Este documento describe los diferentes métodos de acceso al medio de transmisión en una red de ordenadores, así como los modelos de referencia OSI y TCP/IP. Explica que existen tres formas principales de acceso al medio: con testigo, sin colisiones mediante un token; con contienda, donde las estaciones negocian el acceso al medio pudiendo darse colisiones o no; y describe los protocolos CSMA/CD y CSMA/CA. También resume las siete capas del modelo OSI y cómo funciona la encapsulación de datos a través de los niveles

1. 2ª Parte
REDES: Ordenadores
Fco Villafranca Gracia © 2012. IES Barañáin (Navarra)

2. REDES: Ordenadores
2ª Parte
• Acceso al medio
• Modelos y arquitecturas de
protocolos en la
comunicación
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3. COMUNICACIÓN ENTRE ORDENADORES
REDES ACCESO AL MEDIO
Si se envía información a la vez entre dos ordenadores habrá
interferencia entre las dos señales (se produce una colisión) que
impide el reconocimiento de los datos.
El método utilizado de una máquina para acceder al medio de
transmisión depende del hardware con que se construya la red.
Existen tres formas de acceso al medio ( entrar en la conversación
con los hots (computadoras en una red).
TESTIGO, creado por IBM en 1970, ya en desuso
CONTIENDA (negociación entre hosts)
SIN COLISIÓN
CON COLISION
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4. COMUNICACIÓN ENTRE ORDENADORES:
REDES ACCESO AL MEDIO: TESTIGO
TESTIGO (TOKEN), sin colisión
Se usa para topologías en BUS, pero funcionando en anillo. Las estaciones fuera
del anillo no reciben testigo
MSAU (Unidad de Acceso a Múltiples Estaciones): p.e. un switch.
Similar a una carrera de relevos, en una carrera de relevos, sólo corre
quien tiene el testigo. Los demás esperan a recibirlo para correr.
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5. COMUNICACIÓN ENTRE ORDENADORES:
REDES ACCESO AL MEDIO: TESTIGO
TESTIGO (TOKEN), sin colisión
Se usa para topologías en ESTRELLA, pero funcionando en anillo. Las estaciones
fuera del anillo no reciben testigo
Token passing,
1. Un token (testigo, conjunto secuencial de bits) es pasado de computadora en
computadora, y cuando una de ellas desea transmitir datos, debe esperar la
llegada del token vacío, el cual tomará e introducirá los datos a transmitir, y
enviará el token con los datos al destino.
2. Una vez que la computadora destino recibe el token con los datos, lo envía de
regreso a la computadora que los envió, y con el mensaje de que los datos fueron
recibidos correctamente, y se libera de computadora en computadora hasta que
otra máquina desee transmitir, y así se repetirá el proceso.
3. El token pasa de máquina en máquina en un mismo sentido, esto quiere decir que
si una computadora desea emitir datos a otro cliente que está detrás, el testigo
deberá dar toda la vuelta hasta llegar al destino.
4. Cada estación tiene un receptor y un transmisor que hace las funciones de
repetidor de señal para la siguiente estación.
5. Cada estación conoce la identidad de la estación siguiente y de su anterior
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6. COMUNICACIÓN ENTRE ORDENADORES:
REDES ACCESO AL MEDIO: CONTIENDA
CONTIENDA en redes
Las estaciones negocian durante un periodo de tiempo, de acuerdo
con un protocolo, para ver cual de ellas transmite primero.
Estos sistemas pueden ser, sin colisiones, o bien admitiendo
colisiones y detectándolas. En todo caso las estaciones realizan
una prueba sobre el medio para comprobar si está ocupado.
CSMA – CA, Redes inalámbricas
CSMA – CD, Redes Ethernet (por Xerox)
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7. COMUNICACIÓN ENTRE ORDENADORES:
REDES ACCESO AL MEDIO: CONTIENDA
SIN COLISIÓN, en redes inalámbricas
ESCUCHAR ANTES DE HABLAR (similar a la radio de los taxis)
Si durante la prueba el medio está ocupado, existe un método de
reserva, sobre la propia señal de ocupación. Cuando le llega el turno
reservado la estación trasmite. Este es el sistema CSMA -CA
(Acceso múltiple sensible a la portadora), usado en redes
inalámbricas.
Cuando una estación quiere enviar datos, primero escucha el canal
para ver si alguien está transmitiendo. Si la línea esta desocupada, la
estación transmite. Si está ocupada, espera hasta que esté libre
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8. COMUNICACIÓN ENTRE ORDENADORES:
REDES ACCESO AL MEDIO :CONTIENDA
CON COLISIÓN, en redes Ethernet (1)
Las estaciones se comunican mediante mensajes cortos llamados
paquetes o tramas.
Cualquier estación de la red puede transmitir su información en
cualquier momento, siempre y cuando el medio de transmisión (el
cable) esté libre.
Cuando una estación quiere transmitir una trama de datos, “escucha
” (lo que envió) para determinar si hay o no tráfico en la red.
Si la estación detecta que no hay tráfico, envía sus datos; en caso
contrario, debe esperar para poder transmitir .
CSMA-CD: Acceso Múltiple por Detección de Portadora con
Detección de Colisiones
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9. COMUNICACIÓN ENTRE ORDENADORES:
REDES ACCESO AL MEDIO :CONTIENDA
CON COLISIÓN, en redes Ethernet (2)
¿Qué ocurre cuando dos estaciones detectan que el medio de
transmisión está libre y deciden transmitir a la vez?
En este caso se produce una colisión, las dos señales se mezclan y
se corrompen, con lo quedan inservibles.
Como las estaciones escuchan la red a la vez que transmiten,
detectan que ha habido una colisión, dejan de transmitir y deben
volver a enviar los datos. Para evitar coincidir otra vez, cada
estación espera un tiempo aleatorio antes de volver a transmitir.
CSMA-CD: Acceso Múltiple por Detección de Portadora con
Detección de Colisiones
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10. COMUNICACIÓN ENTRE ORDENADORES:
REDES ACCESO AL MEDIO :CONTIENDA
CON COLISIÓN, en redes Ethernet (3)
Todas estas funciones se ejecutan en la tarjeta de red que hay que
instalar en cada estación. Para poder identificar cada estación, las
tarjetas de red llevan una dirección única de 48 bits de longitud,
llamada MAC (dirección física de la tarjeta de red).
A todo paquete o trama que se transmite por la red se le añade la
dirección de la estación a la que va dirigido. Cuando una estación
detecta una trama en la red, lee la dirección y, si no es la suya, no
hace caso de los datos.
Este es el sistema CSMA-CD utilizado en redes Ethernet.
CSMA-CD: Acceso Múltiple por Detección de Portadora con
Detección de Colisiones
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11. COMUNICACIÓN ENTRE ORDENADORES:
REDES ACCESO AL MEDIO: CONTIENDA
CON COLISIÓN, en redes Ethernet (4)
Diagrama de flujo
CSMA-CD: Acceso Múltiple por Detección de Portadora con
Detección de Colisiones
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12. COMUNICACIÓN ENTRE ORDENADORES:
REDES ARQUITECTURA. MODELO DE REFERENCIA: OSI, 1
ARQUITECTURA DEL MODELO OSI.
Modelo de referencia de Sistemas
Organización, norma ISO. La idea era compatibilizar diferentes
tecnologías, en un sistema de redes. Se basa en el estudio de:
(DECnet), (Systems Network Architecture) y TCP/IP (Arpanet)
Modelo de protocolos OSI (Open System Interconection).
Sirve como referencia para el diseño de sistemas de red.
Garantiza la conectividad de las redes.
Está formado de siete niveles.
¿Cómo funciona?
Los protocolos pasan a través de niveles inferiores , y sirven
para que dialoguen entre si, niveles iguales
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13. COMUNICACIÓN ENTRE ORDENADORES:
REDES ARQUITECTURA. MODELO DE REFERENCIA: OSI, 2
ARQUITECTURA DEL MODELO OSI.
Modelo de referencia de Sistemas
 Desde que la información se elabora en un terminal de usuario ,
utilizando una aplicación informática, hasta que aparece en otro
terminal, vía red, es imprescindible que se realicen sobre ella un
conjunto de adaptaciones. Para estructurarlas se, se definen modelo
de sistemas, que están formadas por capas o niveles. Cada nivel
ha de materializarse en un programa o conjunto de programas..
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14. COMUNICACIÓN ENTRE ORDENADORES:
REDES ARQUITECTURA. MODELO OSI, 3
ARQUITECTURA DEL MODELO OSI.
Modelo de referencia de Sistemas
¿Cómo funciona?
Los protocolos pasan a través de niveles inferiores , y sirven
para que dialoguen entre si, niveles iguales
Se basa en estas dos premisas:
1. Dividir la información procedente del nivel superior y a añadir a
cada conjunto, la información para su reconocimiento en el nivel
inferior.
2. Agrupar la información procedente del nivel inferior y entregarla,
ya estructurada, de acuerdo con lo que necesite el nivel
superior.
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15. COMUNICACIÓN ENTRE ORDENADORES:
REDES ARQUITECTURA, MODELO OSI, 4
ARQUITECTURA DEL MODELO OSI
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16. COMUNICACIÓN ENTRE ORDENADORES:
REDES ARQUITECTURA, MODELO OSI, 5
ARQUITECTURA DEL MODELO OSI
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17. COMUNICACIÓN ENTRE ORDENADORES:
REDES ARQUITECTUA. MODELO OSI, 6
ARQUITECTURA DEL MODELO OSI
Funcionamiento
.
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18. COMUNICACIÓN ENTRE ORDENADORES:
REDES ARQUITECTURA. MODELO OSI, 7
ARQUITECTURA DEL MODELO OSI
Funcionamiento
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19. COMUNICACIÓN ENTRE ORDENADORES:
REDES MODELO OSI, 8
ARQUITECTURA DEL MODELO OSI
Funcionamiento
APDU Unidad de datos en capa de aplicación (capa 7).
PPDU Unidad de datos en la capa de presentación (capa 6).
SPDU Unidad de datos en la capa de sesión (capa 5).
TPDU (segmento) Unidad de datos en la capa de transporte (capa
4).
Paquete o Datagrama Unidad de datos en el nivel de red (capa 3).
Trama Unidad de datos en la capa de enlace (capa 2).
Bits Unidad de datos en la capa física (capa 1)
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20. COMUNICACIÓN ENTRE ORDENADORES:
REDES ARQUITECTURA. MODELO OSI, 9
ARQUITECTURA DEL MODELO OSI
Funcionamiento
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21. COMUNICACIÓN ENTRE ORDENADORES:
REDES MODELO TCP/IP, 1
ARQUITECTURA DEL MODELO TCP- IP
Una pila de protocolos llamada TCP-IP. Desarrollada por el
departamento de defensa de EEUU
Estándar propuesto para su utilización en internet.
No sigue el modelo OSI y es anterior al modelo OSI
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22. COMUNICACIÓN ENTRE ORDENADORES:
REDES MODELO TCP/IP, 2
ARQUITECTURA DEL MODELO TCP- IP
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23. COMUNICACIÓN ENTRE ORDENADORES:
REDES MODELO TCP/IP, 3
ARQUITECTURA DEL MODELO TCP- IP
Una pila de protocolos llamada TCP-IP.
Estándar propuesto para su utilización en internet.
No sigue el modelo OSI, es anterior al modelo OSI
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24. COMUNICACIÓN ENTRE ORDENADORES:
REDES MODELO TCP/IP, 4
ARQUITECTURA DEL MODELO TCP- IP
Dividir la información en trozos o paquetes, que viajan de manera
independiente hasta su destino, donde conforme van llegando se ensamblan
de nuevo para dar lugar al contenido original.
 Estas funciones las realizan los protocolos TCP/IP: el Transmission
Control Protocol , se encarga de fragmentar y unir los paquetes.
 Internet Protocol , tiene como misión hacer llegar los fragmentos de
información a su destino correcto.
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25. COMUNICACIÓN ENTRE ORDENADORES:
REDES MODELO TCP/IP, 5
ARQUITECTURA DEL MODELO TCP- IP
dividir mensajes en paquetes
usar un sistema de direcciones
enrutar datos por la red
detectar errores en las transmisiones de datos
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26. COMUNICACIÓN ENTRE ORDENADORES:
REDES MODELO TCP/IP, 6
ARQUITECTURA DEL MODELO TCP- IP
Software: TCP/IP
El protocolo TCP fragmenta la información en paquetes a los que
añade una cabecera con la suma de comprobación.
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27. COMUNICACIÓN ENTRE ORDENADORES:
REDES MODELO TCP/IP, 7
ARQUITECTURA DEL MODELO TCP- IP
El protocolo IP "ensobra" los paquetes y les añade entre otros
datos la dirección de destino.
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28. COMUNICACIÓN ENTRE ORDENADORES:
REDES MODELO TCP/IP, 8
ARQUITECTURA DEL MODELO TCP- IP
Por último, de nuevo el protocolo TCP comprueba que los
paquetes hayan llegado intactos y procede a montar de nuevo el
mensaje original.
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29. COMUNICACIÓN ENTRE ORDENADORES:
REDES MODELO TCP/IP, 9
ARQUITECTURA DEL MODELO TCP- IP
Encapsulamiento de datos
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30. Actividades: 2ª parte.
1. Analiza las diferencias entre las arquitecturas OSI y
modelo TCP/IP.
2. Averigua la dirección MAC de tu tarjeta de
red (la de tu ordenador personal, y la de tu
ordenador del aula).
Abre la consola de comandos (Inicio/Ejecutar/escribe cdm) y escribe ipconfig /all
La dirección MAC es la dirección física.
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31. 2ª Parte
REDES: Ordenadores