1) El documento habla sobre conceptos básicos de redes de computadoras, incluyendo definiciones, componentes, tipos de nodos, clasificaciones de redes y los siete niveles del modelo OSI. 2) Explica cada uno de los siete niveles del modelo OSI, desde el nivel físico hasta el nivel de aplicación, detallando los objetivos y componentes de cada nivel. 3) El modelo OSI es importante para estandarizar protocolos de red y permitir la comunicación entre computadoras al segmentar el proceso de comunicación en capas modulares

1. DISEÑO DE REDES
Ing. Jerdy Sotelo Marticorena
MODELO TCP/IP

2. REDES DE COMPUTADORAS
CONCEPTOS BÁSICOS

3. Definición de Red
• Es un conjunto de computadoras (2 ó más) que se
comunican entres sí para poder compartir recursos:
datos, archivos, dispositivos, etc.
Estación Estación Estación
Servidor Impresora
(Recurso)

4. Componentes de una red
• Los componentes de una red son:
– Nodos de red
– Medios de comunicación
– Protocolos
– Sistemas operativos

5. Nodos de Red
• Un nodo de red es aquel que tiene una o más tarjetas de
red u otro medio que le permita comunicarse con la red.
• Los nodos pueden ser:
– Servidor
– Cliente (Estación)
– Dispositivos de comunicación
NIC

6. Servidor
• En una red puede haber varias computadoras que
comparten sus recursos con el resto.
• Estas computadoras reciben el nombre de
Servidores.
Servidor

7. Servidor
• Dependiendo del recurso estos pueden ser:
– Servidor de Cuentas
– Servidor de Archivos
– Servidor de Impresoras
– Servidor Web
– Servidor de Correo, etc.

8. Cliente (Estación)
• Aquellos dispositivos (computadoras) que utilizan los
recursos de los servidores se llaman clientes.
Estación
Estación
Servidor

9. Dispositivos de comunicación
• Permiten la comunicación entre los nodos de red.
• Estos pueden ser:
– Hubs, Switches y Routers.
– Access Points, Modems, etc.
Estación
Servidor
Hub
Impresora
de Red

10. Tarjetas de Red
• Son interfaces que permiten a los nodos conectarse a
la red utilizando un medio de comunicación.
Tarjeta de
Red Medio de
comunicación

11. 11
Tarjetas de Red
• Las tarjetas de red son conocidas también como:
– Adaptador de red
– Tarjeta controladora de red
– NIC (Network Interface Card)

12. Tipos de tarjetas de red
Tarjeta PCMCIA para Notebooks Tarjeta Wireless
Tarjeta para fibra óptica
Tarjeta para UTP y Coaxial delgado

13. MAC Address
• Cada tarjeta de red tiene un número exclusivo:
– Dirección MAC (Media Access Control)
• Este número está formado por 12 dígitos
hexadecimales:
00-10-5A 03-1F-45
-
ID del
Fabricante
ID del
Producto
MAC = 00105A031F45

14. Configuración de la Tarjeta de red
• En las tarjetas de red se deben configurar los
siguientes parámetros:
– Interrupción (IRQ)
• Petición de atención al procesador.
– Dirección de Entrada/Salida (Port E/S)
• Dirección física que permite comunicarse con el procesador.
– Transceiver
• Tipo de conector a utilizar. BNC (Coaxial), RJ45 (UTP), AUI.

15. Clasificación
• Las redes se pueden clasificar por:
– Alcance
– Procesamiento
– Dependencia del servidor
Estación Estación Estación
Servidor Impresora
(Recurso)

16. Por Alcance
• Estas pueden ser:
– LAN (Local Area Network)
• Con velocidades que van desde los 4 Mbps hasta los 10 Gbps.
• Utiliza las tecnologías: Token Ring, FDDI, Ethernet, Fast Ethernet,
Gigabit,10 Gigabit y ATM.
– MAN (Metropolitan Area Network)
– WAN (Wide Area Network)
• Con velocidades que van desde los 64 Kbps hasta los 2 Mbps.
• Utiliza las tecnologías: Dial-up, X.25, ISDN, Frame Relay, xDSL.

17. S0 Modem o
CSU/DSU
LAN 01
Hub
LAN 02
Switch
Por Alcance
Router
E0
WAN
Router
S0E0 Modem o
CSU/DSU

18. Por Procesamiento
• Estas pueden ser:
– Centralizada
• El Host es el que realiza las tareas de las Terminales (tontas).
– Distribuida
• Cada Servidor y Estación realizan sus tareas.
¿2+2?
= 4
EstaciónServidor
Dedicado
¿2+2?
= 4
TerminalHost
¿2+2?
= 4

19. Dependiendo del Servidor
• Estas pueden ser:
– Punto a Punto (Peer to Peer)
• Las computadoras funcionan como Servidor y al mismo tiempo
como Estación.
• Para redes pequeñas (10 puntos).
– Basada en Servidor
• Servidores que centralizan la administración de recursos.
• Para redes medianas o grandes.
• Mayor costo de implementación.

20. Dependiendo del Servidor
Servidor /
Estación
Servidor /
Estación
Servidor /
Estación
Recurso
Compartido
Recurso
Compartido
Recurso
Compartido
Windows 9x, NT,
2000, XP, Vista

21. Usos actuales
21

22. Usos de Internet
22

23. MODELO OSI

24. • Cada fabricante definía el hardware y software de su
red de computadoras.
• Empresas importantes:
– IBM
– NCR
– Xerox
– DEC
– HP
Antes del modelo OSI
24

25. • No es en sí mismo un estándar de comunicación, es
una guía para desarrollar estándares.
• Es importante que los productos de redes se
adhieran y soporten los estándares.
• Para un fabricante que no siga las guías OSI será
difícil conectar sus productos a los de otros
fabricantes, el desarrollo de software sería más
difícil.
El modelo OSI
25

26. • Los datos pueden ser contenidos en un contenedor y este a su vez
en otro contenedor.
– Un papel en un sobre: El sobre con origen y destino
– El sobre en una caja: La caja con origen y destino
• La información del contenedor es procesado por ente equivalente.
– María (esta en Lima) escribe una carta a Julio (esta en Trujillo).
– María deja el sobre en la oficina de Serpost en Lima.
– Serpost clasifica los sobres y coloca todas las que van a Trujillo en una caja
(para oficina Serpost Trujillo).
– La caja es enviada a Trujillo.
– La oficina de Serpost Trujillo abre la caja y entrega los sobres al Cartero.
– El cartero entrega el sobre a Julio.
Encapsulamiento
26

27. Estándares
27

28. • El modelo OSI propone 7 niveles:
– Aplicación
– Presentación
– Sesión
– Transporte
– Red
– Enlace
– Físico
Los 7 niveles del modelo OSI
28
Enlace de Datos
Red
Transporte
Sesión
Presentación
Aplicación
Físico
Nivel 7:
Nivel 6:
Nivel 5:
Nivel 4:
Nivel 3:
Nivel 2:
Nivel 1:
Modelo OSI en Español
Físico
Lógico
Aplicación

29. • Objetivo: Estandarizar los protocolos de red para permitir la
comunicación entre todas las computadoras alrededor de
todo el planeta.
• Segmentar el proceso de trabajo.
• Diseñar el hardware por módulos y software por
capas.
• Fomenta la competencia.
• Proporciona un lenguaje común.
Razones de las capas
29

30. Funcionamiento
30
dato
dato
dato
dato
dato
dato
0101010101010101

31. DETALLE DE LOS NIVELES DEL
MODELO OSI
31

32. • Define:
– Especificaciones mecánicas y eléctricas para la utilización
del medio.
– Normas de codificación y sincronización horaria de la
transmisión de bits.
Nivel Físico
(señal y trasmisión binaria)
32
1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1Codificación
Señalización
Medio

33. Nivel Físico
33
Bus
Estrella Anillo
CelularMalla
• En este nivel se encuentra:
– Cableado Estructurado (niveles de voltaje
electromagnéticos).
– Fibra óptica (niveles de Luz).
– Radiofrecuencia de señales (ondas electromagnéticas).

34. Nivel Físico
34
SWITCH
• Ejemplo: HUB  Retrasmite señal, amplifican señal.
• No hacen direccionamiento físico ni lógico.

35. • En este nivel trabajan dispositivos como:
– Concentradores y repetidores
– Conectores
– Modems
– Tarjetas de red
– Cables: Coaxial, Twisted Pair, Fibra óptica, etc.
Nivel Físico
35

36. • Objetivo:
– Organizar los bits en grupos denominados “Tramas”.
– Identificar el emisor y receptor de las tramas.
Nivel de Enlace de Datos
(Direccionamiento físico MAC y LLC)
36
01010101
10110110
01110110
MAC
Destino
MAC
Origen
Datos
Trama = Paquete
Mac B Mac A Hola
A B
Mac A Mac B Adiós!
Hola Adiós!

37. – Topología de la Red.
– Acceso a la Red.
– Notificación de errores.
– Entrega ordenada de control de tramas y control de flujo
37
Nivel de Enlace de Datos
(Direccionamiento físico MAC y LLC)

38. • El subnivel LLC
– Sincronización de transmisiones: Realiza un control del
flujo de tramas entrantes y salientes evitando así que se
“pierdan” las tramas.
– Es muy útil en comunicaciones entre equipos con
diferentes capacidades de procesamiento, negocian la
velocidad de transmisión.
Nivel de Enlace de Datos
38 Medio de Comunicación
TramaTrama
LLC

39. • En este nivel se encuentran los protocolos:
– IEEE 802.2, IEEE 802.3, IEEE 802.5,
• En este nivel funcionan los dispositivos como:
– Bridges
– Switches.
– Concentradores inteligentes.
Nivel de Enlace de Datos
39
Enlace de Datos
RedNivel 3:
Nivel 2: 802.3
FísicoNivel 1:
802.2 802.5

40. • Su objetivo principal es la de trasladar los datos entre
redes interconectadas.
• Definen como se maneja las rutas y retransmisiones
de los datos.
Nivel de Red
(determinación de IP y de rutas)
40
Mac
R1
Mac
A
Hola
A B
Red
3.B
Red
1.A
Mac
R8
Mac
B
Adiós!!
Red
1.A
Red
3.B
R
R
R
R
R
RED 1 RED 3
R1 R8

41. • En este nivel se estudia:
– Direccionamiento
• Identifica cada red, por medio de una dirección de red.
• El formato de la dirección de red dependerá del protocolo: TCP/IP
e IPX/SPX.
Nivel de Red
41

42. – Descubrimiento de ruta
• Determina que rutas existen entre las redes.
• Los routers intercambian las redes que conocen.
– Selección de ruta
• Selecciona la mejor ruta a utilizar para comunicar 2 redes.
Nivel de Red
42

43. • En este nivel se encuentran los protocolos:
– IP, IPX, ARP, RIP, OSPF, etc.
• En este nivel se encuentran los dispositivos:
– Router
– Gateway
Nivel de Red
43
Red
TransporteNivel 4:
Nivel 3: IPX RIP
Enlace de DatosNivel 2:
IP

44. • Provee las funciones necesarias para garantizar un
enlace de red confiable.
• Además provee recuperación de errores y control de
flujo entre dos extremos de una conexión de red.
Nivel de Transporte
(Conexión de extremo a extremo – Fiabilidad de los datos)
44

45. – Servicios de conexión
• Tipos de conexión.
Nivel de Transporte
45
Estación
Servidor Web
Conexión=80 Conexión=1025
Orientada
a la
conexión
TCP
Estación
Servidor DNS
21
Transacción = 21
21
Orientada a
la
desconexión
UDP

46. • En este nivel se estudia:
– Direccionamiento
• Identifica cada conexión establecida o transacción realizada.
• Se utiliza el termino de puertos, zocket (zócalo) para indicar la
conexión establecida.
• Un nodo puede establecer varias conexiones en simultaneo, cada
una tiene un número distinto.
Nivel de Transporte
46
Mac
R1
Mac
A
Hola
A
Red
3.B
Red
1.A
Port
80
Port
1200
B

47. – Desarrollo de segmentos:
• Los datos se segmentan en porciones que puedan ser manejados
por los niveles inferiores.
• Cada segmento se numera para que al ser recibidos se ordene y
verifique su totalidad.
Nivel de Transporte
47
Mac
R1
Mac
A
Hola
Red
3.B
Red
1.A
Port
80
Port
1200
Mac
R1
Mac
A
como
Red
3.B
Red
1.A
Port
80
Port
1200

48. • En este nivel trabajan los protocolos:
– SPX, TCP, UDP, NetBIOS, NetBEUI, etc.
• En este nivel funciona el dispositivo:
– Gateway
• Convertidor de un protocolo a otro protocolo del nivel de
transporte.
Nivel de Transporte
48
Transporte
SesiónNivel 5:
Nivel 4: UDP NetBIOS
RedNivel 3:
TCP

49. • Establece, administrar y finaliza conexiones entre dos
hosts.
• Sus servicios incluyen cosas tales como establecer
comunicaciones Full o Half Duplex y data grupal.
Nivel de Sesión
(Comunicación entre dispositivos de la Red)
49
SESIÓN

50. • En este nivel se estudia:
– Control de diálogo
• Simplex : Un solo sentido
• Half duplex : En ambos sentidos
• Full duplex : En ambos sentidos a la vez.
Nivel de Sesión
50
Simplex Half duplex Full duplex

51. – Administración de sesión
• Inicio de sesión.
– Verificación de nombres y contraseñas de registro de entrada de
usuario.
– Establecer números de identificación de conexión.
– Acordar que servicios se necesitan y por cuanto tiempo.
– Determinar quien inicia la conversación.
• Mantenimiento de la sesión.
– Transferencia de datos.
– Reconocimiento de recepción de datos.
– Reanudación de las comunicaciones interrumpidas.
• Finalizar la sesión
Nivel de Sesión
51

52. • Garantiza que la información que envía la capa
aplicación pueda ser leída por la capa de aplicación
de otro hosts.
• Incluye servicios tales como reformateo, compresión,
y encriptación de datos.
Nivel de Presentación
(Representación de los datos)
52
Mac B Mac A 3d%s24h
A B
Mac B Mac A 3d%s24h
Hola Hola

53. • En este nivel se estudia:
– Traducción  Lenguaje común para ser entendido por ambas partes.
– Codificación  Se centra en el contenido que en la comunicación
Nivel de Presentación
53
Casa +
Dato
1
Clave (Key)
= Dbtb
Cifrado
Casa-
Dato
1
Clave (Key)
=Dbtb
Cifrado
Envío
Este archivo <10><13>
No tiene <10><13>
Error alguno. <10><13>
Windows XP Linux
Este archivo <10>
No tiene <10>
Error alguno. <10>

54. • Ofrece a las aplicaciones la posibilidad de acceder a
los servicios de las demás capas y define los
protocolos que se utilizaran.
Nivel de Aplicación
(Servicios de Red de aplicaciones)
54

55. • En este nivel se estudia:
– Servicios de red
• Los servicios que ofrecen los servidores.
• Servicio de Archivos, FTP, Web, correo, de impresoras, de base de
datos, etc.
– Anuncio de servicios
• La forma que se informa de la presencia de un servicio.
Nivel de Aplicación
55
Anuncio activo Anuncio pasivo Sin anuncio

56. • (1) Capa física
– Define los medios físicos para enviar datos a través de los dispositivos
de red.
– Actúa como una interfaz entre los dispositivos y el medio de red.
– Define las características ópticas, eléctricas y mecánicas.
• (2) Capa de enlace de datos
– Define procedimientos para utilizar los enlaces de comunicación.
– Detecta y corrige errores de transmisión de tramas.
• (3) Capa de red
– Direcciona los paquetes de acuerdo con las direcciones exclusivas de
los dispositivos de red.
Resumen de los niveles
56

57. • (4) Capa de transporte
– Administra la entrega de mensajes de extremo a extremo a través de
la red.
– Puede proporcionar una entrega de paquetes confiable y secuencial
por medio de mecanismos de control del flujo y recuperación de
errores.
• (5) Capa de sesión
– Administra las sesiones y los diálogos de usuarios.
– Mantiene enlaces lógicos entre los sistemas.
• (6) Capa de presentación
– Estandariza los formatos de datos de usuario para que se puedan
utilizar entre distintos tipos de sistemas.
– Codifica y decodifica datos de usuario, encripta y desencripta datos,
comprime y descomprime datos.
Resumen de los niveles
57

58. • (7) Capa de aplicación
– Define interfaces entre las funciones de Ia comunicación
de red y el software de aplicación.
– Proporciona servicios estandarizados, como la
transferencia de archivos entre sistemas.
Resumen de los niveles
58

59. DISEÑO DE REDES
Ing. Jerdy Sotelo Marticorena