2. Breve Historia de las Redes
•En 1980 las redes eran una curiosidad académica.
•En 1988 las redes se usaban en las universidades y grandes
empresas.
•En 1996 las redes de computadoras, en especial Internet, se han
vuelto una realidad diaria para millones de personas.
•El hardware y el software de redes ha cambiado por completo.
•Casi todas las redes se basaban en alambre de cobre y ahora muchas
se están basando en Fibra Óptica, Microondas, Satélites de
Comunicación o en la Comunicación Inalámbrica.
•Los protocolos OSI han desaparecido calladamente y el grupo de
protocolos TCP/IP se han hecho dominantes.
3. Objetivos de las redes:
• Las redes consisten en compartir recursos y el objetivo es que los
programas, datos y equipos estén disponibles para cualquiera en la
red sin importar en donde se encuentre físicamente el recurso y el
usuario (como si se encontrara localmente).
• Consiste en proporcionar una alta fiabilidad al contar con fuentes
alternativas de suministro, al contar con los datos duplicados en
varias maquinas, si una no esta disponible se usara una copia,
• Ahorro económico, las maquinas pequeñas tienen una mejor
relación costo/beneficio(rendimiento) comparado con maquinas
grandes.
• Proporcionar un poderoso medio de comunicación entre personas
que se encuentran muy alejadas entre si, haciendo que la
cooperación entre grupos e individuos sea posible.
4. •Otro objetivo al establecer redes es la escalabilidad, esto es la
capacidad para incrementar el rendimiento del sistema
gradualmente cuando la carga de trabajo crece solamente
aumentando mas procesadores (pc’s).
•En el caso de las Mainframes centralizadas, había que
reemplazarlas cuando estaban llenas.
•Con el modelo cliente-servidor se pueden añadir nuevos clientes y
servidores cuando es necesario.
5. Modelo de comunicación de
Claude Shannon
• El modelo de Shannon muestra
cómo un mensaje siempre es
"codificado", es decir,
interpretado, al menos dos
veces.
• Por otro lado, el modelo de
Shannon muestra cómo las
perturbaciones modifican el
mensaje y afectan a la
interpretación del mismo por el
receptor.
6. Señal
Representación Física de la Información
• Variación en alguna magnitud física que puede
medirse e interpretarse.
• Evento que es capaz de iniciar una acción.
7. Modulación
Acción de modificar alguna propiedad de una señal de
acuerdo con la información contenida en otra. Usualmente
esto se hace con la finalidad de transmitir la información
contenida en la segunda señal utilizando a la primera como
transporte.
8. Transmisión
Transferencia de las señales que componen un mensaje,
desde un puesto de emisión a otro de recepción.
Transferencia o transporte de energía electromagnética de
un punto a otro mediante conductores, por radiación o
inducción.
9. Recepción
Acción de recibir señales.
Receptor.- En general, cualquier aparato o dispositivo para
la recepción de señales o de mensajes transmitidos
eléctricamente o mediante ondas electromagnéticas de
cualquier clase.
10. Ancho de Banda
La diferencia entre la frecuencia máxima y la mínima
contenidas en una señal.
La cantidad de datos se pueden transferir a través de
una conexión. Comúnmente medida en Hercios (Hz).
11. Ruido
Variación aleatoria en una magnitud física que
interfiere con la transmisión a través de un canal.
Aleatorio: Un fenómeno físico es aleatorio cuando tiene
asociados aspectos probabilísticos, es decir; que no
pueden ser descritos con certeza.
12.
13. QUE ES UNA RED, PARA QUE NOS SIRVE, TIPOS DE
REDES, QUE ES UNA RED WAN Y CARACTERISTICAS
Que es una red? Es un grupo de computadoras y dispositivos
asociados, comunicados entre si con el propósito de intercambiar
y compartir datos, archivos, programas u operaciones y que
están basadas en el principio de Cliente/Servidor.
A estos sistemas se les llaman •A la conexión de 2 o mas redes
Redes de Computadoras se le denomina Interconexión de
(conexión de 2 o mas Redes.
computadoras).
14. SISTEMA CENTRALIZADO
Un único servidor típicamente sirve a una multitud de clientes,
ahorrando a cada uno de ellos el problema de tener la información
instalada y almacenada localmente.
•Las primeras redes estaban basadas en el modelo de computación
centralizada.
•Generalmente, en estas redes un gran
servidor (un equipo mainframe)
manejaba todos los aspectos de la red,
mientras que cada usuario accedía al
servidor principal desde una terminal.
•terminales económicas,
equipos de bajo rendimiento.
15. Una aplicación como una base de datos se ejecutaba en un gran
equipo mainframe central y potente al que se accede mediante
terminales.
El terminal envía una petición de información al equipo
mainframe; el mainframe recupera la información y la muestra
en el terminal.
La respuesta completa viaja desde el servidor a través de la
red, y es descargada en el cliente que hace la petición.
El acceso a los archivos tiene lugar a través del sistema
operativo de red (NOS; Network Operating System) y el cable.
16. La transferencia de datos entre el terminal y el mainframe
incrementa el tráfico de la red y disminuye la velocidad de
procesamiento de las peticiones de otras terminales.
17.
18. Modelo Cliente/Servidor
•El viejo modelo de una sola computadora que atendía todas
las necesidades de computación de la organización
(centralizado) esta siendo reemplazado por uno en el que
existen un gran numero de computadoras separadas pero
interconectadas para realizar el trabajo.
La tecnología denominada Cliente -Servidor es utilizada por
todas las aplicaciones de Internet/Intranet.
19. Maquina Cliente Maquina Servidor
Proceso Proceso
Cliente servidor
Red
Petición
Respuesta
* Un servidor es una computadora remota -- en algún lugar de la
red -- que proporciona información según petición.
* Un cliente funciona en su computadora local, se comunica con
el servidor remoto, y pide a éste información.
* El servidor envía la información solicitada.
20. Los sistemas Cliente-Servidor pueden ser de muchos tipos
dependiendo de las aplicaciones que el servidor pone a
disposición de los clientes. Entre otros, existen:
Servidores de Impresión.
Servidores de Archivos.
Servidores de Bases de Datos
Servidores Web también utilizan la tecnología
Cliente- Servidor
Servidores de Noticias (News Servers)
Servidores Proxy (Proxy Servers)
Servidores Telnet (Telnet Servers)
Servidores DHCP:
21. Servidores de Aplicaciones (Application Servers)
Servidores de Audio/Video (Audio/Video Servers): (streaming)
Servidores de Chat (Chat Servers)
Servidores de Fax (Fax Servers)
Servidores FTP (FTP Servers)
Servidores de Listas (List Servers): Los servidores de listas
ofrecen una manera mejor de manejar listas de correo electrónico,
bien sean discusiones interactivas abiertas al público o listas
unidireccionales de anuncios, boletines de noticias o publicidad.
Servidores de Correo (Mail Servers):
22.
23. SISTEMA DISTRIBUIDO
Es el conjunto de modelos,
Es el conjunto de modelos, Un sistema de cómputo
Un sistema de cómputo
técnicas y herramientas
técnicas y herramientas distribuido es una colección de
distribuido es una colección de
computacionales que ayudan a
computacionales que ayudan a sistemas de cómputo autónomos
sistemas de cómputo autónomos
resolver los problemas
resolver los problemas (llamados sitios o nodos)
(llamados sitios o nodos)
planteados por los sistemas
planteados por los sistemas interconectados a través de una
interconectados a través de una
distribuidos en cuanto a la
distribuidos en cuanto a la red y software de
red y software de
generación, el procesamiento y
generación, el procesamiento y comunicaciones, capaces de
comunicaciones, capaces de
la utilización de la información
la utilización de la información cooperar en la realización de una
cooperar en la realización de una
requerida para su
requerida para su tarea común.
tarea común.
funcionamiento.
funcionamiento.
Es una colección de computadoras independientes que
aparecen ante los usuarios del sistema como una única
computadora.
24. Un proceso, se ejecuta como un sistema centralizado,
pero que realmente se ejecuta sobre múltiples e
independientes (CPU’s), haciéndolo de una forma
transparente para los usuarios.
Los elementos de cómputo autónomos, se encuentran
físicamente separados y no comparten una memoria
común.
Se comunican entre si a través del intercambio de
mensajes.
El usuario no sabe que hay varios procesadores y ve al
sistema como un monoprocesador virtual.
La asignación de trabajos y archivos a discos etc., son
automáticas.
25. Como se forma un sistema distribuido ?
• Mediante la interconexión de
un conjunto de computadoras
autónomas, las cuales soportan
Son sistemas de cómputo
el almacenamiento de datos y
compuestos por un gran número
la ejecución de procesos que
de CPU´s conectados mediante
interactúan con un fin común.
una red de alta velocidad.
Una diferencia es el software ya
que los sistemas distribuidos
requieren un software radicalmente NFS (Network File
distinto al de los centralizados System) permite que
(NFS). cada máquina sea un
cliente y un servidor al
mismo tiempo.
26. Network File System (sistema de ficheros en red), que
también fue desarrollado por Sun, es un sistema de
archivos distribuido que permite a los clientes acceder a
archivos de forma transparente, como si fuesen archivos
locales.
Protocolos de NFS
Uno de los objetivos de NFS es:
• Soportar un sistema heterogéneo en donde los clientes y
servidores podrían ejecutar distintos S. O. en hardware diverso,
por ello es esencial que la interfaz entre los clientes y los
servidores esté bien definida.
27. 4 RAZONES PARA CONSTRUIR
4 RAZONES PARA CONSTRUIR
UN SISTEMA DISTRIBUIDO
UN SISTEMA DISTRIBUIDO
Compartir recursos
Agilizar los cálculos
Mejorar la confiabilidad
Tener comunicación (RPC)
28. Un sistema Distribuido, es un sistema de software construido
Distribuido
encima de una red en el que el software confiere un alto grado de
cohesión y transparencia, por lo que tiene que ver mas con el
software que con el hardware (sistema Operativo).
Los sistemas distribuidos deben de ser muy confiables, ya que
si un componente del sistema se descompone otro componente
debe de ser capaz de reemplazarlo (tolerancia a fallos).
fallos
El tamaño de un sistema distribuido puede ser muy variado, ya
sean decenas de hosts (Local Area Network), centenas de hosts
(Metropolitan Area Network), y miles o millones de hosts
(Internet).
29. •Que diferencia hay entre la red de computadoras y un sistema
distribuido.
La diferencia es la siguiente:
- En un sistema distribuido aunque también existen muchas
computadoras autónomas todo:
es transparente para el usuario,
el usuario puede teclear una orden para ejecutar un programa y
esta se ejecutara,
para poder procesar esa información o petición dependerá del
sistema operativo seleccionar el mejor procesador así como
encontrar los archivos correspondientes a la entrada/salida
(resultados) y mandarlos al lugar apropiado.
30. En cambio, en una red, es el usuario el que tiene que ingresar
explícitamente en una maquina, enviar los trabajos remotos, mover
los archivos, y en gral., el manejo personal de toda la red.
Un sistema de red típico es una colección de sistemas operativos
locales, acompañado de servidores de impresión y de archivos,
conectados por medio de una red.
Sistema distribuido es solo un sistema expandido en toda la red,
pero visto como un sistema para todos los elementos que existen en
la red.
La diferencia esta en quien hace las cosas;
El sistema o el usuario.
31. Los aspectos claves en el diseño de S. O.
distribuidos son:
Transparencia. Escalabilidad.
Flexibilidad. Concurrencia
Confiabilidad. Tolerancia a fallos
Desempeño.
32. Ejemplos:
Cajeros Automaticos.
Estaciones Metereologicas.
Un banco con muchas sucursales por el mundo, cada oficina tiene
una computadora maestra para guardar las cuentas locales y el
manejo de las transacciones locales, la cuál se puede comunicar
con cualquier computadora de la red. Las transacciones hechas se
realizan sin importar dónde se encuentre la cuenta o el cliente.
33.
34. Las computadoras en una red están
conectadas vía hardware y software:
* Componentes físicos (líneas de
teléfono, modem, fibras ópticas, cable
coaxial, routers, gateway, computadoras,
bridges, etc.)
* Software: Es el que permite usar el
hardware para la comunicación e
intercambio de información y son un
conjunto de reglas que se pueden
referenciar como protocolos, siendo el
mas usado el TCP/IP.
35. TIPOS DE REDES: SE CLASIFICAN SEGÚN LAS DISTANCIAS QUE
EXISTEN ENTRE LAS COMPUTADORAS CONECTADAS:
LAN’S, MAN’S, WAN’S, INTERNET.
LAN’S: Red de Área Local
MAN’S: Red de Área Metropolitana
WAN’S: Red de Área Amplia
10 m Habitación LAN
100 m Edificio LAN
1 km. Universidad LAN
+ 10 km. Ciudad MAN
100 km. País WAN
1000 km. Continente WAN
10,000 km. Planeta Internet
36. Redes de Área Local (LAN)
•Las redes de área local son redes de propiedad privada.
•Las LAN se distinguen de otro tipo de redes por las siguientes tres características:
· Tamaño
· Tecnología de transmisión.
· Topología.
•Las LAN están restringidas en tamaño.
37. Redes de Área Metropolitana (MAN)
•Es una versión más grande que la LAN y que normalmente se basa
en una tecnología similar.
•Las redes Man también se aplican en las organizaciones, en grupos
de oficinas corporativas cercanas a una ciudad.
•Estas no contiene elementos de conmutación, los cuales desvían los
paquetes por una de varias líneas de salida potenciales.
•Esta redes pueden ser públicas o privadas.
•Una MAN puede manejar datos y voz, e incluso podría estar
relacionada con una red de televisión por cable local.
•Su distancia de cobertura es mayor de 4 Kmts. Son redes con dos
buses unidireccionales, cada uno de ellos es independiente del otro
en cuanto a la transferencia de datos.
38.
39. REDES DE AREA AMPLIA ( WAN )
•Es aquella que cubre una amplia superficie o área geográfica
amplia, a veces un país o un continente que puede llegar a miles de
kilómetros.
•Las redes wan generalmente funcionaban a menor velocidad que
las lan y por eso la implantación era menor, pero con la llegada de
la Fibra Óptica se pueden alcanzar velocidades de cientos de mbps
incluso de gbps.
40. •Las Redes WAN, contienen una colección de máquinas
dedicadas a ejecutar programas de usuario (aplicaciones),
estas maquinas se llaman Hosts.
•Los hosts están conectados por una subred de
comunicación.
•El trabajo de una
subred es conducir
mensajes de un host a
otro.
41.
42. En muchas redes de área amplia, la subred tiene dos
componentes distintos:
•las líneas de transmisión y los elementos de conmutación.
conmutación
Las líneas de transmisión (también llamadas circuitos o
canales) mueven los bits de una máquina a otra.
canales
43. Los elementos de
conmutación son
equipos especializados
que conectan dos o más
líneas de transmisión.
•Cuando los datos llegan
por una línea de entrada,
el elemento de
conmutación debe
escoger una línea de
salida para enviarlos.
44. Como término genérico para los equipos de
conmutación, les llamaremos ruteadores.
Elemento de Posible línea
conmutación de salida
Router
Posible línea
de salida
Línea
de
nodo entrada
Posible línea
de salida
46. REDES PUNTO A PUNTO
•Las Redes Punto a punto son aquellas en las que se usa
cada canal de datos para comunicar únicamente a 2
máquinas.
•Los sistemas punto a punto
permiten que las computadoras sean
tanto clientes como servidores al
mismo tiempo, por lo que cada
computadora puede ser uno o el
otro, además todas las
computadoras pueden tener
impresoras conectadas a ellas que
estén disponibles para todas las
demás.
47. •Si una computadora se convierte en un servidor
únicamente, el sistema se comportará como si
estuviera basado en un servidor de archivos.
•Los sistemas punto a punto son menos costosos que
los sistemas basados en servidores, pero poseen más
restricciones, especialmente en el aspecto del
desempeño y del número total de usuarios.
48. Los sistemas punto a punto están formados por
pequeños grupos de trabajo que conectan un número
pequeño de computadoras (de 2 a +20) aprox.;
los sistemas basados en servidores normalmente
conectan más de 100 computadoras.
49.
50. Algunos ejemplos de Redes Punto a Punto:
•Conexión entre un Módem y un ISP (Internet Service
Provider)
•Entrega de un enlace dedicado (DS0, E1, E3 etc.)
Módem
Un módem es un Modulador/Demodulador de Datos que influye en
una comunicación como ETCD. Su uso mas común conocido es en
transmisiones de datos por vía telefónica.
Las maquinas procesan datos de forma digital y las líneas telefónicas
de la red básica solo transmiten datos de forma analógica, los
módems lo que hacen es transformar mediante diferentes técnicas las
señales digitales en analógicas y viceversa.
51. ETCD: Equipo terminal del circuito de datos, un ETCD es todo
dispositivo que participa en la comunicación entre dos
dispositivos pero que no es receptor final ni emisor original de
los datos que forman parte de esa comunicación.
DTE: Data Terminal Equipment
DCE: Data Communications Equipment
52. Redes Multipunto
Se denominan Redes multipunto a aquellas en las cuales cada
canal de datos se puede usar para comunicarse con diversas
maquinas.
•En contraposición a las Redes Multipunto
en las cuales cada canal de datos se puede
usar para comunicarse con diversas
maquinas.
53. Circuito
El trayecto completo entre dos terminales sobre los que se
pueden establecer comunicaciones en unidireccionales o
bidireccionales.
54. Canal de comunicaciones
En telecomunicación, el término canal
tiene los siguientes significados:
1. Una conexión entre los puntos de
inicio y terminación de un circuito.
2. Un camino único facilitado
mediante un medio de transmisión que
puede ser:
a) Con separación física, tal como un
par de cable multipar.
b) Con separación eléctrica, tal como
la multiplexación por división de
frecuencia (MDF) o por división de
tiempo (MDT).
55. Métodos de Transmisión:
Unicast, Multicast, Broadcast
En una LAN los métodos de transmisión de datos de la capa 2 se
dividen en tres clasificaciones: unicast, multicast y broadcast.
UNICAST
El método de transmisión unicast es uno a uno (one-to-one), con
este método el envío de datos se realiza desde un único emisor a
un único receptor, como por ejemplo de un servidor a un grupo de
trabajo de una LAN, o los envíos de un punto a otro en una red.
Actualmente usado en Internet en: transmisiones en vivo como
los de bajo demanda.
56. En un entorno unicast
aunque varios usuarios
puedan solicitar la misma
información al servidor al
mismo tiempo, el servidor
responderá a las peticiones
de los usuarios enviando la
información a cada usuario.
El metodo Unicast envía
por separado el trafico de
los datos a cada equipo
que ha solicitado los
datos, a su vez esto
provoca la inundación
(flooding) de la red por la
cantidad de tráfico.
57. MULTICAST
Envío a ciertos destinatarios específicos, más de uno, usado en
ambientes corporativos aplicado únicamente para transmisiones en
vivo.
Multicast es un método de transmisión de uno-a-muchos, envío de
los datos a múltiples destinos simultáneamente, este método de
transmisión es similar al broadcast, excepto de que el multicast solo
envía la información a un grupo especifico y el broadcast envía la
información a todos los nodos de la red.
Multidifusión es el envío de la información en una red a múltiples
destinos simultáneamente, usando la estrategia más eficiente para el
envío de los mensajes sobre cada enlace de la red sólo una vez y
creando copias cuando los enlaces en los destinos se dividen.
58. Cuando se envía
grandes cantidades de
datos el método
multicast ahorra
considerablemente el
ancho de banda en la
red, debido a que la
mayor parte de los datos
se envían solo una vez.
La información se envía
desde su origen
pasando por la parte
central de la red y se
multiplica o distribuye
hasta llegar a los
usuarios finales, como
se muestra en la
siguiente imagen.
59. BROADCAST
Radiado o difusión en donde los destinatarios son todas las
estaciones en la red.
El envío a todos los nodos en una red se le denomina difusión
amplia o broadcast.
Broadcast es un método de transmisible de uno-a-todos, en donde
se envían los datos a todos los dispositivos al mismo tiempo, como
se muestra en la siguiente imagen.
60. Con este método, el trafico de datos se envía a todos los nodos de
la red cuando el broadcast no se filtra o bloquea con un router, ya
que un router corta un dominio broadcast. El método broadcast es
emitida por el Address Resolution Protocol (ARP) para la
resolución de direcciones.
ANYCAST
El destinatario es único, uno cualquiera no especificado.
Es una forma de direccionamiento en la que la información es
enrutada al destino "mejor" desde el punto de vista de la topología de
la red. En la red internet, una dirección IP se puede anunciar desde
varios puntos diferentes. Los routers intermedios encaminan el
paquete hasta el destino más cercano.
61. CONCLUSIÓN
En una trasmisión unicast un solo frame
(marco) o paquete es enviado desde una
única fuente a un solo destino en la red,
en una trasmisión multicast un solo frame
o paquete es enviado desde una única
fuente a múltiples destinos y en un
entorno de trasmisión broadcast un frame
o paquete de datos se copia y se envía a
todos los nodos de la red.
62. LINEAS DEDICADAS Y LINEAS CONMUTADAS
Las redes WAN pueden incluir tanto líneas dedicadas como líneas
conmutadas.
* Una línea dedicada es una conexión permanente entre dos puntos
que normalmente se alquila por meses.
WAN
Conexión
permanente
Telmex
63. * Un servicio de línea conmutada no requiere conexiones permanentes
entre dos puntos fijos y permite a los usuarios establecer conexiones
temporales entre múltiples puntos cuya duración corresponde a la de la
transmisión de datos.
usuario
Conexión 1 Llamada telefonica
5 min.
Conexión 2
Conexión via modem
Conexión 3 2 hrs.
FTP
64. servicios de conmutación de circuitos,
circuitos
Existen dos similares a los servicios utilizados en las
tipos de llamadas telefónicas; y
servicios
conmutados: los servicios de conmutación de paquetes,
paquetes
que se ajustan mejor a la transmisión de datos.
Servicios de conmutación de circuitos
(Circuito Virtual Fijo)
•En una conexión de conmutación de circuitos se
establece un canal dedicado denominado circuito entre
dos puntos por el tiempo que dura la llamada.
•El circuito proporciona una cantidad fija de ancho de
banda durante la llamada y los usuarios sólo pagan por esa
cantidad de ancho de banda el tiempo que dura la llamada.
(64 kbps.)
65. Las conexiones de conmutación de circuitos tienen dos
inconvenientes:
•Dado que el ancho de banda en estas conexiones es fijo,
no manejan adecuadamente las avalanchas de tráfico,
tráfico
requiriendo frecuentes retransmisiones. (cuello de botella)
•El segundo inconveniente es que estos circuitos virtuales
sólo tienen una ruta, sin caminos alternativos definidos.
ruta
• Por esta razón cuando una línea se cae, es necesario que
un usuario intervenga y reencamine el tráfico manualmente
o se detiene la transmisión.
67. Las centrales
telefónicas o de
conmutación
constituyen la
parte operativa
que permiten que
se establezca
esta
comunicación, y
son las
encargadas de
enrutar las
llamadas hacia
sus destinos
correspondientes.
68. Servicios de conmutación de paquetes
( circuito Virtual Variable)
Los servicios de conmutación de paquetes
eliminan el concepto de circuito virtual fijo, ya que
los datos se transmiten paquete a paquete a través
del entramado de la red.
Cada paquete puede tomar un camino diferente a
través de la red.
No existe un circuito virtual predefinido.
69. La conmutación de paquetes puede aumentar o
disminuir el ancho de banda según sea necesario,
pudiendo manejar adecuadamente las avalanchas
de paquetes de forma adecuada.
Los servicios de conmutación de paquetes son
capaces de rutear los paquetes, evitando las líneas
caídas o congestionadas, debido a los múltiples
caminos en la red.
70. La conmutación es una técnica que nos sirve para hacer
un uso eficiente de los enlaces físicos en una red de
computadoras.
Si no existiera una técnica
de conmutación en la
comunicación entre dos
nodos, se tendría que
enlazar en forma de malla.
Una ventaja de la conmutación de paquetes, (además de la
seguridad de transmisión de datos) es que como se parte en
paquetes el mensaje, éste se va ensamblando de una manera
más rápida en el nodo destino, ya que se están usando varios
caminos para transmitir el mensaje, produciéndose una
“transmisión en paralelo”.
