trfico o
a las roturas de los cables. Ethernet sobre cable coaxial es un
ejemplo de red con topologa en bus que sigue el estndar IEEE
802.3.
Las redes de rea local con topologa en bus son las ms sencillas
de instalar. No re-quieren dispositivos complicados para realizar
las conexiones fsicas entre nodos. Todos los equipos que se
conectan a la red lo hacen a travs de componentes pasivos o que
requieren poca electrnica.
El medio de transmisin que forma la red es un nico bus
multiacceso compartido por todos los nodos, debindose establecer
una contienda para determinar quin tiene de-rechos de acceso a los
recursos de comunicacin en cada instante. Este sistema de contienda
determina el tipo de red.
A
B
C
Nodo central
BusTerminador de bus
Anillo
Nodo perifrico
Fig. 1.3. Esquema de topologa de red en estrella (A), anillo (B)
y bus (C).
La red local en anillo tradicional ha sido la red Token Ring que
se rige por el estndar IEEE 802.5. Busca informacin en la web sobre
esta red para estudiar las caractersticas ms especfi cas de la
tecnologa que emplea. Fjate especialmente en que es una red poco
sensible a la con-gestin de trfi co.
Puedes buscar por la voz Token Ring en Wikipedia o en
http://fmc.axarnet.es/redes/tema_03_m.htm
Invest igacin@
S M R _ R L _ A A b a d _ 0 1 _OtrasTopologiasRed.doc
Documento que contiene infor-macin sobre:
1. Topologas de red menos comunes.
2. Topologas mixtas.
CEO
El bus tiene una estructura lineal. Con el fi n de evitar ecos o
refl exiones no deseados que perjudiquen las condiciones elctricas
de transmisin, los extremos de este bus deben estar terminados con
unos aco-pladores de impedancia elctri-ca o terminadores, especfi
cos para el tipo de cable de que se trate. Son tpicos los cables
coaxiales RG-58 con terminado-res de 50 .
La ruptura del bus impide total-mente la comunicacin entre dos
nodos de la red, lo que hace que esta topologa sea muy sensible a
las averas en los cables o a problemas en las conexiones de los
nodos a la red. Es convenien-te, por tanto, que los cables de datos
vayan protegidos conve-nientemente.
Ampliacin
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1Caracterizacin de redes locales
d 7. Familias de protocolosEl estudio de las tecnologas de redes
se simplifica estructurando las distintas tecnologas involucradas
en las comunicaciones en familias de protocolos de comunicacin en
las que se definen perfectamente las relaciones de unos con
otros.
d 7.1. Conceptos preliminares
Es habitual que los protocolos estn expuestos pblicamente como
normativas o reco-mendaciones de las asociaciones de estndares. Los
fabricantes que se ajustan a estas normativas tienen la seguridad
de ser compatibles entre s en aquellos aspectos regula-dos por el
protocolo.
s A. El concepto de capa o nivel
Con el fin de simplificar la complejidad de cualquier red, los
diseadores de redes han convenido estructurar las diferentes
funciones que realizan y los servicios que proveen en una serie de
niveles o capas.
Adems, en esta estructuracin tambin se consiguen normalizar o
estandarizar las tcnicas de comunicacin favoreciendo la
conectividad entre equipos de diversos fabri-cantes que comparten
estndar.
Las capas estn jerarquizadas. Cada capa se construye sobre su
predecesora. El nmero de capas y, en cada una de ellas, sus
servicios y funciones varan con cada tipo de red. Sin embargo, en
cualquier red, la misin de cada capa es proveer servicios a las
capas superiores hacindoles transparentes el modo en que esos
servicios se llevan a cabo. De esta manera, cada capa debe ocuparse
exclusivamente de su nivel inmediatamente inferior, a quien
solicita servicios, y del nivel inmediatamente superior, a quien
devuelve resultados.
Act iv idades
10. Identificacin de la topologa de red de una instalacin
real.Seguimos trabajando sobre la instalacin de red de rea local de
ejercicios anteriores. Ahora identifica los rasgos topolgicos de la
red. Si es una red grande, ten en cuenta que probablemente la
instalacin no siga una topolo-ga concreta y perfectamente definida,
sino que participar de una mezcla de topologas bsicas.
11. Comenta qu problemas se pueden generar en una red de cada
topologa estu-diada cuando se rompe uno de los segmentos de red,
por ejemplo, la conexin entre dos estaciones contiguas en un
anillo, el bus de una red en rbol, etc.
12. Cmo se llaman los estndares de la red Ethernet? Y el de la
red Token Ring?
Ejemplo
Imaginemos un viaje en tren. El viajero debe adquirir un
billete, utiliza un servicio concreto. Pero para llegar a su
destino no basta con adquirir el billete. La compaa ferroviaria
debe con-ducirle al tren y situarle en su asiento. A su vez, el
tren requiere fl uido elctrico procedente de la compaa elctrica
para que se pueda producir el fenmeno del transporte. Cada uno de
estos
acontecimientos pertenece a una capa. Solo pueden solicitarse
servicios a las capas adyacentes, por ejemplo, el viajero no puede
pedir a la compaa elctrica el fl uido, solo el tren es el que est
capacitado para alimentarse elctricamente de los tendidos de tensin
elctrica.
Protocolo: es un conjunto de reglas perfectamente organi-zadas y
convenidas de mutuo acuerdo entre los participan-tes en una
comunicacin, cuya misin es regular algn aspecto de esta.
Vocabulario A
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Caracterizacin de redes locales1
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s B. La interfaz entre capas
Hemos asentado que dos capas consecutivas establecen relaciones
de comunicacin. Podemos afirmar que estas relaciones son las nicas
que existen en las redes estructu-radas como sucesin ordenada de
capas. Esto nos lleva a definir el modo en que cada capa negocia
los servicios y se comunica con las capas adyacentes. Llamamos
interfaz o interface de capa a las normas de intercomunicacin entre
capas.
s C. La arquitectura de una red
La arquitectura de red es el conjunto organizado de capas y
protocolos que la red utiliza para producir sus comunicaciones
entre nodos.
Esta organizacin de la red debe estar suficientemente clara como
para que los fabri-cantes de software o hardware puedan disear sus
productos con la garanta de que funcionarn en comunicacin con otros
equipos que sigan las mismas reglas, es decir, sern
interoperables.
Se dice que dos equipos son interoperables cuando siendo de
distinta tecnologa o de distintos fabricantes funcionalmente
compatibles entre s.
Obsrvese que no se han incluido en la arquitectura los
interfaces. Ello es debido a que la estructura de capas los oculta
totalmente. Un interface concreto requiere ser conocido
exclusivamente por las dos capas adyacentes a las que separa.
s D. Los sistemas abiertos
El concepto de sistema abierto fue propuesto inicialmente por la
ISO (Internacional Organization for Standardization) como aquel
sistema compuesto por uno o ms or-denadores, el software asociado,
los perifricos, los procesos fsicos, los medios de transmisin de la
informacin, etc., que constituyen un todo autnomo capaz de realizar
un tratamiento de la informacin.
d 7.2. Familias de protocolos usuales
OSI define un modelo de referencia para el estudio de las redes
del que nos ocupare-mos ms adelante en profundidad. Sin embargo,
las redes comerciales no son totalmen-te OSI, participan de su modo
de estructurar los protocolos, pero cada compaa disea la red de
acuerdo con las tecnologas de las que es propietaria.
Aqu vamos a registrar unas breves referencias de algunas de
estas familias ms comu-nes, aunque la ms extendida desde el
advenimiento de Internet es, sin duda alguna, la familia
TCP/IP.
s A. Familia NetWare
NetWare, fabricado por Novell, ha sido el sistema operativo de
red ms utilizado a nivel mundial. Su alto rendimiento, su capacidad
de crecimiento (escalabilidad) y, funda-mentalmente, la optimizacin
de los recursos requeridos tanto en las estaciones clientes como en
las servidoras, han promocionado su utilizacin masiva.
En el ejemplo del epgrafe ante-rior, existe una forma concreta
de solicitar un billete: hay que dirigirse a la ventanilla, esperar
un turno, solicitar un destino, etc. Para subirse al tren hay que
averiguar el nmero de andn, desplazarse hasta el mismo, bus-car el
asiento, etc.
Ejemplo
En la prctica profesional es muy importante fi jarnos en cmo los
distintos elementos de la red proporcionados por los fabri-cantes
cumplen con los estnda-res internacionales. En ocasio-nes, se
venden dispositivos que implementan una funcionalidad no recogida
en un estndar concreto que an est en fase de aprobacin. En este
caso, hay que asegurarse de que el dispositivo se podr actualizar
al nuevo estndar una vez que haya sido terminado de defi nir y
aprobado por las organiza-ciones internacionales de estn-dares.
Consejo
-
17
1Caracterizacin de redes localesLos servidores NetWare han sido
tradicionalmente dedicados, es decir, no pueden ac-tuar como
clientes. El resto de las estaciones son exclusivamente clientes de
estos servi-dores. NetWare utiliza un protocolo propietario
desarrollado por Novell, denominado IPX/SPX (Internetwork Packet
eXchange/Sequenced Packet eXchange, Intercambio de paquetes entre
redes/Intercambio secuencial de paquetes), derivado de la red de
Xerox XNS (Xerox Network Service, Servicio de red de Xerox) de
Xerox.
Algunos sistemas operativos como Windows, incorporan protocolos
clnicos del IPX. En concreto los sistemas de Microsoft lo llaman
NWLink (Figura 1.4).
NWLink no basta para beneficiarse de los servicios
proporcionados por un servidor NetWare. IPX o NWLink son protocolos
equivalentes de la capa de red en OSI. Para conseguir la utilizacin
de los servicios necesitan crear sesiones basadas en estos
ser-vicios, lo que se consigue incorporando un REDIRECTOR. En
estaciones Windows, este redirector se denomina Servicio cliente de
NetWare (Figura 1.5), aunque Windows Vista ya no incorpora los
protocolos de la red NetWare de modo nativo.
Fig. 1.4. Instalacin y confi guracin de los protocolos NetWare
en una estacin Windows XP.
Fig. 1.5. Instalacin y confi guracin de redirectores de red para
redes NetWare (a la izquierda) y para redes Microsoft (a la
derecha) en una estacin Windows conviviendo sobre la misma interfaz
de red.
Protocolo NetWare sobre Windows Nmero que identifica la red
En la figura de la izquierda se ven instalados los protocolos
IPX/SPX propios de la red Net-Ware (NWLink en Microsoft) y TCP/IP.
Obsrvese que ambos protocolos pueden convivir perfectamente sobre
el mismo interfaz de red (en nuestro caso una tarjeta de red
Broadcom NetXtreme).
A la derecha configuramos un nmero de red, que la identi-fica
unvocamente y adems elegimos el tipo de trama (ni-vel 2 de OSI) que
escuchar nuestra red.
-
Caracterizacin de redes locales1
18
s B. Familia NetBeui
Microsoft dispone de diversos sistemas operativos para resolver
las comunicaciones en las redes de rea local, todos ellos pensados
para convivir en una red. Los sistemas ope-rativos de Microsoft son
una base para la construccin de redes entre iguales utilizando
NetBeui, que es un protocolo desarrollado por IBM en 1985.
Algunos protocolos se encargan exclusivamente de la manipulacin
de datos, otros en cambio, se ocupan del intercambio de mensajes
entre las aplicaciones de red. NetBeui es un protocolo que controla
tanto los datos como los mensajes entre aplicaciones. Cuando un
sistema operativo de red implementa el protocolo NetBeui, los
servicios son alcanzados a travs del interfaz NetBIOS que acta como
su REDIRECTOR nativo.
Fig. 1.6. Instalacin y confi guracin del interfaz NetBIOS para
redes NetWare y TCP/IPen Windows.
Como NetBIOS es una interfaz de software que separa dos niveles
de red, puede recibir peticiones de las capas superiores de la red
y comunicar con los niveles inferiores con independencia de la
tecnologa de estas capas inferiores. Por ello, si el fabricante del
software de la red lo ha programado, podr utili-zarse el interfaz
NetBIOS en su red. En el caso de la figura, se ha conectado NetBIOS
tanto a la red NetWare (NWLink) como a la red TCP/IP.
s C. Familia AppleTalk
AppleTalk es el nombre de la red entre iguales, diseada por
Apple Computer Corpora-tion, para su utilizacin en ordenadores
Macintosh. El diseo original se pens para per-mitir la comparticin
de ficheros y de impresoras entre los usuarios de la red de modo
que su configuracin fuera muy sencilla y permitiera a cualquier
usuario no experto en redes beneficiarse de los servicios de
red.
El primer diseo de AppleTalk fue una sencilla red que resolva la
conexin de un Macin-tosh a una impresora. Sin embargo, con
AppleTalk se pueden confeccionar redes muy amplias y complejas.
Apple siempre ha tratado de conservar la facilidad de instalacin y
configuracin en sus desarrollos liderando la tecnologa Plug &
Play.
Actualmente el sistema operativo de Apple est fundamentado en un
ncleo UNIX y, por tanto, sin abandonar totalmente AppleTalk, la red
nativa que incorpora es una red TCP/ IP, que es la especfica de los
sistemas UNIX.
Actualmente, aunque todos los sistemas Windows de Microsoft
hablan NetBeui, lo ms fre-cuente, adems de recomen-dado, es
construir redes de sis-temas de Microsoft utilizando TCP/IP,
protocolo que tambin incorporan como nativo.
Truco
Plug & Play o enchufar y listo: es una tecnologa que han
incor-porado muchos fabricantes de dispositivos que facilitan la
labor de configuracin a los usuarios al conseguir que los parmetros
necesarios se asignen de modo automtico evitando colisiones entre
los distintos dispositivos de hardware. Un ejemplo usual de
dispositivo plug & play es el pen-drive que se conecta al
puerto USB de un PC.
VocabularioA
-
19
1Caracterizacin de redes locales
Fig. 1.7. Instalacin y confi guracin de la red TCP/IP en Windows
y en Linux.
s D. Familia TCP/IP
El sistema operativo UNIX se ha comunicado en red utilizando un
conjunto de protocolos que se ha extendido mundialmente. De hecho,
esta familia de protocolos se ha conver-tido en un estndar de
facto.
La tecnologa TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet
Protocol, Protocolo de con-trol de la transmisin/Protocolo de
Internet), est definida en un conjunto de documentos denominados
RFC (Request For Comments) o Peticin de comentarios.
La importancia de TCP/IP es tan grande que la mayor parte de las
redes hablan TCP/IP, sin perjuicio de que adems puedan incorporar
otras familias nativas de protocolos. En este libro la mayor parte
de los ejemplos sobre configuracin de redes se llevarn a cabo
siguiendo la tecnologa propuesta por esta familia de protocolos,
por ello, le prestaremos mucha ms atencin.
Direccin IP, mscara de redy puerta de enlace
Direccin IP, mscara de redy puerta de enlace
Interfaz de red
Interfaz de red
Eleccin del protocolo TCP/IP
Invest igacin @Cuando en la prctica profesional se deben
adquirir dispositivos de red o decidir sobre los sistemas
operativos que se instalarn en los equipos es frecuente tener que
tomar las decisiones en funcin de los protocolos que admiten. Todos
estos protocolos estn recogidos en los RFC, por eso es conveniente
que te familiarices con este tipo de documentos leyendo algunos de
ellos. Puedes encontrar informacin por la voz request for
comments en Wikipedia. En la web http://www.faqs.org/rfcs/
puedes encontrar muchos de estos documentos. Por ejemplo, el
comentario RFC 821, que puedes leer en la web anterior
(http://www.faqs.org/rfcs/rfc821.html) y que fue publicado en 1982
explica cmo es el protocolo SMTP utilizado en el envo de correo
electrnico.
RFCS o Request For Comments son un conjunto de comenta-rios
sobre Internet que comen-zaron a publicarse en los albo-res de
Internet (originalmente ARPANET) en 1969 y que reco-gen propuestas
de estandariza-cin de protocolos de red. Se pueden encontrar en
www.ietf.org o en www.rfc-editor.org.
Vocabulario A
-
Caracterizacin de redes locales1
20
d 8. El modelo de referencia OSIOSI es el nombre del modelo de
referencia de una arquitectura de capas para redes de ordenadores y
sistemas distribuidos, propuesta por la ISO como estndar de
interco-nexin de sistemas abiertos.
d 8.1. Descripcin bsica de OSI
OSI realmente no es una arquitectura de red sino un modelo de
referencia, es decir, un punto de mira desde el que calibrar cmo
deben relacionarse unas redes con otras por contraste con un modelo
terico, que es OSI. El modelo propuesto por OSI estructura los
servicios de red en siete capas o niveles.
La primera capa es la ms cercana al medio fsico de transmisin
mientras que la spti-ma capa es la ms cercana a las aplicaciones de
usuario.
Cuando un usuario necesita transmitir datos a un destino, el
sistema de red va aadien-do informacin de control (cabeceras) para
cada uno de los servicios que utilizar la red para ejecutar la
orden de transmisin.
Act iv idades
13. Identificacin de las familias de protocolos de una red de
rea local.Sobre la red de rea local objeto de nuestro estudio en
estos ejercicios, iden-tifica las familias de protocolos que se
utilizan en las comunicaciones entre nodos. Para ello debers
iniciar una sesin en cada ordenador, especialmente en los
servidores, para averiguar los protocolos de red instalados a
partir de las fichas de caractersticas de conexiones de red.
14. Cul es la familia de protocolos de red ms utilizada en la
actualidad?
15. Qu es y para qu sirve un RFC?
16. Cul es el protocolo de red nativo para las redes de
ordenadores de Micro-soft? Puede convivir este protocolo con otros
de otras familias?
7 Nivel de aplicacin
6 Nivel de presentacin
5 Nivel de sesin
4 Nivel de transporte
3 Nivel de red
2 Nivel de enlace
1 Nivel fsicoBits
Trama
Paquete
Segmento o TPDU
SPDU
PPDU
APDU
Datos de usuario
AH 7
PH 6
SH 5
TH 4
NH 3
DH 2 DT
Bits 1
Fig. 1.8. Cabeceras asociadas a cada nivel OSI (a la izquierda)
y su correspondenciaen la jerarqua de niveles del modelo OSI (a la
derecha).
-
21
1Caracterizacin de redes localesLas cabeceras que cada capa aade
a los datos que le llegan de su capa inmedia-tamente superior
llevan la informacin de control necesaria para el interfaz y para
la propia capa.
Estas cabeceras, que son especficas en cada nivel, reciben los
nombres de AH (Appli-cation header), PH (Presentation header), etc.
El nivel 2 incorpora dos campos uno de inicio DH y otro de final
DT, que delimitan la trama.
Cada nivel maneja una unidad de datos que coincide con la
informacin que le pasa la capa inmediatamente superior junto con
las cabeceras que la propia capa inserta para el gobierno de la
comunicacin con su capa homloga en el ordenador de destino. En la
Figura 1.8 derecha, se enumeran los nombres especficos que reciben
algunas de es-tas unidades de datos. Cada nivel tiene su propia
unidad de datos de protocolo: APDU (Application Protocol Data Unit)
en el nivel de aplicacin, PPDU (Presentation Protocol Data Unit),
etc.
Los siete niveles de OSI reciben los siguientes nombres de menor
a mayor: fsico, enlace, red, transporte, sesin, presentacin y
aplicacin.
d 8.2. Niveles OSI orientados a la red
Los niveles inferiores estn ms prximos a la red, de hecho la
capa fsica se ocupa del hardware. Se dice que las capas fsica, de
enlace y de red estn orientadas a la red. Al subconjunto de estas
tres capas inferiores se le llama subred.
s A. El nivel fsico o nivel 1
La capa fsica se ocupa de definir las caractersticas mecnicas,
elctricas, funcionales y de procedimiento para poder establecer y
liberar conexiones entre dos equipos de la red. Es la capa de ms
bajo nivel, por tanto, se ocupa de las transmisiones de los
bits.
Por ejemplo, debe garantizar la compatibilidad de los
conectores, cuntos pines tiene cada conector y la funcin de cada
uno de ellos, el tipo de sistema de cableado que utilizar, la
duracin de los pulsos elctricos, la modulacin si la hubiera, el
nmero de voltios de cada seal, el modo de explotacin del circuito,
etc.
s B. El nivel de enlace de datos o nivel 2
La misin de la capa de enlace es establecer una lnea de
comunicacin libre de errores que pueda ser utilizada por la capa
inmediatamente superior: la capa de red.
S M R _ R L _ A A b a d _ 0 1 _TiposServiciosOSI.doc
Documento que contiene infor-macin sobre:
1. Servicios orientados a la conexin.
2. Servicios sin conexin o de datagramas.
CEO
Ejemplo
Si deseamos enviar un mensaje en papel y es necesario
segmentarlo en diversas porciones, cada trozo deber ir acompaado de
una etiqueta identifi cativa con el fi n de poder recons-truir en
el destino el mensaje original. La informacin de numeracin de estas
etiquetas podra ser la cabecera de cada porcin (Figura 1.8,
izquierda).
-
Caracterizacin de redes locales1
22
Como el nivel fsico opera con bits, la capa de enlace debe
fraccionar el mensaje en bloques de datos de nivel 2 o tramas
(frames). Estas tramas sern enviadas en secuencia por la lnea de
transmisin a travs de los servicios de transmisin que ofrece la
capa fsica, y quedar a la escucha de las tramas de confirmacin que
genere la capa de enlace del receptor.
El nivel de enlace tambin se ocupar del tratamiento de los
errores que se produzcan en la recepcin de las tramas, de eliminar
tramas errneas, solicitar retransmisiones, descartar tramas
duplicadas, adecuar el flujo de datos entre emisores rpidos y
recep-tores lentos, etc.
s C. El nivel de red o nivel 3
La capa de red se ocupa del control de la subred. La principal
funcin de este nivel es la del encaminamiento, es decir, el
tratamiento de cmo elegir la ruta ms adecuada para que el bloque de
datos del nivel de red (paquete) llegue a su destino. Cada destino
est identificado unvocamente en la subred por una direccin.
Otra funcin importante de esta capa es el tratamiento de la
congestin. Cuando hay muchos paquetes en la red, unos obstruyen a
los otros generando cuellos de botella en los puntos ms sensibles.
Un sistema de gestin de red avanzado evitar o paliar estos
problemas de congestin.
Fig. 1.9. Modelo de comunicaciones entre capas para los niveles
OSI orientados a la red.
Un protocolo est en el mismo nivel de red tanto en el emisor
como en el receptor. Esto supone que la comunicacin en el ni-vel
fsico es vista por el nivel de red N como si la comunicacin se
llevara a cabo mediante un pro-tocolo de comunicacin virtual de
nivel N. As por ejemplo, en la capa de red, el emisor interpreta
que est utilizando una comunicacin mediante un protocolo de red,
aun-que la nica comunica-cin real es la transmisin fsica.
Entre el emisor y el receptor se establecen comunicaciones
utilizando protocolos determinados. El mismo protocolo debe estar
representado tanto en el emisor como en el receptor.
Capa fsica
Interfaz capas 2/1
Capa de enlace
Interfaz capas 3/2
Capa de red
Capa fsica
Interfaz capas 2/1
Capa de enlace
Interfaz capas 3/2
Capa de redProtocolo de red
Protocolo de enlace
Protocolo fsico
EMISOR RECEPTOR
Encaminamiento o enrutamien-to: es la tcnica por la que se
evalan y deciden las rutas disponibles para transportar un paquete
de datos desde su ori-gen en una red hasta su destino en otra red
distinta. En la jerga profesional, se suele decir por dnde sale el
paquete?
VocabularioA
-
23
1Caracterizacin de redes locales
d 8.3. La capa de transporte
La capa de transporte es una capa de transicin entre los niveles
orientados a la red (subred) y los niveles orientados a las
aplicaciones.
La capa de transporte lleva a cabo las comunicaciones entre
ordenadores peer to peer, es decir, es el punto en donde emisor y
receptor cobran todo su sentido: un programa emisor puede conversar
con otro receptor. En las capas inferiores esto no se cumple. Por
ejemplo, en el nivel inferior hay transporte de tramas, pero puede
ser que para llegar al receptor haya que pasar por varios
ordenadores intermedios, que redirijan las comunicaciones o que
cambien de red los diferentes paquetes, etc. En el nivel de
trans-porte estos sucesos se hacen transparentes: solo se
consideran fuente, destino y tipo de servicio solicitado.
d 8.4. Niveles OSI orientados a la aplicacin
Las capas situadas por encima de este nivel de abstraccin del
transporte estn orien-tadas a las aplicaciones y, por tanto, la
terminologa utilizada est exenta de todo lo que tiene que ver con
el transporte de datos, se centra ms bien en las funciones de
aplicacin.
s A. El nivel de sesin o nivel 5
Esta capa permite el dilogo entre emisor y receptor
estableciendo una sesin, que es el nombre que recibe las conexiones
en esta capa. A travs de una sesin se puede llevar a cabo un
transporte de datos ordinario (capa de transporte). La capa de
sesin mejora el servicio de la capa de transporte.
s B. El nivel de presentacin o nivel 6
La capa de presentacin se ocupa de la sintaxis y de la semntica
de la informacin que se pretende transmitir, es decir, investiga en
el contenido informativo de los datos. Esto es un indicativo de su
alto nivel en la jerarqua de capas.
Si deseamos transferir un fi chero por una lnea telefnica que
por su excesivo volumen tardar una hora en efectuar el transporte,
y la lnea telefnica tiene cadas cada quince minutos, ser imposible
transferir el fi chero. La capa de sesin se podra encargar de la
resincronizacin de la transferencia, de modo que en la siguiente
conexin se transmitieran datos a partir del ltimo bloque
transmitido sin error.
Ejemplo
Si el ordenador emisor utiliza el cdigo ASCII para la
representacin de informacin alfa-numrica y el ordenador receptor
utiliza EBCDIC, no habr forma de entenderse salvo que la red provea
algn servicio de conversin y de interpretacin de datos. Este es un
servicio propio de la capa de presentacin.
Ejemplo
-
Caracterizacin de redes locales1
24
Otra funcin de la capa de presentacin puede ser la de comprimir
los datos para que las comunicaciones sean menos costosas, o la de
encriptacin de la informacin que ga-rantiza la privacidad de la
misma.
s C. El nivel de aplicacin o nivel 7
Es la capa superior de la jerarqua OSI. En esta capa se definen
los protocolos que uti-lizarn las aplicaciones y procesos de los
usuarios. La comunicacin se realiza utilizan-do protocolos de
dilogo apropiados. Cuando dos procesos que desean comunicarse
residen en el mismo ordenador utilizan para ello las funciones que
le brinda el sistema operativo. Sin embargo, si los procesos
residen en ordenadores distintos, la capa de aplicacin disparar los
mecanismos necesarios para producir la conexin entre ellos,
sirvindose de los servicios de las capas inferiores.
Fig. 1.10. Ficha de confi guracin para que una transmisin de
datos por telfono comprima las cabeceras del protocolo PPP,
servicio tpico del nivel de presentacin en el modelo de red OSI.La
eleccin de la puerta de enlace es una funcin utilizada por la capa
4 de red, que deber ser resuelta por el nivel 3.
Funcin de nivel OSI 3(transporte)
Funcin de nivel OSI 6(presentacin)
Si un usuario de la red quiere comunicarse con otro en la misma
o distinta red, elegir un sistema de comunicacin concreto sobre el
que pueda intercambiar mensajes. Por ejemplo, podra hacerlo
mediante el correo electrnico o a travs de un sistema de mensajera
electrnica instantnea; tambin podra elegir una
aplicacin de transmisin de voz; si tuviera que transmitir
infor-macin grfica podran compartir una pizarra digital, etc. Cada
uno de estos sistemas utilizar su propio conjunto de protocolo de
aplicacin de nivel 7.
Ejemplo
17. Si OSI es un modelo de arquitectura que no se utiliza
comercialmente, por qu es tan importante conocer este modelo con
cierta profundidad?
18. Cmo se llaman los siete niveles OSI?
19. Describe una caracterstica concreta de cada uno de los
niveles OSI.
20 Qu es una trama de red? Y un paquete de red? Y una N-PDU?
Act iv idades
-
25
1Caracterizacin de redes locales
Contina...
Analoga del modelo OSI con una operacin de distribucin
logstica
Este ejemplo pretende describir con la mayor precisin las
funcio-nalidades de los niveles OSI con una analoga de la actividad
humana ordinaria. El ejemplo consistir en descomponer en fases el
transporte de una mercanca desde el lugar de produccin hasta el
lugar de venta. Supongamos que una cooperativa agr-cola tiene como
cliente habitual un mercado de abastos de fruta
situado en una ciudad de otro pas. Las frutas deben ser
recogi-das en la cooperativa y trasladadas al mercado de
abastos.
Vamos a descomponer el proceso de transporte tal y como es visto
por la cooperativa clasifi cando los eventos producidos por analoga
en las diferentes capas de OSI. Los datos que apare-cern, aunque
son orientativos y tienen un fi n exclusivamente didctico, pueden
sernos tiles para clarifi car los conceptos abstractos.
Ejemplo
Eventos Observaciones
Nivel 7o de aplicacin
La cooperativa recoge los frutos que aportan los agricultores,
negocia un precio de venta con el mercado de abastos y decide
proceder al transporte de la mercanca.
Este evento est en contacto directo con los usuarios de la
comunicacin: el comprador y el vendedor. La aplicacin sera una
operacin comercial de compraventa, que no se puede llevar a cabo
sin un fenmeno de transporte.
Nivel 6o de presentacin
Una vez recogidas las frutas deben empaque-tarse y presentarse
como cestas con un peso bruto determinado. Adems hay que colocar
las cestas de modo que ocupen un espacio m-nimo con el fin de
facilitar el transporte. Las cajas con las cestas van
precintadas.
Este evento se ocupa de que las frutas tengan un aspecto
(presentacin) determinado cara al consumidor. Adems lleva
incorporado un pro-ceso de compresin para facilitar el transporte.
El precinto de cada caja sirve de encriptacin, hace que la carga
tenga privacidad.
Nivel 5o de sesin
El comprador y el vendedor se ponen de acuer-do en enviar todos
los lunes, mircoles y viernes 10 toneladas de fruta, sin embargo,
la semana que viene habr una excepcin: el viernes es festivo y la
fruta se transportar en lunes, mir-coles y jueves. Los pagos se
harn con letras de cambio con un vencimiento a treinta das.
En este evento se abre una sesin en que se especifica cmo sern
los envos, es decir, se establece el dilogo sobre cmo proceder para
efectuar el transporte. Adems se negocia el sistema de pago.
Nivel 4o de transporte
Ya es lunes. Hoy hay que efectuar un transporte de fruta.
Llamamos a la compaa de transpor-tes para que recoja la fruta. Se
compromete a entregar la fruta en el mercado de abastos en el plazo
fijado de antemano y en las debidas condiciones de salubridad.
Comprueba que el terminal de descarga del mercado de abastos tiene
previsto que llegar una carga de fruta de diez toneladas en pocas
horas.
En este evento se efecta una conexin. Se ne-gocia la calidad de
servicio con parmetros como el plazo de entrega de la carga, el
buen estado de la misma, etc. Para cumplir el pla-zo de entrega la
capa inmediatamente inferior deber elegir medios de comunicacin
apro-piados, suficientemente rpidos (avin o vas terrestres amplias
y poco congestionadas, etc.). Adems comprueba que el destinatario
puede ofrecer este servicio: en el mercado hay un lu-gar para la
fruta.
-
Caracterizacin de redes locales1
26
. . .Cont inuacin
Ejemplo
Eventos Observaciones
Nivel 3o de red
La compaa de transportes determina las rutas posibles para
efectuar el traslado de la carga, as como la tecnologa de
transporte ms ade-cuada. Elige el siguiente sistema: cinco
tonela-das viajarn en avin y las otras cinco toneladas por
carretera en camin. Adems se decide el rumbo que debe seguir el
avin para evitar una zona de borrasca y las carreteras apropiadas
para evitar atascos de trfico. La carga que ir en avin debe
empaquetarse en un contenedor especial para la bodega del avin. La
carga que viaja por carretera se empaqueta en ca-jas de cartn
acinturadas con plstico. Tanto el contenedor areo como cada una de
las cajas llevan adheridas las etiquetas que identifican al
aeropuerto de destino, o la direccin del termi-nal de descarga
destinatario.
En este evento se estudian las rutas. A partir de esta capa ya
se tienen en cuenta las tecnolo-gas fsicas o lgicas de bajo nivel
que sern utilizadas para producir el fenmeno de trans-porte. Se
seleccionan las rutas ms adecuadas. Hay un fraccionamiento de la
carga por ne-cesidades del servicio de transporte. La carga se
encapsula de un modo apropiado para la tecnologa de transporte.
Adems cada unidad de carga (contenedor o caja) lleva la direccin de
origen y destino (aeropuerto o mercado, que es donde llegan los
medios de transporte). Adems las rutas han sido elegidas de acuerdo
con ciertos criterios de eficacia: poca conges-tin de trfico,
mejora en las condiciones de vuelo, etc.
Nivel 2o de enlace
Al contenedor de avin se le aade un control de seguridad, se
observa que tiene un peso ex-cesivo y se reparte en dos
contenedores ms pequeos. Se instalan uno a cada lado de la bodega
de la aeronave para distribuir propor-cionalmente la carga. A la
otra mitad de la car-ga, la que viaja por carretera, se la
distribuye en diez camiones frigorficos. Cada uno se pre-cinta por
seguridad. Cada unidad de carga lle-va su etiquetado de origen y
destino. Cada ca-min registra la temperatura habida en el viaje. Si
no es la prevista, el termmetro del camin frigorfico servir de
prueba para declarar in-servible la carga y pedir una nueva
carga.
En este evento se expresa el equivalente a los controles de
errores: el termmetro, los precin-tos de seguridad, etc. La carga
ha de repartirse para hacer posible el transporte en ese avin
concreto en el que viajar o en los camiones fri-gorficos, que
tienen una tara y un peso mximo autorizado, es decir, debemos
ajustarnos a la tecnologa concreta de bajo nivel que se utiliza-r.
Si se ha producido error se pedir una devo-lucin y reposicin de la
carga (retransmisin).
Nivel 1o fsico
Tanto el avin por va area como los camio-nes por va terrestre,
transportarn la carga al lugar de destino.
Aqu es donde se produce realmente el trans-porte de la
carga.
-
27
1Caracterizacin de redes locales
d 9. Elementos de la redCon este epgrafe vamos a terminar de
componer el mapa de conocimientos necesarios para el tcnico de
redes. Ya se ha estudiado la necesidad de la red y los problemas
que viene a resolver, los estndares a los que se acogen estas
redes, sus tipos y topologas. Nos falta por completar una lista con
los elementos que componen estas redes y que se irn estudiando con
detalle en las siguientes unidades.
d 9.1. El cableado, la conectorizacin y los espacios en los que
se localiza fsicamente la red
Es el elemento ms especfico de la red aunque en ocasiones, como
en el caso de las redes inalmbricas, es inexistente y se sustituye
por antenas de radiacin.
El cableado puede ser de cobre o de fibra ptica, pero no solo
nos hemos de fijar en los cables, sino tambin en los conectores. No
todos los conectores pueden ser termi-nadores de cualquier cable.
Cada tipo de cableado lleva su propio sistema de
conec-torizacin.
d 9.2. Los dispositivos especficos de red
Son mquinas altamente especializadas en alguna funcin de red.
Algunos de estos dispositivos trabajan en alguno de los niveles de
red, pero otros absorben funciones de ms de una capa.
Entre estos dispositivos estn los mdems para realizar conexiones
remotas mediante lneas telefnicas, concentradores y repetidores
para regenerar la seal elctrica en dis-tintos segmentos de red,
conmutadores para el intercambio selectivo de tramas de datos entre
diferentes segmentos de la red, encaminadores para transportar
paquetes entre redes y, por ltimo, las pasarelas, que son los
dispositivos que operan en los niveles ms altos de OSI. Algunos
ejemplos de pasarelas podran ser los dispositivos de filtrado de
contenidos de Internet, analizadores de antivirus, pasarelas de
telefona, cortafuegos, analizadores de intrusos, etc.
Servidor Web,FTP, Correo,MySQL y Jabber
ServidorAntiSpamy AntiVirus
Equipo salnMultifuncin
Porttil deGemma
Punto deaccesoinalmbrico
Router
Internet
Porttil deSergio
Fig. 1.11. Esquema de una red domstica real en la que se signifi
can los diferentes elementos de la red.
El sistema de cableado tiene que recorrer los recintos sobre los
que se asientan los ordena-dores que deben comunicarse entre s.
Esto defi ne un conjunto de espacios, armarios y cuar-tos de
comunicaciones en los que se instalan algunos disposi-tivos de red
especializados y se practica parte de la conectori-zacin
estructurando el sistema de cableado.
Ampliacin
-
Caracterizacin de redes locales1
28
d 9.3. Nodos de la red
Los nodos pueden estar conectados a la red mediante cable o de
modo inalmbrico. Cada nodo requiere al menos un interfaz de red que
es soportado mediante una tarjeta de red o, de un modo ms general,
algn dispositivo fsico sobre el que pueda interac-tuar el software
de la red. Estar tarjetas o dispositivos de red debern poseer el
interfaz apropiado para la conexin del cable o antena que una el
nodo al resto de la red.
d 9.4. Software de red
Todos los dispositivos activos en la red tienen que ejecutar
operaciones informticas avanzadas para cumplir lo establecido por
los protocolos de red por lo que tienen que tener una cierta
capacidad de proceso conducida por el software correspondiente. A
este software se le denomina software de red.
En el estadio superior se sitan las aplicaciones que
proporcionan los servicios avan-zados de la red, aunque estas
aplicaciones se proporcionan frecuentemente por los sis-temas
operativos: correo electrnico, mensajera electrnica, software de
colaboracin y publicacin electrnica, etc. En este nivel se
encuentran los programas cliente que manejan directamente los
usuarios de la red.
Algunas otras aplicaciones que se utilizan en diferentes niveles
son los gestores de red, los recopiladores de estadsticas,
analizadores de congestin, etc.
Fig. 1.12. Grfi cos proporcionados por NTOP, una aplicacin de
uso libre para gestionarlas estadsticas de trfi co de red.
Por extensin, nodo en Telemtica suele atribuirse a cualquier
dis-positivo activo conectado a una red. El trmino host suele
aso-ciarse a un nodo que aloja un servicio de red y que es
propor-cionado a los clientes a travs de la red a la que se
conecta, por ello, un host siempre es un nodo. Por ejemplo, son
nodos las estaciones cliente, los servi-dores, los encaminadores,
etc.
VocabularioA
Este software de red puede ser muy variado. En el nivel inferior
se posicionan los controladores de los interfaces de conexin, por
ejemplo, de las tarjetas de red o de los mdems. Por encima de este
software se debe ejecu-tar la parte del sistema operativo que
provee los servicios bsicos de comunicacin: confeccin de tramas,
recuperacin de errores, direccionamiento de red, enca-minamiento,
etc.
Ampliacin
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29
1Caracterizacin de redes locales
Comprueba tu aprendizaje
s 1. Conocer las fuentes de informacinde estndares
1.1. Ejercicio de refuerzoConsulta las sedes web de las
asociaciones de estn-dares ms importantes y elabora una jerarqua de
car-petas de hiperenlaces URL favoritos a las pginas de mayor
inters, de novedades, de recursos, etc.Puedes aadir estos
hipervnculos a tu carpeta de favo-ritos del explorador de Internet
que uses habitualmente porque los utilizars con frecuencia.
1.2. Ejercicio de investigacin: buscar informacin sobre un
protocolo concretoBusca en Internet informacin sobre los RFC de los
pro-tocolos SMTP, POP e IMAP que son utilizados por las
aplicaciones de gestin de correo electrnico. En qu nmeros de RFC se
detallan estos protocolos?
s 2. Identificar los distintos tipos de redes
2.1. CuestinClasifica las redes que intervienen en las
circunstancias que se citan a continuacin segn sean PAN, WAN, LAN,
MAN o WLAN. Razona la respuesta.a. Una conexin por mdem a
Internet.b. Un televisor recibe una transmisin televisiva por
cable.c. Un receptor de radio recibe por su antena la radiodi-
fusin de un programa musical.d. Un ordenador se conecta a una
red para imprimir
por una impresora de red.e. Una agenda electrnica sincroniza el
correo electr-
nico utilizando Bluetooth.f. Varios usuarios comparten una
conexin a Internet
sin necesidad de cables.g. Dos campus universitarios en la misma
ciudad, pero
distantes, se conectan mediante fibra ptica.
2.2. CuestinA continuacin se va a especificar un conjunto de
palabras, siglas y acrnimos. Se trata de que relacio-nes cada uno
de ellos con los distintos tipos de redes. Razona la respuesta.a.
Wi-Fi.b. Ethernet.c. Frame-Relay.d. X.25.e. Token Ring.f. Ondas de
radio.
g. WiMAX.h. Bluetooth.
2.3. Ejercicio de refuerzo para actividad en grupoDescribe los
factores que haran necesaria la introduc-cin de una red de rea
local en el flujo de trabajo de una oficina bancaria. Se propone la
discusin de resul-tados en una tormenta de ideas.
s 3. Identificar los distintos elementos de una red
3.1. CuestinDe los elementos que se enumeran a continuacin, di
cules son dispositivos activos de interconexin de red y cules no.
Razona la respuesta.a. Encaminador.b. Punto de acceso inalmbrico.c.
Cable coaxial.d. Conmutador.e. Armario de comunicaciones.f. Disco
duro.g. Sistema operativo de red.h. Mdem.i. Conexin ADSL.j. Router
ADSL.
3.2. Ejercicio de refuerzo: descripcin de elementos y
utiliza-cin de herramienta grficaDibuja con una aplicacin
informtica de tratamiento de grficos un ejemplo hipottico de red en
el que aparezcan clientes, servidores, algunos dispositivos de red
que interconecten clientes con servidores, un encaminador para la
conexin a Internet, un punto de acceso inalmbrico y varios clientes
inalmbricos.Identifica cada elemento del grfico con su
corres-pondiente rtulo. En los nodos de red con sistema operativo
aade en un rtulo qu sistema operativo debe llevar.
s 4. Reconocer las distintas topologas de red
4.1. CuestinAverigua si son verdaderas o falsas las siguientes
afir-maciones:a. Una red en anillo es ms rpida que una red en
bus.b. Una red en bus en ms rpida que una red en anillo.c. La
rotura del anillo de una red impide totalmente la
comunicacin en toda la red.
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Caracterizacin de redes locales1
30
Comprueba tu aprendizaje
d. La rotura de un segmento de red en una red en rbol impide la
comunicacin en toda la red.
e. Una red en bus es muy sensible a la congestin pro-vocada por
exceso de trfico.
f. Una red en bus se adapta mejor a la estructura de cableado de
un edificio.
g. Una red en anillo se adapta mejor a la estructura de un
campus.
h. Todas las redes metropolitanas son anillos.
4.2. Ejercicio de refuerzo: descripcin de topologas y
utili-zacin de herramienta grficaUtilizando como herramienta una
aplicacin de grfi-cos, dibuja un ejemplo de cada tipo de topologa
que conozcas. Despus piensa algunas analogas y diferen-cias entre
esas topologas.
4.3. Ejercicio de refuerzo para actividad en grupoSobre las
redes diseadas en el ejercicio anterior pro-pn algn ejemplo
concreto de instalacin para cada una de esas topologas.
Comenta estas ideas en grupo para contrastar las dife-rentes
opiniones que se manifiesten.
Descubrirs que aunque hay topologas que se prestan ms que otras
a algunas circunstancias, no se puede afirmar rotundamente que a
cada topologa le corres-ponda un tipo de instalacin.
s 5. Conocer la composicin de la arquitectura de red estndar
OSI
5.1. Ejercicio de repasoRealiza un grfico que describa la
estructura de siete niveles de la arquitectura OSI para redes de
ordenado-res. Escribe en cada capa el nombre que la identifica y
agrpalas en funcin de que estn orientadas a la red o al
usuario.
5.2. Ejercicio de refuerzo: comprender bien cmo se estruc-tura
un modelo de capasImagina una estructura en forma de capas
semejante a la realizada en el texto para la cooperativa agrcola
que describa un proceso de distribucin de prensa escrita.Algunos
elementos que puedes considerar a la hora de estructurar las
operaciones de logstica de prensa escrita en capas son los
siguientes:a. Los peridicos deben estar impresos a cierta hora.b.
Se agrupan formando paquetes.c. El etiquetado de los paquetes de
peridicos describe
los destinos y las rutas de transporte.d. Los camiones que
transportan estos paquetes tienen
como destino ciudades.e. La distribucin a quioscos o puntos de
venta se realiza en
furgonetas desde la central de transporte de la ciudad.f. Se
puede considerar el proceso de devolucin de
peridicos no vendidos.