redes y telecomunicaciones

1. Arquitectura TCP/IP. Nivel Físico en
las Redes LAN.
Unidad : 1 Semana : 4 Sesión : 1
Semestre: 2020 - I

2. 02
UNIDAD
ARQUITECTURA LAN,
WAN, TCP/IP
Competencia: Al termino de la unidad
el estudiante tendrá la capacidad de
Identificar y aplicar los modelos OSI y
TCP/IP, las arquitecturas de redes con
sus distintas topologías.

3. x
Escuela de: Ingeniería de Sistemas e Informática
CONTENIDO DE LA UNIDAD II: ARQUITECTURA LAN, WAN,
TCP/IP .
Tema 1: Descripción del Modelo de Referencia TCP/IP.
Tema 2: Protocolos de comunicación, el Modelo de
Referencia OSI.
Tema 3: Señales, codificación y modulación, medios de
transmisión.
Tema 4: Arquitectura TCP/IP. Nivel Físico en las Redes
LAN.

4. DISPOSITIVOS DE REDES

5. DISPOSITIVOS DE REDES
• Tarjeta de red
• Modem
• Hub
• Switch
• Puentes
• Router
• Otros

6. DISPOSITIVOS DE
INTERCONECCION DE REDES
• Capa 1: Repetidores (Repeaters)
• Capa 2: Puentes (Bridges)
• Capa 3: Encaminadores (Routers)
• Capa 4: Pasarelas (Gateways)

8. Routers
Puentes, Switch
Repetidor
Físico
Enlace
Red
Recursos de
Interconexión

9. Repetidores

10. REPETIDORES (REPEATERS)

13. Funcionamiento
• Operan a Nivel Físico, con las señales
eléctricas u ópticas, cableado, etc..
• Regeneran las señales, restableciendo forma y
nivel sin tener en cuenta las direcciones
destino de los mensajes que son procesados.
transfiriendo bits de un segmento a otro de
una misma red.

14. • Retransmiten las señales a nivel
físico, bit por bit, a todos los
segmentos de redes que
interconectan.
• Permiten en una misma red la
conexión entre diferentes tipos de
medio físico.
Funcionamiento

15. ¿Para qué usar
repetidores?
Para aumentar la distancia
Para conversión de medio físico
R R
R
LAN
Segmento 1 Segmento 2
Segmento 3
Segmento 4

16. Características
• Por lo general no son elementos inteligentes.
• No filtran tráfico, repiten bit a bit en todas sus
puertas lo que le llega por una de ellas.
• Son baratos y fáciles de instalar.
• Un repetidor multipuerto repite la señal a
varias estaciones y es conocido como
Concentrador o Hub.
Repetidor
1 1
1 1
1 1
0 0

17. Repetidores
 El número de repetidores está
limitado por los retardos máximos
permitidos a la señal.
 La extensión de la red debe ser tal
que de existir colisión deberá ser
detectada por la estación que
transmite la trama durante la
transmisión de la propia trama.
Puede extenderse la red ilimitadamente
con repetidores????

18. En Ethernet
10 Base2 : 5 segmentos como máximo
10 Base T:
H H H H
H
H
H H
Regla:
No más de cuatro repetidores entre dos
estaciones
R R R
R
1 2 3 4 5
185m

19. Concentradores
HUB

20. CONCENTRADORES (HUBS)

22. Hubs (repetidores multipuerto)

25. 1 2 3 4 5 6 8
7
BNC UPLINK
OR
X
Características :
¯ 8 puertos RJ45 + 1 BNC.
¯ 1 puerto UPLINK.
¯ Indicadores : Alimentación, Enlace,
Partición, % Colisión, % Utilización.
¯ Plug & Play.

26. Limitaciones
 Restricciones de configuración
 Límites de distancia
 Generación de tráfico innecesario
 Falta de seguridad
 Por lo general sin gestión de red
Necesidad de otro tipo de interconexión

27. Conmutadores

28. CONMUTADORES
(SWITCHES Y PUENTES)

31. • Los estándares de redes locales
comparten el medio de transmisión entre
todos los dispositivos conectados.
• Los hubs convencionales trabajan por
difusión.
• Una estación en una red de 10Mbps en
realidad dispone de mucho menos pues
comparte el medio con las restantes
estaciones.
Introducción
HUB
difusión

32. •Los Swithes son capaces de manejar
direcciones de procedencia y destino a nivel
MAC, chequear errores y realizar
modificaciones menores a la trama antes de
enviarla.
•Son transparentes a los protocolos de nivel
superior.
•Pueden unir LANs de igual o de diferente
topología.
Características

33. •Son por lo general rápidos y económicos.
•Conectan las LANs formando una sola red
muy grande pero con tráfico segmentado.
•Pueden ser simulados por software en una
estación que posea dos o más tarjetas de red.
Pueden además ser o no dedicados.
•Gestionables de forma local o remota.
Normalmente con gestión abierta (SNMP)
Características

34. • El equipo trabaja en un modo de NO difusión.
• Aprende las direcciones MAC de los
dispositivos conectados a él y construye una
tabla de direcciones-puertos.
• Retransmite la trama solamente por el puerto
donde se encuentra la estación destino.
• Permite múltiples transmisiones simultáneas a
través de una matriz de conmutadores .
Forma de operación

35. Utilización
• Acepta múltiples transmisiones simultáneas.
• Conexiones dedicadas permiten que cada
comunicación use el ancho de banda completo.
•Se construyen con algunos puertos de mayor
velocidad para permitir el acceso de varios puertos de
baja (estaciones) a uno de alta (servidores o backbone)
Switch server
10
10
10
100
10 10
10

36. Características
• Existen para diferentes tipos de LAN
(Ethernet, FDDI, etc.).
• Presentan backplane con velocidades del
orden de los Gbps.
• Son muy útiles en aplicaciones sensibles al
tiempo (vídeo y voz) que no toleran
demoras aleatorias o interrupciones y
requieren ancho de banda reservado.
• Dispositivos inteligente que separan los
dominios de colisión.
• Configuración de VLANs (Virtual LAN).

37. ·
Extensión geográfica de una red más allá de lo
permitido por la norma. Utilizando un puente
en realidad tendremos dos subredes que se
comunican tal y cual si las estaciones estuviesen
en la misma subred.
Por razones de confiabilidad. Se desea
segmentar el trabajo de una LAN, así si una
subred se “cae” no implica que toda la red se
“caiga”.
Condiciones de empleo

38. Se necesita mejor desempeño de la red. Se
logra al dividir el tráfico de la red mediante el
empleo de un puente como elemento de
interconexión.
Por razones de seguridad. Por el carácter de
difusión que tiene el tráfico en todas la redes
locales al compartir el medio puede ser de
interés, que el tráfico que se genera en una parte
de la red no sea accesible en otras partes.
Condiciones de empleo

39. Características del
equipamiento
• Es una solución económica para incrementar la
transferencia neta sin modificar la velocidad de
las interfaces de LAN de las estaciones.
• Suele ser equipamiento modular y
“estackeable”.
• Existen Switchs que trabajan a nivel 2 (unen
segmentos por puentes) y otros que trabajan a
nivel 2 y 3 (sistemas multiprotocolos que unen
redes por puentes y routers).

40. Conmutadores de nivel 3
• Dispositivo capaz de conmutar
paquetes a altas velocidades
atendiendo a las direcciones del
nivel 3 y 2.
• Solución “económica”.
• Trabaja con tablas que asocian
direcciones de red con puertas del
switch.
• Latencias semejantes a los switches
convencionales.

41. Técnicas de conmutación
• Cut-through
• Fragment-free cut-through
• Store-and-forward
• Adaptative cut-through

42. Cut-through
• Un paquete es reenviado tan pronto como la
dirección de destino sea leída del paquete, no espera
por la recepción completa del paquete.
Requiere menos tiempo de procesamiento y reduce la
demora de transmisión de los paquetes a 20
microseg o menos

43. Fragment-free cut-through
• Un paquete es reenviado solamente después que se
han recibido los primeros 64 bytes.
Este método es beneficioso cuando el nivel de
colisiones es alto.

44. Store-and-forward
• Un paquete es recibido completamente y almacenado
en un buffer para su validación antes de ser
reenviado a otro puerto.
Esta técnica evita la propagación de errores a través
de toda la red.

45. Adaptative cut-through
• Este método utiliza un algoritmo para
cambiar dinámicamente entre los modos de
conmutación atendiendo a los errores CRC
que están ocurriendo en cada instante.
Comienza con cut-through para entornos
libres de errores, cambia a fragment-free
cut-through cuando la tasa de errores es alta
y a store-and-forward en un ambiente
altamente problemático (ruidoso).
Debe ser el método usado por defecto ya
que garantiza el mejor rendimiento de la red
bajo cualesquiera condiciones existentes.

46. Puentes

47. PUENTES (BRIDGES)

50. Routers

51. ENCAMINADORES
(ROUTERS)

56. Ethernet
Token Ring
Router
Utilización
FR, X.25
Router
PPP o SLIP

57. Funcionamiento
• Ejecutan sus funciones en la capa de red.
• Toman las decisiones de enrutamiento
basadas en direcciones de la capa de red, no
en direcciones MAC.
• Pueden hacer segmentación de los paquetes
ajustándose al tamaño máximo de las tramas
de cada tipo de red.
• Brindan mayor aislamiento del tráfico y más
seguridad.
• Los routers en una internet participan en un
algoritmo distribuido para establecer las
tablas de ruteo de acuerdo al protocolo de
ruteo empleado.

58. A
P
S
T
Enlace
Físico
Router
Fuente Destino
LAN 1 LAN 2
Funcionamiento
RED
RED
A
P
S
T
Enlace
Físico
RED
Enlace
Físico
Enlace
Físico

59. Características
• Evitan la difusión de una LAN a otra,
pasando sólo el trafico necesario.
• Permiten la selección de la ruta entre
fuente y destino. Algunos permiten
balancear la carga entre rutas
redundantes.
• Permiten la interconexión de redes de
diferentes estándares y topologías.
• El tamaño total de la red
interconectada con routers es sin
limites.

60. Características
• Dependencia del protocolo: Operan en la
capa de RED y solo interpretan los
protocolos para los cuales están
configurados. Ignora el tráfico de otros
protocolos.
• Latencia: Produce mayores demoras .
• Throughput: Realizan mayor
procesamiento que un puente por
trabajar en la capa de red.
• Costo y complejidad: Más costosos y
complejos que los puentes.

61. Routers
• Pueden conectarse a WAN
determinando rutas múltiples a
través de estas redes.
• La capacidad de seleccionar la mejor
ruta y de manejar diferentes
protocolos de nivel de red le brinda
ventajas sobre los bridges,
permitiendo conectividad donde
estos últimos no la alcanzan.

62. Enrutamiento
• La decisión de enrutamiento se toma a
partir de la información de destino que
lleva cada paquete (cabecera de nivel de
red) y las rutas señaladas en la tabla de
enrutamiento de cada router.
• Las tablas de enrutamiento manejadas
por los routers pueden ser :
Estáticas ( Redes pequeñas)
Dinámicas (Grandes redes)

63. CORTAFUEGOS (FIREWALLS)

64. La Política De Seguridad Crea Un Perímetro De Defensa.

65. Texto
Texto
x
Escuela de: Ingeniería Industrial y Comercial

66. ¡Gracias!