Redes de ordenadores y configuración:p1 2012_13

1ª Parte

Fco Villafranca Gracia © 2012. IES Barañáin (Navarra). RV 01/2013

1ª Parte
• Teoría de la comunicación
• Topología de redes

2ª Parte
• Acceso al medio
• Arquitectura de protocolos

3ª Parte
• Configuración de redes

Copyright. FVG. IES Barañáin 2

Teoría de la comunicación

Topología de redes


CONCEPTOS
REDES:Ordenadores
TEORÍA DE LA COMUNICACIÓN
 El mensaje
 El emisor
 El medio o canal de transmisión
 El receptor


CONCEPTOS
REDES

 El mensaje
Es la información que tratamos de transmitir, puede ser analógica o
digital.
Lo importante es que llegue íntegro y con fidelidad.

Emisor/Receptor CANAL Emisor/Receptor
Señal, A/D Señal, A/D


CONCEPTOS
REDES
 El emisor
Sujeto que envía el mensaje.

Prepara la información para que pueda ser enviada por el canal,

Calidad : adecuación a la naturaleza del canal

Cantidad : amplificando la señal



CONCEPTOS
REDES
 El emisor (2)
La transmisión

Banda Base : o sea, en la banda de frecuencia propia de la señal,
el ejemplo más claro es el habla.
En telecomunicaciones, banda de frecuencias producidas por un transductor
(por ejemplo un micrófono, un manipulador telegráfico, etc) antes de sufrir
modulación alguna.
No interviene ningún dispositivo.

Modulando : adecuando la frecuencia de la señal a la frecuencia
natural del canal (modificando la frecuencia de la señal)
• Multiplexar:varios usuarios utilicen la señal del canal a la vez


TIPOS DE REDES
REDES
 El medio o canal
Es el medio físico de transmisión por el que viajan las señales
portadores de información, que pretenden intercambiar emisor y
receptor. A veces es frecuente referenciarlo como canal de datos o
canal de transmisión



CONCEPTOS
REDES
 El medio o canal (2)
Puede introducir

Distorsiones
Atenuaciones (pérdida de señal)
Ruido (interferencias)

Dos características importantes del medio son:
Velocidad de transmisión, se mide en bits por segundo.
Ancho de banda, que es el rango de frecuencias en el que
opera la señal. Por ejemplo la red telefónica opera entre 300 y
3400 Hz, con un ancho de banda de 3100 Hz y un canal de la
televisión tiene un ancho de banda de 5'5 MHz. (175 MHz -180,5
MHz)


CONCEPTOS
REDES
 El ancho de banda
En conexiones a Internet el ancho de banda es la cantidad de
información o de datos que se puede enviar a través de una
conexión a red en un período dado (generalmente un seg). El ancho
de banda se indica generalmente en bits por segundo (bps), kilobits
por segundo (Kbps), o megabits por segundo (Mbps)



CONCEPTOS
REDES
Ejemplo del ancho de banda, en señales de
audio
Se define el ancho de banda de un canal como la gama de
frecuencias que dicho canal puede transmitir, por ejemplo el ancho
de banda de un canal telefónico normal se encuentra entre los 300 y
los 3400 Hz si se pretendiera enviar a través de dicho canal una
señal de 4000 Hz de frecuencia no se obtendría ningún resultado.



CONCEPTOS
REDES
 Ejemplo del ancho de banda
El rango de frecuencias donde se encuentra la mayor parte de la
potencia de la señal se llama ancho de banda. Por ejemplo, en
la voz humana la mayor parte de la potencia de la señal se
encuentra en un margen 3400 Hz), aunque emitimos dentro de un
margen de frecuencias mayor. Por eso cuando tu escuchas a alguien
por teléfono (cuyo ancho de banda es de 3100 Hz) le reconoces
aunque notas la voz cambiada (hay componentes de frecuencia que
no están).



CONCEPTOS
REDES
El rango de frecuencias entre dos dadas en el cual un sistema
funciona correctamente.
En el caso del sonido, el sistema es fiel en +/- 3dB

El ancho de banda de un canal de transmisión es el intervalo en la
frecuencia sobre el cual la señal no experimenta pérdida de línea
más allá de un cierto nivel (generalmente 3 dB, ya que 3 decibeles
corresponden a una pérdida del 50% de la señal):

Emisor/Receptor, CANAL Emisor/Receptor
Amplificación Amplificación


CONCEPTOS
REDES

Emisor/Receptor Emisor/Receptor
CANAL


CONCEPTOS
REDES
 Ejemplo del ancho de banda de una voz femenina (200 Hz a 9 Khz)
 El medio o canal es el aire.
 Recordamos

El objeto (nuestras cuerdas vocales) desplaza el aire que le rodea
comprimiendo y descomprimiendo las moléculas que lo integran. De esta
manera modifica la presión del aire de una forma periódica. El oído humano
experimenta una u otra sensación sonora según la potencia y la frecuencia
de esa vibración.

Emisor/Receptor Emisor/Receptor
CANAL


CONCEPTOS
REDES
 Ejemplo del ancho de banda de una voz femenina (200 Hz a 9 Khz)
Existe una medida estándar para definir
el ancho de banda: el rango de
frecuencias sobre el que la amplitud de
la señal no difiere del promedio en más
de 3 dB, es decir la diferencia de las
frecuencias en la que se produce una
caída de 3 dB, ya es el punto donde su
amplitud cayó a la mitad, y éste es el
mínimo cambio en la fuerza de la señal
que puede ser percibido como un cambio
real en la intensidad por la mayoría de
los oídos. G = 10 log P/P0 .
Es decir, por debajo de los -3db, no
oìmos bien, ya que se reduce la
potencia de voz a la mitad.


CONCEPTOS
REDES
 El dB, en amplificadores(9)
 B (Bell) = log Ps/Pe; 1B= 10 dB, escala logarítmica (Graham Bell)

dB = 10 log Ps/Pe = 10 log ∆p
0dB , nivel de referencia
< 0 dB, atenuación
> 0 dB, amplificación
Ejemplo
0 dB = 10 log Ps/Pe ; Ps = Pe ; log 1 = 0
Si, ∆p= ½ = 0.5; dB = 10 log 0.5 = -3 dB
Si, ∆p= 2 ; dB = 10 log 2 = 3 dB
dB -6 -3 0 3 6
W 0,25 0,5 1 2 6



CONCEPTOS
REDES
 0dB, referencia en un canal(10)
 B (Bell) = log Ps/Pe; 1B= 10 dB, escala logarítmica (Graham Bell)

dB = 10 log Ps/Pe = 10 log ∆p
0dB , nivel de referencia
< 0 dB, atenuación

Ejemplo
0 dB = 10 log Ps/Pe ; Ps = Pe ; log 1 = 0
Si, ∆p= ½ = 0.5; dB = 10 log 0.5 = -3 dB
Si, ∆p= 1/4; dB = 10 log 0.25 = -6 dB
dB -6 -3 0
W 0,25 0,5 1


CONCEPTOS
REDES
 El ancho de banda, depende

Del medio físico que constituye el canal
Aire, cable de cobre, fibra óptica, etc.
Los dispositivos que intervienen en la transmisión
Equipos, enlaces, conectores, etc.



CONCEPTOS
REDES
 El receptor

Tendrá que:

Demodular la señal: Consiste en separar el mensaje de
la portadora (lleva la información), para quedarnos con el
mensaje que en un principio fue la señal moduladora (señal
original).
 Limpiarla
 Recuperar de nuevo el mensaje original



CONCEPTOS
REDES
ELEMENTOS INFORMÁTICOS
FÍSICOS. Máquinas, etc.
COMPARTIR
LÓGICOS, Software INFORMACIÓN

información
Separación Separación
de la información
CANAL de la información

emisor/receptor emisor/receptor
Eléctrico
Redes cableadas
Óptico
Ondas electromagnéticas
CANAL Combinación
 Vía satelite
 Infrarrojos Redes
 Microondas
inalámbricas
 Radio frecuencia o láser


TIPOS DE REDES
REDES
Topología de redes
Una topología es la forma y manera por la cual varias
máquinas están conectadas en una red.
Se clasifican atendiendo a….

oConfiguración
oExtensión


TIPOS DE REDES
REDES
Según su configuración
 Peer-to-Peer (ámbito doméstico o pequeñas empresas)
No se necesita ningún software de red. Basta con Windows NT y XP.
Entre iguales o cliente-cliente
 Son fáciles de manejar
Se puede compartir archivos y periféricos

 Cliente – servidor
 Necesidad de un administrador, para dar privilegios y un software (Linux o
Unix, Novell Netware, Windows 2000 server y Windows NT Server. Actualización
de bases de datos, etc. Toda información en un solo ordenador central.


TIPOS DE REDES
REDES
Peer-to-Peer (P2P)
Redes abiertas
• Clientes y servidores a la vez
• Descargan y comparten información a
la vez

Programas
• Napster 1999 (música mp3)
• Emule
• Ares
• Bit-Torren


TIPOS DE REDES
REDES

Según la extensión
LAN (Local Área Network)
WAN (Wide Área Network)
MAN (Metropolitan Área Network


TIPOS DE REDES: LAN
REDES
LAN (Local Área Network)
Redes en un área restringida geográficamente y privada.
Empresas, centros de enseñanza.
Transmisión de elevada velocidad y con una baja tasa de
fallos.
Admiten diferentes topologías: lineal o en bus, en anillo y en
estrella.


TIPOS DE REDES: WAN
REDES
WAN (Wide Área Network)
Redes en un área extensa geográficamente.
Conexión entre ciudades, países o continentes. Interconexión
de redes y subredes con sistemas complejos.
Uso público o compartido
Líneas de gran longitud y de gran tráfico de datos.
Velocidades de transmisión mas bajas y con mas tasa de
fallos.


TIPOS DE REDES: MAN
REDES
MAN (Metropolitan Área Network)
Abarcan una localidad o región Conectan distintos segmentos de
red o tramos de redes LAN distantes mediante líneas de alta
velocidad. Abarcan aproximadamente una distancia de 5 Km
Admiten elevado volumen de datos. Tasa de fallos mayor que en
una LAN.
La conexión física entre ellas es por fibra óptica.o por microondas
o radio frecuencia.
Utilizan sistemas de red local, adaptados al uso público.


TOPOLOGIA DE REDES
REDES
EN ANILLO
EN LÍNEA O BUS
EN ESTRELLA


TOPOLOGIA DE REDES: EN ANILLO
REDES
EN ANILLO
SERVIDOR Conexión de la última máquina con la
primera.
CLIENTE Información en un solo sentido.
Sistema de puenteo en caso de fallo..
Un fallo en el medio de transmisión.
bloquearía el anillo.
 Redes de IBM, Token- Ring

PUENTE


TOPOLOGIA DE REDES: EN ANILLO
REDES
EN ANILLO
Estación

En redes con equipos próximos, el anillo lo forma un equipo llamado MAU
(Multistation Acces Unit, Unidad de Acceso a Múltiples estaciones)
El MAU se encarga del mantenimiento del anillo en caso de fallo de
información en un solo sentido.
Brinda un control centralizado de todas las conexiones
Mueve las señales de un puesto a otro


TOPOLOGIA DE REDES: EN BUS
REDES
EN BUS

Una red poco utilizada en informática.
Aplicación: Redes Ethernet (tarjetas)
Conexión de los equipos a un mismo cable.
Utiliza terminadores de línea para evitar reflexiones de
señal. Adaptan la impedancia de la RED.
Circulación de la información es bidireccional
La interrupción del cable produce la caída de la red

TOPOLOGIA DE REDES: EN BUS-ESTRELLA
REDES
EN BUS - ESTRELLA
El sistema más utilizado en redes LAN
Basado en la topología BUS.
Reduce sus inconvenientes utilizando un
HUB mismo punto de conexión con un dispositivo
llamado HUB (concentrador).También se
utiliza un concentrador mejorado, llamado
SWITCH.
La topología suele denominarse “estrella”.
Se necesita más cable que en la topología
bus.
Aplicación: Redes Ethernet (tarjetas)

TOPOLOGIA DE REDES: EN ARBOL
REDES
EN BUS – ESTRELLA “ ARBOL”

backbone HUB
HUB
espinazo

El sistema esta basado en el bus-estrella.
Implantación en edificios con diferentes
salas de equipos informáticos.
Conexión entre si de los concentradores.
Backbone: conducto principal, entre
segmentos (LAN). Formado de routers

REDES
Las redes de grandes empresas pueden estar compuestas
por múltiples redes de área local (segmento de red) y se
conectan entre sí a través del backbone, que es el conducto
principal que permite comunicar segmentos entre sí.


REDES
Backbone o “espinazo”. Está compuesto de un gran número
de routers comerciales, gubernamentales, universitarios y
otros de gran capacidad interconectados que llevan los datos
a través de países, continentes y océanos del mundo
mediante cables de fibra óptica


COMUNICACIÓN ENTRE ORDENADORES
REDES SIGNIFICADO DE ETHERNET

Ethernet
El término Ether aparece tanto en la física aristotélica como en la antigua teoría
electromagnética de finales del siglo XIX.

El ether en la filosofía de Aristóteles
Para Aristóteles (384-322 AC) el éter era el quinto elemento material del que estaba
compuesto el llamado mundo supralunar, mientras que el mundo sublunar está
formado por:
Tierra, agua, aire y fuego.
El ether en los principios del electromagnetismo
Al igual que el sonido necesita un medio material para desplazarse, se pensó que las
ondas electromagnéticas también lo necesitaba, se penso en ese medio el ”ether” ,
más ligero que el aire, (que en la realidad no existe como tal). Ciertos diseñadores de
redes denominaron a sus redes, “ETHERNET”, asignándole la palabra ether para darle
connotación del pensamiento humano.


Actividades: 1ª parte. (1)
Investiga y realiza
1. Esquema en bloques de un sistema básico de comunicación.
Explica la funcionalidad de cada uno de los bloques que lo
conforman
2. Entendiendo.. el ancho de banda:
• Utilizando una, aplicación setup_eartest que podrás descargar
desde el portal del departamento, departamento de tecnología e
informática, estudia y analiza el ancho de banda de tu audición.
• Presenta la gráfica de la respuesta de tu audición. I = f (F)
• Teniendo en cuenta los datos anteriores, halla el ancho de banda de
tu audición.


Actividades. 1ª parte. (2)
Investiga y realiza
3. Investiga el ancho de banda en un sistema de comunicación
y aporta ejemplos, referidos a:
• A M, FM, TV, Canal de telefonía, par de hilos de cobre, la fibra óptica,
cable coaxial y cable de hilos trenzados utilizado en redes de
ordenadores.


Actividades. 1ª parte. (3)
Investiga y realiza
4. Construye con imágenes obtenidas de la red (Internet), una
red local (LAN), formado por dos segmentos, un segmento
tendrá la tipología en estrella y el otro en bus
• Componentes:
– 4 Ordenadores , por segmento
– Hub o switch, los necesarios

5. Analiza la diferencia entre un hub , un switch y un backbone


Redes de ordenadores y configuración:p1 2012_13

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