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Unidad I. Introducción a las
Redes
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obra
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• Bajo las condiciones siguientes:
Reconocimiento. Debe reconocer y dar crédito
al autor original (Juan Carlos Olivares Rojas)
Agenda
1.1 Antecedentes históricos.
1.1.1 Historia de las redes.
1.1.2 Importancia de las redes.

1.2 Conceptos básicos de las redes.
1.2.1 Tipos de señales eléctricas.
1.2.2 Formatos de transmisión.
1.2.3 Ancho de Banda.
1.2.4 Topologías de red.
1.2.5 Clasificación de redes.
Unidad I. Introducción a las Redes
1.3 Organismos de estandarización de redes y
sus protocolos de interés.
1.3.1 ISO
1.3.2 IEEE
1.3.3 IETF
1.1 Antecedentes históricos.
•

El origen de las redes se remonta desde
hace muchos años atrás.

• ¿En dónde se utilizan las redes?
• Las redes se han utilizado en diversas áreas
y aplicaciones como: redes sociales
(organigramas), redes de distribución
(eléctrica, de agua, petróleo), redes de
pescar (mallas), entre otras.
Origen y evolución
• Las redes han estado presentes desde el
inicio de la humanidad y han evolucionado
conforme al progreso de la sociedad.
• Una de las grandes problemáticas de las
sociedades
humanas
ha
sido
la
comunicación a través de largas distancias,
por lo que se originaron las redes de
telecomunicación.
Redes de telecomunicaciones
• Toda red de telecomunicaciones está
formada por una entidad emisora, receptora,
un mensaje y un canal de comunicación.
• La primera red de telecomunicaciones fue el
lenguaje oral y escrito. Para grandes
distancias se utilizaba el eco junto con algún
otro instrumento como la trompeta para
comunicarse a distancia
Elementos de una red de
comunicación
Redes de telecomunicaciones
• Otros medios de telecomunicación fueron las
señales de humo.
• Con la comunicación escrita se dieron de
alta los mensajeros. Después se estructuró
el sistema de correos.
• El telégrafo permitió la comunicación rápida
a través de largas distancias.
Redes de telecomunicaciones
• El teléfono creó una nueva forma de
transmitir información en grandes distancias.
• La radio se consideró como la telegrafía sin
hilos.
• La TV revolucionó los medios de
comunicación permitiendo tener imágenes y
sonidos.
Redes de telecomunicaciones
• Internet es hoy en día lo que fue la radio, la
televisión, el teléfono en su tiempo.
• ¿Cuál es la red de telecomunicaciones más
grande?
• La red telefónica pública conmutada (Public
Switched Telephone Network).
• Internet es la red de computadoras más
grande de la humanidad.
Redes de Computadoras
• Las redes de computadoras surgen de la
necesidad de compartir recursos. Por
ejemplo: ¿cómo se le haría para compartir
una impresora?
•
•
•
•
•

Compartición física
Una conexión multiplexada
A través de una red de computadoras
Utilizando un servidor de impresión
A través de servicios de impresión en
Internet
1.1.1 Historia de las redes.
• Las redes de computadoras tienen sus
orígenes en la década de 1960’s cuando
surge la necesidad de poder comunicar la
información presente en las universidades y
las grandes empresas.
• Las primeras redes cubrían grandes
extensiones geográficas, posteriormente
empezaron a aparecer redes de extensión
más corta.
Historia de las Redes
• La primera red de computadoras fue Internet
cuyos orígenes se remontan a 1969 con la
creación de la ARPANET.
• La ARPANET inició sus operaciones a través
de enlaces propietarios, después migró
hacia la PSTN debido al alto costo de
mantener dichos enlaces.
La ARPANET

• (a) Estructura del sistema telefónico.
• (b) Sistema de conmutación distribuida
propuesta por Baran.
La ARPANET (2)
• El diseño original de ARPANET.
La ARPANET (3)

• Crecimiento ARPANET (a) Diciembre 1969.
(b) Julio 1970.
• (c) Marczo 1971. (d) Abril 1972. (e)
Septiembre 1972.
NSFNET
• La columna vertebral del NSFNET en 1988.
Arquitectura de Internet
• Vista de Internet.
Otras redes de computadoras
• La Internet
• Redes orientadas a conexión:
X.25, Frame Relay y ATM
• Ethernet
• Wireless LANs: 802.11
Comunicar y compartir datos
• La mayoría de los sistemas operativos
actuales tiene soporte para redes de
computadoras.
• Las redes de computadoras empezaron a
desarrollarse en la década de 1970, pero no
fue hasta los años de 1980 que empezaron
a llegar a los negocios y en la década de
1990 al público general.
Comunicar y compartir datos
• Es tal el éxito de las redes de computadoras,
que algunas se han implementado en las
casas y pequeños negocios (SOHO: Small
Office Home Office) hasta las redes ya son
personales!.
• Las redes futuras serán cada vez más
heterogéneas, incluyendo toda clase de
dispositivos electrodomésticos.
1.1.2 Importancia de las redes
• Las redes de computadora forman parte
importante de cualquier computadora a tal
punto
que
no
existe
actualmente
computadora que no tenga un enlace hacia
algún tipo de red.
• Las redes de computadoras se pueden
utilizar en una gran diversidad de ámbitos
del quehacer humano.
Usos y beneficios de las redes
• Las ventajas, beneficios y usos de redes
computadoras son muchas y dependerán
gran medida de las aplicaciones que
ejecuten sobre ella. Es decir la red
computadoras sólo nos da los medios
comunicación, lo demás depende
nosotros.

de
en
se
de
de
de

• El uso principal de redes de computadoras
es el intercambio de datos
Usos de las redes de
computadoras
• Algunos usos de
computadoras son:
•
•
•
•

las

Aplicaciones de negocios
Aplicaciones en el hogar
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redes

de
Aplicaciones de negocios en
redes
• Una red con dos clientes y un servidor
Aplicaciones de negocios en
redes (2)
• El
modelo
cliente-servidor
peticiones y respuestas.

involucra
Aplicaciones de redes en el hogar
•
•
•
•

Acceso a información remota
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Entretenimiento interactivo
Comercio electrónico
Aplicaciones de redes en el hogar
(2)
• En un sistema de par a par no existen
clientes ni servidores fijos.
Usuarios de redes móviles
• Combinación de
cómputo móvil.

redes

inalámbricas

y

• ¿Qué es mejor: una red cableada o una
inalámbrica?
¿En dónde se encuentran las
redes de computadoras?
• Computadoras (PC de escritorio, PDA, periféricos
compartidos)
• Entretenimiento (TV, DVD, VCR, camara, estéreo,
MP3)
• Telecomunicaciones (teléfono, teléfono celular,
intercom, fax)
• Dispositivos (microondas, refrigerador, reloj)
• Telemetría (alarmas, babycam).
“Cool” Internet appliances
Tostador con
Capacidades Web
IP picture frame
http://www.ceiva.com/

Servidor Web más pequeño
http://www-ccs.cs.umass.edu/~shri/iPic.html

Internet phones
Uso de Internet
• Aplicaciones tradicionales (1970 –1990)
• Correo electrónico
• Noticias
• Conexiones remotas
• Trasnferencias de archivos
Quiz
• Este examen rápido NO CUENTA por esta
ocasión no cuenta.
• Cerrar todas las cosas, no se debe platicar
con los compañeros (ni para pedir un
bolígrafo) una vez iniciado el examen.
• Si se viola alguna de estas restricciones se
tendrá 0 en la actividad
Quiz
• Se va a recortar un pedazo de papel de un
cuarto del tamaño de una hoja carta a la cual
se deberá poner su número de control.
• Se deberá apuntar únicamente las respuesta
a las preguntas.
• Se evaluará por el profesor o el compañero.
• Comenzemos…
Quiz0
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• ¿Es el Eco una red de telecomunicaciones?
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• ¿Cuál es la red de telecomunicaciones más
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Quiz0
• Para compartir un recurso de hardware o
software entre distintas entidades ¿Es
forzosamente necesario una red de
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• ¿Cuál fue la primera red de computadoras?
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• ¿Qué significan las siglas SOHO?
Quiz0
• Esquematiza de forma gráfica la arquitectura
cliente/servidor
• ¿Una red es un tipo de grafo? V/F
• ¿Ethernet es un protocolo de red? V/F
1.2 Conceptos básicos de las
redes.
• Una red de computadora es la interconexión
de elementos autónomos que pueden
trabajar de manera asilada, pero que juntos
sirven para solucionar un problema.
• El lema de una red de computadora es que
“juntos hacemos más” o visto desde otro
punto de vista “dos cabezas piensan mejor
que una”
Redes de computadoras
• Están formadas por una entidad que inicia la
comunicación, la cual puede ser una
computadora u otro dispositivo y por una
entidad receptora, las dos se encuentran
utilizando un canal común por donde circula
un mensaje codificado.
• Los sistemas de tiempo compartido no son
formalmente redes de computadoras. ¿O si?
Conceptos básicos
• Una red desde el punto de vista matemático
está conformado por un conjunto de nodos o
elementos y un conjunto de relaciones entre
dichos elementos.
• La estructura matemática que representa
este modelo es el grafo. Por lo que la
mayoría de los problemas de redes de
computadoras
pueden
solucionarse
formalmente.
Conceptos básicos
• Los nodos de la red reciben el nombre de
host, mientras que los enlaces deben su
nombre al tipo de tecnología usada para la
transmisión de los datos.
• Existen algunos dispositivos que no son
computadoras como lo son los hubs, switch,
routers, etc. pero que sin embargo actuán
como nodos en la red.
Conceptos básicos
• Para poder ser un nodo, se necesita que el
dispositivo sea emisor y/o receptor (un
transceptor es un dispositivo emisorreceptor), por lo tanto el mensaje, los
protocolos y los canales de comunicación
(cables, medios no guiados, etc.) no son
considerados nodos, son enlaces.
• Generalmente los nodos tiene una interfaz
de red denominada tarjeta de red.
Conceptos básicos
Conceptos básicos
• Un sistema es un conjunto de elementos que
están interrelacionados entre sí para lograr
un fin común.
• Por lo que las redes de computadoras por sí
solas forman todo un sistema complejo y a
su vez forman parte de casi todo sistema de
información actual.
¿Qué es un protocolo?
Comparativa entre un protocolo humano y uno de
computadora
Hola

Petición de
conexión TCP

Hola

Respuesta de
conexiónTCP

¿Qué hora es?

Obtener http://www.awl.com/kurose-ross

2:00 p.m.

<archivo>
time

¿Qué otros protocolos humanos existen?
Ejemplo de protocolos
• Aunque no es el objetivo del curso ver
protocolos de capas altas del modelo OSI, se
verá algunos ejemplos de protocolos el primero
de ellos el mensaje ECHO del protocolo ICMP.
• Para ello, se deberá abrir una terminal y
ejecutar el comando ping seguido del nombre
de la máquina o dirección IP. Dicho protocolo
nos sirve para saber si una máquina está activa.
Ejemplos de protocolos
• El protocolo HTTP es un protocolo de un nivel
más alto (capa de aplicación) el cual permite
obtener un documento desde un servidor remoto,
generalmente el documento es del tipo hipertexto
(HTML) pero en realidad puede ser cualquiera.
• Se deberá tener una conexión a Internet o bien un
servidor Web instalado de manera local. Se
deberá abrir una terminal y tener habilitado alguna
aplicación de telnet.
Ejemplo de protocolos
• Se deberá introducir el comando telnet dirección
80, para conectarnos a un servidor por el puerto
80.
• Si el servidor está activo enviará un mensaje de
respuesta. Se deberá teclear el comando GET /
HTTP/1.1 seguido de dos teclas enter. Tener
mucho cuidado ya que el servidor puede no
enviar eco a la consola. Si se obtuvo éxito se
muestra un mensaje con la respuesta.
Tarea
• Estado del arte de redes computadoras.
– Nuevas tecnologías.
– Nuevas áreas de aplicación.

• Se deberá describir brevemente cada área
de aplicación o tecnología con referencias
posteriores a 2007.
• Trabajo de investigación. Fecha de entrega:
Lunes 25 de agosto.
1.2.1 Tipos de señales eléctricas.
• ¿Qué es una señal?
• Es una función a través del tiempo. Al
tratarse de señales eléctricas se grafica
generalmente en el eje de las Y el voltaje. El
eje de las X es el tiempo.
• Existen
señales
electromagnéticas,
lumínicas, de audio, video, imágenes, entre
otras.
Señales
Teoría de Señales
• Realizar un repaso de los conceptos básicos
de teoría de señales (cursos de física).
• Entender las diferencias y características
fundamentales entre señales analógicas y
digitales.
• Las señales pueden ser periódicas si tienen
un patrón de comportamiento repetitivo.
Componentes de una Señal
Transmisión analógica y digital
• La forma de transmisión de datos en el
mundo real es de dos tipos:
• Analógica: aquella cuyos valores se
representan con un conjunto de datos
variables
• Digital: aquella que se representa con un
conjunto discreto de valores.
Transmisión analógica y digital
• Las señales analógicas se representan con
gráficas continuas, mientras que las
discretas se representan con gráficos
cuadrados.
• Para la conversión de señales se utilizan los
MODEMS (MOduladores/DEModuladores).
• Existen dos tipos de conversores: DAC
(Convertidor Digital-Analógico) y ACD
(Convertidor Análogico-Diogital).
Transmisión Analógica
Transmisión Digital
Reflexión
• Contestar las dos preguntas anteriores de
las gráficas justificando su respuesta.
• Realizar
de
manera
individual
una
argumentación sobre que es mejor: señales
digitales o analógicas, justificar el porque:
• Tarea: graficar en Excel las funciones seno y
coseno de 0 hasta 4Pi, ser lo más exacto
posible.
Teoría de Señales
• La longitud de onda va de un valle a otro.
• La frecuencia es el inverso del periodo. El
periodo es el tiempo que tarda en darse una
oscilación completa.
• La frecuencia representa el número de
oscilaciones que se dan en un segundo.
Teoría de Señales
• El mundo en el que vivimos es
completamente
analógico,
desafortunadamente poder trabajar con ello
se complica a través de una computadora,
por lo que se escoge un conjunto discreto de
valores que dan origen a una señal digital.
• Las señales analógicas se pueden construir
a través de señales digitales.
Teoría de Señales
Teoría de Señales
• La señal se puede modular de tres formas
básicas:
• Frecuencia (como la radio FM –Frecuencia
Modulada-)
• Amplitud (como la radio AM –Amplitud
Modulada-)
• Fase
• Aunque existen otras variantes.
Modulación de Amplitud
Modulación de Frecuencia
Teoría de Señales
• ¿Cómo quedaría una modulación por fase?
• Realiza una gráfica de una señal digital,
cuyo valor 1 está representado por 12 volts y
un 0 está dado por -5 volts para representar
el dato 10110101001. Las crestas deben de
tener una duración de 10ms.
• Tarea: Realizar dicho diagrama en Excel
Teoría de Señales
• A principios del siglo XIX, el matemático
Jean-Baptiste Fourier probó que cualquier
señal
de
función
periódica
de
comportamiento razonable, g(t) con un
período T puede construirse a partir de una
cantidad (posiblemente infinita) de senos y
cosenos
Espectrograma
• Esquematiza en forma gráfica los diferentes
tipos de señales electromagnéticas.
• Sirve para catalogar los diferentes tipos de
comunicaciones así como conocer sus
propiedades físicas de los medios de
transmisión durante la transmisión de datos.
Quiz 1
1. ¿Cuál es la velocidad a la cual se propaga
la luz en el vacío?
2. ¿Qué tiene mayor frecuencia: los rayos X o
los rayos Gamma?
3. ¿Las onda de TV son consideradas ondas
de radio?
Quiz 1
4. ¿A partir de que frecuencia las ondas son
del tipo microondas?
5. ¿Significado de las siglas SHF?
6. Ordena de mayor a menor longitud de onda
los siguientes conceptos: infrarrojo, luz UV,
luz visible.
Quiz 1
7. ¿Cómo se les llama a las frecuencias que el
oído humano no puede percibir?
8. ¿Qué tiene mayor longitud de onda: las
ondas de radio AM o las de FM?
Espectrograma
Unidades métricas

• Los principales prefijos métricos.
1.2.2 Formatos de transmisión.
• La forma de transmitir datos puede ser en
banda base y banda ancha (no confundir con
el concepto de ancho de banda).
• En banda base sólo transmite un
emisor/receptor a la vez; mientras que en
banda ancha puede existir varias entidades
transmintiendo a la vez multiplexando el
medio de comunicación, generalmente en
canales.
Formatos de Transmisión
Formas de Transmisión
• Se puede utilizar el canal de tres formas
distintas:
• Simplex en un solo sentido (televisión
satelital).
• Half-Duplex: puede ir en los dos sentidos
pero sólo uno a la vez. (Walkie-talkie)
• Full-Duplex: puede ir en los dos sentidos a la
vez. (Teléfono)
Formatos de Transmisión
• ¿Por qué al hablar por teléfono a pesar de
que es Duplex completo, si hablan dos
personas al mismo tiempo no se escucha
bien la comunicación?
• Por que los humanos no podemos hablar y
escuchar al mismo tiempo, no es tanto un
problema de comunicación.
Formatos de Transmisión
• ¿Por qué la voz de dos mujeres al hablar por
teléfono son prácticamente iguales?
• Por que las mujeres tienen todos agudos
(altos) que se suelen confundir, mientras que
los hombres los tonos son más graves
(bajos).
• En el piano los graves se encuentran a la
izquierda y a la derecha los agudos.
1.2.3 Ancho de Banda.
• Esta medida hace referencia a la capacidad
máxima del canal para transmitir datos.
• Generalmente es sinónimo de “velocidad” de
la red aunque esto es una unidad subjetiva.
• Los estándares garantizan un
aceptable de transmisión de datos.

límite
Ancho de Banda
• Se expresa generalmente en un tamaño de
frecuencia, entre una frecuencia baja y una
alta.
• Generalmente muchos dispositivos trabajan
con filtros pasabajas y pasaaltas para fijar un
canal. Esto da como hecho de que se
puedan filtrar ondas de otros canales.
Ancho de Banda
• El término genérico para medir el ancho de
banda se da en bits (¡ojo no bytes!) por
segundo. Por ejemplo un cable modem típico
tiene un ancho de banda de 256Kbps.
• Otra medida utilizada para representar
ancho de banda es el baudio, que indica el
número de cambios que presenta una señal
durante la transferencia de datos. Se utiliza
para transmisiones telegráficas y telefónicas.
1.2.4 Topologías de red
• Es la forma en como se encuentran
interconectados los diferentes nodos de la
red.
• Pueden ser topologías físicas y lógicas.
Generalmente las redes tienen el mismo tipo
de topología física y lógica pero pueden
cambiar.
Topologías de Red
Topología en Malla
Topología en Estrella
Topología de Bus
Topología en Anillo
Topología Híbrida
Topología Jerárquica
Mezcla de Topologías
1.2.5 Clasificación de redes.
• Las redes se pueden clasificar de diversa
forma, entre ellas:
•
•
•
•
•
•
•

área de cobertura,
medio físico de transmisión,
por su topología,
por su forma de interconexión,
por sus aplicaciones y usos
por sus anchos de bandas
etc.
Algunos Tipos de Clasificación de
Redes
•
•
•
•
•
•

Redes de área local
Redes de área metropolitana
Redes de área ancha
Redes inalámbricas
Redes en el hogar
Interredes
Redes de difusión
• Tipos de tecnologías de
transmisión
• Enlaces de difusión
• Enlaces punto a punto
Redes de difusión (2)
Redes de área local

• Dos redes de
difusión
• (a) Bus
• (b) Anillo
Redes de área metropolitanas
• Una red de área metropolitana basada en
televisión por cable.
Redes de área ancha
• Relación entre hosts en una LANs y la
subred.
Redes de área ancha (2)
• Un flujo de paquetes desde el emisor hacia
el receptor.
Redes de área inalámbricas
• Categorías de redes
inalámbricas:
• Interconexión de sistemas
• Wireless LANs
• Wireless WANs
Redes inalámbricas (2)

• (a) Configuración bluetooth
• (b) Wireless LAN
Redes inalámbricas (3)

• (a) Computadoras móviles
individuales
• (b) Una LAN en el aire
Ethernet
• Arquitectura del Ethernet original.
LANs inalámbricas

• (a) Redes inalámbricas con una estación
base.
• (b) Redes ad hoc.
LANs inalámbricas (2)
• El rango de una señal de radio no puede
cubrir el sistema completo.
LANs inalámbricas (3)
• Una red 802.11 multicelda.
1.3 Organismos de
estandarización de redes y sus
protocolos de interés.
• Existen una gran variedad de organismos
encargados de la estandarización de
procesos y protocolos en redes de
telecomunicaciones.
• A continuación se describen brevemente los
más importantes.
1.3.1 ISO
• La
organización
de
estándares
internacionales es el organismo internacional
que rige la gran mayoría de los estándares
dentro de todas las áreas y en especial de
Ingeniería, cuenta con algunos estándares
en cuestión de telecomunicaciones pero no
es su área fuerte de desarrollo.
ANSI
• El ANSI es el Instituto Norteamericano de
Estandarización y Normalización de los
Estados Unidos.
• Es un Instituto que rige los estándares
aceptados por USA y en muchas ocasiones
• La
FCC
(Comisión
Federal
de
Telecomunicaciones) rige el uso del espectro
en los Estados Unidos
México
• En México el encargado de regir las normas
y
estándares
en
el
área
de
telecomunicaciones es la SCT (Secretaría de
Comunicaciones y Transportes). Aunque la
gran mayoría de los estándares son
adaptaciones de las normas americanas.
• Actualmente existes normas oficiales
mexicanas en algunos aspectos de
telecomunicaciones aprobadas por el IMNC.
1.3.2 IEEE
• El Instituto de Ingenieros Electrónicos y
Electricistas es una institución no lucrativa
que tiene como una de sus finalidades la
estandarización de propuestas en el área de
ingeniería, entre ellas se encuentran las
redes de computadoras en el grupo de
estándar 802.11
IEEE
• El IEEE tiene un capítulo muy fuerte con
computación y es en conjunto con la ACM
(Asociación
para
la
Maquinaria
de
Computación) los grupos de interés en
computación más grandes a nivel mundial.
• Mucho del conocimiento en Informática se
genera en dichas instituciones.
Estándares IEEE 802

Los grupos de trabajo del 802. Los importantes
están marcados con *. Los marcados con  están
invernando. Los marcados con † desaparecieron.
1.3.3 IETF
• El Internet Engineering Task Force, es el
organismo descentralizado encargado de
proponer estándares dentro de Internet.
• La gran mayoría de los protocolos de capa
de aplicación de Internet están hechos a
través de RFC (Request For Comments); por
ejemplo, el protocolo HTTP/1.0 está definido
en el RFC 1945.
IETF
• Existen otras instituciones en Internet
encargadas de estandarizar otras áreas
como el NIC (Network Information Center)
para nombres de dominio, el IANA (Internet
Assigned
Number
Authority)
para
direcciones de Internet y puertos entre otras.
ITU-T
• La International Telecomunication Union, es
un organismo internacional para la
estandarización de las telecomunicaciones a
nivel mundial.
• Esta organización es la más fuerte a nivel
internacional en telecomunicaciones aunque
en el mundo de la computación muchos de
sus estándares no son aceptados.
ITU-T
• Es el sector encargado de la estandarización
de las telecomunicaciones.
• Anteriormente se conocía como CCITT
International Telegraph and Telephone
Consultative
Committee
(organización
francesa de origen). En 1993 obtuvo su
nuevo nombre
ITU
• Sectores principales
• Radiocomunicaciones
• Estandarización de telecomunicaciones
• Desarrollo

• Clases de miembros
•
•
•
•

Gobiernos nacionales
Miembros del sector
Miembros asociados
Agencias regulatorias
Bibliografía
• Material obtenido y adaptado de los libros de
redes de computadoras de Tanenbaum y
Forouzan.
¿Preguntas, dudas y
comentarios?

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Introducción Redes PC

  • 2. • Este material se distribuye bajo una licencia Creative Commons Reconocimiento 2.5 México. Usted es libre de: copiar, distribuir y comunicar públicamente la obra hacer obras derivadas • Bajo las condiciones siguientes: Reconocimiento. Debe reconocer y dar crédito al autor original (Juan Carlos Olivares Rojas)
  • 3. Agenda 1.1 Antecedentes históricos. 1.1.1 Historia de las redes. 1.1.2 Importancia de las redes. 1.2 Conceptos básicos de las redes. 1.2.1 Tipos de señales eléctricas. 1.2.2 Formatos de transmisión. 1.2.3 Ancho de Banda. 1.2.4 Topologías de red. 1.2.5 Clasificación de redes.
  • 4. Unidad I. Introducción a las Redes 1.3 Organismos de estandarización de redes y sus protocolos de interés. 1.3.1 ISO 1.3.2 IEEE 1.3.3 IETF
  • 5. 1.1 Antecedentes históricos. • El origen de las redes se remonta desde hace muchos años atrás. • ¿En dónde se utilizan las redes? • Las redes se han utilizado en diversas áreas y aplicaciones como: redes sociales (organigramas), redes de distribución (eléctrica, de agua, petróleo), redes de pescar (mallas), entre otras.
  • 6. Origen y evolución • Las redes han estado presentes desde el inicio de la humanidad y han evolucionado conforme al progreso de la sociedad. • Una de las grandes problemáticas de las sociedades humanas ha sido la comunicación a través de largas distancias, por lo que se originaron las redes de telecomunicación.
  • 7. Redes de telecomunicaciones • Toda red de telecomunicaciones está formada por una entidad emisora, receptora, un mensaje y un canal de comunicación. • La primera red de telecomunicaciones fue el lenguaje oral y escrito. Para grandes distancias se utilizaba el eco junto con algún otro instrumento como la trompeta para comunicarse a distancia
  • 8. Elementos de una red de comunicación
  • 9. Redes de telecomunicaciones • Otros medios de telecomunicación fueron las señales de humo. • Con la comunicación escrita se dieron de alta los mensajeros. Después se estructuró el sistema de correos. • El telégrafo permitió la comunicación rápida a través de largas distancias.
  • 10. Redes de telecomunicaciones • El teléfono creó una nueva forma de transmitir información en grandes distancias. • La radio se consideró como la telegrafía sin hilos. • La TV revolucionó los medios de comunicación permitiendo tener imágenes y sonidos.
  • 11. Redes de telecomunicaciones • Internet es hoy en día lo que fue la radio, la televisión, el teléfono en su tiempo. • ¿Cuál es la red de telecomunicaciones más grande? • La red telefónica pública conmutada (Public Switched Telephone Network). • Internet es la red de computadoras más grande de la humanidad.
  • 12. Redes de Computadoras • Las redes de computadoras surgen de la necesidad de compartir recursos. Por ejemplo: ¿cómo se le haría para compartir una impresora? • • • • • Compartición física Una conexión multiplexada A través de una red de computadoras Utilizando un servidor de impresión A través de servicios de impresión en Internet
  • 13. 1.1.1 Historia de las redes. • Las redes de computadoras tienen sus orígenes en la década de 1960’s cuando surge la necesidad de poder comunicar la información presente en las universidades y las grandes empresas. • Las primeras redes cubrían grandes extensiones geográficas, posteriormente empezaron a aparecer redes de extensión más corta.
  • 14. Historia de las Redes • La primera red de computadoras fue Internet cuyos orígenes se remontan a 1969 con la creación de la ARPANET. • La ARPANET inició sus operaciones a través de enlaces propietarios, después migró hacia la PSTN debido al alto costo de mantener dichos enlaces.
  • 15. La ARPANET • (a) Estructura del sistema telefónico. • (b) Sistema de conmutación distribuida propuesta por Baran.
  • 16. La ARPANET (2) • El diseño original de ARPANET.
  • 17. La ARPANET (3) • Crecimiento ARPANET (a) Diciembre 1969. (b) Julio 1970. • (c) Marczo 1971. (d) Abril 1972. (e) Septiembre 1972.
  • 18. NSFNET • La columna vertebral del NSFNET en 1988.
  • 19. Arquitectura de Internet • Vista de Internet.
  • 20. Otras redes de computadoras • La Internet • Redes orientadas a conexión: X.25, Frame Relay y ATM • Ethernet • Wireless LANs: 802.11
  • 21. Comunicar y compartir datos • La mayoría de los sistemas operativos actuales tiene soporte para redes de computadoras. • Las redes de computadoras empezaron a desarrollarse en la década de 1970, pero no fue hasta los años de 1980 que empezaron a llegar a los negocios y en la década de 1990 al público general.
  • 22. Comunicar y compartir datos • Es tal el éxito de las redes de computadoras, que algunas se han implementado en las casas y pequeños negocios (SOHO: Small Office Home Office) hasta las redes ya son personales!. • Las redes futuras serán cada vez más heterogéneas, incluyendo toda clase de dispositivos electrodomésticos.
  • 23. 1.1.2 Importancia de las redes • Las redes de computadora forman parte importante de cualquier computadora a tal punto que no existe actualmente computadora que no tenga un enlace hacia algún tipo de red. • Las redes de computadoras se pueden utilizar en una gran diversidad de ámbitos del quehacer humano.
  • 24. Usos y beneficios de las redes • Las ventajas, beneficios y usos de redes computadoras son muchas y dependerán gran medida de las aplicaciones que ejecuten sobre ella. Es decir la red computadoras sólo nos da los medios comunicación, lo demás depende nosotros. de en se de de de • El uso principal de redes de computadoras es el intercambio de datos
  • 25. Usos de las redes de computadoras • Algunos usos de computadoras son: • • • • las Aplicaciones de negocios Aplicaciones en el hogar Usuarios móviles Temas sociales redes de
  • 26. Aplicaciones de negocios en redes • Una red con dos clientes y un servidor
  • 27. Aplicaciones de negocios en redes (2) • El modelo cliente-servidor peticiones y respuestas. involucra
  • 28. Aplicaciones de redes en el hogar • • • • Acceso a información remota Comunicación persona a persona Entretenimiento interactivo Comercio electrónico
  • 29. Aplicaciones de redes en el hogar (2) • En un sistema de par a par no existen clientes ni servidores fijos.
  • 30. Usuarios de redes móviles • Combinación de cómputo móvil. redes inalámbricas y • ¿Qué es mejor: una red cableada o una inalámbrica?
  • 31. ¿En dónde se encuentran las redes de computadoras? • Computadoras (PC de escritorio, PDA, periféricos compartidos) • Entretenimiento (TV, DVD, VCR, camara, estéreo, MP3) • Telecomunicaciones (teléfono, teléfono celular, intercom, fax) • Dispositivos (microondas, refrigerador, reloj) • Telemetría (alarmas, babycam).
  • 32. “Cool” Internet appliances Tostador con Capacidades Web IP picture frame http://www.ceiva.com/ Servidor Web más pequeño http://www-ccs.cs.umass.edu/~shri/iPic.html Internet phones
  • 33. Uso de Internet • Aplicaciones tradicionales (1970 –1990) • Correo electrónico • Noticias • Conexiones remotas • Trasnferencias de archivos
  • 34. Quiz • Este examen rápido NO CUENTA por esta ocasión no cuenta. • Cerrar todas las cosas, no se debe platicar con los compañeros (ni para pedir un bolígrafo) una vez iniciado el examen. • Si se viola alguna de estas restricciones se tendrá 0 en la actividad
  • 35. Quiz • Se va a recortar un pedazo de papel de un cuarto del tamaño de una hoja carta a la cual se deberá poner su número de control. • Se deberá apuntar únicamente las respuesta a las preguntas. • Se evaluará por el profesor o el compañero. • Comenzemos…
  • 36. Quiz0 • ¿Un organigrama es un ejemplo de red? V/F • ¿Es el Eco una red de telecomunicaciones? Verdadero/Falso • ¿Cuál es la red de telecomunicaciones más grande? A)Internet B) PSTN C) Red eléctrica D) Ninguna de anterior.
  • 37. Quiz0 • Para compartir un recurso de hardware o software entre distintas entidades ¿Es forzosamente necesario una red de computadoras? V/F • ¿Cuál fue la primera red de computadoras? A) Internet B) Ethernet C) ARPANET D)NSFNET • ¿Qué significan las siglas SOHO?
  • 38. Quiz0 • Esquematiza de forma gráfica la arquitectura cliente/servidor • ¿Una red es un tipo de grafo? V/F • ¿Ethernet es un protocolo de red? V/F
  • 39. 1.2 Conceptos básicos de las redes. • Una red de computadora es la interconexión de elementos autónomos que pueden trabajar de manera asilada, pero que juntos sirven para solucionar un problema. • El lema de una red de computadora es que “juntos hacemos más” o visto desde otro punto de vista “dos cabezas piensan mejor que una”
  • 40. Redes de computadoras • Están formadas por una entidad que inicia la comunicación, la cual puede ser una computadora u otro dispositivo y por una entidad receptora, las dos se encuentran utilizando un canal común por donde circula un mensaje codificado. • Los sistemas de tiempo compartido no son formalmente redes de computadoras. ¿O si?
  • 41. Conceptos básicos • Una red desde el punto de vista matemático está conformado por un conjunto de nodos o elementos y un conjunto de relaciones entre dichos elementos. • La estructura matemática que representa este modelo es el grafo. Por lo que la mayoría de los problemas de redes de computadoras pueden solucionarse formalmente.
  • 42. Conceptos básicos • Los nodos de la red reciben el nombre de host, mientras que los enlaces deben su nombre al tipo de tecnología usada para la transmisión de los datos. • Existen algunos dispositivos que no son computadoras como lo son los hubs, switch, routers, etc. pero que sin embargo actuán como nodos en la red.
  • 43. Conceptos básicos • Para poder ser un nodo, se necesita que el dispositivo sea emisor y/o receptor (un transceptor es un dispositivo emisorreceptor), por lo tanto el mensaje, los protocolos y los canales de comunicación (cables, medios no guiados, etc.) no son considerados nodos, son enlaces. • Generalmente los nodos tiene una interfaz de red denominada tarjeta de red.
  • 45. Conceptos básicos • Un sistema es un conjunto de elementos que están interrelacionados entre sí para lograr un fin común. • Por lo que las redes de computadoras por sí solas forman todo un sistema complejo y a su vez forman parte de casi todo sistema de información actual.
  • 46. ¿Qué es un protocolo? Comparativa entre un protocolo humano y uno de computadora Hola Petición de conexión TCP Hola Respuesta de conexiónTCP ¿Qué hora es? Obtener http://www.awl.com/kurose-ross 2:00 p.m. <archivo> time ¿Qué otros protocolos humanos existen?
  • 47. Ejemplo de protocolos • Aunque no es el objetivo del curso ver protocolos de capas altas del modelo OSI, se verá algunos ejemplos de protocolos el primero de ellos el mensaje ECHO del protocolo ICMP. • Para ello, se deberá abrir una terminal y ejecutar el comando ping seguido del nombre de la máquina o dirección IP. Dicho protocolo nos sirve para saber si una máquina está activa.
  • 48. Ejemplos de protocolos • El protocolo HTTP es un protocolo de un nivel más alto (capa de aplicación) el cual permite obtener un documento desde un servidor remoto, generalmente el documento es del tipo hipertexto (HTML) pero en realidad puede ser cualquiera. • Se deberá tener una conexión a Internet o bien un servidor Web instalado de manera local. Se deberá abrir una terminal y tener habilitado alguna aplicación de telnet.
  • 49. Ejemplo de protocolos • Se deberá introducir el comando telnet dirección 80, para conectarnos a un servidor por el puerto 80. • Si el servidor está activo enviará un mensaje de respuesta. Se deberá teclear el comando GET / HTTP/1.1 seguido de dos teclas enter. Tener mucho cuidado ya que el servidor puede no enviar eco a la consola. Si se obtuvo éxito se muestra un mensaje con la respuesta.
  • 50. Tarea • Estado del arte de redes computadoras. – Nuevas tecnologías. – Nuevas áreas de aplicación. • Se deberá describir brevemente cada área de aplicación o tecnología con referencias posteriores a 2007. • Trabajo de investigación. Fecha de entrega: Lunes 25 de agosto.
  • 51. 1.2.1 Tipos de señales eléctricas. • ¿Qué es una señal? • Es una función a través del tiempo. Al tratarse de señales eléctricas se grafica generalmente en el eje de las Y el voltaje. El eje de las X es el tiempo. • Existen señales electromagnéticas, lumínicas, de audio, video, imágenes, entre otras.
  • 53. Teoría de Señales • Realizar un repaso de los conceptos básicos de teoría de señales (cursos de física). • Entender las diferencias y características fundamentales entre señales analógicas y digitales. • Las señales pueden ser periódicas si tienen un patrón de comportamiento repetitivo.
  • 55. Transmisión analógica y digital • La forma de transmisión de datos en el mundo real es de dos tipos: • Analógica: aquella cuyos valores se representan con un conjunto de datos variables • Digital: aquella que se representa con un conjunto discreto de valores.
  • 56. Transmisión analógica y digital • Las señales analógicas se representan con gráficas continuas, mientras que las discretas se representan con gráficos cuadrados. • Para la conversión de señales se utilizan los MODEMS (MOduladores/DEModuladores). • Existen dos tipos de conversores: DAC (Convertidor Digital-Analógico) y ACD (Convertidor Análogico-Diogital).
  • 59. Reflexión • Contestar las dos preguntas anteriores de las gráficas justificando su respuesta. • Realizar de manera individual una argumentación sobre que es mejor: señales digitales o analógicas, justificar el porque: • Tarea: graficar en Excel las funciones seno y coseno de 0 hasta 4Pi, ser lo más exacto posible.
  • 60. Teoría de Señales • La longitud de onda va de un valle a otro. • La frecuencia es el inverso del periodo. El periodo es el tiempo que tarda en darse una oscilación completa. • La frecuencia representa el número de oscilaciones que se dan en un segundo.
  • 61. Teoría de Señales • El mundo en el que vivimos es completamente analógico, desafortunadamente poder trabajar con ello se complica a través de una computadora, por lo que se escoge un conjunto discreto de valores que dan origen a una señal digital. • Las señales analógicas se pueden construir a través de señales digitales.
  • 63. Teoría de Señales • La señal se puede modular de tres formas básicas: • Frecuencia (como la radio FM –Frecuencia Modulada-) • Amplitud (como la radio AM –Amplitud Modulada-) • Fase • Aunque existen otras variantes.
  • 66. Teoría de Señales • ¿Cómo quedaría una modulación por fase? • Realiza una gráfica de una señal digital, cuyo valor 1 está representado por 12 volts y un 0 está dado por -5 volts para representar el dato 10110101001. Las crestas deben de tener una duración de 10ms. • Tarea: Realizar dicho diagrama en Excel
  • 67. Teoría de Señales • A principios del siglo XIX, el matemático Jean-Baptiste Fourier probó que cualquier señal de función periódica de comportamiento razonable, g(t) con un período T puede construirse a partir de una cantidad (posiblemente infinita) de senos y cosenos
  • 68. Espectrograma • Esquematiza en forma gráfica los diferentes tipos de señales electromagnéticas. • Sirve para catalogar los diferentes tipos de comunicaciones así como conocer sus propiedades físicas de los medios de transmisión durante la transmisión de datos.
  • 69. Quiz 1 1. ¿Cuál es la velocidad a la cual se propaga la luz en el vacío? 2. ¿Qué tiene mayor frecuencia: los rayos X o los rayos Gamma? 3. ¿Las onda de TV son consideradas ondas de radio?
  • 70. Quiz 1 4. ¿A partir de que frecuencia las ondas son del tipo microondas? 5. ¿Significado de las siglas SHF? 6. Ordena de mayor a menor longitud de onda los siguientes conceptos: infrarrojo, luz UV, luz visible.
  • 71. Quiz 1 7. ¿Cómo se les llama a las frecuencias que el oído humano no puede percibir? 8. ¿Qué tiene mayor longitud de onda: las ondas de radio AM o las de FM?
  • 73. Unidades métricas • Los principales prefijos métricos.
  • 74. 1.2.2 Formatos de transmisión. • La forma de transmitir datos puede ser en banda base y banda ancha (no confundir con el concepto de ancho de banda). • En banda base sólo transmite un emisor/receptor a la vez; mientras que en banda ancha puede existir varias entidades transmintiendo a la vez multiplexando el medio de comunicación, generalmente en canales.
  • 76. Formas de Transmisión • Se puede utilizar el canal de tres formas distintas: • Simplex en un solo sentido (televisión satelital). • Half-Duplex: puede ir en los dos sentidos pero sólo uno a la vez. (Walkie-talkie) • Full-Duplex: puede ir en los dos sentidos a la vez. (Teléfono)
  • 77. Formatos de Transmisión • ¿Por qué al hablar por teléfono a pesar de que es Duplex completo, si hablan dos personas al mismo tiempo no se escucha bien la comunicación? • Por que los humanos no podemos hablar y escuchar al mismo tiempo, no es tanto un problema de comunicación.
  • 78. Formatos de Transmisión • ¿Por qué la voz de dos mujeres al hablar por teléfono son prácticamente iguales? • Por que las mujeres tienen todos agudos (altos) que se suelen confundir, mientras que los hombres los tonos son más graves (bajos). • En el piano los graves se encuentran a la izquierda y a la derecha los agudos.
  • 79. 1.2.3 Ancho de Banda. • Esta medida hace referencia a la capacidad máxima del canal para transmitir datos. • Generalmente es sinónimo de “velocidad” de la red aunque esto es una unidad subjetiva. • Los estándares garantizan un aceptable de transmisión de datos. límite
  • 80. Ancho de Banda • Se expresa generalmente en un tamaño de frecuencia, entre una frecuencia baja y una alta. • Generalmente muchos dispositivos trabajan con filtros pasabajas y pasaaltas para fijar un canal. Esto da como hecho de que se puedan filtrar ondas de otros canales.
  • 81. Ancho de Banda • El término genérico para medir el ancho de banda se da en bits (¡ojo no bytes!) por segundo. Por ejemplo un cable modem típico tiene un ancho de banda de 256Kbps. • Otra medida utilizada para representar ancho de banda es el baudio, que indica el número de cambios que presenta una señal durante la transferencia de datos. Se utiliza para transmisiones telegráficas y telefónicas.
  • 82. 1.2.4 Topologías de red • Es la forma en como se encuentran interconectados los diferentes nodos de la red. • Pueden ser topologías físicas y lógicas. Generalmente las redes tienen el mismo tipo de topología física y lógica pero pueden cambiar.
  • 91. 1.2.5 Clasificación de redes. • Las redes se pueden clasificar de diversa forma, entre ellas: • • • • • • • área de cobertura, medio físico de transmisión, por su topología, por su forma de interconexión, por sus aplicaciones y usos por sus anchos de bandas etc.
  • 92. Algunos Tipos de Clasificación de Redes • • • • • • Redes de área local Redes de área metropolitana Redes de área ancha Redes inalámbricas Redes en el hogar Interredes
  • 93. Redes de difusión • Tipos de tecnologías de transmisión • Enlaces de difusión • Enlaces punto a punto
  • 95. Redes de área local • Dos redes de difusión • (a) Bus • (b) Anillo
  • 96. Redes de área metropolitanas • Una red de área metropolitana basada en televisión por cable.
  • 97. Redes de área ancha • Relación entre hosts en una LANs y la subred.
  • 98. Redes de área ancha (2) • Un flujo de paquetes desde el emisor hacia el receptor.
  • 99. Redes de área inalámbricas • Categorías de redes inalámbricas: • Interconexión de sistemas • Wireless LANs • Wireless WANs
  • 100. Redes inalámbricas (2) • (a) Configuración bluetooth • (b) Wireless LAN
  • 101. Redes inalámbricas (3) • (a) Computadoras móviles individuales • (b) Una LAN en el aire
  • 102. Ethernet • Arquitectura del Ethernet original.
  • 103. LANs inalámbricas • (a) Redes inalámbricas con una estación base. • (b) Redes ad hoc.
  • 104. LANs inalámbricas (2) • El rango de una señal de radio no puede cubrir el sistema completo.
  • 105. LANs inalámbricas (3) • Una red 802.11 multicelda.
  • 106. 1.3 Organismos de estandarización de redes y sus protocolos de interés. • Existen una gran variedad de organismos encargados de la estandarización de procesos y protocolos en redes de telecomunicaciones. • A continuación se describen brevemente los más importantes.
  • 107. 1.3.1 ISO • La organización de estándares internacionales es el organismo internacional que rige la gran mayoría de los estándares dentro de todas las áreas y en especial de Ingeniería, cuenta con algunos estándares en cuestión de telecomunicaciones pero no es su área fuerte de desarrollo.
  • 108. ANSI • El ANSI es el Instituto Norteamericano de Estandarización y Normalización de los Estados Unidos. • Es un Instituto que rige los estándares aceptados por USA y en muchas ocasiones • La FCC (Comisión Federal de Telecomunicaciones) rige el uso del espectro en los Estados Unidos
  • 109. México • En México el encargado de regir las normas y estándares en el área de telecomunicaciones es la SCT (Secretaría de Comunicaciones y Transportes). Aunque la gran mayoría de los estándares son adaptaciones de las normas americanas. • Actualmente existes normas oficiales mexicanas en algunos aspectos de telecomunicaciones aprobadas por el IMNC.
  • 110. 1.3.2 IEEE • El Instituto de Ingenieros Electrónicos y Electricistas es una institución no lucrativa que tiene como una de sus finalidades la estandarización de propuestas en el área de ingeniería, entre ellas se encuentran las redes de computadoras en el grupo de estándar 802.11
  • 111. IEEE • El IEEE tiene un capítulo muy fuerte con computación y es en conjunto con la ACM (Asociación para la Maquinaria de Computación) los grupos de interés en computación más grandes a nivel mundial. • Mucho del conocimiento en Informática se genera en dichas instituciones.
  • 112. Estándares IEEE 802 Los grupos de trabajo del 802. Los importantes están marcados con *. Los marcados con  están invernando. Los marcados con † desaparecieron.
  • 113. 1.3.3 IETF • El Internet Engineering Task Force, es el organismo descentralizado encargado de proponer estándares dentro de Internet. • La gran mayoría de los protocolos de capa de aplicación de Internet están hechos a través de RFC (Request For Comments); por ejemplo, el protocolo HTTP/1.0 está definido en el RFC 1945.
  • 114. IETF • Existen otras instituciones en Internet encargadas de estandarizar otras áreas como el NIC (Network Information Center) para nombres de dominio, el IANA (Internet Assigned Number Authority) para direcciones de Internet y puertos entre otras.
  • 115. ITU-T • La International Telecomunication Union, es un organismo internacional para la estandarización de las telecomunicaciones a nivel mundial. • Esta organización es la más fuerte a nivel internacional en telecomunicaciones aunque en el mundo de la computación muchos de sus estándares no son aceptados.
  • 116. ITU-T • Es el sector encargado de la estandarización de las telecomunicaciones. • Anteriormente se conocía como CCITT International Telegraph and Telephone Consultative Committee (organización francesa de origen). En 1993 obtuvo su nuevo nombre
  • 117. ITU • Sectores principales • Radiocomunicaciones • Estandarización de telecomunicaciones • Desarrollo • Clases de miembros • • • • Gobiernos nacionales Miembros del sector Miembros asociados Agencias regulatorias
  • 118. Bibliografía • Material obtenido y adaptado de los libros de redes de computadoras de Tanenbaum y Forouzan.