LAS REDES LO IMPORTANTE DE LA COMUNICACION
Una de las partes mas importante que tiene que ver en la carrera de sistemas, es directamente los computadores, lo relacionado con estos aparatos y dentro de sus funciones lo que conforma un sistema.
Es por eso que las redes nos ayudan a comunicarnos y a intercambiar información, entre dos personas o dos entidades, por medios de los computadores y que a la ves es pueden ser un sistema.
Como todo sistema de comunicación las redes tienen su fuente, transmisor y receptor, como también unos criterios esenciales;- La Presentación depende de que a mayor número de usuarios, más lenta va hacer la respuesta; los medios de trasmisión cada vez son mas rápidos, entre mas capacidad y velocidad de la computadora da lugar a mejores presentaciones, un Software bien diseñado además de procesar los datos, puede acelerar el proceso y hacer que la trasmisión sea mas efectiva y eficiente.
–La Fiabilidad depende que si una red falla constantemente es poco útil, cuando una red se recupera rápidamente es mas útil, para evitar el robo o perdida por cualesquier circunstancia, lo mejor es tener una copia de respaldo del software de red; a un nivel bajo podemos utilizar los códigos y las contraseñas, a un nivel mas alto los cifrados. Como es de nuestro conocimiento las redes son accesibles a sufrir ataques de virus por parte de las computadoras. En los momentos que vivimos las redes se han convertido en algo muy indispensable para algunas empresas y negocios como: Marketing y ventas, Servicios financieros, fabricación, Mensajeria electrónica, servicio de directorios, servicios de información, intercambio electrónico de datos, tele conferencias
Con relación a la historia ayuda a que se tenga mas conocimientos de donde nace y como fue su evolución y es así como inicia cuando los estados unidos la utiliza en el departamento de defensa, con la creación del ARPA surgen las investigaciones, la primera de ellas es mediante una delicada línea de 1200 bits por segundo, algo muy importante fue la convocatoria al concurso para construir la futura red, es así como se construye la red denominada ARPANET, esta compuesta por cuatro nodos, la primera comunicación entre 2 computadoras se realiza entre UCLA y Stanford en octubre de 1969, utilizándose paquetes mediante la implementación de interfaz message processors (IMP).
En 1970 se utilizan los protocolos Host-host se denominaba NCP siendo el procesador del actual TCP/IP que se utiliza en toda Internet , en 1971 la ARPANET esta compuesta por 15 nodos y 25 maquinas, en el 72 se elige la @ y se realiza la primera demostración publica y el primer Chat.
En el 73 se realiza la conexión internacional con Inglaterra, la implementación de uno de los protocolo mas importantes de las redes locales, cuenta con mas de 2000 usuarios con un 75 % de trafico para intercambio de correo electrónico, en el 75 se prueban los enlaces via satélite cruzando dos océanos con la prueba de TCP, Stanford, UCLA y UCL, se distribuye la primera version del programa UUCP del sistema operativo UNIX.
En el 80 se crean redes particulares como la CSNET, en el 82 nombran a TCP/IP como el conjunto de protocolos de comunicación de la ARPANET, en el 83 se unen países y redes creando la EARN.
En el 85 con la responsabilidad de la ISI en los nombres de dominio, se registran symbolics.com, cmu.edu, purdue, rice.edu, UCLA.edu y UK, el uso de Internet estaba limitado a interconexión, por la decisión de algunos gobierno fomentando en lagunas universidades el uso de Internet, se logro en el año de 1990 el rompimiento y se disparo su uso, ARPANET prácticamente desapareció.
En 1991 se lanzo la red mundial de Internet WWW (Word Wide Wed), los servicios como la Tv., la radio, la banca y la telefonía se van integrando a la red, el lenguaje java empieza a surgir, la tecnología como entorno virtual o el teléfono por Internet, la conexión con todo el mundo aprecio de llamada local y en si el Internet que tenemos ahora.
Es indispensable conocer que se las señales se trasmite mediante un medio de trasmisión, en forma de ondas electromagnéticas, y existen 2 : señales analógicas; forman una onda continua que cambia suavemente en el tiempo, la onda seno es la forma fundamental de una señal análoga y se pueden describir mediante 3 características: Amplitud, periodo o frecuencia y fase. Señales digitales; son discretas y tienen un número de valores definidos, es instantánea. Se pueden descomponer en un número infinito de ondas seno sencillas (armónicos), es por tal motivo que cuando se envía una señal digital, se esta enviando un número infinito de señales simples, con esto se puede decir que la digital posee mayor precisión ya que presenta 2 intervalos finitos.
Como también es prioritario conocer porque medio se realiza la transmisión y cual es el mas seguro y de mayor cobertura. Los Guiados o Dirigidos; son los que proporcionan un conductor de un dispositivo al otro, y se realizan por cables (pares trenzado, coaxial), utilizan conductores metálicos de cobre, la fibra óptica es de cristal o plástico y transporta señales en forma de luz.
No guiados, es la señal que se realiza sin cable o inalámbrico, las ondas electromagnéticas sin usar un conductor físico, si no que la señal se radian a través del aire, en el vacío las ondas electromagnéticas viajan a la velocidad de la luz. Entre estos tenemos: transmisión por microondas, ondas infrarrojas y milimétricas, por ondas de luz, satélite.
Para concluir, el tema es fundamental para todo estudiante de sistemas, ya que nos muestra en si como es una red, los medios de expansión de una señal y que se utiliza, ya que son los principios básicos para la comunicación.
CAPITULO3.- CLASES DE REDES
3.1 REDES DE AREA LOCAL ( LAN ).
Son privadas y se utilizan en un edificio o compañía, su extensión es de unos cuantos kilómetros, y el objeto es de compartir información.
Sus características son:
Tamaño, es restringido y limitado.
Tecnología de transmisión, consiste en un cable sencillo al cual están conectadas todas las maquinas.
Topología, operan a la velocidad de 10 a 100 Mbps, y experimentan pocos errores
3.1.1 CONEXIONES INTERNAS DE UNA LAN
Suelen estar formadas por ordenadores, impresoras o dispositivos de almacenamiento de datos como unidades de disco duro, las conexiones materiales son: cable de dos hilos de cobre o una fibra óptica, cable coaxial, por conexiones inalámbricas empleando trasmisores de infrarrojos. Un dispositivo de LAN puede emitir y recibir señales de todos los demás dispositivos, como también emplean protocolos para intercambiar información a través de una única conexión de compartida.
3.2 REDES DE AREA AMPLIA (wan)
E la que se extiende sobre un país, un continente, las maquinas se dedican a ejecutar programas de usuarios, llamadas maquinas Hosts y que están conectadas por una subred de comunicación, el trabajo de esta subred es conducir mensajes de una hosts a otra.
La subred tiene 2 componentes: Las Líneas de transmisión; llamados circuitos, canales o troncales, mueven bits de una maquina a otra.
Los elementos de conmutación, son computadoras especializadas que conectan 2 o mas líneas de trasmisión, casi toda WAN contiene numerosos cables o líneas telefónicas, que cada una se conecta a un enrutador. Una subred basada en el principio punto a punto (de enviar y reenviar o de paquete a conmutador, las únicas que no utilizan subredes para almacenar y reenviar son las que usan satélites.
3.3 REDES DE AREA METROPOLITANA (MAN)
Es la que se extiende a lo largo de una ciudad entera. Puede ser única como una red de televisión por cable, o la forma de conectar a un cierto numero de LAN en una red mayor ejemplo: una empresa puede utilizan una MAN, para conectar las LAN de todas las oficinas dispersas por la ciudad.
3.4 REDES PUNTO A PUNTO.
Son conexiones exclusivas entre terminales y computadoras con una línea directa, soporta una alta velocidad de trasmisión y la seguridad que presenta al no existir conexiones con otros usuarios, proporciona mucha flexibilidad ya que permite que cualquier computadora de la red comparta sus recursos. Posee restricciones en el desempeño y el numero de usuarios, la gran mayoría de los enlaces en línea de punto apunto son dúplex.
3.4 REDES DE DIFUSION
Estas redes tiene un solo canal de comunicaciones compartidos por todas las maquinas de la red, los mensajes cortos que envía una maquina son recibidos por todas las demás, el campo de dirección especifica a quien va dirigido y la maquina lo recibe y si no es para ella lo ignora, y si es para ella lo procesa. Como también ofrece la posibilidad de dirigir un paquete a todos los destinos colocando un código especial en el campo de dirección. Al trasmitirse este paquete cada maquina lo recibe y lo procesa (difusión broadcasting).
3.5 REDES CONMUTADAS
Los datos que entren se encaminaran hacia el destino conmutándolos de nodo a nodo, en esta comunicación conmutada se puede establecer:
1.- algunos nodos solo se conectan con otros nodos, su única tarea será la conmutación interna de los datos.
2.- los enlaces entre nodos esta normalmente multiplexados y esta por división de frecuencia (FDM) como por división en el tiempo (TDM).
3.- no hay un enlace directo entre cada posible pareja de nodos.
CAPITULO 4. PROTOCOLOS Y ARQUITECTURA DE RED
4.1 PROTOCOLOS
4.1.1 CONCEPTO; Designa un conjunto de reglas o convenios para llevar a cabo una tarea determinada, los elementos claves de un protocolo son:
Sintaxis: se refiere al orden en el cual se presentan los datos, es así como un protocolo sencillo podría esperar que los primeros 8 bits de datos fueran de dirección del emisor, los segundos 8 bits de dirección de receptor y el resto del flujo fuera del mensaje en si mismo.
Semántica: es el significado de cada sección de bits, por ejemplo una dirección identifica la ruta o el destino final del mensaje.
Temporizador: define 2 características: cuando se debería enviar los datos y con que rapidez deberían ser enviados.
4.1.2 FUNCIONES; No todos los protocolos realizan todas las funciones, estas funciones se pueden agrupar en:
Segmentación y Ensamblado, Encapsulado, Control de conexión, Envio ordenado, Control de flujo, Control de errores, Direccionamiento, Múltiplexación, Servicios de transmisión.
4.1.3 PROTOCOLO TCP/IP
Son los protocolos utilizados para el control de la transmisión en Internet; permite que diferentes tipos de ordenadores o computadoras se comuniquen a través de redes heterogéneas, este protocolo fue diseñado antes del modelo OSI. Por tanto los niveles no coincide con los del modelo OSI, consta de 5 niveles: físico, de enlace de datos, de red, de transporte y de aplicación, este nivel se puede considerar como una combinación de los niveles de sección, de presentación y de aplicación del modelo OSI.
4.2 ARQUITECTURA DE REDES
Conmutación de circuitos; crea una línea directa entre 2 dispositivos tales como teléfono o computadoras. Es un dispositivo con n entradas y m salidas que crea una conexión temporal entre enlace de entrada y de salida.
Conmutador plegado; de n-por-n puede conectar n líneas en modo full-duplex. Esta puede utilizar: por división el espacio; los caminos en el circuito están separados unos de otros espacialmente, por división en el tiempo; utiliza la múltiplexación por división en el tiempo para conseguir la conmutación. Algunas debilidades son: Es menos adecuada para datos y transmisión de voz, Poca velocidad de transmisión, Es flexible.
Conmutación de paquetes; los datos son transmitidos en unidades discretas denominados paquetes, la red establece la longitud del paquete, cada uno de esto no solo contiene datos, si no también una cabecera de información de control, son enviados por la red de un nodo a otro, en cada nodo, el paquete almacenado brevemente y encaminado de acuerdo a la información. Hay 2 enfoques tradicionales: Conmutación de paquetes basados en datagramas; en esta cada paquete es tratado en forma independiente de los otros. Incluso cuando el paquete representa únicamente un trozo de una transmisión de varios paquetes, la red trata al paquete como si solo existiera él. Conmutación de paquetes basada en circuitos virtuales; en esta se mantiene la relación de los paquetes que pertenecen a un mismo mensaje, estos viajan uno detrás del otro por una misma ruta. Estos se implementan de 2 formas: Virtual conmutado (SVC): se crea un circuito virtual cuando se nesecita y existe solo durante la dirección del intercambio especifico, ejemplo cuando la estación y envía paquetes a la estación b se establece una conexión, los paquetes son enviados uno después del otro y en orden secuencial. Cuando el ultimo paquete ha sido recibido y, si es necesario confirmado, se libera la conexión. Virtuales permanentes (PVC) se establece de forma continua un mismo circuito virtual entre 2 usuarios y este esta dedicado a los usuarios especificados, nadie más puede utilizarlos y, debido a que siempre esta disponible, se puede usar sin necesidad de establecer ni liberar conexiones.
CAPITULO 6. ESTRUCTURA DE UNA TRAMA
La transmisión sincrónica se requiere de un nivel de sincronización adicional, para determinar donde esta el comienzo y el final de cada bloque de datos, esta se hace a través de una trama que presenta los datos más el preámbulo.
El protocolo más importante y más utilizado en el modelo OSI, para el enlace de datos es el HDLC, usa la transmisión sincrónica, como también utiliza un formato único de trama valido para todos los posibles intercambios.
6.1 Los campos de delimitación
Localizados en los dos extremo de la trama y corresponden a la siguiente combinación de bits 01111110, cuando se recibe una trama la estación seguirá intentado detectar esa misma secuencia para determinar así el final de la trama. Debido a que el protocolo permite cualquier combinación de bits, no hay garantía que la combinación 01111110 no aparezca en algún lugar, destruyendo de esta manera la sincronización de las tramas. Para evitar esto se utiliza la inserción de bits. En la transmisión de bist a que estén entre los dos delimitadores de comienzo y final, el transmisor insertara un 0 extra siempre y cuando se encuentre con la posición de cinco 1 consecutivos.
6.2 Campo de dirección
Identifica la estación secundaria que lo transmite o que recibe la trama, posee 8 bits. El bit menos significativo de cada octeto será 1 o 0, los 7 restantes formaran la dirección propiamente dicha, la forma 11111111 corresponde como dirección que corresponde a la forma básico y ampliada.
6.3 Campo de Control.
En HDLC existen 3 tipos de tramas: Las Tramas de Información (1); transporta los datos generados por el usuario e incluye información para el control ARQ de errores y de flujo. Las tramas de supervisión (S); transporta el mecanismo ARQ cuando la incorporación de las confirmaciones en las tramas de información no es factible. Las tramas no numeradas (N); proporciona funciones complementarias para controlar el enlace. El primer bit del campo de control se utiliza para identificar el tipo de la trama, los restantes se estructuran en subcampos.
6.4 Campo de información.
Esta presente en las tramas-1 y en algunas N, contiene cualquier secuencia de bits, con la condición de que el número de bits sea igual a un múltiplo entero 8.
6.5 Campo para la secuencia de comprobación de la trama.
Es un código para la detención de errores calculado a partir de los bits de la trama excluyendo los delimitadores. El código que se usa es el CRC-CCITT de 16 bits. CRC(código de redundáncia cíclica), CCITT (comitê de consulta internacional de telegrafia y telefonia).
CAPITULO 7 . TOPOLOGIA DE REDES
7.1 Definición de topología: es la distribución del cable que interconecta los ordenadores que conforman la red, organiza el cables de las estaciones de trabajo, es importante seleccionar la topología mas adecuada a las nesecidades existentes.
7.2 Clases
7.2.1 Topología de Bus: el envío de las diferentes estaciones de la red se propagan a lo largo del medio de trasmisión y son recibidas por todas las estaciones.
Características
· La mas utilizada en las redes LAN
· Fácil como flujo de la red.
· Una estación difunde información a todas las demás.
Desventajas.
· Como hay un solo canal, si este falla, falla toda la red.
· Posible solucionar redundancia
· Casi imposible aislar averías.
7.2.2 Topología estrella: es una arquitectura donde los puntos extremos de la red se conectan hacia un concentrado (Hub) central común o switch, por medio de enlaces delicados.
Características
· Fácil controlar, software no complicado y flujo de trafico sencillo.
· Todo el flujo esta en el nodo central que controla a todas las estaciones.
· Encamina el trafico, localiza averías y las aísla fácilmente
Desventajas
· Hay saturaciones y problemas si se avería el nodo central.
7.2.3 Topología Árbol: todas las estaciones se conectan a un concentrador central (Hub), pero se pueden conectar a un Hub secundario que a su vez se conecta a un hub central. Un hub central concentrador activo que contiene un repetidor que genera los patrones de bits recibidos antes de retransmitirlos, y pasivo cuando se encarga solamente de proporcionar una conexión física entre los dispositivos.
Ventajas
· El Hub central al restramitir las señales amplifica la potencia e incrementa la distancia a la que puede viajar la señal.
· Permite conectar mas dispositivos.
· Permite priorizar las comunicaciones de distintas computadoras.
Desventajas
· Se requiere más cable.
7.2.4 Topología de anillo: consta de una serie de dispositivos conectados el uno al otro por medio de enlaces de transmisión unidimensional par formar un lazo cerrado.
Ventajas
· Los datos fluyen en una sola dirección.
· Cada estación recibe los datos y los retransmite al siguiente equipo.
· Mínimo embotellamiento de los datos en la red.
· Topología sencilla en su funcionamiento.
· Cada componente recibe/envía paquete transmitido.
Desventajas
· Como están unidos, si falla un canal entre dos nodos, falla toda la red.
· Se soluciona con canales de seguridad o conmutadores que reciben los datos.
7.2.5 Topología en malla: cada dispositivo tiene un enlace punto a punto. Un enlace disecado es el que conduce el tráfico únicamente entre los dispositivos que conecta. Para que esta topología funcione completamente conectada nesecita n(n-1)/2 canales físicos para enlazar n dispositivos. Para conectar varios enlaces, cada dispositivo de la red debe tener n-1 puertos de entrada/salida (E/S).
Numero de enlaces= n(n-1)/2 8(8-1)/2 = 28 donde n es el numero de dispositivos
Numero de puertos por dispositivo= n-1 = 8-1 = 7
Ventajas
· Los canales garantizan que cada conexión solo debe transportar la carga de datos propia de los dispositivos conectados.
· Si un enlace falla no inhabilita toda la red.
· Las líneas de seguridad y privacidad evitan el acceso de otros usuarios.
· Los enlaces punto a punto identifican y aíslan las fallas mas fácilmente.
Desventajas
· Se utiliza mayor cantidad de cable
· La instalación y configuración es mas difícil, por que cada dispositivo debe estar conectado a otro.
· La masa de cables puede ser mayor que el espacio disponible para acomodarlos.
· El hardware es costoso.
7.2.6 Topología hibrida: se derivan de la unión de topologías “puras”: estrella-estrella, bus-estrella etc. En una red inalámbrica ethernet es donde no existe el cable.
