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1.
Comunicación a través de
la red Aspectos básicos de networking: Capítulo 2 Elaboradas por: Mendoza Vazquez Raymundo © 2007 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Cisco Public 1
2.
Objetivos
Describir la estructura de una red, incluidos los dispositivos y los medios necesarios para obtener comunicaciones satisfactorias. Explicar la función de los protocolos en las comunicaciones de red. Explicar las ventajas de la utilización de un modelo en capas para describir la funcionalidad de red. Describir la función de cada capa en dos modelos de red reconocidos: el modelo TCP/IP y el modelo OSI. Describir la importancia de los esquemas de direccionamiento y denominación en las comunicaciones de red. © 2007 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Cisco Public 2
3.
Elementos de la
comunicación Comunicación de mensajes Componentes de una Red Dispositivos Finales e Intermediarios Medios de Red PLATAFORMA PARA LAS COMUNICACIONES © 2007 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Cisco Public 3
4.
Elementos de la
comunicación 1. El origen del mensaje o emisor (Personas o dispositivos electrónicos) 2. El canal (los medios que proporcionan el camino por el que el mensaje viaja) 3. El destino del mensaje o receptor (recibe el mensaje y lo interpreta) Una RED se refiere a datos o información capaces de transportar diversos tipos de comunicaciones © 2007 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Cisco Public 4
5.
Comunicación de Mensajes
La división del stream de datos en partes más pequeñas se denomina segmentación. Beneficios de la segmentación de mensajes: 1. se pueden entrelazar diversas conversaciones en la red (Multiplexación) 2. aumenta la confiabilidad de las comunicaciones de red. © 2007 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Cisco Public 5
6.
Comunicación de Mensajes Segmentación
y multiplexación agrega un nivel de complejidad al proceso. Ejemplo: Supongamos que tuviera que enviar una carta de 100 páginas, pero en cada sobre sólo cabe una. El proceso de: – Escribir la dirección, – etiquetar, – enviar, – recibir y En las comunicaciones de red, cada – abrir los cien sobres segmento del mensaje debe seguir un proceso similar para asegurar que llegue requerirá mucho tiempo tanto para el al destino correcto y que puede volverse a remitente como para el destinatario. ensamblar en el contenido del mensaje original. © 2007 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Cisco Public 6
7.
Componentes de la
red Hardware (Elementos Físicos de la Red) I. Dispositivos II. Medios •Cable •Inalambricos Software (Programas de Comunicación) Servicios - Aplicaciones Procesos - Redireccionan los mensajes © 2007 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Cisco Public 7
8.
Dispositivos Finales Constituyen
la interfaz entre la red humana y la red de comunicación subyacente (Generan el flujo se datos). También se les denominan Hosts. Funciones: Cliente – Solicitan y muestran la información obtenida del servidor. Servidor – Proporcionan información y servicios Cliente y servidor Ejemplos: – Computadoras – Impresoras de red – Teléfonos VoIP – Cámaras de seguridad – Dispositivos móviles de mano © 2007 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Cisco Public 8
9.
Dispositivos Intermediarios Funciones:
i. Re-temporizar y retransmitir las señales de datos ii. Administrar el flujo de datos a través de la red. iii. Regenerar y re-transmitr señales de datos. iv. Mantener información sobre qué rutas existen a través de la red y de la internetwork, v. Notificar a otros dispositivos los errores y las fallas de comunicación. vi. Direccionar datos por rutas alternativas cuando existen fallas en un enlace. vii. Clasificar y direccionar mensajes según las prioridades de QoS. viii. permitir o denegar el flujo de datos en base a configuraciones de seguridad. Ejemplos: Dispositivos de acceso a la red (hubs, switches y puntos de acceso inalámbricos) Dispositivos de internetworking (routers). Servidores de comunicación y módems. Dispositivos de seguridad (firewalls). © 2007 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Cisco Public 9
10.
Medios de Red
Tipos: – Hilos metálicos dentro de los cables. – Fibras de vidrio o plásticas (cable de fibra óptica). – Transmisión inalámbrica. Interconectan los dispositivos y proporcionar la ruta por la cual pueden transmitirse los datos. © 2007 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Cisco Public 10
11.
Medios de Red (Codificación
y Criterios de Elección) Codificación I. En los hilos metálicos, los datos se codifican dentro de impulsos eléctricos que coinciden con patrones específicos. II. Las transmisiones por fibra óptica dependen de pulsos de luz, dentro de intervalos de luz visible o infrarroja. III. En las transmisiones inalámbricas, los patrones de ondas electromagnéticas muestran los distintos valores de bits. Los criterios de elección son: La distancia en la cual el medio puede transportar exitosamente una señal, El ambiente en el cual se instalará el medio, La cantidad de datos y la velocidad a la que se deben transmitir, y El costo del medio y de la instalación. © 2007 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Cisco Public 11
12.
LAN WAN Internetworks Representaciones de Red TIPOS
DE REDES © 2007 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Cisco Public 12
13.
Redes de Area
Local (LAN) Las infraestructuras de red pueden variar en gran medida en términos de: oel tamaño del área cubierta, ola cantidad de usuarios conectados, y ola cantidad y tipos de servicios disponibles. Una LAN es una red utilizada en un hogar, un edificio o un campus. •Está administrada por una organización única. •El control administrativo que rige las políticas de seguridad y control de acceso está implementado en el nivel de red. © 2007 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Cisco Public 13
14.
Redes de Area
Amplia (WAN) El TSP (Proveedor de Servicio de Telecomunicaciones) interconecta las LAN en las distintas ubicaciones. En las WAN aunque la organización mantiene todas las políticas y la administración de las LAN en ambos extremos de la conexión, las políticas dentro de la red del proveedor del servicio de comunicaciones son controladas por el TSP. © 2007 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Cisco Public 14
15.
Internet
Se puede definir como un entramado global de redes interconectadas (Internetwork). Se crea por la interconexión de redes que pertenecen a los Proveedores de servicios de Internet (ISP). Intranet El término intranet se utiliza generalmente para referirse a una conexión privada de algunas LAN y WAN que pertenecen a una organización y que está diseñada para que puedan acceder solamente los miembros y empleados de la organización u otros que tengan autorización. © 2007 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Cisco Public 15
16.
Representaciones de Red Tarjeta
de interfaz de red (NIC) o adaptador LAN: Proporciona la conexión física con la red en la computadora personal u otro dispositivo host. El medio que conecta la computadora personal con el dispositivo de red se inserta directamente en la NIC. Puerto físico: Conector o toma en un dispositivo de red en el cual el medio se conecta con un host o con otro dispositivo de red. Interfaz: Puertos especializados de un dispositivo de internetworking que se conecta con redes individuales. Puesto que los routers se utilizan para interconectar redes, los puertos de un router se conocen como interfaces de red. © 2007 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Cisco Public 16
17.
Reglas que rigen
las comunicaciones Protocolos de Red Suites de Protocolos y estándares Protocolos independientes de la tecnología. PROTOCOLOS © 2007 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Cisco Public 17
18.
La función del
protocolo en las comunicaciones de red La importancia de los protocolos y la forma en la que se utilizan para facilitar la comunicación a través de redes de datos Un protocolo es un conjunto de reglas predeterminadas © 2007 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Cisco Public 18
19.
La función del
protocolo en las comunicaciones de red Explique los protocolos de red –Los protocolos de red se utilizan para permitir una comunicación satisfactoria entre los distintos dispositivos –Definen la estructura de la PDU especifica de la capa –Requieren encapsulamiento según la capa –Describen las funciones necesarias para las comunicaciones entre capas © 2007 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Cisco Public 19
20.
Reglas que rigen
las comunicaciones Suite de Protocolos: Un grupo de protocolos interrelacionados que son necesarios para realizar una función de comunicación. – Estos protocolos se implementan en el SW y HW que está cargado en cada host y dispositivo de red. Los protocolos se muestran como una jerarquía en capas, donde cada servicio de nivel superior depende de la funcionalidad definida por los protocolos que se muestran en los niveles inferiores. Un estándar es un proceso o protocolo que ha sido aprobado por la industria de networking y ratificado por una organización de estándares: – como el Instituto de ingenieros eléctricos y electrónicos (IEEE, Institute of Electrical and Electronics Engineers) o el Grupo de trabajo de ingeniería de Internet (IETF). © 2007 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Cisco Public 20
21.
Protocolos de Red
Las suite de protocolos de networking describen procesos como los siguientes: a) El formato o estructura del mensaje, b) El método por el cual los dispositivos de networking comparten información sobre rutas con otras redes, c) Cómo y cuando se pasan los mensajes de error y del sistema entre dispositivos, o d) El inicio y terminación de las sesiones de transferencia de datos. © 2007 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Cisco Public 21
22.
Protocolos de Red
Formato Proceso © 2007 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Cisco Public 22
23.
Protocolos de Red Mensajes
de Error Terminación © 2007 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Cisco Public 23
24.
Interacción de Protocolos Protocolo
de aplicación Protocolo de transporte: HTTP: TCP: –Regula la forma en que interactúan –Administra las conversaciones un servidor Web y un cliente Web. individuales entre servidores Web y –Define el contenido y el formato de clientes Web. las solicitudes y respuestas –Divide los mensajes HTTP en intercambiadas entre el cliente y el pequeñas partes, denominadas servidor. segmentos, para enviarlas al –Se basa en otros protocolos para cliente de destino. regir de qué manera se transportan –Controla el tamaño y los intervalos a los mensajes entre el cliente y el los que se intercambian los servidor mensajes entre el servidor y el cliente. © 2007 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Cisco Public 24
25.
Interacción de Protocolos Protocolo
de internetwork Protocolos de acceso a la red: IP: Estos protocolos describen dos funciones principales: – Es responsable de tomar los segmentos formateados del TCP, i. Administración de enlace de datos encapsularlos en paquetes, ii. Transmisión física de datos en los –Asignar las direcciones correctas medios. –Seleccionar la mejor ruta hacia el Los protocolos de administración de host de destino. enlace de datos toman los paquetes IP y los formatean para transmitirlos por los medios. Los estándares y protocolos de los medios físicos rigen de qué manera se envían las señales por los medios y cómo las interpretan los clientes que las reciben. Los transceptores de las tarjetas de interfaz de red implementan los estándares apropiados para los medios que se utilizan. © 2007 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Cisco Public 25
26.
Protocolos independientes de
la tecnologia Varios tipos de dispositivos pueden comunicarse mediante el mismo conjunto de protocolos. Esto se debe a que los protocolos especifican la funcionalidad de red y no la tecnología subyacente que soporta dicha funcionalidad © 2007 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Cisco Public 26
27.
Beneficios Modelos de Protocolo
y de Referencia Modelo TCP/IP Proceso de Comunicación Unidades de datos de Protocolo (PDU) y Encapsulación Proceso de Envio y recepción Modelos OSI Comparación OSI vs. TCP/IP USO DE MODELOS EN CAPAS © 2007 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Cisco Public 27
28.
Beneficios del uso
de un modelo en capas Un modelo en capas muestra el funcionamiento de los protocolos que se produce dentro de cada capa, como así también la interacción de las capas sobre y debajo de él. Beneficios: Asiste en el diseño del protocolos Fomenta la competencia Evita que los cambios en la tecnología afecten otras capas superiores e inferiores. Proporciona un lenguaje común para describir las funciones y capacidades de red. © 2007 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Cisco Public 28
29.
Modelos de Protocolos
y Referencia Modelo de Protocolo Modelo de Referencia Proporciona un modelo que coincide fielmente Proporciona una referencia común para con la estructura de una suite de protocolo en mantener consistencia en todos los tipos de particular. protocolos y servicios de red. El conjunto jerárquico de protocolos No está pensado para ser una especificación de relacionados en una suite representa implementación ni para proporcionar un nivel de típicamente toda la funcionalidad requerida detalle suficiente para definir de forma precisa para interconectar la red humana con la red de los servicios de la arquitectura de red. datos. El propósito principal de un modelo de referencia es asistir en la comprensión más clara de las funciones y los procesos involucrados. © 2007 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Cisco Public 29
30.
Modelo TCP/IP
TCP/IP es un estándar abierto, una compañía no controla la definición del modelo. Las definiciones del estándar y los protocolos TCP/IP se explican en un foro público y se definen en un conjunto de documentos disponibles al público. Estos documentos se denominan Solicitudes de comentarios (RFCS). Contienen las especificaciones formales de los protocolos de Se creó a principios de la década de los setenta comunicación de datos y los y se conoce con el nombre de modelo de recursos que describen el uso de Internet. los protocolos. Define cuatro categorías de funciones que deben tener lugar para que las comunicaciones sean exitosas.. © 2007 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Cisco Public 30
31.
Proceso de Comunicación 1.
Creación de datos en la capa de aplicación del dispositivo final origen. 2. Segmentación y encapsulación cuando pasan por el stack de protocolos en el dispositivo final de origen 3. Generación de datos sobre el medio 4. Transporte de los datos a través de la internetwork 5. Recepción de los datos en la capa de acceso a la red del dispositivo final de destino 6. Desencapsulación y rearmado de datos al pasar por stack de protocolos en dispositivo final 7. Traspaso de datos a la capa de aplicación © 2007 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Cisco Public 31
32.
PDU y Encapsulación La
forma que adopta una sección de datos en cualquier capa se denomina Unidad de datos del protocolo (PDU). Datos: PDU en la capa de aplicación. Segmento: PDU de la capa de transporte. Paquete: PDU de la capa de Internetwork. Trama: PDU de la capa de acceso a la red. Bits: una PDU que se utiliza cuando se transmiten físicamente datos a través de un La encapsulación permite: medio. -Identificar las partes de datos como parte de la comunicación -Que las partes de datos puedan enviarse al dispositivo final Systems, Inc. Todos los derechos reservados. © 2007 Cisco Cisco Public 32
33.
Proceso de Envio
y Recepción © 2007 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Cisco Public 33
34.
Modelo OSI Proporciona
una amplia lista de funciones y servicios que pueden producirse en cada capa. Describe la interacción de cada capa con las capas directamente por encima y por debajo de él. © 2007 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Cisco Public 34
35.
Comparación modelos TCP/IP
y OSI Las Capas OSI 1 y 2 analizan los procedimientos necesarios para tener acceso a los medios y los medios físicos para enviar datos por una red. La Capa 3 del modelo OSI, la capa Red, se utiliza casi universalmente para analizar y documentar el rango de los procesos que se producen en todas las redes de datos para direccionar y enrutar mensajes a través de una internetwork. La Capa 4, la capa Transporte del modelo OSI, con frecuencia se utiliza para describir servicios o funciones generales que administran conversaciones individuales entre los hosts de origen y de destino. Las Capas 5, 6 y 7 del modelo OSI se utilizan como referencias para proveedores y programadores de software de aplicación para fabricar productos que necesitan acceder a las redes para establecer comunicaciones. © 2007 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Cisco Public 35
36.
Esquemas de direccionamiento y
denominación El modelo OSI describe los procesos de codificación, formateo, segmentación y encapsulación de datos para transmitir por la red. Un flujo de datos que se envía desde un origen hasta un destino se puede dividir en partes y entrelazar con los mensajes que viajan desde otros hosts hacia otros destinos. Existen varios tipos de direcciones que deben incluirse para entregar satisfactoriamente los datos desde una aplicación de origen que se ejecuta en un host hasta la aplicación de destino correcta que se ejecuta en otro. Al utilizan el modelo OSI como guía, se pueden observar las distintas direcciones e identificadores necesarios en cada capa. © 2007 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Cisco Public 36
37.
Envio de datos
al dispositivo final Concepto Capa Sirve para MAC (Dir. Física) 2 Identificar dispositivos. IP (Dir. Lógica) 3 Enrutar los datos a través de la red. Identificar dispositivos. Número de puerto: 4 Identificar los proceso o servicios que se comunican dentro de los dispositivos finales © 2007 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Cisco Public 37
38.
Transporte de Datos
a través de Internetwork Los protocolos de Capa 3 están diseñados principalmente para mover datos desde una red local a otra red local dentro de una internetwork. Mientras las direcciones de Capa 2 sólo se utilizan para comunicar entre dispositivos de una red local única, las direcciones de Capa 3 deben incluir identificadores que permitan a dispositivos de red intermediarios ubicar hosts en diferentes redes. En la suite de protocolos TCP/IP, cada dirección IP host contiene información sobre la red en la que está ubicado el host. © 2007 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Cisco Public 38
39.
Transporte de Datos
a través de Internetwork En los límites de cada red local, un dispositivo de red intermediario, por lo general un router, desencapsula la trama para leer la dirección host de destino contenida en el encabezado del paquete, la PDU de Capa 3. Los routers utilizan la porción del identificador de red de esta dirección para determinar qué ruta utilizar para llegar al host de destino. Una vez que se determina la ruta, el router encapsula el paquete en una nueva trama y lo envía por su trayecto hacia el dispositivo final de destino. Cuando la trama llega a su destino final, la trama y los encabezados del paquete se eliminan y los datos se suben a la Capa 4. © 2007 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Cisco Public 39
40.
Envió de datos
a la aplicación correcta © 2007 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Cisco Public 40
41.
Resumen
© 2007 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Cisco Public 41
42.
© 2007 Cisco
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