Este documento presenta una introducción a las redes de comunicaciones. Explica las diferentes configuraciones, topologías y clasificaciones de redes, incluyendo LAN, MAN y WAN. También describe los elementos básicos de una red como servidores, estaciones de trabajo, tarjetas de interfaz de red, cableado y sistemas operativos de red.

1. Curso Introductorio Maestría en Ingeniería Industrial Parte I INFORMATICA Y REDES DE COMUNICACIONES UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA INDOAMÉRICA Gabriela Jibaja Miguel Montoya

2. TEMA III REDES DE COMUNICACIONES Universidad Nacional Experimental Politécnica “ Antonio José de Sucre” Vicerrectorado Puerto Ordaz Departamento de Post-Grado

3. SUMARIO Redes de transmisión de datos Clasificación de las redes de transmisión de datos Modelo de referencia OSI Elementos de una red de computo Redes de alta velocidad Fundamentos de Frame Relay Fundamentos de ATM Fundamentos de TCP/IP Fundamentos de Internet Universidad Nacional Experimental Politécnica “ Antonio José de Sucre” Vicerrectorado Puerto Ordaz Departamento de Post-Grado

4. ¿PORQUE LAS REDES DE TELECOMUNICACIONES? INTERCAMBIO LARGA DISTANCIA NECESIDADES COMPARTIR DIVULGAR VENTAS COMPRAS CONSULTAS INFORMACION EDUCACION

5. ¿QUE ES UNA RED DE DATOS? Las redes de computadoras, son grupos de computadoras interconectad a s mediante el uso de sistemas de comunicaci ones con la finalidad de intercambiar información, o más generalmente compartir recursos entre ellas.

6. CONFIGURACIONES DE REDES DE TRANSMISIÓN DE DATOS CONFIGURACIÓN PUNTO A PUNTO: Se caracteriza porque la información parte de un origen y llega solo a un destino. ORIGEN O DESTINO DESTINO U ORIGEN

7. CONFIGURACIONES DE REDES DE TRANSMISIÓN DE DATOS CONFIGURACIÓN PUNTO MULTI- PUNTO: Se caracteriza porque la información parte de un origen y llega hasta varios destinos.

8. TOPOLOGÍA DE REDES DE TRANSMISIÓN DE DATOS La topología o arquitectura de un circuito de comunicación de datos identifica como están interconectadas varias ubicaciones dentro de la red. Las topologías más comunes son: Punto a punto Estrella Bus o Muchas caídas Anillo o circuito Malla.

9. TOPOLOGÍA DE REDES: PUNTO A PUNTO Este tipo de conexión de red permite conectar dos computadores para la transmisión de datos entres ellos. Existe un punto de partida y uno de llegada.

10. TOPOLOGÍA DE REDES: PUNTO A PUNTO La desventaja de esta topología radica en que se requiere un medio de transmisión (Tx) dedicado para cada par de computadoras. Al crecer el numero de computadoras crece el numero de conexiones.

11. TOPOLOGÍA DE REDES: ESTRELLA Todas las computadoras se conectan a un punto central. En forma general el centro de la red de estrella se llama concentrador. La función del concentrador es tomar la información desde un emisor y los direcciona hacia el destino adecuado.

12. TOPOLOGÍA DE REDES: ESTRELLA El concentrador debe ser muy rápido para procesar las solicitudes de las computadoras conectadas a él. Debe establecer el orden en que se atenderán las solicitudes. La desconexión de una máquina no afecta a las demás.

13. TOPOLOGÍA DE REDES: BUS Tiene un cable muy largo que sirve de canal de comunicación entre todas las computadoras. Cualquier computadora conectada al canal puede enviar información por él y todas las demás las recibirán.

14. TOPOLOGÍA DE REDES: BUS Debe haber una perfecta coordinación para asegurarse que solo una computadora envíe información cada vez. En este tipo de conexión se debe instalar terminales en el cable utilizado como medio de transmisión para evitar mal funcionamiento de la red por reflexión de ondas en cables no terminados adecuadamente.

15. TOPOLOGÍA DE REDES: ANILLO Las computadoras están conectadas en anillo y se tiene un ciclo cerrado. El nombre de anillo proviene del hecho que las computadoras se disponen en circulo a través de la conexión de ellas con el cable utilizado como medio de transmisión.

16. TOPOLOGÍA DE REDES: ANILLO La forma de circulo o anillo se refiere a la conexión lógica y no a la física. La información viaja dentro del anillo en un solo sentido por lo cual no hay riesgos de colisiones entre los datos. Si se rompe el anillo se pierde la comunicación en la red.

17. TOPOLOGÍA DE REDES: MALLA La red de Malla tiene la característica de que todas las computadoras están conectadas entre sí. Este hecho permite que la información viaje por diferentes vías hacia un mismo destino. Es decir existen vías de comunicación redundante. La información al igual que antes se envía desde una computadora hacia otra(s) y viceversa.

18. TOPOLOGÍA DE REDES: MALLA

19. CLASIFICACIÓN DE LAS TECNOLOGÍAS DE RED El objetivo principal de las redes de computo es permitir la comunicación de datos entre sistemas computacionales de una organización. Considerando las distancias existentes entre estos sistemas , las tecnologías para redes se clasifican de acuerdo al área de cobertura para la que fueron diseñadas.

20. CLASIFICACIÓN DE LAS TECNOLOGÍAS DE RED Tipo de Red = función de la distancia

21. CLASIFICACIÓN DE LAS TECNOLOGÍAS DE RED La clasificación es la siguiente: LAN: Redes de Área Local (Local Área Network). MAN: Redes de Área Metropolitana (Metropolitan Área Network). WAN: Redes de Área Amplia (Wide Área Network).

22. LAN: Redes de Área Local (Local Área Network) Una Red de Área Local (LAN), es un conjunto de computadoras o dispositivos de procesamiento conectadas entre sí en forma física y lógica con la finalidad de optimizar sus recursos y emular el proceso de un sistema de computo único.

23. LAN: Redes de Área Local (Local Área Network) Corta distancia, desde algunos metros a pocos kilómetros. LAN provee una comunicación de alta velocidad comprendida entre 4 y 10 Mbps Permiten a los usuarios intercambiar archivos y compartir además el uso de dispositivos remotos como impresoras, plotters, etc. Tiene la finalidad de optimizar sus recursos y emular el proceso de un sistema de computo único.

24. MAN: Redes de Área Metropolitana (Metropolitan Área Network) Una MAN cubre una gran área geográfica como una ciudad, es decir es una versión de LAN mas grande, se basa en una tecnología similar. C obertura que comprende desde unos kilómetros hasta cientos de kilómetros . V elocidad de transmisión de unos cuantos Kbps a Gbps. Una red MAN puede ser utilizada para interconectar varias redes LAN distribuidas. Una WAN está compuesta por varias LAN.

25. W AN: Redes de Área Amplia ( Wide Área Network) Se extiende sobre un área geográfica extensa, a veces un país, o un continente. C obertura en áreas geográficamente muy amplias . V elocidad de transmisión es variable y depende en gran manera de los medios físicos por los cuales viaje la información , l a arquitectura o plataforma sobre la cual lo realice y el protocolo utilizado para tal fin. Una red WAN está compuesta por varias redes MAN.

26. ELEMENTOS DE UNA RED DE COMPUTO Como se ha mencionado, al interconectar dos o mas computadoras se tiene una red. Los elementos que posee una red básica son muy simples y poseen funciones características. Conforme mejora la tecnología estos elementos constitutivos van evolucionando con ella haciéndose cada vez mas versátiles y potentes.

27. ELEMENTOS DE UNA RED TIPO LAN Los elementos básicos que componen una red de telecomunicaciones de datos son: El Servidor Estaciones de trabajo Tarjeta de interfase de red Medio de Transmisión ( cableado ) Sistema Operativo de Red

28. ELEMENTOS DE UNA RED TIPO LAN El Servidor : S istema de computo principal en el que s e ejecuta un software especializado para proveer acceso compartido a los usuarios de la red. Debe tener a l t a capacidad de procesamiento para responder a los requerimientos de las estaciones de trabajo . D isco duro de gran capacidad para almacenar el sistema operativo de la red, las aplicaciones especificas y los archivos de los usuarios.

29. ELEMENTOS DE UNA RED TIPO LAN Estaciones de trabajo : S istemas de computo de los usuarios que comparten los recursos del servidor, realizan un proceso distribuido y se interconectan a la red mediante una tarjeta de interfase de red. Existen estaciones de trabajo que no cuentan con discos duros por lo que requieren de una memoria PROM de arranque, llamadas terminales tontas.

30. ELEMENTOS DE UNA RED TIPO LAN Tarjeta de interfase de red: La tarjeta de interfase de red o NIC ( Network Interfase Card), se utiliza p ara interconectar la red, el servidor y las estaciones de trabajo . P uede estar tanto en el interior como en el exterior del sistema de computo. E l adaptador será el apropiado para la topología que se desee usar y debe cumplir con los protocolos adecuados para evitar conflictos con el resto de nodos o con otros dispositivos conectados a la computadora .

31. Cableado: Es el medio físico a través del cual viaja la información en la red y todos sus componentes y partes constitutivas. Es u tilizado para la interconexión de las estaciones de trabajo con el servidor de la red. Normalmente se puede utilizar cable telefónico trenzado (conocido como UTP) , cable coaxial, fibra óptica. ELEMENTOS DE UNA RED TIPO LAN

32. Sistema Operativo: Es el conjunto de programas y protocolos de comunicaciones que permiten a varias computadoras interconectadas en una red compartir recursos de una manera organizada, eficiente y transparente. El sistema operativo de red permite: Servidores de archivos, servidores de impresión y servidores de comunicaciones. ELEMENTOS DE UNA RED TIPO LAN

33. Sistema Operativo: (Cont.) T iene el control del acceso a los recursos en aspectos tales como: a) Cuales son los recursos disponibles para el usuario. b) Que puede hacer el usuario con estos recursos. c) Que privilegios y derechos tiene cada usuario. d) Prevenir accesos múltiples. Entre los sistemas operativos de red comerciales se pueden mencionar: LAN manager de Microsoft, Netware de NOVELL, OS/2 LAN Server de IBM, Pathwoks de DEC, VINES de Banyan , entre otros . ELEMENTOS DE UNA RED TIPO LAN

34. Comunicación Sincrónica Concepto : Es el proceso de comunicación en el cual la transmisión tiene sincronismo a nivel de mensaje, esto es, cuando existe regularidad entre los caracteres de un bloque de mensaje. El sincronismo esta dado por una señal de reloj cuya frecuencia es fija.

35. Comunicación Sincrónica Cada bits se transmite con un ciclo de la señal de sincronismo

36. Comunicación Sincrónica Las principales características de la comunicación sincrónica son: a) L os datos se almacenan temporalmente en un registro (buffers) antes de su transmisión. Cuando el bloque de datos est á listo se envía. b) L os datos se transfieren en bloques y no carácter por carácter c) L os pulsos de sincronización de los Modems regulan el espacio de los bits y no el adaptador. d) Existe un esquema definido y uniforme para la transmisión de los bits del mensaje.

37. Comunicación Asincrónica Concepto: Se conoce con el nombre de comunicación asincrónica al proceso de transmisión que no tiene sincronismo a nivel de mensaje pero s í existe sincronismo a nivel de carácter. Para sincronizar el byte, se utilizan dos bits de control. A estos bits se les llama bits de START y STOP , lo cual hace que a esta modalidad se le conozca como START/STOP . Stop B7 B6 ..... B2 B1 Start Mensaje a enviar

38. Comparación entre Comunicación Sincrónica y Asincrónica Stop B7 B6 ..... B2 B1 Start Mensaje a enviar

39. Dispositivos de Conectividad de redes LAN’s ¿Porqué interconectar las redes LAN’s?

40. Dispositivos de Conectividad de redes LAN’s Las redes LAN’s independientes tienen utilidad limitada, no permiten el intercambio de información con entes externos. L a interconexión de redes LAN’s entre sí, tiene la finalidad de globalizar el intercambio de información. Para efectuar la interconexión es necesario el uso varios elementos de red que facilitan el proceso de interconexión.

41. Dispositivos de conectividad de redes LAN’s Repetidor: Este dispositivo es muy rápido. Facilita la prolongación de las líneas de transmisión en cuanto a su longitud. Es un elemento que no posee inteligencia para el enrutamiento de la información o el procesamiento de la señal. Repetidor Repetidor Cable Coaxial Cable Coaxial Entrada Salida

42. Dispositivos de conectividad de redes LAN’s Puente: Este dispositivos realiza la transferencia de paquetes entre las redes. Él permite el intercambio de información entre los nodos por medio de direcciones físicas. El puente se utiliza normalmente al dividir una gran red dentro de áreas pequeñas, con lo que se reduce la carga del trafico y se incrementa el rendimiento.

43. Dispositivos de conectividad de redes LAN’s Puente: Es un dispositivo hardware que se utiliza para extender redes LAN, reenviando cuadros correctos y completos. No reenvía interferencias ni otros problemas. Cualquier par de computadoras de la LAN extendida puede comunicarse sin enterarse que hay un puente entre ellas.

44. Dispositivos de conectividad de redes LAN’s Enrutador: El componente de hardware básico para conectar redes heterogéneas es el enrutador. Físicamente, los enrutadores semejan puentes. U n enrutador es una computadora de propósito especial dedicada a interconectar redes. El enrutador puede interconectar diferentes tipos de redes.

45. Dispositivos de conectividad de redes LAN’s Enrutador. Red Tipo 3 Red Tipo 1 Red Tipo 2 Enrutador

46. Dispositivos de conectividad de redes LAN’s Compuerta: Se utilizan en los casos donde computadoras de diferentes manufacturas y tecnologías deben comunicarse. Se emplea como interfase de protocolos de redes diferentes. Compuerta Manejo de protocolos

47. Dispositivos de conectividad para redes WAN Según se ha visto en las láminas anteriores, las redes WAN cubren amplias áreas de una región. Dado lo largo del recorrido que tienen que realizar las señales que contienen la información hasta cada destino, se deterioran sus características eléctricas. Es necesario entonces utilizar otros mecanismos que permitan a pesar de estos grandes recorridos evitar los errores que es producen en la información.

48. Dispositivos de conectividad de redes WAN Modems: Es un d ispositivo electrónico que tiene la capacidad de transferir la información digital proveniente de un PC, a una señal analógica llamada portadora. De esta manera la señal que se obtiene a la salida del modem es apta para ser transmitida por un medio físico hasta el receptor.

49. Dispositivos de conectividad de redes WAN Modems: El nombre de modem proviene de la combinación de las palabras MO dulador/ DEM odulador. Normalmente se utilizan como medio de transmisión las líneas telefónicas analógicas existentes en las ciu dades. Los modems pueden ser internos al PC o externos al mismo.

50. Dispositivos de conectividad de redes WAN Modems: Modems Remoto Modems Local Red Telefónica Red Telefónica Central Telefónica

51. Dispositivos de conectividad de redes WAN Multiplexores. Los multiplexores se utilizan con la finalidad de poder transmitir información proveniente de diferentes fuentes por un solo canal de transmisión. Multiplexor/ Demultiplexor Señal 1 Señal 2 Señal 3 Multiplexor/ Demultiplexor Señal 1 Señal 1 Señal 1 Un solo cable

52. Dispositivos de conectividad de redes WAN Multiplexores:

53. Dispositivos de conectividad de redes WAN Concentradores Estos dispositivos reparten un único canal de comunicaciones de cierta capacidad entre sub-canales de entrada, cuya suma de velocidades es siempre mayor al valor de dicha capacidad.

54. Dispositivos de conectividad de redes WAN Concentradores:

55. Estándares en redes LAN’s A continuación se caracterizan los estándares que la IEEE ( Institute of Electrical and Electronics Engineers ), define para las redes LAN. Ethernet Token Ring. 100VGAnyLAN. FDDI.

56. Estándares en redes LAN’s Ethernet: Este estándar utiliza acceso múltiple con sensibilidad de portadora, con detección de colisión (mejor conocido como CSMA/CD). Soporta velocidades de 10 Mbps. E l medio de transmisión m á s utilizado es cable coaxial grueso de 50 ohm. Comúnmente emplea topología tipo bus, aunque pude utilizar estrella.

57. Estándares en redes LAN’s Ethernet: Pueden ser utilizados otros medios de transmisión según se menciona a continuación: 10 Base 5 : emplea topología física de bus utilizando cable coaxial grueso. Las estaciones están conectadas al medio a través de transceptores, la distancia máxima cubierta es de 500 metros. Para mayores distancias se debe emplear repetidores.

58. Estándares en redes LAN’s Ethernet: b) 10 Base 2 : también utiliza topología de bus pero con cable coaxial delgado y conectores BNC, soporta también velocidades de transmisión de datos de 10 Mbps. Emplea señalización en banda base. c) 10 Broad 36 : emplea velocidades de 10 Mbps sobre topología de bus con cable coaxial de 75 Ohm. Emplea señalización en broadband.

59. Estándares en redes LAN’s Ethernet: d) 10 Base 5 : su velocidad de transmisión es de 1 Mbps. A diferencia de los estándares anteriores utiliza topología en estrella con cable UTP. e) 10 Base T : este emplea topología en estrella con cable UTP con señalización en banda base. Su velocidad es 10 Mbps. Es muy utilizada actualmente.

60. Estándares en redes LAN’s Ethernet: f) 10 Base F : este emplea fibra óptica, lo que la hace muy inmune al ruido por interferencias electromagnéticas.

61. Estándares en redes LAN’s Token Ring: Utiliza topología lógica de anillo, pero físicamente utiliza topología en estrella. La velocidad de transmisión de datos es de 4 Mbps o 16 Mbps. El método de acceso es Token Passing.

62. Estándares en redes LAN’s 100VGAnyLAN Soporta topología Ethernet y Token Ring. Es una tecnología para alta velocidad, 100 Mbps. El método de acceso utilizado es el llamado DPAM (Método de Acceso Prioritario por Demanda).

63. Estándares en redes LAN’s FDDI: Utiliza topología lógica de anillo y método de acceso Token Passing, pero permite transmisión de datos a 100 Mbps y su medio de transmisión es fibra óptica, lo cual la hace ó ptima para grandes distancias.

64. MODELO DE REFERENCIA OSI El modelo de referencia OSI fue creado con la finalidad de estandarizar los productos a utilizar en redes de comunicaciones de datos. En el pasado existió el gran inconv e ni e nte de qu e cada fabricante trabajaba por separado, y no existía compatibilidad entre e quipos de dif e r e ntes marcas. Si un cliente compraba equipos a un fabricante quedaba comprometido e n continuar con esa marca e n crecimi e ntos y expansiones futuras .

65. MODELO DE REFERENCIA OSI

66. MODELO DE REFERENCIA OSI Descripción de los niveles NIVEL FISICO Se relaciona con la transmisión de bit. Los estándares especifican niveles de señal, conectores de cable y el cable .

67. MODELO DE REFERENCIA OSI Descripción de los niveles NIVEL DE ENLACE DE DATOS Proporcionará Sincronización del emisor y el receptor; Control del envío y recepción de datos; Detección y recuperación de los errores de transmisión ocurridos entre los puntos; Mantenimiento de las condiciones de los enlaces.

68. MODELO DE REFERENCIA OSI Descripción de los niveles NIVEL DE RED Este nivel establece como se va a transmitir cada unidad de información. Son tres las posibles formas de establecer conmutación entre dos puntos: Conmutación de Circuitos, Conmutación de Mensajes y Conmutación de paquetes.

69. MODELO DE REFERENCIA OSI Descripción de los niveles NIVEL DE TRANSPORTE Las principales funciones de este nivel son: Conversión de direcciones de transporte a direcciones de red. Detección de errores y control de calidad de servicio. Recuperación de errores. Segmentación. Acelerar la transferencia de datos.

70. MODELO DE REFERENCIA OSI Descripción de los niveles NIVEL DE SESION Empieza y termina la sesión de la comunicación. El objetivo de este nivel es permitir que las unidades funcionales del nivel de presentación puedan organizar y sincronizar su di á logo y gestionar el intercambio de datos.

71. MODELO DE REFERENCIA OSI Descripción de los niveles NIVEL DE PRESENTACION Convierte los datos en sintaxis apropiada para los dispositivos de pantalla (caracteres establecidos y gr á ficas) y codif í ca / decodif í ca datos comprimidos.

72. MODELO DE REFERENCIA OSI Descripción de los niveles NIVEL DE APLICACION Este nivel básicamente ofrece a una aplicación de usuario o persona que est é ante una terminal (estación de trabajo), los medios necesarios para acceder a los nivel inferiores de forma transparente.

73. GRACIAS !