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Redes de Computadoras
María Guadalupe García Toscano
23/08/2012 12:20:34 Redes de Computadoras 1
23/08/2012 12:20:36 Redes de Computadoras 2
23/08/2012 12:20:37 Redes de Computadoras 3
1.1 Concepto de Red de computadoras y sus elementos. 1.2 Clasificación de las redes de acuerdo a su topología y alcance. 1.3 Clasificación de las redes por su capacidad. 1.4. Clasificación de las redes por su arquitectura. 1.5. Estándares y Protocolos. 1.6. Concepto del Modelo OSI. 1.7. Introducción a la arquitectura TCP/IP.
AGENDA
23/08/2012 12:20:37 Redes de Computadoras 4
23/08/2012 12:20:37 Redes de Computadoras 5
An
tece
den
tes
Red de computadoras
PC’s y redes escasas
Unidades independientes
Herramientas de software
Juegos
Bases de datos
Hojas de cálculo
Procesador de textos
Bob Metcalfe Es un sistema de interconexión entre equipos que permite compartir recursos e información.
23/08/2012 12:20:38 Redes de Computadoras 6
Elementos de una red
Estación de trabajo
Cables de comunicación
Tarjetas de red (NIC)
Servidores
Sistema operativo y protocolos
Guiados
Par trenzado o telefónico
Coaxial
Fibra óptica
LAN
Dedicado
No dedicado
Distribuido
Centralizado
No guiados
Archivos
Impresión
Comunicaciones
Correo electrónico
Web
FTP
Proxy
Novel Network
IBM PC LAN
LAN Manager
Windows NT
Unix
Linux
Sun Solaris
23/08/2012 12:20:38 Redes de Computadoras 7
Una LAN pequeña utiliza dispositivos de red para conectar las computadoras y los periféricos.
23/08/2012 12:20:38 Redes de Computadoras 8
Mo
do
de
Tx
Arq
uitectu
ra
23/08/2012 12:20:39 Redes de Computadoras 9
Organización Redes
Colaborativa
Distribuida
Centralizada Guiados
No guiados
Cliente / Servidor
Punto – punto
Simplex (unidireccional)
Half – duplex (bidireccional)
Full – duplex (bidireccional)
Arpanet
Ethernet Token Ring
Bus (lineal)
Estrella / Estrella extendida
Anillo / Anillo doble
Malla (total / parcial)
Árbol
LAN
MAN WAN
CAN
NAN
SAN
WPAN
Red celular
23/08/2012 12:20:44 Redes de Computadoras 10
23/08/2012 12:20:45 Redes de Computadoras 11
Redes ubicadas en áreas restringidas, cuya propiedad es privada; pueden estar situadas en una oficina o en el edificio de la empresa. Las hogareñas también se consideran LAN siempre y cuando tengan, al menos, dos computadoras. CARACTERÍSTICAS: Permite impulsar tecnologías para compartir localmente archivos y hardware de manera eficiente (comunicación interna). Utilizadas para conectar PC’s con el objeto de compartir recursos e intercambiar información.
23/08/2012 12:20:45 Redes de Computadoras 12
Restringidas en tamaño. Suelen emplear tecnología Ethernet (broadcast) mediante un cable sencillo, a través del cual todas las computadoras se conectan a un nodo central. Operan a velocidades de 10 y 100 Mbps. En la actualidad van de 1 Gb hasta 10 Gb. REQUERIMIENTOS: Escalabilidad. Administración. Costo – beneficio. Alta disponibilidad. Servicios. Multiprotocolo. Movilidad.
23/08/2012 12:20:45 Redes de Computadoras 13
Redes que abarcan un área metropolitana, como una ciudad o zona suburbana. Por lo general consta de dos o más LANs dentro de un área geográfica común. Este tipo de redes son administradas por un proveedor de servicios (ISP).
23/08/2012 12:20:45 Redes de Computadoras 14
Redes que interconectan las LAN. Las WAN permiten el acceso a computadoras, servidores de archivos y servicios ubicados en lugares distantes. Si se tiene la necesidad de crear una red de área amplia, se debe de suscribir a un proveedor de servicios WAN, el cual utiliza enlaces suministrados por un ISP.
COMPONENTES DE UNA WAN: Dos o más redes LAN independientes. Routers conectados a cada LAN. Módems que administran la velocidad de transmisión. Servidores de comunicación para atención a llamadas.
23/08/2012 12:20:45 Redes de Computadoras 15
23/08/2012 12:20:45 Redes de Computadoras 16
23/08/2012 12:20:46 Redes de Computadoras 17
Comunicaciones militares a través de la red telefónica pública y vulnerable. El Departamento de Defensa de Estados Unidos comenzó a investigar acerca de la conexión de las computadoras de los centros militares y de investigación en una red. Dicha red se conoció como ARPANET. Ésta fue el punto de partida para construir la primera red WAN. Los protocolos existentes en ARPANET no eran adecuados para ejecutarse a través de varias redes. Como resultado de una investigación se llegó a la invención del modelo y protocolo TCP / IP.
23/08/2012 12:20:46 Redes de Computadoras 18
Esta red conectaba computadoras de diferentes tipos, corriendo diferentes NOS con varios módulos que se podían adicionar mediante la implementación de protocolos de comunicación comunes a todas las computadoras de la red.
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23/08/2012 12:20:46 Redes de Computadoras 20
Ha avanzado en el mercado de las redes LAN cableadas. Se enfrentó a otras tecnologías LAN como Token Ring, FDDI y ATM, pero con la desaparición de éstas, Ethernet ha ido creciendo y evolucionando. RAZONES DE ÉXITO DE ETHERNET: Primera LAN de alta velocidad. Token Ring, FDDI y ATM eran complejas y caras. Produce versiones que operan a velocidades mayores.
23/08/2012 12:20:46 Redes de Computadoras 21
23/08/2012 12:20:46 Redes de Computadoras 22
Desarrollada por IBM. La versión de Token Ring de IBM se introdujo en 1984 en todo el entorno de IBM incluyendo: Equipos personales. Equipos de tamaño medio. Mainframes y en el entorno de Arquitectura de sistemas en red (SNA). SNA es la arquitectura de red de IBM. El objetivo de la versión de Token Ring de IBM era facilitar una estructura de cableado sencilla utilizando cable de par trenzado que conectara un equipo a la red mediante un enchufe de pared, y en el que el cableado principal se encontrara localizado en un lugar centralizado.
23/08/2012 12:20:46 Redes de Computadoras 23
La arquitectura de una red Token Ring típica comienza con un anillo físico. Sin embargo, en su implementación de IBM, un anillo cableado en estrella, los equipos de la red se conectan a un hub central. El anillo lógico representa el sentido de circulación para los testigos entre equipos. El anillo de cable físico actual está en el hub. Los usuarios son parte de un anillo, pero se conectan a él a través de un hub.
23/08/2012 12:20:46 Redes de Computadoras 24
Límites de longitud y anchos de banda máximos.
23/08/2012 12:20:46 Redes de Computadoras 25
23/08/2012 12:20:46 Redes de Computadoras 26
Estándar
Co
nce
pto
Conjunto de normas y recomendaciones
técnicas que regulan la Tx en los sistemas de comunicaciones
Tipos
Facto
Jure Organizaciones ISO
Propietarios
ITU
IEEE
Aceptados en el mercado pero no son
oficiales
Definidos por grupos u
organizaciones oficiales
Propiedad de una
empresa
Telefonía
Telegrafía
Redes
Conexiones de datos, su control y terminación
Conexiones físicas: cableado y conectores
Acuerdos internacionales
publicados como estándares
internacionales
23/08/2012 12:20:51 Redes de Computadoras 27
Protocolo
Conjunto de reglas y convenciones que gobiernan el modo en que se
comunican los dispositivos de una red
Comunicación de datos:
Formato
Temporización
Secuenciación
Control de errores
Construcción física de la red
Conexión de computadoras a la red
Formateo de datos para la Tx
Cómo se envían los datos
Organizaciones
IEEE
ANSI
TIA
EIA
ITU
23/08/2012 12:20:51 Redes de Computadoras 28
23/08/2012 12:20:52 Redes de Computadoras 29
Modelo OSI
(Modelo Abierto de Internetwork)
Red dividida en capas
Cada capa presta servicio a la capa inmediatamente
superior
Integración multifabricante
1- Capa Física
2- Capa de Enlace de Datos
3- Capa de Red
4- Capa de Transporte
5- Capa de Sesión
6- Capa de Presentación
7- Capa de Aplicación
Usuario
Ca
pa
s d
e
me
dio
s o
flu
jo
de
da
tos
Ca
pa
s d
e h
os
t o
ap
lic
ac
ión
23/08/2012 12:20:52 Redes de Computadoras 30
Aplicación
Capa más cercana al
usuario
No proporciona
servicio a ninguna otra capa
Protocolos
Gateway
Servicios
Acceso e impresión de ficheros para
aplicaciones de usuario.
Programas de hoja de cálculo.
Procesadores de texto.
Multimedia.
DNS HTTP
FTP
TELNET
WWW
SMTP
23/08/2012 12:20:52 Redes de Computadoras 31
Traducir nombres de dominio direcciones
IP Localización
geográfica
Tipo de negocio
ICANN
DNS
(Sistema de Nombres de
Dominio)
.us Estados Unidos .uk Reino Unido .es España .mx México
.edu sitio educativo .com sitio comercial .gov sitio gubernamental .net servicios de red .mil sitios militares de E.U.
biz negocios info información name nombres de personas pro profesiones (doctores y abogados) aero industria aeroespacial coop cooperativas museum museos
23/08/2012 12:20:52 Redes de Computadoras 32
¿Qué ocurre cuando un navegador (cliente HTTP), que se ejecuta en un host de usuario, solicita el URL www.unaescuela.edu/index.html? Para que el host del usuario pueda enviar un mensaje de solicitud HTTP al servidor web www.unaescuela.edu, el host debe obtener en primer lugar la IP. Esto se hace como sigue: 1. La máquina cliente ejecuta el lado del cliente de la aplicación DNS. 2. El navegador extrae el nombre de host, www.unaescuela.edu, del
URL y pasa el nombre de host al lado del cliente de la aplicación DNS.
3. El cliente DNS envía una consulta que contiene el nombre de host a un servidor DNS.
4. El cliente DNS recibe finalmente una respuesta, que incluye la dirección IP correspondiente al nombre del host.
5. Una vez que el navegador recibe la dirección IP del servidor DNS, puede iniciar una conexión TCP con el proceso servidor HTTP localizado en el puerto 80 en esa dirección.
23/08/2012 12:20:53 Redes de Computadoras 33
SMTP (Protocolo Simple de
Transferencia de Correo)
Utiliza el servicio de transferencia de datos fiable de TCP
Servidor de correo almacena y espera a que
el cliente recupere el mensaje
Máquina origen conexión TCP puerto 25 de la
máquina destino
Máquina emisora operando como cliente; máquina receptora
operando como servidor
Protocolos
- POP3 (Protocolo de Oficina de Correos v3)
- IMAP4 (Protocolo de Acceso a Mensajes de Internet v4)
23/08/2012 12:20:56 Redes de Computadoras 34
Supongamos que Alicia desea enviar a Benito un sencillo mensaje ASCII: 1. Alicia invoca a su agente de usuario para correo electrónico, proporciona
la dirección de correo electrónico de Benito ([email protected]), compone un mensaje e indica al agente de usuario que lo envíe.
2. El agente de usuario de Alicia envía el mensaje al servidor de correo de ella, donde es colocado en una cola de mensajes.
3. El lado del cliente de SMTP, que se ejecuta en el servidor de correo de Alicia, ve el mensaje en la cola de mensajes. Abre una conexión TCP con un servidor SMTP, que se ejecuta en el servidor de correo de Benito.
4. Después de la fase de negociación inicial de SMTP, el cliente SMTP envía el mensaje de Alicia a través de la conexión TCP.
5. En el servidor de correo de Benito, el lado del servidor de SMTP recibe el mensaje. El servidor de correo de Benito coloca entonces el mensaje en el buzón de Benito.
6. Benito invoca a su agente de usuario para leer el mensaje cuando le apetezca.
23/08/2012 12:20:57 Redes de Computadoras 35
WWW (World Wide
Web)
Armazón arquitectónico para acceder a documentos
distribuidos en miles de
máquinas de toda Internet
Las páginas se nombran
utilizando URLs (Localizador Uniforme de
Recursos)
Un URL tiene tres
partes
Nombre del protocolo, http.
El nombre DNS de la máquina donde se
localiza la página, www.abcd.com. Nombre del archivo
que contiene la página,
productos.html
23/08/2012 12:20:57 Redes de Computadoras 36
Los pasos son los siguientes: 1. El navegador determina el URL (enviando lo que se
seleccionó). 2. El navegador pide al DNS la IP de www.itu.org. 3. DNS responde con 156.106.192.32 4. El navegador realiza una conexión TCP con el puerto 80 en
156.106.192.32 5. Después envía un mensaje en el que se solicita el archivo
/home/index.html 6. El servidor www.itu.org envía el archivo /home/index.html 7. Se libera la conexión TCP. 8. El navegador despliega todo el texto de /home/index.html 9. El navegador obtiene y despliega todas las imágenes del
archivo.
23/08/2012 12:20:57 Redes de Computadoras 37
HTTP (Protocolo de Transferencia de Hipertexto)
Utiliza conexiones persistentes
y no persistentes
Se implementa en dos
programas, éstos se ejecutan en
sistemas terminales diferentes
Soporte para
HTML, PHP, ASP,
etc
Conexión TCP con el puerto 80
Cliente
Servidor
Intercambian mensajes
HTTP
23/08/2012 12:20:57 Redes de Computadoras 38
FTP
(Protocolo de Transferencia de Archivos)
ID de usuario Contraseña
1. El usuario proporciona el nombre del host remoto, lo que hace que el proceso cliente FTP en el host local establezca una conexión TCP con el proceso servidor FTP en el host remoto.
2. El usuario proporciona su identificación y su contraseña, que son enviados a través de la conexión TCP como parte de los comandos FTP.
3. Una vez que el servidor ha autorizado al usuario, el usuario copia uno o más archivos almacenados en el sistema de archivos local en el sistema de archivos remoto.
Acceso a cuenta remota
23/08/2012 12:20:57 Redes de Computadoras 39
Presentación
La información que se envía se va a poder leer por la capa de
aplicación
Estándares de sonido y
películas
Traduce múltiples formatos de datos
Cifrado y descifrado
Gateway
Estándares gráficos
PICT
TIFF
JPEG
MIDI
MPEG
Se utiliza en aplicaciones de gráficos y de diseño de páginas de
Mac OS
Imágenes de alta calidad
Compatible con los sistemas operativos
Windows, Linux, Mac, etc.
Programas de retoque y edición gráfica, tales como Paint Shop Pro,
Adobe, Quark, Corel etc
Fotografías y otras imágenes en
archivos HTML en Internet
Utilizado en aplicaciones como: grabación musical,
cine, TV, ordenadores domésticos,
presentaciones multimedia, etc
Vídeos digitales de mejor calidad
23/08/2012 12:20:58 Redes de Computadoras 40
Sesión
Establece, administra y finaliza las
sesiones entre dos host de
comunicación
Protocolos
Sincroniza el diálogo entre las capas de
presentación de los dos
hosts
Ofrece abastecimiento
para una eficiente
transferencia de datos
Administra el
intercambio de datos
Informa de problemas en las capas de
sesión, presentación y
aplicación
Gateway
NFS (Sistema de archivos de red) Sistema de X –
Window ASP (Protocolo de
sesión de Apple – Talk)
23/08/2012 12:20:58 Redes de Computadoras 41
Transporte Logra un transporte
fiable y no fiable entre dos hosts
Establece, mantiene y finaliza adecuadamente
los circuitos virtuales
Para suministrar un servicio fiable, se emplea la detección y
recuperación de errores en el transporte y la información en el
control del flujo
Protocolos
Segmenta los datos del sistema de host remitente y los reordena en un flujo de datos en el sistema del host
receptor
Utiliza identificadores que en TCP/IP reciben el
nombre de números de puerto
Gateway
TCP
Es fiable u orientado a conexión con un saludo previo de tres vías
UDP
No es fiable, o no orientado a la conexión donde sólo se establece un
saludo de dos vías antes de enviar los datos
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23/08/2012 12:20:58 Redes de Computadoras 43
23/08/2012 12:20:58 Redes de Computadoras 44
Red Proporciona conectividad
Protocolos
Direccionamiento lógico
Selecciona la mejor
ruta
Router
Switch administrable
Identificación de red
Identificación de host
Tabla de enrutamiento
Protocolos de enrutamiento
Direccionamiento estático
192.168.18.0
IP IPX RIP IGRP Apple Talk
23/08/2012 12:20:58 Redes de Computadoras 45
Proporciona un tránsito de datos fiable a través de
un enlace físico
Direccionamiento físico
Notificación de errores
Distribución ordenada de tramas
Subcapas
Switch y puente
Control de flujo
Protocolos
Acceso a la red
Topología de la red
LLC (Logical Link Control) MAC
Código del fabricante
Número de serie
Ethernet 802.2, 802.3 Frame Relay HDLC
00-11-85-F2-32-E5
Enlace de datos
23/08/2012 12:20:58 Redes de Computadoras 46
Especificaciones eléctricas, mecánicas,
procedimentales y funcionales
Activar, mantener y desactivar el enlace físico entre sistemas
finales
Conectores
Especificaciones lumínicas y de
codificación
Bits pulsos eléctricos, luz o radiofrecuencia
Hub y repetidor
Protocolos
Fibra
Consola
Par trenzado
Cobre
RF
10 Base T Norma 568-A y 568-B
Cable directo, cruzado y de consola (rollover)
Medios
Física
23/08/2012 12:20:59 Redes de Computadoras 47
1- Capa Física
2- Capa de Enlace de Datos
3- Capa de Red
4- Capa de Transporte
5- Capa de Sesión
6- Capa de Presentación
7- Capa de Aplicación
Codificación, transmisión
Nivel usuario, software, aplicaciones.
Representa datos, formateo, cifrado.
Reglas, separar datos de aplicaciones, establecer sesiones entre aplicaciones.
Comunicación confiable, corrección de errores, control de flujo.
Direccionamiento lógico, determinación de ruta.
Direccionamiento físico, mapa topológico, acceso al medio.
23/08/2012 12:20:59 Redes de Computadoras 48
23/08/2012 12:20:59 Redes de Computadoras 49
23/08/2012 12:20:59 Redes de Computadoras 50
TCP /IP
Creada para la
sobrevivencia de la red
Red experimental
de conmutación de paquetes
ARPANET
Modelo en capas
Hardware
Aplicación
Transporte
Internet
Acceso a red Re
de
s
Pr
oto
co
los
Distintos tipos
de conexión (cables,
microondas, fibras ópticas, satélites…)
Transmisión de datos
Conversaciones no
interrumpidas
Aplicaciones con
requerimientos divergentes
23/08/2012 12:20:59 Redes de Computadoras 51
Aplicación
Detalles de las capas de sesión, presentación y aplicación del modelo OSI
Protocolos
Manipula protocolos de alto
nivel, codificación y
control de diálogo
Incluye especificaciones para la capa de transporte, la
capa de internet y para aplicaciones
comunes
HTTP
FTP
TFTP
SNMP
DNS
SMTP
TELNET
DHCP
23/08/2012 12:20:59 Redes de Computadoras 52
Servicio sin conexión que utiliza UDP. Se
utiliza en routers para transferir archivos de
configuración e imágenes del IOS
Cisco.
TFTP (PROTOCOLO TRIVIAL DE
TRANSFERENCIA DE ARCHIVOS)
Ofrece un medio para supervisar y controlar los dispositivos de red,
y para administrar configuraciones,
recopilar estadísticas, rendimiento y
seguridad.
SNMP (PROTOCOLO SIMPLE DE ADMINISTRACIÓN
DE REDES)
23/08/2012 12:20:59 Redes de Computadoras 53
Proporciona la capacidad de acceder remotamente
a otra computadora. Permite al usuario
conectarse a un host Internet y ejecutar comandos como si
estuvieran conectados localmente.
TELNET (EMULACIÓN DE
TERMINAL)
Proporciona un mecanismo para asignar direcciones IP de forma dinámica, de modo que
las direcciones se puedan reutilizar
automáticamente cuando los hosts ya no las
necesitan.
DHCP (PROTOCOLO DE CONFIGURACIÓN DINÁMICA DEL
HOST)
23/08/2012 12:20:59 Redes de Computadoras 54
Transporte
Conexión lógica entre los extremos de la red:
host emisor – host receptor
Segmentan y reensamblan los
datos
Protocolos:
TCP y UDP
SERVICIOS DE TRANSPORTE DE TCP (UDP UTILIZA SÓLO LOS DOS PRIMEROS): Segmentación de los datos de aplicación de la capa superior. Envío de segmentos de un dispositivo final a otro dispositivo final. Establecimiento de operaciones extremo a extremo. Flujo de control proporcionado por ventanas deslizantes. Fiabilidad proporcionada por los números de secuencia y los acuses de recibo.
23/08/2012 12:20:59 Redes de Computadoras 55
Internet
Conmutación de paquetes
Determina la mejor
ruta
Protocolos
Envío de paquetes
IP
ICMP ARP
RARP
23/08/2012 12:20:59 Redes de Computadoras 56
Proporciona enrutamiento de paquetes sin conexión, no se
preocupa por el contenido del paquete., no lleva a cabo una
comprobación y corrección de errores.
Se encarga de :
Definir un paquete y un esquema de direccionamiento.
Transferir datos entre la capa de Internet y la de acceso a red.
Enrutar paquetes a hosts remotos.
IP (PROTOCOLO DE
INTERNET)
Suministra capacidades de control y envío de
mensajes. Herramientas tales como ping y tracert utilizan ICMP para poder funcionar, enviando un paquete a la dirección
destino específica y esperando una
determinada respuesta.
ICMP (PROTOCOLO DE
MENSAJES DE CONTROL EN INTERNET)
23/08/2012 12:20:59 Redes de Computadoras 57
Determina las direcciones de la capa
de enlace de datos (direcciones MAC)
para las direcciones IP conocidas.
ARP (PROTOCOLO DE RESOLUCIÓN DE DIRECCIONES)
Determina direcciones IP cuando
se conocen las direcciones de la capa
de enlace de datos (direcciones MAC).
RARP (PROTOCOLO DE
RESOLUCIÓN INVERSA DE
DIRECCIONES)
23/08/2012 12:20:59 Redes de Computadoras 58
Acceso a red
Se ocupa de todo lo que un paquete IP requiere para
crear un enlace físico con el medio de red.
Tecnología LAN y WAN.
Funciones:
Asignación de direcciones IP a direcciones hardware físicas.
Encapsulamiento de paquetes IP en tramas.
Protocolos
Ethernet Fast Ethernet SLIP y PPP FDDI ATM Frame Relay SMDS ARP Proxy ARP RARP
23/08/2012 12:20:59 Redes de Computadoras 59
1- Capa Física
2- Capa de Enlace de Datos
3- Capa de Red
4- Capa de Transporte
5- Capa de Sesión
6- Capa de Presentación
7- Capa de Aplicación
Aplicación
Transporte
Acceso a red
Internet
Bibliografía
23/08/2012 12:20:59 Redes de Computadoras 60
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