Redes corporativas y comunicaciones

ESPECIALIZACION EN REDES
CORPORATIVAS E INTEGRACIÓN
Introducción a las redes

Computadora
Personal
IBM (1981)

Televisión
Philo T. Farnsworth (1930)

Radio
Gugliemo Marconi (1896)

Teléfono
Graham Bell (1876)

Imprenta Evolución de la Era
Gutemberg (1450)
de la Información

1997

1990

1984
1981
Evolución
1975 de la PC

Sun Fire
2002
Sun Sparc
1992

VAX
1983

La PDP
(1972)

La IBM 7094
(mediados de
1965)
Evolución de los
La IBM 709
(1959) Servidores

Evolución de las Comunicaciones

Telegrafía
Télex
Telemetría Redes Conmutadas

Conmutación
de Paquetes


Telefonía

Fax R
Servicios de Valor D
Agregado S
I
Redes Digitales
(RDSI-ISDN)


Radiodifusión Televisión
Buscapersonas Videotexto

Telefonía Celular Multimedia
Televisión de Alta
Sistemas Digitales
definición
Satélites T.V. por demanda


Redes de Datos
Compuserve
Arquitecturas de Red
Visa
LAN, MAN, WAN EPM
Bancos de Datos Redeban
Red Multicolor
Redes de Redes Cirrus
Internet

La Evolución Continúa?

Colaboración
Global html

Protocolos de
http Seguridad

POP3

Bases de Datos Usuarios
Estructurados Desconectados

Arquitectura de Computadores

Estructura básica

Bus de Datos

Unidad Bus de
Procesador Memoria
E/S RAM
Control

Bus de Direcciones

Sistema Operativo

HARDWARE

SISTEMA OPERATIVO

PROGRAMAS DE APLICACIÓN

Base de Datos Compiladores Procesos Batch Red de Datos

Usuario 1 Usuario 2 Usuario 3 Usuario 4

Teoría de la Información

• BIT
– Mínima unidad de
Bit
información.
– Dos estados: Cero y Uno Byte
– Base de la teoría digital.
Palabra
• BYTE
– Ocho bits que forman un Instrucción
carácter básico de
procesamiento. Registro

Datos Información

ESTRUCTURAS DE DATOS:
– Archivos planos.
– Index-Sequential.
– Pilas (Stacks).
– Colas (Queues).
– Bases de Datos.
– Repositorios de
Información.
– DataWare House.


CÓDIGOS:
Representación de la
información para ser
interpretada en forma
adecuada por la máquina o el 0 1 2 3 4 5 6 7

hombre (canónica). 0
1
NUL
SOH
DLE
DC1
SP
!
0
1
@
A
P
Q
'
a
p
q
2 STX DC2 " 2 B R b r
3 ETX DC3 # 3 C S c s
4 EOT DC4 $ 4 D T d t
5 ENQ NAK % 5 E U e u

– HEXADECIMAL
6 ACK SYN & 6 F V f v

(16b) 7
8
BEL
BS
ETB
CAN
´
(
7
8
G
H
W
X
g
h
w
x

– EBCDIC (8b)
9 HT EM ) 9 I Y i y
A LF SUB * : J Z j z
B VT ESC + ; K [ k {
C FF FS , < L l |

– ASCII (8b) D
E
F
CR
SO
S1
GS
RS
US
-
.
/
=
>
?
M
N
O
]
^
_
m
n
o
~
}

DEL


TRANSFERENCIA DE
INFORMACIÓN:
– Carácter
– Octeto
Campo Trama
– Campo
– Trama
– Paquete CARACTER / OCTETO
– Datagrama
– Mensaje
Paquete Mensaje
– Transacción

Teleinformática

USUARIO
COMPUTADOR

RED DE
INFORMACIÓN COMUNICACIONES

Procesamiento de la
Información a través de una
red de comunicaciones.

Transmisión de Datos

Marco de Referencia

Interfaz Interfaz
DTE DCE Medio DCE DTE

Circuito de Datos
Enlace de Datos

DCE: Equipo Terminal de Circuito de Datos (Módem, CSU/DSU).
DTE: Equipo Terminal de Datos (Computador, Enrutador, Conmutador).

Tipos de Comunicación

• Punto a Punto:
Una única entidad al otro Conexión
Cliente
Servidor
extremo de la conexión.

• Multipunto:
Varias entidades (físicas ó
lógicas) colaterales.
Videoconferencia

Tipos de Comunicación

Simplex:
Comunicación en un único sentido
siempre.

Half-Dúplex:
Comunicación en un único sentido
alterno.

Full-Dúplex:
Comunicación en ambos sentidos.

Conceptos
Ancho de Banda:
100’bits
Número de bits que se pueden transmitir a
10’bits través de un medio en un segundo.

Difusión:
Sobre varios canales en medios dispersos.

Banda-Base:
Codificación del mismo tipo del DTE.

Banda Ancha:
Varias portadoras en un mismo medio.

Ambientes de aplicaciones de
comunicaciones

El diseño de las redes de Éstas aplicaciones están
datos está definido por determinadas por los
dos tipos de aplicaciones conceptos de:
básicas:
Transaccionales o Tiempo Real.
conversacionales.
En-Línea.
Transferencia masiva
Fuera de Línea.
de información.
Batch (o por Lotes).

Aplicaciones transaccionales o
conversacionales

• Se establece una o varias conexiones donde se
intercambia información con alguna precedencia
específica: Comando - Respuesta.
• No son sensibles a los anchos de banda del medio de
comunicaciones.
• Ejemplos: Terminales virtuales, Transferencia
Electrónica de Fondos, Conmutadores de Mensajes,
Videotexto.

Intercambio masivo de información

• No existe precedencia específica en el intercambio
de información.
• Los procedimientos validan el orden y la integridad
de la información.
• Gran sensibilidad al ancho de banda del medio.
• Ejemplos: Archivos de audio, vídeo, respaldos de
Bases de Datos, FTP´s, Procesos por Lotes.

Procesos en línea

• El proceso se realiza a través de la conexión
del usuario generador de la información, con
el que exista una conexión física, real o
virtual, extremo a extremo.
• El repositorio hace parte de la misma
aplicación.
• Es necesario utilizarlos en redes centralizadas
y en redes en donde sólo existen validadores
o repositorios primarios.

Procesos fuera de línea
• Se utiliza un mecanismo de validación
secundaria. Las entidades que capturan la
información tienen capacidad de proceso y
almacenamiento temporal.
• Esta operación conlleva riesgos de afectar la
integridad de la información.
• Se procesa sobre nodos inteligentes ó
“Conmutadores de datos”, que tienen
capacidad de almacenamiento y
retransmisión.

Procesos en tiempo real

• Se refiere al modo como la información es
actualizada en el repositorio propietario. La
acción del validador primario es inmediata.
• El contenido de la información transmitida,
invoca una acción específica por parte de la
entidad que la transmite o la recibe.
• Este concepto sugiere que el sistema esté
funcionando En-Línea en el momento de la
operación.

Procesos por lotes
• La información se envía al computador central por
bloques de datos; en este caso intervienen por lo
menos dos validadores: uno secundario y otro
primario.
• Se puede reconocer que una aplicación es por
lotes, cuando el sistema que recibe la información,
no ejecuta una acción con base en el contenido de
dicha información, sino que se limita a verificar
las condiciones básicas de seguridad.
• Ejemplo: Keypad HandHeld.

Físicos y Tangibles

Conector Patch Panel
Toma de datos Face Plate

Transceiver
Patch Cord o NIC (tarjeta de red) (convertidor de medio) Rack (gabinete)
Terminal Cord

Router (enrutador)
MAC (dirección física) Hub (concentrador)

Módem
Switch (conmutador) (Codec/Decodec)
RAS
(servidor de acceso conmutado)
Terminal Server Gateway
(servidor de terminales) (puerta de enlace / Intercambio de Información)

Conceptuales e Intangibles
NAT (Convertidor de direcciones).
Daemon (Servicio disponible en un servidor).
Protocolo (Modo de conversación; bits, HDLC, PPP, SLIP, TCP/IP,
ICMP, RIP, IPX/SPX, Netbeui, Netbios).
Proxy (Gestor de acceso a Internet).
DNS (Sistema de nombres de dominio).
POP (Protocolo para correo local en cliente).
IMAP (Protocolo de correo a través de servidor).
Telnet (Protocolo conexión de terminal).
FTP (Protocolo de transferencia de archivos).
SMTP (Protocolo de transmisión de correo).
SNMP (Protocolo para adm. de dispositivos).
HTTP (Protocolo de transferencia de hipertexto).
Extranet (Red entre instituciones o partners).

Conceptuales y Visibles

BD L
BD

Front-end
DB Server Aplication Server Back-end (Receptor de servicios de
(servidor base de datos) (servidor de aplicaciones) (Prestador de servicios de aplicación o de red)
aplicación o de red)

BD
BD
BD
BD L
BD
Middleware
Datawarehouse
(Bodega de datos) Aplicación Cliente/Servidor

BD BD
BD L L L
BD

Aplicación Peer to peer
Aplicación Servidor Central Aplicación Multinivel (n-tier) igual a igual

Reconocibles
Intel (Procesador - Arquitectura PC).
Risc (Procesador - Reduced Instruction Set Computer - +Rendimiento).
(G-M-K)b (Unidad de almacenamiento).
(G-M-K)bps (Rata de transferencia - Ancho de banda).
(G-M-K)hz (Velocidad reloj - Procesador - Frecuencia).
Mips (Millones de instrucciones por segundo - Procesador RISC).
Tpm (Transacciones por minuto - Procesador RISC).
Rpm (Revoluciones por minuto - Discos).
IDE (Tecnología de disco - Intelligent Drive Electronics o Integrated Drive Electronics).
SCSI (Tecnología de disco - Small Computer System Interface).
Raid (Tecnología de arreglos de disco - Redundant Array of Independent Disks).
Hotswap (Tecnología de remoción y adición de dispositivos).
Memoria Cache (Memoria de alta velocidad).

¿Qué es una red?

• No es más que dos o más computadoras
conectadas entre sí por algún medio de tal forma
que pueda intercambiar información y compartir
recursos.
• Colección de computadoras autónomas
interconectadas.
• Sistema distribuido: transparencia del usuario en
la asignación de recursos.

Usos de las Redes

• Trabajo colaborativo.
• Compartir recursos.
• Procesamiento distribuido.
• Disponibilidad.
• Investigación.

Tipos de Redes
LAN (Local Area Network) WAN (Wide Area Network)
• Medios privados o propietarios . • Utilizan medios públicos de
• Velocidades superiores a 1 Mbps. comunicaciones.
• Velocidades inferiores a 1 Mbps.
HAN (Home Area Network)
• Comunican dispositivos electrónicos
y/o digitales en hogares (Panel
central).
MAN (Metropolitan Area Network) GAN (Global Area Network)
– Medios Inteligentes y de alta •Conectan países alrededor del
velocidad. mundo.
•Velocidades entre 1.5Mbps a 2.4Gbps.

Base 10
• Número de simbolos: 10
• Simbolos: 1,2,3,4,5,6,7,8,9,0
• BaseExponente: 100 = 1
101 = 10
102 = 100
103 = 1000
• Posición: 1000 100 10 1
• Ejemplo: 8547 = (8x103)+(5x102)+(4x101)+(7x100)

Base 2
• Número de simbolos: 2
• Simbolos: 1,0
• BaseExponente: 20 = 1 24 = 16
21 = 2 25 = 32
22 = 4 26 = 64
23 = 8 27 = 128
• Posición: 128 64 32 16 8 4 2 1
• Ejemplo: 11012 = (1x23)+(1x22)+(0x21)+(1x20)
= 8 + 4 + 0 + 1
= 13

Conversión Base 10 a Base 2

53/2=26 ( 1 )
26/2=13 ( 0 )
13/2=6 ( 1 )
6/2=3 ( 0 )
3/2=1 ( 1 )

110101

Conversión Base 2 a Base 10

111001 = (1x25) = 32
(1x24) = 16
(1x23) = 8
(0x22) = 0
(0x21) = 0
(1x20) = 1
--------------- +
57

Lógica Booleana

0 1
0 0 0
Si ambos bits son 1 el resultado es 1, de lo
AND contrario es 0
1 0 1

0 1
0 0 1 Si uno de los bits es 1 el resultado es 1, de
OR
1 1 1 lo contrario es 0

NOT 0 1
1 0 Cambia el valor del bit

Modelo de Referencia OSI (ISO)
¿Porqué? Complejidad del proceso (comunicación).
Intervención de muchos elementos.
Hecho División en capas (niveles).

Sistemas Abiertos La ISO reagrupa las principales
Sistemas heterogéneos que están asociaciones de normalización de
disponibles entre sí a un intercambio cada país:
multilateral de información.  ANSI : American National
Standards Institute.
 AFNOR: Asociation Francaise de
Arquitectura de Sistemas Abiertos Normalisation.
Conjunto de entidades, de Hardware y  BSI: British Standards Institute.
Software, organizadas jerárquicamente  DIN: Deutsches Institut fur
para permitir el desarrollo y la Normung
evolución de las interacciones entre
 NTT: Nipon Telegraph an
sistemas abiertos.
Telephone Co.

Modelo de Referencia OSI

APLICACIÓN
Niveles de Usuario:
PRESENTACIÓN Mayor componente de
Software - Programas.
SESIÓN

TRANSPORTE Transporte confiable de los datos.

RED
Niveles de Red:
ENLACE Mayor componente de
Hardware y dispositivos
FÍSICO (redes) intermedios .

Del estándar al más utilizado

OSI TCP/IP
Aplicación Interacción con el usuario (Programas).

Presentación ¿Cómo se ve…? formatos y códigos. Aplicación
Sesión Control de diálogo (¿Quién habla?).

Transporte Confiabilidad de los datos. Transporte
Red Por donde van los datos. Internet
¿Dónde están los equipos? (Topologías) y
Enlace ¿Cómo se unen? (Enlaces). Acceso al
Físico Conectores, cables, normas, tarjetas de red. Medio

Modelo de Referencia OSI
Aplicación 1 browser
Aplicación 2 browser
APLICACIÓN

PRESENTACIÓN

Sesión 1 (http)
SESIÓN Sesión 2 (BD)
Sesión 3 (http)

TRANSPORTE Gateway

RED Enrutador
Hub
NIC MAC
ENLACE

FÍSICO
Conector Patch Panel Patch Cord

Topología
Describe la distribución física o lógica de la red.
• Topología física: Es el cableado entre nodos; puede ser:
LAN WAN

Estrella
Estrella
extendida
Bus

Anillo Maya
Jerárquica

• Topología lógica: Circulación de la información a través de los
nodos; puede ser: Bus o Anillo.
Bus: Todas las estaciones reciben la información al mismo
tiempo; sólo una la procesa.
Anillo: La información pasa de nodo en nodo hasta que llega al
destino final.

Definición
Es una colección de dos o más computadores conectados
entre sí directa o indirectamente.

Generalidades

• Cada entidad conectada a la red constituye un
Nodo y el DCE a través del cual se conectan
se conoce como NIC (Network Interface
Card).

• La diferenciación de las LAN está basada en:
La topología de la red.
ip
ipx
Los protocolos que la componen. netbios
apple

El modelo: Peer-to-peer o Cliente-Servidor. BD L
BD
L
BD
L

Generalidades
• Los servidores ejecutan el Sistema Operativo de Red
(NOS). [Novell, NT, Unix]

• Las estaciones de trabajo ejecutan el software de
Cliente que maneja la comunicación con los
servidores de red, sean estos dedicados o no.

• Un servidor dedicado puede ser utilizado sólo como
servidor, no puede ser estación de trabajo. [Novell]

• Un servidor no-dedicado puede utilizar sistemas
operacionales Peer-to-Peer ó Cliente-Servidor. [NT]

Dispositivos LAN

NIC (tarjeta de red) Hub (concentrador)

Switch (conmutador) Terminal Server
(servidor de terminales)

Modelo Peer-to-peer

Sistemas Operativos de Red (NOS) en el modelo
peer-to-peer pueden ser:
• LANsmart (D-Link Systems).
• LANstep (Hayes Microcomputer Products).
• LANtastic (Artisoft).
BD BD
L L • Personal NetWare (Novell).
• PowerLAN (Performance Technology).
• Windows for Workgroups, 9x, NT, XP,
Millenium, 2000 (Microsoft).

Modelo Cliente-Servidor

Sistemas operacionales de Red para modelo
Cliente-Servidor:
• LAN Manager (Microsoft).
• LAN Server (IBM).
• NetWare (Novell).
•
BD L
PathWorks (Digital Equipment Corporation).
• VINES (Banyan Systems).
• Windows NT Advanced Server, 2000
(Microsoft).

Arquitectura de LAN

Hardware:
– Máquina: Nodo inteligente basado en
microprocesador.
– NIC: Tarjeta de interface de Red.
– Cableado: Coaxial, F.O., par trenzado.
– Conectores: BNC, TNC, RJ, DIN...
– Centro de Cableado.
– Dispositivos de Seguridad.
– Herramientas de operación y mantenimiento.

Arquitectura de LAN

Software:
– Drivers:
• ODI (Open Data-link Interface).
• NDIS (Network Driver Interface Specification).
– NOS.
– Software de Estación de trabajo (Shell,
redirector o client).
– Software de Administración.

Arquitecturas

SNA (IBM)
Netware (Novell Corp)
Windows NT (Microsoft)
APLICACIÓN

Apple Talk (Apple Corp) PRESENTACIÓN

TCP/IP (USA-DoD) SESIÓN

TRANSPORTE

DNA (DEC) RED

ENLACE

FÍSICO

Tecnologías LAN

• Arcnet Datapoint Corp., 2.5-20Mbps, Token passing, topología
bus o estrella.

• Ethernet Xerox, IEEE-802.x, 10-100-1000 MBps, Coax
(10B5/10B2) - UTP, CSMA/CD, topología bus o estrella.

• Token Ring IBM, topología lógica de anillo, 1/4-4/16 Mbps
(IEEE-802.5), STP-UTP-Fibra óptica, MAU.

• FDDI ANSI, 100Mbps, Token passing, topología anillo, Fibra
óptica redundante.

• ATM UIT-T, Fibra óptica-UTP, topología estrella, 155-622 Mbps.
• WLAN 11Mbps, IEEE802.11, conexión Wireless, WAP.

Definición
Se define como el conjunto de dispositivos que
interconectan nodos geográficamente distantes.

Generalidades
• Utilizan medios públicos de comunicación.
• Usan conexiones seriales para acceder al ancho de
banda.
• Manejan anchos de banda limitados.
• Permiten conexión de entidades no-inteligentes.
LAN

LAN
Medio
Serial Público

14.4kbps
.
.
.
2048kpbs (45mbps)

Modos de Operación
• Conmutación de Circuitos (Red
Telefónica). Circuito

• Conmutación de Paquetes (X.25,
Frame Relay). Paquete

• Conmutación por Celdas (ATM).
Celda

• Servicios Digitales Dedicados RDSI
(RDSI, ASDL). ADSL

• Módem (Red Telefónica). Red
Telefónica

• Inalámbricos (Microondas,
Radioenlaces).

Tecnologías WAN
(Los Servicios)

• X.25 Estándar UIT-T, red conmutada de paquetes sobre medios
públicos. Estructura compleja, alta confiabilidad, bajas velocidades,
alto retardo.

• RDSI Recomendación UIT-T, red digital de servicios integrados.
Soporte para voz y datos extremo a extremo, velocidades entre 64Kbps
y 2.4Gbps (B-ISDN).

• Frame Relay Estándar UIT-T, tecnología de conmutación de
paquetes, orientada a conexión. Medios digitales, velocidades entre
64Kbps y 2.048Mbps.

• ATM Estándar UIT-T, tecnología de conmutación de celdas.
Velocidades entre 155 y 622Mbps.

¿Qué es una Intranet?

Integración de las Tecnologías
para Redes Locales y Redes de
Amplia Cobertura geográfica
con Tecnologías de Internet.

¿Quiénes son los Usuarios?

Usuarios
de consulta Referencista
Internos

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información
Soporte a Catalogadores
usuarios

Redes Multimedia

INTERNET
FAX

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Información Multimedia

ARCHIVO
SCANER DIGITAL
IMAGENES
IMAGEN

ARCHIVO
DIGITAL
VÍDEO

CÁMARA ARCHIVO
DIGITAL DIGITAL
AUDIO

MICRÓFONO

Transmisión de Audio y Vídeo
SERVICIOS:
• Voz.
• Programas de Radio.
• Teleconferencia.
• Videoconferencia.
• Videovigilancia.
• Catálogo Multimedia.

TECNOLOGÍA:
• Usando el microcomputador con tarjetas de interfaces especiales
(capturadoras de audio y vídeo).
• Servidores de streaming (audio y vídeo) (Mp3, Wav, Ra, Avi,
Mpeg, etc).
• Shockwave (Director de Macromedia).
• Reproductores y visores (Real Player, Windows Media, etc.).
• H.323, VozIP, QoS, Gateways.
• Codecs.
• Cámaras digitales, micrófonos, parlantes, etc.

Voz y Vídeo

CÁMARA CÁMARA
DIGITAL DIGITAL
MICRÓFONO MICRÓFONO

INTER
INTRA
EXTRA NET

Aplicaciones de Voz

INTER
INTRA
EXTRA NET PBX

GATEWAY
VOZ IP

RED
TELEFÓNICA
PBX

Servicios de Vídeo
VÍDEO ON DEMAND
•Entrenamiento
•Educación a distancia

APLICACIONES
VÍDEO - CONFERENCIA

VÍDEO - VIGILANCIA

Aplicación de Vídeo - conferencia
Teléfono Gateway
Análogo C Fax
o
d
e
c
P
Análogo B
X
Digital Gateway Digital
Teléfono

NET
Digital Servidor
TV PC INTER
Medios
INTRA C
o
EXTRA d
e Análogo
c

Teléfono Gateway
Digital
Análogo C
o
Análogo
d
e
TV
c

Digital PC
PC
TV

Aplicación de Vídeo Vigilancia o
Monitoreo

INTERNET

CENTRAL DE
MONITOREO

MEDIOS DE RED
&
CABLEADO

Los Enemigos en los Medios de
Transmisión

• Atenuación
• Interferencia/crosstalk/ruido
• Distorsión/dispersión
• Reflejos
• Asincronía/retraso/jitter
• Descargas eléctricas
• Roedores

Atenuación
Pérdida de energía en el medio

• Medio de transmisión
• Conectores e interfaz física.

Interferencia/Crosstalk/Ruido
Modificación de la información en el medio
por fuentes externas.

señal de entrada Señal de salida


Distorsión/Dispersión
Modificación de la señal por seguir
trayectorias diferentes

señal de entrada Señal de salida


Asincronía/Retraso/Jitter
Mala detección de las señales por ocurrir
cuando no se le espera


Descargas Eléctricas
Sobrecarga en los circuitos por no tener buenas
tierras físicas

• Si todos los equipos no están debidamente
aterrizados puede ocurrir que los equipos se quemen
al ocurrir una descarga eléctrica no prevista.
• Si hay conductores metálicos de baja impedancia que
conectan diversos edificios, todos ellos deben tener
sus tierras físicas igualadas.
• Si se utilizan cables con malla, ésta se debe aterrizar
en un solo punto para evitar que se presenten cargas
flotantes.

Roedores
Destrucción de la infraestructura de
comunicación

• Los cables, especialmente los conductores de
electricidad son susceptibles de ser comidos por
diferentes tipos de roedores.
• La generación de señales electromagnética parece
incitarlos a comer los cables.
• La instalación de cables con malla anti-roedores o
el uso de canaletas y tubos reduce o elimina la
probabilidad de destrucción por roedores.

Cable Coaxial
Caracteristicas

• Tiene mejor blindaje que el par trenzado.
• Puede abarcar tramos más largos a velocidades
mayores.
• Las dos clases más usadas son:
– el cable de 50 ohms: usado para transmisión digital
– el cable de 75 ohms: usado para transmisión analógica
• Diferencias basadas en factores históricos y no
técnicos.

Cable Coaxial

Consta de un alambre duro en su parte central,
recubierto por tres capas más.

Conductor Cubierta de
Núcleo Material plástico
Externo malla
de Cobre Aislante

Cable Coaxial
• La conexión se realiza a tráves de conectores BNC
• En las bifurcaciones se utilizan Uniones T o Vampiros

Cable Coaxial

• Se popularizó su uso cuando surgió Ethernet.
• Para Ethernet se utiliza el coaxial grueso (color
amarillo) y el coaxial delgado (color gris o negro).
• Hay muchos cables coaxiales pero solo los que
dicen IEEE 802.3 se pueden usar para Ethernet.

Enemigos del Cable Coaxial

• Atenuación
• Reflejos
• Asincronía
• Descargas
• Roedores

Tipos de Cable Coaxial

TIPO DE CABLE IMPEDANCIA APLICACIÓN
(ohms)
802.3 Y RG 58 50 Ethernet delgado

802.3,RG 8, RG 11, RG 50 Ethernet delgado
213 Y RG 214
RG 58 53 No se debe usar

RG 59 75 CATV

RG 62 93 IBM 3270

Twinaxial 110 IBM SYSTEM/3X
IBM AS/400

Aplicaciones de los Cables
Coaxiales

• Redes locales
• CATV
• Terminales IBM
• ISDN
• Conexión a antenas de radio.

Cable Par Trenzado
• Es el medio guiado más barato y más usado.
• Consiste en un grupo de pares de alambres
entrelazados. La utilización del trenzado tiende a
disminuir la interferencia electromagnética.
• Con estos cables, se pueden transmitir señales
analógicas o digitales.
• Es un medio muy susceptible a ruido y a interferencias
Para evitar estos problemas se suele trenzar el cable
con distintos pasos de torsión y se suele recubrir con
una malla externa para evitar las interferencias
externas.

Pares Trenzados Apantallados
y Sin Apantallar

• Los pares sin apantallar son los más baratos
aunque los menos resistentes a interferencias
(aunque se usan con éxito en telefonía y en redes
de área local).
• A velocidades de transmisión bajas, los pares
apantallados son menos susceptibles a
interferencias, aunque son más caros y más
difíciles de instalar .

Cable Par Trenzado
• Son los cables que se utilizaron primero y su calidad
era muy pobre para transportar información a alta
velocidad.
• Actualmente se producen cables par trenzado que
permiten transmitir datos hasta 1000 Mbps.
• Pueden se blindados (con malla; STP -Shielded
twisted Pair) o sin blindaje (sin malla: UTP -
Unshielded Twisted Pair) y también existen los FTP
–Foiled Twisted Pair que tiene una malla delgada
pero tienen características electromagnéticas de los
UTP.

Ventajas del Par Trenzado
 Amplia reducción de la interferencia mutua
(crosstalk)
 Casi todos los teléfonos se conectan con estos
cables
 Inducción uniforme de ruido
 Bajo costo
 Ancho de banda típico: 250 KHz
 Dos tipos UTP y STP
 UTP: Unshielded Twisted Pair (par trenzado sin blindaje)
 STP: Shielded Twisted Pair (introducido por IBM)

Enemigos de los Cables Par
Trenzado

• Atenuación
• Interferencia
• Reflejos
• Descargas
• Roedores

Categorías de los Cables Par Trenzado
Categoría Orientación Impedancia Uso típico

1 VOZ N/A Teléfono
RS-232
2 ISDN 84-113 ohms IBM 3270
Datos a baja @1 MHz IBM 3X-AS/400
velocidad Token Ring @4 Mbps
3 LAN 100 ohms 15 % 10 BaseT
Datos a media Starian 10
velocidad
4 LAN 100 ohms 15% 10 BaseT
Token ring @16 Mbps
5 (4 pares) UTP LAN a alta 100 ohms 15% 10 BaseT
velocidad Token ring @16 Mbps
100BaseT, TP-DDI
ATM@155Mbps
5 (2 pares) STP LAN a alta 100 ohms 10% 10 BaseT
velocidad Token ring @16 Mbps
100BaseT, TP-DDI
ATM@155 Mbps

Comparación Categorías

CAT 5E
CARACTERISTICAS CAT 5 CAT 6 CAT 7

Frecuencia de prueba Mhz 100 100 200 600

Compatibilidad RJ45 Si Si Si No

Idem Cat 5
Wire Map Power Sum Next
Length Power Sum ElFext Idem Cat
Parametros de prueba
Atenuación Power Sum ACR 5
Next Return Loss
Delay / Delay Sweek

Aplicaciones de los Cables par
Trenzado

Todo tipo de comunicación de datos,
imágenes, voz, audio y video, con la
excepción de redes metropolitanas
(MAN)

La Fibra Óptica

• Fibra delgada de vidrio o plástico que sirve de
guía de ondas luminosas
• En la fibra, la información viaja en forma de
impulsos de luz (forma digital)

luz incidente
n1
en la fibra

n2

Características Principales

• Baja atenuación
• Insensibilidad a interferencia
electromagnética
• Menor espacio
• Menor peso
• Medio seguro y confiable

Cable de Fibra Óptica

Fibra
Recubrimiento
amortiguador
Kevlar

Cubierta

Tipos de Fibra Óptica

Índice escalonado multimodo

Índice gradual multimodo

Unímodo

Aplicaciones de la Fibra Óptica

• La fibra óptica multimodo índice escalonado ya no
se utiliza.
• La fibra óptica multimodo índice gradual se utiliza
en redes locales (LAN) con un tramo máximo de 2
Km.
• La fibra óptica unímodo se utiliza en redes de área
amplia (WAN) y metropolitanas (MAN) con un
tramo máximo de 60 Km.

Ventajas de la Fibra Óptica

 Permite mayor ancho de banda.
 Menor tamaño y peso.
 Menor atenuación.
 Aislamiento electromagnético.
 Mayor separación entre repetidores.

Enemigos de la Fibra Óptica

• Atenuación
• Dispersión
• Reflejos
• Roedores

Conectividad Inalámbrica

• Para propósitos especiales las redes inalámbricas
están ganando terreno, donde el cable físico es poco
práctico o imposible.
• Se usa una amplia variedad de métodos técnicos
para establecer redes inalámbricas, incluyendo
microondas, amplio espectro, infrarrojo y celular.
• Este tipo de redes es bueno para distancias cortas
entre edificios (como del otro lado de la calle) o en
situaciones móviles.

Conectividad Inalámbrica

Muchas personas se preocupan de que la conectividad
inalámbrica no sea segura, pero la amenaza a la
seguridad se exagera mucho. La conectividad
inalámbrica usa compresión y encriptación para lograr
la seguridad de los datos transmitidos. Estas
precauciones hacen más segura la conectividad
inalámbrica que el uso de cable de cobre no protegido.

Radio Frecuencia

• Enlaces por radiofrecuencia: emisión de
ondas electromagnéticas en el espacio libre
• Diversos rangos de frecuencias:
• Low Frequency (marítima)
• Medium Frequency (AM)
• High Frequency (Coaxial)
• Very High Frequency (FM y TV)
• UHF (TV y Satélite)
• SHF (Satélite y micro-ondas)

Infrarojo

• Los sistemas infrarrojos no tienen ancho de banda
limitado por tanto, pueden ejecutar velocidades de
transmisión mayores a las de otros sistemas.
• La transmisión opera en el espectro de luz.
• Pueden operar de dos formas
• Transmisiones dirigidas (apuntadas)
• Transmisión omnidireccional

Infrarrojos

• Los emisores y receptores de infrarrojos deben
estar alineados o bien estar en línea tras la posible
reflexión de rayo en superficies como las paredes.
• En infrarrojos no existen problemas de seguridad ni
de interferencias ya que estos rayos no pueden
atravesar los objetos (paredes por ejemplo).
• Tampoco es necesario permiso para su utilización
(en microondas y ondas de radio si es necesario un
permiso para asignar una frecuencia de uso).

Desventajas Infrarojo

• La transmisión se comparte con el sol y otras
cosas como luces fluorescentes
• Si hay mucha interferencia de otras fuentes, la
LAN puede volverse inservible
• Requieren una línea de vista (LOS) libre de
obstáculos
• Las señales IR no pueden penetrar objetos opacos
• pared, cortinas, niebla

Microondas

• Este sistema inalámbrico logra increíbles velocidades de
transmisión y recepción de datos del orden de los 2048
kbps.
• La información viaja a través del aire de forma similar a la
tecnología de la radio.
• Debido a la velocidad baja con mucha más rapidez:
 software
 música
 videos

Microondas Terrestres
• Suelen utilizarse antenas parabólicas. Para conexionas a larga
distancia, se utilizan conexiones intermedias punto a punto entre
antenas parabólicas .
• Se suelen utilizar en sustitución del cable coaxial o las fibras
ópticas ya que se necesitan menos repetidores y amplificadores,
aunque se necesitan antenas alineadas. Se usan para transmisión
de televisión y voz .
• La principal causa de pérdidas es la atenuación debido a que las
pérdidas aumentan con el cuadrado de la distancia (con cable
coaxial y par trenzado son logarítmicas). La atenuación aumenta
con las lluvias .
• Las interferencias es otro inconveniente de las microondas ya
que al proliferar estos sistemas, puede haber más solapamientos
de señales .

Microondas por Satélite

• El satélite recibe las señales y las amplifica o retransmite en la
dirección adecuada .
• Para mantener la alineación del satélite con los receptores y
emisores de la tierra, el satélite debe ser geoestacionario .
• Se suele utilizar este sistema para :
•Difusión de televisión .
•Transmisión telefónica a larga distancia .
•Redes privadas .
• El rango de frecuencias para la recepción del satélite debe ser
diferente del rango al que este emite, para que no haya
interferencias entre las señales que ascienden y las que
descienden .

Microondas por Satélite

• Debido a que la señal tarda un pequeño intervalo de tiempo
desde que sale del emisor en la Tierra hasta que es devuelta al
receptor o receptores, ha de tenerse cuidado con el control de
errores y de flujo de la señal.
• Las diferencias entre las ondas de radio y las microondas son
:
• Las microondas son unidireccionales y las ondas de radio
omnidireccionales .
• Las microondas son más sensibles a la atenuación producida por la
lluvia .
• En las ondas de radio, al poder reflejarse estas ondas en el mar u otros
objetos, pueden aparecer múltiples señales "hermanas".

Historia: Precursores

• 1970: Alohanet en Hawaii
• Red broadcast en estrella (radioenlaces)
• Dos canales UHF de 100 KHz / 9,6 Kbps:
– Canal descendente un solo emisor
– Canal ascendente compartido 3 estaciones;
Aloha puro, mas tarde Aloha ranurado.
Normalmente más eficiente que MDF.

Historia: Rendimiento de Aloha
• Suponiendo distribución de Poisson:
– Aloha puro: max. 18,4% al 50% de utilización
• A 10 Mbps: 1,84 utiles + 3,16 colisiones
– Aloha ranurado: 36,8% al 100% de utilización
• A 10 Mbps: 3,68 utiles + 6,32 colisiones
• Pero el tráfico es auto-similar (fractal), no
Poisson, no aleatorio -> mas rendimiento.
• Aloha ranurado usado en GSM y satélites.

Historia: Ethernet Experimental
• 1970: Robert Metcalfe (MIT) empieza tesis en
Harvard (optimización Aloha)
• 1972: Metcalfe llega a Xerox PARC; se le encarga
diseñar la red del laboratorio
• 22/5/1973: Ethernet experimental (Metcalfe y
David Boggs): 2,94 Mbps, 1,6 Km, direcc. 8 bits,
CRC 16 bits, PUP, predecesor XNS.
• 1976: Metcalfe y Boggs publican artículo

Historia: Alianza DIX
• 1976: Nueva división para PCs y EN (X-
wire)
• Arquitectura distribuida, opuesta a SNA.
• 1979: Consorcio DEC-Intel-Xerox: filosofía
abierta
• Vuelta al nombre Ethernet y paso a 10Mbps
• 1980: DIX publica EN v 1.0 (v 2.0 en
1982)

Historia: Estandarización

• 1980: creación del proyecto IEEE 802
• DIX intenta „imponer‟ EN a 802
• Tres propuestas, tres subcomités:
– 802.3: CSMA/CD (DIX)
– 802.4: Token Bus (General Motors)
– 802.5: Token Ring (IBM)


• 1983: 802.3 aprueba CSMA/CD con una
„pequeña‟ modificación respecto a EN DIX:
Campo tipo reemplazado por longitud
• Xerox desplaza campo tipo (>1536) para
que pueda coexisitir EN DIX con 802.3
• En 802.3 tipo especificado en cabecera LLC
(802.2) usando 4 campos / 8 bytes.


• Formato DIX:
– TCP/IP, DECNET Fase IV, LAT (Local Area
Transport), IPX
• Formato 802.3/LLC:
– Appletalk Fase 2, NetBIOS, IPX


• En 1997 el grupo de trabajo 802.3x (Control
de flujo para Ethernet Full Duplex) aprueba
campo tipo/longitud
• La asignación de números de tipo pasa de
Xerox a IEEE (ver p. ej. RFC1700)

Historia: Medios Físicos

• 1980: sólo „thickwire‟ (10BASE5)
• 1982: aparece „thinwire‟ (RG58)
• 1985: se estandariza 10BASE2
• 1984: primeros productos en fibra
• 1989: se estandariza FOIRL (Fiber Optic
Inter Repeater Link).
• 1993: se estandariza 10BASE-F.

Historia: Medios Físicos (UTP)

• 1984: AT&T pierde monopolio por juicio
• 1985: Ethernet sobre cable UTP (Synoptics)
• 1985: Sist. de cableado (DEC, IBM, AT&T)
• 1987: se estandariza StarLAN (1BASE5)
• 1990: se estandariza 10BASE-T
• 1991: primer estándar de cableado
estructurado: EIA/TIA 568.

Historia: Puentes/Conmutadores

• 1984: Primeros puentes comerciales (DEC)
• 1990: Estándar 802.1D (puentes transp.)
• 1992: Primeros conmutadores (Kalpana)
• 1993: Productos Full Dúplex
• 1997: Estándar 802.3x (control de flujo FD)
• 1997: Draft 802.1Q (VLANs) y 802.1p
(prioridades)

Historia: Fast Ethernet
• 1988: Van Jacobson obtiene 8 Mbps TCP
• 1992: Grand Junction inventa FE
• 1992: IEEE crea grupo estudio alta
velocidad Dos propuestas:
– Ethernet x 10 (CSMA/CD)
– Nuevo protocolo MAC
• 1995: Estándar 802.3u (FE). Nivel físico
basado en FDDI.

Historia: Gigabit Ethernet

• Repite experiencia de FE. Equipo parecido
• Oct. 1995: Se crea grupo estudio GE
• 3/1997: se separa 1000B-T del resto de GE
• 29/6/1998: Estándar 802.3z (GE) Nivel
físico basado en Fiber Channel 800 Mbps
• 3/1999: Previsible aprobación de 802.3ab
(1000BASE-T)

Nivel físico: Cables Cobre (UTP)
• 7/91: se aprueba UTP cat. 3 y 4
• 8/91: se aprueba UTP cat. 5
• Categoría 5 en revisión: C5 Enhanced
(C5E) en TIA/EIA, actualización C5 en
ISO/IEC
• Se calcula que 10% de C5 instalado no
soporta 100/1000 Mbps (conectores)
• Cat. 6 y 7 en desarrollo

Nivel Físico: Cables Cobre (UTP)

Categoría Frecuencia Velocidad máxima
máxima en datos
1 No se especifica No se utiliza
2 1 MHz 1 Mbps (2 pares)
5 100 MHz 1 Gbps (4 pares)
6 (en desarrollo) 250 MHz ¿ 4 Gbps ?
7 (en desarrollo) 600 MHz ¿ 10 Gbps ?

Nivel Físico: Codificación
Tipo de red Codificac. # Pares Frec. Frec.
Mbaud (Mhz)
10BASE5 Man 1B/2B 1/2 (hd) 20 10
10BASE2 1/2 (hd)
10BASE-T 1
10BASE-F 1
100BASE-T4 8B/6T 3 (hd) 25 12,5
100BASE-T2 PAM 5x5 2 25 12,5
100BASE-TX 4B/5B 1 125 62,5
100BASE-FX
1000BASE-TX PAM 5x5 4 125 62,5
1000BASE-SX 8B/10B 1 1250 625
1000BASE-LX
1000BASE-CX

Nivel Físico: Fibra Óptica EN y FE
• EN : LED 1ª ventana, 2km (850 nm)
• FE : LED 2ª vent., 2km (1310 nm) (de
FDDI)
• EN y FE: alcance limitado por aten.
(dB/Km)
• Diferente longitud de onda:
– No autonegociación
– Haz invisible en FE (infrarrojo lejano)

Nivel Físico: Fibra Óptica GE

• Láser 1ª y 2ª ventana
– 1ª vent. (MM) bajo costo (VCSEL) corto
alcance(275-550m)
– 2ª: vent, (MM y SM) mayor costo (3x), mayor
alcance (550m-5km)
• Láser VCSEL (Vertical Cavity Surface
Emitting Laser) más barato que LEDs 2ª
ventana

Nivel Físico: F. O. Multimodo (GE)
• GE MM alcance limitado por dispersión
(inverso ancho de banda modal, MHz*km)
• Ancho de banda:
– Mayor en 2ª que en 1ª vent.
– Mayor en 50/125 que en 62,5/125
– Notable diferencia según calidad de fibra
• No todas las fibras son iguales:
– Valores estándar superados por fabricantes

Nivel Físico: F. O. Multimodo
Fibra o estándar Diámetro BW modal BW modal
( m) GE 1ª ventana GE 2ª vent.
(MHz*km) (MHz*km)
TIA 568 62,5/125 160 (220m) 500 (550m)
ISO/IEC 11801 62,5/125 200 (275m) 500 (550m)
Alcatel GIGAlite 62,5/125 500 500
BRUGG FG6F 62,5/125 300 1200

ISO/IEC 11801 50/125 200 (275m) 500 (550m)
ANSI Fiber Chan. 50/125 500 (550m) 500 (550m)
ISO/IEC (prop.) 50/125 500 (550m) 500 (550m)
Alcatel GIGAlite 50/125 700 1200
BRUGG FG5F 50/125 600 1200

Nivel Físico: F. O. Multimodo

• Fibra 50/125 mejor que 62,5/125 para GE,
pero peor para EN y FE (equipos menos
preparados). Considerar base instalada y
usos
• Nuevo estándar 100BASE-SX (VCSEL) a
finales 1998; menor costo que 100BASE-
FX, permite extender fibra hasta el puesto
de trabajo (300m).

Nivel Físico: Topología

• EN y FE: Fundamental no superar 512 bits
de retardo máximo (colisiones tardías)
• GE: 4096 bits de retardo máximo (trama
ampliada a 512 bytes con „extensión de
portadora‟).
• Diámetro max: EN 4 Km , FE 412 m, GE
330 m

Nivel Físico: Topología
• Dos sistemas de verificación:
– Modelo 1: „menú del día‟ (reglas genéricas)
– Modelo 2: „a la carta‟ (cálculo detallado)
• En la mayoría de los casos basta el modelo
1 para el modelo 2 hace falta sumar el
retardo de cada componente (repetidor,
cable. etc.) tomando valores estándar o del
fabricante.

Nivel Físico: Full Dúplex
• Full Duplex: doble capacidad, no
CSMA/CD
• Solo posible si:
– Dos estaciones (p. ej. host-switch, sw-sw)
– Medio FD (p. ej. 100BASE-T)
– Ambos equipos/transceivers capaces
• Sin limitación de distancia por colisiones
• Ej.: GE hasta 110 Km con SM (Nbase)

Nivel Físico: Full Dúplex
• Suprime MAC, por tanto mas sencillo de
implementar (mas barato) que HD
• Modo normal de funcionamiento de GE
(evita problema de distancias)
• Pero: Menor ventaja de lo que parece
(generalmente solo útil en servidores y
conmutadores)

Nivel Físico: Fiabilidad
• Según 802.3 BER (Bit Error Rate) <10-8
• Una buena instalación: BER < 10-12
• A 10 Mbps menos de una trama errónea/día
• Errores CRC normalmente despreciables.
Por esto Ethernet es CLNS (LLC tipo 1)
• Pero: si hay errores/problemas el
rendimiento decae con rapidez (ver
RMON).

Rendimiento: Caracterización de
Tráfico
• Tipo 1: 100% pequeños:
– telnet con eco remoto, VoIP (100-200 bytes)
• Tipo 2: 50% pequeños / 50% Grandes:
– FTP, HTTP (ACK del TCP)
• Tipo 3: 99% Grandes:
– Flujos UDP (video MPEG/H.263)
• Normalmente mezcla de varios tipos
• Paquete promedio 534 bytes

Rendimiento: Colisiones

• Evento normal en CSMA/CD. Conviene
minimizarlas ya que reducen rendimiento .
• Si Poisson y todas las tramas 64 bytes
Ethernet = Aloha ranurado -> 38% max
• Pero:
– No todas las tramas tienen 64 Bytes
– Tráfico LAN no es Poisson

• Como reducirlas:
– Aumentar tamaño de tramas: con 64 bytes
riesgo de colisión todo el tiempo, con 1518 solo
el 4%.
– Reducir número de estaciones; menos
estaciones menos caos.
– Minimizar distancias entre servidores; si la
„distancia‟ es 256 bits el riesgo solo esta en los
primeros 32 bytes


• A igual topología colisiones EN < FE << GE.
• Ejemplo: dos estaciones conectadas a un
mismo hub con 100 m de cable cada una
– EN: 25 bytes (4%)
– FE: 39 bytes (7%)
– GE: 457 bytes (86%)


• ¿Cuando es excesivo el número de
colisiones?
– Si todas las tramas son de 64 bytes, hay muchos
emisores y todos están a la distancia máxima es
normal que haya muchas colisiones (hasta un
30- 50%) cuando el tráfico es elevado.
– Si todas las tramas son de 1500 bytes no
deberían superar el 5% del tiempo.

Reparto Equitativo en Ethernet
(o mas bien reparto no equitativo)
• Problemas principales
– Emisores de tramas grandes consiguen mas
proporción del ancho de banda (solo compiten
en los primeros 64 bytes).
– Efecto captura: emisores rápidos capturan el
canal durante mas tiempo que los lentos.
Consecuencia del retroceso exponencial binario
(BEB).

Rendimiento: Efecto Captura

• Impensable en tiempos de Metcalfe
(máquinas demasiado lentas)
• Considerado un „bug‟ de diseño del
retroceso exponencial binario
• Alternativa: BLAM (Binary Logarithmic
Arbitration Method) en estudio por 802.3w
• Chip de IBM con BLAM integrado

Rendimiento: Planificación

• ¿Cuando debo aumentar la capacidad de mi
Ethernet?
– Hay que deducirlo del tráfico, no de las
colisiones
– Medir tráfico en puntos clave (p. ej. RMON);
tomar valores cada 15 minutos y calcular
promedios


• Conviene aumentar la red si:
– Se supera el 50% durante 15 minutos, o
– Se supera el 20-30% durante una hora, o
– Se supera el 10-20% durante 8 horas
• Un 100% de ocupación durante un minuto
no justifica un aumento de capacidad (salvo
si hay tráfico en tiempo real)


• Antes de comprar hardware estudiar
posibles optimizaciones:
– Cambiar la topología para distribuir tráfico de
forma mas homogénea
– Ubicar equipos donde mas se aprovechen
• Intentar optimizar para la situación crítica
(la hora punta)

• EN o FE compartida es una vía a extinguir,
solo interesante hoy en redes pequeñas
• Ventajas:
– Rendimiento
– Distancia
– Efecto captura
• Costo de red conmutada cada vez mas
próximo al de red compartida


• Los emisores en fibra FE y GE seguirán
siendo mas caros que en cobre (x2), aun con
el uso de VCSEL
• Las alternativas (ATM,...) parecen cada vez
menos atractivas
– Mayor costo, mayor complejidad
– Menor fiabilidad, menor rendimiento (frente a
FE FD o GE FD), menor escalabilidad


• Para backbone considerar:
– FE conmutada Full Dúplex
– Agregación de varias FE FD (802.3ad)
– GE FD
– Agregación de varias GE FD


• Para servidores considerar:
– FE conmutada Full Dúplex
– Agregación de varias FE FD (802.3ad)
– GE FD (buffered repeater)
– GE conmutada FD


• Para el puesto de trabajo considerar:
– EN conmutada FD
– FE conmutada FD
– GE FD (buffered repeater) cuando 1000BASE-T

Futuro:

“La predicción es una tarea difícil,
especialmente cuando se trata del
futuro”
Niels Bohr

Futuro: QoS en Ethernet
• Desarrollos (draft) en 802.1p (y 802.1Q)
• Esquema de prioridades como Token Ring;
mas bien CoS que QoS.
• Quizá solo útil en redes conmutadas.
Requiere cambios en software y NICs
• Necesidad de acompañar políticas de uso
(sistema de contabilidad/facturación).
• Dudosa utilid. en LAN (sobredimensionar)

Futuro: 10 Gbps Ethernet
• Desarrollos ya en marcha
• Nivel físico basado en OC-192 (9,95 Gbps)
• Sistema de codificación ¿quizá 8B/10B?
• Intención de implementar también en cobre
(¿UTP 25 pares?)
• ¿Quizá solo FD?
• Posible alternativa a ATM y SDH en WAN
(menos overhead)

Futuro: Dentro de 25 Años (2023):

• ¿ TE (Terabit Ethernet) ?
• Problemas:
– Latencia
– Buffers / control de flujo
– Tamaño de trama >1500 (¿como?)
– Notación:
• 1000000BASE-X, o
• 106BASE-X

Factores que Afectan el Rendimiento
de la Red
• Redes mas congestionadas y sobrecargadas
Entornos multitareas
S.O. más rápidos
Modelos cliente - servidor
• Rendimiento en ethernet/802.3
Entrega de broadcast de tramas
CSMA/CD, solo una estación a la vez
Aplicaciones con mayor demanda de ancho de banda
Latencia en dispositivos de capa 1, 2 y 3
• Colisiones

Ethernet Half-Duplex y Full-Duplex

• Ethernet generalmente puede usar únicamente 50%-60% del
ancho de banda disponible debido a las colisiones y la latencia.
• Ethernet full duplex ofrece 100% del ancho de banda en ambas
direcciones (Rendimiento potencial de 20-Mbps: 10-Mbps TX y
10-Mbps RX)

Congestión y Ancho de
Banda

Latencia de Red

• Colocar e interpretar pulsos en la NIC (10baseT => 1ms)
• Retardo de propagación (100m de UTP Cat5 => 0.556ms)
• Dispositivos de red, capas 1, 2 y 3
• Tiempo de TX = bits enviados * tiempo de bit
• Ej: (10baseT) Tiempo de TX = 64bytes * (100ns * 8) = 51.200ns

Uso de Repetidores (Hubs)

• Dispositivos de capa 1 que regeneran la señal
• Permiten mayor distancia
• Aumentan dominio de colisión
• Aumentan dominio de broadcast

Segmentación

• Aislar tráfico entre subredes
• Mayor ancho de banda por usuario (menos usuarios por segmento)
• Dominios de colisión más pequeños
• Reducción de la congestión

Tablas

• Los puentes almacenan y luego envían las tramas (examinar
dirección destino y calcular CRC)
• Aumentan la latencia entre un 10% y 30% (depende de la marca
del switch y del tipo de conmutación)
• Independiente de la capa 3

Operaciones Básicas de un Switch
•Conmutación de tramas de datos
•Mantenimiento de las tablas de conmutación

Como Conoce las Direcciones el Switch
• Conoce la ubicación de una estación examinando la dirección
origen
• Se hace inundación cuando el destino es un broadcast o una
dirección desconocida
• Se envía cuando el destino esta en una interfaz distinta
• Se filtra cuando el destino esta en la misma interfaz

Estrategias de Conmutación
Conmutación de Circuito
 Se establece un camino completo entre origen y destino, transfiriéndose
a continuación los datos (libre de conflicto y con baja latencia), liberán-
dose el camino finalmente.
 Es adecuada cuando el tiempo de establecimiento del circuito es mucho
menor que el tiempo de transmisión (mensajes largos)
 Como todo el camino origen-destino está reservado, el ancho de banda
se ve afectado negativamente , pero la latencia se minimiza.
Conmutación de Paquetes
 La información se agrupa en pequeños paquetes, que compiten indivi-
dualmente por el acceso al camino entre origen y destino.
 Los nodos/conmutadores deben incluir buffers para almacenar los pa-
quetes en tránsito.
 El ancho de banda es superior que en la conmutación de circuito, pero
la latencia se ve afectada negativamente.

Tipos de Conmutación

Simétrica
• Todos los puertos de igual ancho de
banda
Asimétrica
• Combinación de puertos de diferente
ancho de banda
• Se requiere buffering
• Basado en puerto
• Compartido

Métodos de Conmutación
Almacenamiento y envío
• Mayor latencia
• Detección de errores alta
Por método de corte
• Menor latencia
• Detección de errores pobre
• Formas:
• Conmutación rápida
• Conmutación libre de fragmentos

Comparación
TSF TWH
L/W L/W
N1 N1
Data
N2 N2
D D
packet
N3 header N3

N4 N4

Time Time
a) Store-and-forward routing b) Wormhole routing

Latencia:
• Store-and-Forward:
tcomm = ts + (mtw + th) l ≈ ts + mtwl

• Wormhole:
tcomm = ts + thl + mtw ≈ ts + mtw
m: tamaño del mensaje (palabras) l: longitud del camino
ts: tiempo de confección del mensaje (startup) th: tiempo de tránsito entre dos nodos
tw: tiempo de tránsito por palabra y conexión vecinos

VLAN - Virtual LAN

• Crea un dominio de broadcast único que no se restringe a un
segmento físico y se considera como una subred
• La configuración de la VLAN se realiza en el switch a través
del software.
• Estándar norma IEEE 802.1Q (implementaciones varían de un
proveedor a otro)

Protocolo Spanning Tree

• Permite rutas conmutadas duplicadas
• Evita loops colocando algunas conexiones en estado de espera
• Estándar 802.1d
• Principio simple: Generar un árbol sin loops a partir de algún
punto identificado denominado raíz.
• Se permiten rutas redundantes, pero solo una ruta activa.

Proceso del Árbol de Extensión

Paso 1: Selección de un puente raíz
Paso 2: Selección de los puertos raíz
Paso 3: Selección de los puertos designados

IF 2
Puente
Raíz Los costos desde IF3 al puente raíz y desde
IF 1 IF4 al puente raíz son iguales, y:
LAN A Prioridad IF1 = 1
LAN B Prioridad IF2 = 2
IF 3 Puerto Raíz
Prioridad IF3 = 3
Puente
A IF 4 Prioridad IF4 = 4

IF 2
Puente
Los costos desde IF3 al puente raíz y desde
Raíz IF4 al puente raíz son iguales, y:
IF 1
Prioridad IF1 = 1
LAN A
LAN B Prioridad IF2 = 1
IF 3 Prioridad IF3 = 3
Puente
IF 4
Prioridad IF4 = 2
A
Puerto Raíz

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