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INTEROPERABILIDAD EN REDES • Interconexión 1. Arquitectura, es decir, la definición abstracta de sus servicios y protocolos 2. Características físicas y lógicas, como topología, sistemas de transmisión, acceso y conmutación y medios de transmisión 3. Modelos matemáticos del comportamiento de la red, para evaluar sus parámetros de calidadTRANSCRIPT
TELECOMUNICACIONES 2INTEROPERABILIDAD EN REDES
• Interconexión
Para estructurar los conceptos de Redes de Computadoras se ha desarrollado
un amplio cuerpo de doctrina que cubre desde las abstracción de la
arquitectura hasta la visión sistemista parando por los fundamentos
tecnológicos y la modelación matemática. Sin ánimo de ser exhaustivos, las
Redes pueden analizarse desde las siguientes ópticas:
1. Arquitectura, es decir, la definición abstracta de sus servicios y
protocolos
2. Características físicas y lógicas, como topología, sistemas de
transmisión, acceso y conmutación y medios de transmisión
3. Modelos matemáticos del comportamiento de la red, para evaluar sus
parámetros de calidad
INTEROPERABILIDAD EN REDES
Una clasificación intuitiva de las Redes, atendiendo a su cobertura, es la
siguiente:
Redes de Área Extensa (WAN)
Redes de Área Local (LAN)
Redes de Área Metropolitana (MAN)
No obstante su aparente simplicidad, esta clasificación ha demostrado ser
fuente de importantes impulsos innovadores; tanto es así que en la literatura se
suelen tratar en una primera aproximación atendiendo a estos criterios.
También hay que decir que, en la actualidad, hay profundos movimientos para
encontrar arquitecturas y tecnologías que sean aplicables a todo tipo de redes,
sean LAN, WAN o MAN, así como a todo tipo de tráfico, datos, voz e imagen
estática y animada. Existe una voluntad decidida de encontrar una solución
universal.
INTEROPERABILIDAD EN REDES
La velocidad de transmisión y, en consecuencia, el ancho de banda requerido
por las aplicaciones se ha incrementado notablemente a medida que han ido
apareciendo aplicaciones más complejas.
Otro aspecto interesante a tener en cuenta es que la tecnología de las
telecomunicaciones permite hoy en día mayores velocidades que las que se
tienen en las transferencias internas de los procesadores. Esto es así porque la
transmisión se realiza ya en muchos casos con tecnología óptica, es decir, con
fotones, mientras que el proceso y la conmutación se realizan
electrónicamente, con electrones.
REDES DE ÁREA LOCAL (LAN)
Una Red de Área Local puede definirse como “un
sistema de comunicaciones que proporciona
interconexión a una variedad de dispositivos en un área
restringida (recinto, edificio, campus...) y que no utiliza
medios de telecomunicación externos”.
REDES DE ÁREA LOCAL (LAN)
En esta definición hay cuatro elementos significativos:
• Sistema de comunicaciones, es decir, conjunto de elementos cuyo objetivo
es el intercambio de información entre dispositivos.
• Dispositivo, en sentido amplio, es decir, cualquier nodo de la red, desde un
gran procesador a un ordenador personal, pasando por estaciones de trabajo,
clusters de terminales, impresoras, etc.
• El ámbito geográfico de una red de área local es reducido, generalmente se
restringe a un único edificio o a un conjunto de ellos, como un recinto
industrial o un campus.
• La propiedad de los medios de comunicación es privada, lo que permite una
gran flexibilidad en la fijación de las normas respecto a los medios y a los
métodos de comunicación.
REDES DE ÁREA LOCAL (LAN)
El elemento fundamental que define una Red de Área
Local es la utilización de medios privados de
comunicación dentro de un recinto, edificio o campus.
REDES DE ÁREA LOCAL (LAN)
En consecuencia, tiene una serie de características, como son:
• Propiedad. Utilización de medios privados de comunicación.
• Alcance. En la práctica, las distancias abarcan desde metros hasta pocos
kilómetros.
• Velocidad. Las velocidades de transmisión son elevadas, comparadas a las
que actualmente se utilizan normalmente en las Redes de Área Extensa.
Cubren normalmente un rango entre 1 Mbps y 100 Mbps, si bien hay un
movimiento hacia la utilización de velocidades más altas. Hoy ya es una
realidad, no muy extendida, ciertamente, que una Red de Área Local puede
operar a 150 Mbps
REDES DE ÁREA LOCAL (LAN)
Conectividad. Permiten la comunicación de igual a igual de los dispositivos
conectados, independientemente de que se trate de grandes procesadores o de
ordenadores personales.
• Interconexión. Ofrecen la posibilidad de conexión con otras redes mediante
la utilización de pasarelas o gateways.
Métodos de Acceso al Medio de
LAN
Los protocolos LAN
suelen utilizar uno
de dos métodos para
accesar al medio
físico de la red:
CSMA/CD (Carrier Sense
Multiple Access/Collision
Detection . Acceso Múltiple por
Detección de Portadora con
Detección de Colisiones)
Estafeta circulante (Token
Passing)
Métodos de Acceso al Medio de
LAN
En el esquema de acceso al medio CSMA/CD, los dispositivos de la red
compiten por el uso del medio de transmisión físico de la red. El método de
operación funciona de la siguiente forma:
Solo puede transmitir una sola estación en un instante de tiempo
1. Si el medio está libre, transmite sino realiza el paso 2.
2. Si el medio esta ocupado continua escuchando hasta que se encuentre libre y
transmite inmediatamente.
3. Si se detecta una colisión durante la transmisión, transmite una señal de
colisión o jamming para asegurar que todas las estaciones han reconocido la
colisión y cesa la transmisión.
4. Después de transmitir la señal de colisión espera durante un espacio de
tiempo aleatorio e intenta transmitir de nuevo (vuelve a paso 1).
Métodos de Acceso al Medio de
LAN
Las estaciones sensan al medio por medio de voltaje
.85 = hay 1 transmitiendo
-.85 = hay un 0
0 = línea libre, lista para enviar.
Ejemplos de LANs que utilizan el esquema de acceso al medio CSMA/CD son
las redes Ethernet/IEEE 802.3, incluyendo a 100BaseT.
Velocidad Mbps Tx Banda Longitud del segmento
10 base 2 = 200 metros
10 base 5 = 500 metros
100 base T = +500 metros
Métodos de Acceso al Medio de
LAN
TOKEN PASSING
En el esquema de acceso al medio llamado estafeta circulante, los dispositivos de
la red accesan al medio de transmisión con base en la posesión de una
estafeta. El método de operación funciona de la siguiente forma:
1. Se basa en una pequeña trama denominada testigo o token que circula a lo
largo del anillo.
2. El testigo puede encontrarse libre u ocupado, un bit de la trama indica su
estado.
Métodos de Acceso al Medio de
LAN
3. Cuando todas las estaciones de la red están inactivas, es decir, sin datos para
transmitir, el testigo se encuentra libre y simplemente circula por el anillo
pasando de una estación a la estación siguiente.
4. La estación que desee transmitir debe esperar a recibir el testigo libre;
modifica el estado del testigo alterando el bit de estado, pasándolo de libre a
ocupado, e inserta a continuación del testigo la información de su propia
dirección y la estación destino.
Ejemplos de LAN que utilizan el esquema de acceso al medio de estafeta
circulante son Token Ring/IEEE 802.5 y FDDI.
Métodos de transmisión en las
LAN
La transmisión de datos en las LAN cae dentro de tres clasificaciones:
unidifusión, multidifusión y difusión o también llamadas punto a punto,
multipunto y broadcast.
1. Punto a punto: es cuando un nodo se comunica con un solo nodo en una
sola transmisión.
2. Multipunto: es cuando un nodo se comunica con múltiples nodos conectados
a él en una sola transmisión.
3. Broadcast: es cuando un nodo se comunica absolutamente con todos los
nodos conectados a él en una sola transmisión.
Topologías y Dispositivos de LAN
Éstas definen la forma de organización de los dispositivos de la red.
Hay cuatro topologías comunes de LAN:
- Bus
- Anillo
- Estrella
- Árbol
Entre los dispositivos de uso más común en las LAN están los
repetidores, concentradores, extendedores de LAN, puentes,
switches de LAN y ruteadores.
Topologías y Dispositivos de LAN
Un extendedor de LAN es un switch multicapa de acceso
remoto que se conecta a un ruteador host. Los extendedores
de LAN transfieren el tráfico de todos los protocolos
estándar de la capa de red (como IP, IPX y AppleTalk), y
filtran el tráfico con base en la dirección MAC o el tipo de
protocolo de la capa de red, sin embargo, no pueden
segmentar el tráfico o crear barreras de protección.
REDES DE ÁREA EXTENSA
(WAN)
Una WAN es una red de comunicación de datos que
tiene una cobertura geográficamente grande y suele
utilizar las instalaciones de transmisión que ofrecen
compañías portadoras de servicios como las
telefónicas. Las tecnologías WAN operan en las
tres capas inferiores del modelo de referencia OSI:
la capa física, la capa de enlace de datos y la capa
de red.
REDES DE ÁREA EXTENSA
(WAN)
La Unión de Telecomunicaciones Internacional-Transmisión, UIT-T, utiliza
el término transferencia para describir la técnica utilizada en la red
cubriendo los aspectos de transmisión, multiplexación y conmutación.
Según el modo de transferencia utilizado en redes de Área Extensa pueden
ser:
• Redes dedicadas: Utilizan circuitos dedicados para cada transmisión sin
realizar funciones de conmutación. Los circuitos dedicados pueden ser
analógicos y digitales.
• Redes de conmutación de paquetes, como la Red Iberpac, basada en la
recomendación X.25.
REDES DE ÁREA EXTENSA
(WAN)
• Redes de conmutación analógica de circuitos, como la Red Telefónica
Conmutada.
• Redes Digitales de Servicios Integrados, RDSI, basadas en conmutación
digital de circuitos.
• Redes de conmutación rápida de paquetes, o Retransmisión de Tramas,
como Frame Relay.
• Redes de retransmisión de células, utilizando el denominado Modo de
Transferencia Asíncrono, ATM, base de las Redes Digitales de Servicios
Integrados de Banda Ancha, RDSI-BA.
Enlaces punto a punto
Un enlace punto a punto proporciona una sola trayectoria de
comunicaciones WAN preestablecida desde las instalaciones
del cliente, a través de una red de transporte como una
compañía telefónica, hasta una red remota.
A los enlaces punto a punto también se les conoce como líneas
privadas, puesto que su trayectoria establecida es permanente y
fija para cada red remota a la que se llegue a través de las
facilidades de larga distancia.
La compañía de larga distancia reserva varios enlaces punto a
punto para uso exclusivo del cliente.
Enlaces punto a punto
Estos enlaces
proporcionan
dos tipos de
transmisiones
:
Transmisiones de datagramas, que están
compuestas de tramas direccionadas
de manera individual
Transmisiones de ráfagas de datos, que
están compuestas de una ráfaga de
datos paara la que la verificación de
direcciones se presenta sólo una vez.
Métodos de Conmutación WAN
Métodos de
conmutación
WAN
- Conmutación de circuitos
- Conmutación de paquetes
Métodos de Conmutación WAN
• Conmutación de Circuitos. Método en el que se establece, mantiene y
termina un circuito físico dedicado a través de una red de transporte para
cada sesión de comunicación. La conmutación de circuitos maneja dos tipos
de transmisiones: transmisión de datagramas y transmisión en ráfagas de
datos.
• Conmutación de Paquetes. Método en el que los dispositivos de la red
comparten un solo enlace punto a punto para transferir los paquetes desde un
origen hasta un destino. Los datos son descompuestos en trozos pequeños
llamados paquetes y no requiere establecer una trayectoria dedicada al
enlace entre 2 estaciones; el multiplexaje estadístico se utiliza para permitir
que los dispositivos compartan estos circuitos.
Circuitos Virtuales WAN
Un circuito virtual es un circuito lógico creado para asegurar una
comunicación confiable entre dos dispositivos de red.
Tipos de
circuitos
virtuales
- SVCs (Circuitos Virtuales
Conmutados)
- PVCs (Circuitos Virtuales
Permanentes).
Circuitos Virtuales WAN
Un SVC es un circuito virtual que se establece dinámicamente por
demanda y se termina al finalizar la transmisión. Consta de 3
fases: establecimiento del circuito, transferencia de datos y
terminación de circuito.
Los SVCs se utilizan en situaciones donde la transmisión de datos
entre los dispositivos es esporádica, en gran medida porque con
los SVCs se incrementa el ancho de banda utilizado, debido a
las fases de establecimiento y terminación del circuito, pero
disminuyen los costos asociados con la disponibilidad constante
del circuito virtual.
Circuitos Virtuales WAN
Un PVC es un circuito virtual que se establece de manera
permanente y consta de un solo modo: transferencia de
datos.
Los PVCs se utilizan en situaciones donde la transferencia de
datos entre los dispositivos es constante.
Dispositivos WAN
Las WAN utilizan un gran número de tipos de dispositivos específicos para
los ambientes WAN: switches, servidores de acceso, módems, CSD/DSU
y adaptadores de terminal ISDN de las WAN.
- Servidor de Acceso. Actúa como un punto de concentración para
conexiones de marcación hacia adentro y hacia fuera. (Ej. Antiguamente
las operadoras manuales)
- CSU/DSU (Unidad de Servicio de Canal/Unidad de Servicio de Datos).
Es un dispositivo de interfase digital (o, a veces, dos dispositivos
digitales separados) que adapta la interfase física de un dispositivo DTE
(Equipo Terminal de Datos), como una terminal, a la interfase del
dispositivo DCE (Equipo de Comunicación de Datos), como un switch,
en una red conmutada de transporte.
Dispositivos WAN
- DTE (Equipo Terminal de Datos). Es una máquina de procesamiento de
datos empleada generalemente por un usuario final. Ejemplo: PC,
WorkStation, Cajero Automático, etc.
- DCE (Equipo de Comunicación de Datos). Es una máquina para la
comunicación de datos entre dos DTEs. Ejemplo: Concentrador,
Modem, etc.
CSU/DSU
Switch
Dispositivos WAN
Adaptador de Terminal ISDN
Dispositivo que se utiliza para conectar la BRI (Interfase de Tasa Básica) de
ISDN con otras interfases. Un adaptador de terminal es, en esencia, un
módem ISDN.