Redes

1. INTRODUCCIÓN A LAS REDES DE
COMPUTADORAS
Presentado por :
Alexis Franco Cardona

2. EL TELÉFONO
• En 1878, Alexander Graham Bell mostró
su “máquina eléctrica parlante” y cómo
podía mantener una conversación a
distancia entre dos de estos aparatos
unidos por un hilo eléctrico.
La red telefónica es analógica, ubicua,
trabaja con la técnica de conmutación de
circuitos, con tarifación por tiempo de
ocupación, con enlaces multiplexados en
frecuencia y con canales limitados a 4
kHz.

3. APARECEN LOS PRIMEROS ORDENADORES
La década de los sesenta vio la aparición de los primeros ordenadores comerciales. Eran grandes, caros y poco
potentes. Por ello, estos ordenadores llevaban sistemas operativos multitarea y multiusuario, para que
diferentes usuarios, realizando distintos trabajos, pudieran utilizarlos simultáneamente.
No tardó mucho en aparecer la necesidad de
poder alejar los terminales de la unidad central
para conectarse, por ejemplo, desde casa o
desde una delegación al ordenador central.
Los primeros módems eran de 300 bps y
generaban dos tonos diferentes:
uno para el 1 lógico y otro para el 0. En la
actualidad, van a 56.000 bps, que es el máximo
que permite la red telefónica convencional
actual.

4. LA DIGITALIZACIÓN DE LA RED TELEFÓNICA Y
BANDA ANCHA
DIGITALIZACION DE LA RED BANDA ANCHA
En este momento tenemos dos redes
completamente independientes entre sí, pero de
alguna manera superpuestas
Para conseguir esta banda ancha, se han seguido
dos caminos completamente diferentes:
• Una red analógica, con conmutación de
circuitos, pensada para voz.
Se han promovido cableados nuevos con fibra óptica
que permitan este gran caudal, con frecuencia
implementados por empresas con
afán competidor contra los monopolios dominantes.
Estas redes se aprovechan para proporcionar un
servicio integral: televisión, teléfono y datos.
• Una red digital, con conmutación de paquetes,
pensada para datos
Las compañías telefónicas de toda la vida han
querido sacar partido del cableado que ya tienen
hecho y, por ello, se han desarrollado las
tecnologías ADSL, que permiten la convivencia en el
bucle de abonado de la señal telefónica y una señal
de datos que puede llegar a los 8 Mbps.

5. ARQUITECTURAS DE PROTOCOLOS: EL
MODELO OSI

6. LAS REDES DE ÁREA LOCAL
• Cuando empezó a ser habitual disponer de más de un
ordenador en la misma instalación, apareció la necesidad
de interconectarlos para poder compartir los diferentes
recursos: dispositivos como impresoras, un disco duro,
almacenamiento de datos un equipo de cinta para realizar
copias de seguridad, etc.
• En las redes de área local se
necesita, habitualmente, establecer
comunicaciones “muchos a uno” y
“uno a muchos”, lo que es difícil de
conseguir con las redes de
conmutación, pensadas para
interconectar dos estaciones. Para
este tipo de redes es más adecuada
la difusión con medio compartido, en
que los paquetes que salen de una
estación llegan a todo el resto
simultáneamente. En la recepción,
las estaciones los aceptan o ignoran
dependiendo de si son destinatarias
delos mismos o no.

7. TOPOLOGÍAS DE LAS LAN
• Lo primero que caracteriza una red local es la manera en que se conectan las
estaciones; es decir, la forma que adopta el medio compartido entre las mismas.
Básicamente existen tres topologías posibles:
• • Topología en estrella.
• • Topología en bus.
• • Topología en anillo.

8. CONTROL DE ACCESO AL MEDIO
• Dado que cualquier ordenador de la red puede poner tramas al medio compartido, es preciso
establecer mecanismos de control que regulen este acceso de manera eficiente, justa y fiable.
• El control de acceso al medio (MAC) es un mecanismo que decide qué estación tiene acceso al
medio de transmisión para emitir una trama de información manera eficiente, justa y fiable.
• En general, los protocolos de acceso al medio se pueden clasificar
en tres grandes grupos:
• Control de acceso al medio estático
• Control de acceso al medio dinámico (centralizado o distribuido)
• Control de acceso al medio aleatorio

9. CSMA/CD Y TCP/IP
• Es una política de acceso al medio de tipo
aleatorio, lo cual quiere decir básicamente que las
estaciones no acceden al medio de una forma
prefijada sino cuando quieren. De esta forma se
consigue aumentar la eficiencia de la red
El modelo Internet gira en torno a los protocolos TCP/IP. IP es un protocolo
que proporciona mecanismos de interconexión entre redes de área local y
TCP proporciona mecanismos de control de flujo y errores entre los
extremos de la comunicación. No se trata de una arquitectura de niveles
formal como la torre OSI, que ya hemos visto en la unidad 1. De hecho,
podríamos considerar que el modelo de la red Internet consta sólo de
cuatro partes o niveles; es decir, todo lo que hay por debajo del IP, el IP, el
TCP y todo lo que hay por encima del TCP:

10. DIRECCIONES IP , MÁSCARAS DE RED
• Las direcciones IP son únicas para cada
máquina. Para ser precisos,
• cada dirección es única para cada una de
las interfaces de red IP de cada máquina. Si
una máquina dispone de más de una
interfaz de red, necesitará una dirección IP
para cada una. Las direcciones IP tienen
una longitud de 32 bits (4 bytes).Para
representar una dirección, se suele escribir
los 4 bytes en decimal y separados por
puntos. Por ejemplo:
• 212.45.10.89
La máscara de red constituye el
mecanismo que nos permitirá
conseguir más flexibilidad. Por medio de
una máscara de 32 bits,
definiremos los bits que identifican la red
(bits en 1) y los que identifican
la estación (bits en 0). Por norma
general, los bits 1 y los 0
son consecutivos, pero no
necesariamente.

11. EL FORMATO DEL PAQUETE IP, DIRECCIONAMIENTO
Y DIRECCIONADORES

12. El ARP (address resolution protocol)
• Al describir el funcionamiento de los direccionadores hemos visto que necesitan saber la dirección MAC correspondiente
a una dirección IP. El ARP es el encargado de llevar a cabo la resolución automática del mapeado entre direcciones
MAC. Cuando efectuamos la transmisión de un paquete entre dos estaciones locales de una misma LAN, lo hacemos
indicando a la aplicación correspondiente sólo la dirección IP. Por ejemplo, si desde 147.83.153.103 queremos
conectarnos a 147.83.153.100, haremos lo siguiente:
$ telnet 147.83.153.100
• Para ello, emite una petición ARP. Se trata de un paquete encapsulado directamente sobre una trama Ethernet (con
tipo = 0x0806). Como dirección de destino lleva la dirección broadcast (FF:FF:FF:FF:FF:FF) para que llegue a todas las
estaciones de la LAN, y como contenido, la dirección IP para la cuál se da a conocer la dirección MAC. La estación que
reconoce su IP en la petición ARP responde con una respuesta ARP dirigida al origen de la petición con su dirección
MAC. De hecho, el contenido de la respuesta ARP es irrelevante, lo único importante es la dirección MAC de origen de
la trama.

13. El ICMP (Internet control mensaje
protocolo)
• La cuestión de si el ICMP es un protocolo, o si más bien es
una herramienta que utiliza el protocolo IP para notificar
errores genera mucha polémica. Lo cierto es que el ICMP
constituye el mecanismo básico para la gestión de las
diferentes incidencias que pueden ocurrir en una red IP.
• Los mensajes ICMP viajan dentro de paquetes IP (al contrario
de lo que sucedía con los paquetes ARP), en el campo de
datos con el campo Protocolo igual a 1. El formato del
mensaje presentado en la figura siguiente nos facilitará el
estudio de los diferentes usos del paquete ICMP:
• Existen trece tipos de mensajes ICMP en uso en la actualidad,
y alrededor de una treintena de subtipos identificados con el
campo código

14. El UDP (use datagram protocol)
• El UDP es un protocolo no orientado a la conexión, de manera que no proporciona ningún tipo de
control de errores ni de flujo, aunque utiliza mecanismos de detección de errores. En caso de
detectar un error, el UDP no entrega el datagrama a la aplicación, sino que lo descarta. Conviene
recordar que, por debajo, el UDP está utilizando el IP, que también es un protocolo no orientado a
la conexión.

15. El TCP (transmission control protocolo)
• El TCP proporciona fiabilidad a la aplicación; es decir, garantiza la entrega de toda la información
en el mismo orden en que ha sido transmitida por la aplicación de origen. Para conseguir esta
fiabilidad, el TCP proporciona un servicio orientado a la conexión con un control de flujo y error es.
• La unidad de información del protocolo TCP se llama segmento TCP y su formato el siguiente:

16. DATOS Y SEÑALES ANALÓGICOS Y DIGITALES
• Datos analógicos: pueden tomar valores en
un intervalo continuo. La mayoría de los
datos que se toman por sensores.
Datos digitales: toman valores discretos,
Ejemplo: los textos o los números enteros.
Los datos digitales, en los ordenadores se
representan por combinaciones de ceros y
unos correspondientes a distintos tipos de
codificaciones (ASCII, UNICODE).

17. • Señales continuas o analógicas: Es aquella
en que la intensidad de la señal varia
suavemente en el tiempo. Las variaciones
de la señal pueden tomar cualquier valor
en el tiempo.
Señal discreta o digitales: es aquella que la
intensidad se mantiene constante durante un
intervalo
de tiempo, tras el cual la señal cambia a otro
valor constante. Las variaciones de la señal
solo pueden tomar valores discretos

18. SEÑALES PERIÓDICAS Y SEÑAL NO
PERIÓDICA
• El tipo de señales mas sencillas son las
señales periódicas, que se
caracterizan por tener un patrón que
se repite a lo largo del tiempo; S(t +
T) = s(t) para cualquier valor de -t-. Al
valor T se denomina periodo.
Cambian constantemente. No tiene un patrón que se repita
periódicamente. Una señal a-periódica puede ser descompuesta
en un numero infinito de señales periódicas mediante la técnica
denominada transformadas de Fourier.

19. CONCEPTOS SOBRE LA TRANSMISIÓN DE
SEÑALES
Perturbaciones en la transmisión
En cualquier sistema de comunicaciones debe aceptar
que la señal que se recibe difiera de las señales
transmitidas debido a dificultades sufridas en la
transmisión. Las perturbaciones mas
significativas son:
• La atenuación
• La distorsión de retardo
• El ruido
Tipos de transmisiones

20. MODULACIÓN Y CODIFICACIÓN DE DATOS
• La información debe ser transformada en señales antes de poder ser transportada por un medio de
Comunicación. La transformación que hay que realizar sobre la información dependerá del formato original de
esta y del formato usado por el hardware de comunicaciones para trasmitir la señal. Se puede utilizar una señal
analógica para llevar datos digitales (modem). Se puede usar una señal digital para llevar datos analógicos (Un
CD-ROM de música).
• Los ordenadores utilizan tres tecnologías para transmitir los bits:
• como voltajes en diversas formas de cable de cobre;
• como impulsos de luz guiada a través de la fibra óptica
• como ondas electromagnéticas moduladas y radiadas.

21. TÉCNICAS DE TRANSMISIÓN
BANDA BASE BANDA ANCHA TÉCNICAS DE CONMUTACIÓN EN LA
TRANSMISIÓN DE DATOS
La transmisión de la señal digital se hace
directamente al medio físico de transporte
sin ningún tipo de transformación
(modulación, amplificación...). La señal es
digital. Se utiliza esta técnica de
transmisión porque no requiere de modem
y puede transmitirse a alta velocidad.
Distancia: Pocos kilómetros.
Características
• Esta técnica no es adecuada para la
transmisión a largas distancias ni
instalaciones sometidas a un alto nivel de
ruidos o interferencias.
• Adecuado para distancias cortas.
• Permite utilizar dispositivos - interfaz,
repetidores - muy económicos.
• Los medios físicos han de poder cambiar
de estado con rapidez.
• Banda base utiliza todo el ancho de banda
de un canal, por lo que solo puede
transmitirse una señal.
• Bidireccional: El mismo circuito sirve para
transmitir y recibir.
Ventajas.
• Menor coste, tecnología mas simple, fácil
de instalar
La señal digital se modula sobre ondas
portadoras analógicas y seguidamente se
envía al medio.
Señal analógica.
Características
• Unidireccional. Para conseguir la
bidireccionalidad funcional:
− Sistemas con desdoblamiento de
frecuencias. Transmite en f1 y recibe en f2.
− Sistema con dos cables.
• Varias portadoras pueden compartir el
medio mediante técnicas de multiplicación.
FDM.
− Utilización conjunta de distintos circuitos,
- video, datos, audio...
• El ancho de banda depende de la
velocidad a la que se vayan a transmitir los
datos. ( > 4Khz).
• Distancia: decenas de kilómetros.
Ejemplo: cable de televisión. Los distintos
canales comparten el cable
pero sus señales van a distintas
frecuencias.
Ventajas
• Elevada capacidad, mayor distancia,
configuración mas flexible, tecnología CTV..
Por difusión: Cuando
origen y destino están en
un mismo tramo del
medio físico. Hay un solo
camino posible para
alcanzar el destino.
− Redes de paquetes por
radio
− Redes de satélites
− Redes de área local
(bus, anillo, estrella)
Por Conmutación:
cuando existen
diversos caminos
para alcanzar el
destino. La
conmutación
consiste en elegir un
camino entre varios
posibles.

22. MULTIPLEXACIÓN
• • Es la compartición de un canal de comunicación de alta capacidad/velocidad por varias señales.
Conjunto de técnicas que permiten la transmisión simultaneas de múltiples señales a través de un
único enlace de datos.
Multiplexación por división de
frecuencias (FDM Frecuency-division
Multiplexing). Se pueden transmitir varias
señales simultáneamente modulando cada
una de ellas en una frecuencia portadora
diferente. Es una técnica analógica. Se
puede aplicar cuando el ancho de banda
del enlace físico es mayor que la suma de
los anchos de bandas de las señales a
transmitir. Las señales generadas por cada
dispositivo emisor se modula usando
distinta frecuencia portadora. Las
frecuencias portadoras están separadas
por tiras de ancho de banda sin usar
(banda de guarda) para prevenir que las
señales se solapen
Multiplexación por división de tiempo (TDM Time-division
Multiplexing). Es un proceso digital. Se
puede aplicar cuando la tasa de datos del enlace es
mayor que la suma de las tasas de datos de los
dispositivos emisores y receptores.
− TDM síncrona, que es cuando el multiplexor asigna
siempre la misma ranura de tiempo a un dispositivo,
tanto cuando tiene datos que transmitir que cuando
no.
− TDM asíncrona no hay una asignación previa y
permite transmitir, aunque la suma teórica de las
tasas de bit de los emisores sea mayor que la del
enlace. Cada trama
deben de incorporar una dirección para identificar a
que dispositivo pertenecen los datos que están
transmitiendo.