1. Fundamentos de Cableado Voz y Datos 06/07/2014
Fundamentos de Cableado
de Voz y Datos
Ing. Robert Andrade Troya
2014
Capítulo 2 ‐ Agenda
Fundamentos de Redes
• Introducción a las redes
• Tipos de redes
• Revisión del modelo OSI
• Funciones de la capa física
• Funciones de la capa de enlace de datos
• Funciones de las otras capas
Introducción a las Redes
Qué es una Red de Computadoras ?
Objetivos y Beneficios de las Redes
Características de las Redes
Enlaces de Comunicación
Tipos de Redes
Según la Forma de Procesamiento
Según la Técnica de Transmisión
Según el Alcance Geográfico
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Introducción a las Redes
¿Qué es una red de computadores?
Definición técnica:
Conjunto de Computadores y dispositivos auxiliares que se
encuentran interconectados entre sí, y que permiten el
intercambio de información
Interconexión por medio de diversos tipos de enlaces
Definición administrativa:
Herramienta tecnológica que ofrece a las empresas
significativos ahorros de costos en la producción y venta
de sus bienes y servicios, en la comunicación interna y
externa, y en su administración general
Basada en computadores y enlaces de comunicación
Introducción a las Redes
Objetivos y Beneficios de las Redes
Ahorros en costos de producción, distribución y
venta de bienes y servicios
Industria:
Ej: Líneas de producción automatizadas
Comercio:
Reducción del costo de Inventarios
Venta Electrónica.
Banca:
Sobra mencionar su importancia en este campo!
Introducción a las Redes
Objetivos y Beneficios de las Redes
Ahorros en comunicación interna y externa
Interna:
E‐Mail, GroupWare, etc.
Tecnología CTI (Computer Telephony Integration)
Intranets.
Externa:
E‐Mail, Extranets y Telefonía a través de la Internet
Internet como medio de transmisión de Datos.
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Introducción a las Redes
Objetivos y Beneficios de las Redes
 Ahorros en todos los aspectos administrativos de la empresa
Administración:
Facilidades para la recopilación y acceso a información
actualizada sobre el estado de la empresa
Atención a Clientes:
A través de tecnologías como Workflow, se mejora en forma
espectacular el nivel de servicio dado a clientes
Capacitación Interna:
Intranets, Videoconferencias, etc.
Introducción a las Redes
Características de las Redes
Sus características varían de acuerdo a varios factores tales como:
 Número de dispositivos enlazados
 Caso mas simple: 2 computadores interconectados
 Caso mas complejo: la Internet!!
 Alcance geográfico
 Alcance local (oficina, edificio), metropolitano (ciudad), nacional,
internacional, o mundial
 Medios físicos de transmisión de señales
 Alámbricos (cobre, fibra óptica, etc.) o inalámbricos(aire)
Introducción a las Redes
Características de las Redes
 Forma de procesamiento de la información
 Procesamiento Centralizado
 Procesamiento Distribuido
 Accesibilidad de la Red
Redes Privadas: pertenecen a una sola empresa o grupo
Redes Públicas: libre acceso a todo quien pueda pagar la tarifa de uso (ej:
la Internet)
 Forma de transmisión de la información Alámbricos
Transmisión Dedicada vs Transmisión Broadcast
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Introducción a las Redes
Características de las Redes
Pero a mas de las características que las diferencian, las Redes
también tienen ciertas características comunes:
 Requieren Enlaces de Transmisión ==> 2 formas:
 Enlaces Dedicados
 Enlaces Compartidos
 Requieren de Software de Control de la comunicación
 Varias alternativas: TCP/IP (usado en Internet), SNA (usado en
ambientes IBM), NetBIOS (usado en ambientes Microsoft), etc.
Introducción a las Redes
Enlaces de Transmisión
 Enlaces Dedicados
 Conectan sólo 2 dispositivos (nodos)
 Varios Enlaces pueden ser combinados entre sí, a fin de
interconectar todos los nodos necesarios
 3 esquemas de combinación:
• Todos‐contra‐Todos, Nodo‐Central, Mixto
 Enlaces Compartidos
 Conectan a mas de 2 nodos en forma simultánea
 Requieren mecanismos de Control de Acceso
Introducción a las Redes
Enlaces de Transmisión Dedicados
Host
Línea de Pacifictel o
Enlace de Radio
Modem
Modem
Host Host
Uplink: f1
Downlink: f2
Uplink: f1
Downlink: f2
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Introducción a las Redes
Enlaces Dedicados ‐ Características
 Un Enlace Dedicado siempre está disponible para cualquiera de los 2 nodos
 No se requiere controlar el acceso al medio!
 Cuando se requiere conectar mas de 2 Nodos, hay que combinarlos: 3
esquemas:
Todos-contra-Todos, Nodo-Central, Mixto
 Puede operar en 2 modos:
 Half-Duplex (H-D):
• (sólo 1 de los 2 puede Tx a la vez)
 Full-Duplex (F-D):
• (ambos dispositivos pueden Tx a la vez)
• Un Enlace F-D se puede implementar por medio de dos Enlaces H-D
Introducción a las Redes
Enlaces Dedicados: Esquema Todos‐contra‐todos
3 Estaciones
4 Estaciones
5 Estaciones
• Si se requiere que exista comunicación “total” entre todos los nodos de la
Red, el # de Enlaces debe ser:
– X (X ‐ 1) / 2
– (X ‐ 1) puertos en cada “nodo”
• Solución impráctica (costosa) para mayoría de casos!
Introducción a las Redes
Enlaces Dedicados: Esquema Nodo Central
• Una alternativa sería usar Enlaces
Dedicados en forma centralizada
– Muy usada en nuestro medio,
especialmente por Bancos
• Ventajas: Ahorros en Costo!
• Desventajas:
– Depende de 1 nodo central !
– Procesamiento Centralizado
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6. Fundamentos de Cableado Voz y Datos 06/07/2014
Introducción a las Redes
Enlaces Dedicados: Esquema Mixto
Enlaces
Dedicados
Nodo Final
Nodo Intermedio
(Típicamente un Router)
• Si se requiere Procesamiento
Distribuido, el Esquema de Nodo‐
Central no es el adecuado
• Una alternativa es emplear un
Esquema Mixto
– Conexiones entre varios nodos
– Varios de ellos asumen papel
central para sus adyacentes
Ejemplo: la Internet!
Introducción a las Redes
Enlaces Compartidos
Broadcast
Satelital
Broadcast en LAN’s
Broadcast en
Sistemas Packet Radio
Introducción a las Redes
Enlaces Compartidos – Características
 Un Enlace Compartido no siempre está disponible para los 2 nodos
 Requiere de un proceso de control de acceso al medio
• Proceso implementado por medio de Software de Control
(Protocolos de Control de Acceso)
 Cuando un Nodo Tx, todos los demás reciben
 Sólo un Nodo puede Tx al mismo tiempo
 No puede operar en modo Full-Duplex, ya que implicaría la Tx de
nodos en forma simultánea
• Cada nodo debe esperar su “turno” para poder Tx
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Tipos de Redes
• Según la Forma de Procesamiento: 2 formas
–De Procesamiento Centralizado
–De Procesamiento Distribuído
• Según la Técnica de Transmisión:
–Transmisión/Acceso Múltiple (Broadcast)
–Conmutadas (Switched)
• Según el Alcance Geográfico:
–De Area Local (LAN)
–De Area Extendida (MAN, WAN)
Tipos de Redes
Redes Centralizadas
• Información es “mantenida” y “procesada” desde un
Nodo Central de la Red. De allí es enviada hacia otros
Nodos periféricos
– Puede emplear Esquemas de Nodo‐Central o
Mixtos
• Generalmente basados en computadores “mainframe”
• Ventajas:
– “Simplicidad” de las Aplicaciones
• Desventajas:
– Confiabilidad
– Dependencia de un solo punto
Tipos de Redes
Redes Distribuidas
• Información mantenida y procesada en varios Nodos
• Puede haber un Nodo Central de “consolidación”,
cuya información es “replicada” en otros Nodos
• Existe mas de un “lugar” de Proceso
• Ventajas:
– Confiabilidad
– Aprovechan la capacidad de Procesamiento de
varios nodos a la vez
• Desventajas:
– Compleja Implementación de las Aplicaciones
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Tipos de Redes
Broadcast Networks
• Broadcast (Transmisión/Acceso Múltiple)
– Múltiples puntos accesan la Tx
• Basadas en Enlaces Compartidos
– Tx a múltiples nodos (a todos!) al mismo
tiempo
• Ejemplos:
– Redes Satelitales
– Local Networks: Ethernet y Token‐Ring
Redes Satelitales
Redes Ethernet
Tipos de Redes
Switched Networks
• Switched (Commutadas)
– La Tx es “dirigida” a un punto
específico
• Para llegar de un nodo a otro, deben
“commutar” entre varios nodos
intermedios. 2 modalidades
principales:
• Circuit‐Switched
• Packet‐Switched
Tipos de Redes
Switched Networks – 2 Modalidades
• Circuit Switched
– No les interesa el “contenido” de la Información Tx
– Ej: La Red Telefónica Pública (PTN)
• Packet Switched
– Si les interesa el “contenido” de la Información Tx
– Redes basadas en Controladores de Comunicaciones
(ej: IBM 3725)
– Redes basadas en Bridges/Routers, Switches ATM
• ATM: Asynchronous Transfer Mode
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Tipos de Redes
Switched Networks – Modalid Circuit Switching
Host A
Host B
Host C
SN
Información
• El camino es establecido en base a señales de control
– No le interesa el contenido de la información Tx
– En una PTN la señal de control es el número de teléfono
Tipos de Redes
Switched Networks – Modalid Packet Switching
• El camino o ruta es establecido
en base la información
(dirección) que lleva cada
paquete
– Si les interesa el contenido ya
que deben “entenderla” para
obtener la dirección
– La mayoría de Redes de Datos
emplean esta modalidad
Paquete
Dirección Datos
Direcciones Posibles Destinos
Tipos de Redes
Switched Networks – Modalid Packet Switching
Estaciones
TRANSMISORAS
Estaciones
RECEPTORAS
1
2
3
1
2
3
1 3 3 2 1 2 1 1 3 2
3 1 3 2
Red Compartida
1
1
1
1
2 2
3
3
3 3
Cada paquete lleva información de
control para ser ruteado en forma
indepediente de los demás
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Tipos de Redes
Switched Networks – Modalid Packet Switching
Packet Switched Networks, existen 2 formas de transmisión:
Circuíto Virtual
1
A B
C
D
E
3
2
3
2
1
3 2 1
Datagrama
2
A B
2
C
1 1
D
E
3
2
1
3 2 1
3
1
Tipos de Redes
Switched Networks – Modalid Packet Switching
2 Modalidades de Packet Switched Networks (PSN):
• PSN en base a Circuitos Virtuales
– Paquetes de control establecen la ruta de antemano.
• Todos los paquetes restantes siguen esa ruta, con lo cual se garantiza el
correcto orden de llegada
– Conocida como transmisión Connection‐Oriented (C‐O)
• PSN en base a Datagrams
– Cada paquete es ruteado independientemente por el Switch, en base a su
dirección destino
• Pueden llegar en cualquier orden
– Conocida como transmisión Connection‐Less (C‐L)
Tipos de Redes
Switched Networks – Dispositivos más comunes
Circuit Switches Packet Switches
 Central Telefónica
 Switches X.25
Pública
 Switches Frame Relay
 PBX’s privados
 Bridges y Routers
 Centrales ISDN
(Integrated Services
 Switching Hubs
Digital Network)
 Switches ATM
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Tipos de Redes
Según el Alcance Geográfico
• De Area Local (LAN’s)
– LAN’s con transmisión Broadcast
– LAN’s con transmisión Commutada (Switched)
• Mas allá del Alcance local
– MAN
– WAN
– TAN
Tipos de Redes
Según el Alcance Geográfico
1 mt. Computador Multiprocesador
10 mt. Oficina
}
100 mt. Edificio LAN
1 Km. Campus
10 Km. Ciudad 100 Km. País
}
Internet)}
MAN TAN
1.000 Km. Continente WAN
10.000 Km. Planeta (la Distancia entre Procesadores
Procesadores ubicados en el mismo ...
Tipos de Redes
Según el Alcance Geográfico ‐ LAN
Local Area Networks: LAN’s
• Su alcance cubre un Área de Extensión
Moderada
– Área de una oficina u edificio
• 2 formas básicas:
– LAN’s sobre Medio Compartido
• La forma mas tradicional de LAN’s
• Implica Tx Broadcast
– LAN’s Commutadas (Switched)
• Enlaces dedicado entre pares de
Nodos, establecidos a través de
“Switches”
Shared Media LAN
Switched LAN
Switching Hub
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Tipos de Redes
LAN´s sobre Medio Compartido
• Un mismo medio es compartido entre varios nodos. Ejs:
– Un segmento de cable coaxial
– Una misma frecuencia de Radio
• Una misma LAN puede estar formada de varios segmentos,
los que deben estar interconectados por dispositivos
especiales
– Repetidores, Bridges, Routers, Switching Hubs
Tipos de Redes
LAN´s Conmutadas (Switched)
Basadas en Switching Hubs
 Dispositivo que
interconecta varios
segmentos de Red
Un Switching Hub permite que
se conecte ya sea un solo nodo,
o todo un segmento compartido
entre varios nodos
Server1 Server2
Tipos de Redes
LAN´s ‐ Algunos componentes
• Tarjetas de Red
– Independientes o integradas al computador
– Existen diferentes Tecnologías. Ejemplos:
• Ethernet, Token‐Ring, FDDI, Appletalk, etc.
– Incluyen una “Dirección Física” pregrabada
• Medios de Transmisión
• Dispositivos de Interconexión
– Repetidores, Hubs, Bridges, Routers, Switching Hubs
• Sistemas Operativos de Red (NOS)
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Tipos de Redes
Según el Alcance Geográfico ‐ MAN
Metropolitan Area Networks: MAN´s
• Típicamente cubre el Área de una
ciudad (area metropolitana)
• Distancias Máximas < 50 Km.
• Generalmente diseñadas para transportar el tráfico de varias
LAN’s y soportar aplicaciones que éstas no soportan
– Soporte de Aplicaciones Multimedia y Video Conferencias
• Ej: Red de TVCable
Tipos de Redes
Según el Alcance Geográfico ‐ WAN
Wide Area Networks: WAN’s
• Sin restricción de alcance
– Incluso alcance mundial
• Tasas de Transmisión generalmente
bajas
– Tienden a ser mayores
• Varios ejemplos:
– Enlaces por líneas telefón.
– Redes Bancarias privadas
– La Internet
WAN
Tipos de Redes
Según el Alcance Geográfico ‐ TAN
Total Area Networks: TAN’s
Hoy en día las diferencias entre LAN, MAN, y WAN, no son
tan importantes, ya que éstas tienden a integrarse
Prácticamente han desaparecido las diferencias que ahora
las dividían:
Velocidad de Tx, Tipos de Aplicaciones, etc.
Algunas nuevas Tecnologías pueden ser empleadas sobre
cualquier alcance geográfico. Ej:
ATM: Asychronous Transfer Mode
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