administrar redes

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Administrador de redes(Windows Server 2003)

Administrador de redes2

Quedan rigurosamente prohibidos, sin laautorizacin escrita del Copyright, bajo lassanciones establecidas en las leyes, lareproduccin total o parcial de esta obra porcualquier medio o procedimiento, compren-didos la reprografa y el tratamiento infor-mtico y la distribucin de ejemplares deella mediante alquiler o prstamo pblicos.

Editado por: Ediciones Cartuja S.L.Autor: Ediciones Cartuja S.L.

Granada (Espaa)Depsito legal: GR-1069/2007

ndice


Tema 1. Principios bsicos del hardware

1. Principios bsicos del hardware

1.1 Tarjeta de red

1.2 Sistema numrico

Tema 2. Introduccin a las redes

1. Elementos de un sistema de comunicacin

2. Qu es una red de ordenadores?

3. Objetivos de las redes

4. Redes de transmisin de datos

5. Modelo de datos

Tema 3. Topologa de redes

1. Qu es la topologa?

2. Diseo de una topologa de red

3. Tipos de topologas

3.1 Topologa jerrquica o en rbol

3.2 Topologa de bus

3.3 Topologa de estrella

3.4 Topologa de anillo

3.5 Topologa malla

3.6 Topologa celular

Administrador de redes(Windows Server 2003)

ndice


3.7 Variaciones sobre las topologas estndar

Tema 4. Medios de transmisin y tarjetas de red

1. Tipos de medios de transmisin

2. Cable coaxial

2.1 Introduccin

2.2 Los materiales

2.3 Tipos de cables coaxial

2.4 Hardware de conexin de cable coaxial

2.5 Consideraciones de utilizacin del cable coaxial

3.Cable par trenzado

3.1 Introduccin

3.2 Tipos

3.3 Categoras

3.4 Creacin de un cable cruzado UTP

4. Fibra ptica

4.1 Tipos de fibra ptica

5. Medio inalmbrico

5.1 Introduccin

5.2 Configuracin

6. Tarjetas de red

6.1 Introduccin

6.2 Instalacin

Tema 5. Configuracin bsica de redes

1. Introduccin al grupo de trabajo

ndice


1.1 Caractersticas

1.2 Eleccin de un grupo de trabajo

2. Propiedades del grupo de trabajo

2.1 Administracin

2.2 Requerimientos del servidor

2.3 Seguridad

2.4 Formacin

3. Creacin de un grupo de trabajo

3.1 Conexin de red

3.2 Cambio de grupo de trabajo

4. Introduccin a redes basadas en servidores

4.1 Servidores especializados

4.2 Ventajas de las redes basadas en servidor

Tema 6. Direccionamiento IP

1. Introduccin

2. Direcciones IP

2.1 Clasificaciones

2.2 Estructura

3. Direcciones IP especiales y reservadas

4. Mscara de subred

4.1 Clculo de la direccin de difusin

5. Formato del datagrama IP

5.1 Campos del datagrama IP

5.2 Fragmentacin

ndice


6. Protocolo ARP

6.1 Tabla ARP (cach ARP)

7. Introduccin de las direcciones IP en el ordenador

Tema 7. Introduccin a Windows Server 2003

1. Nuevas caractersticas

1.1 Sistema automtico de recuperacin (AutomatedSystem Recovery)

1.2 Funcionalidades

Tema 8. Instalacin y migracin

1. Instalacin

1.1 Introduccin a la instalacin de Windows Server2003

1.2 Seleccionando el sistema de ficheros

1.3 Seleccionando modo para la licencia

1.4 Determinar la pertenencia a dominio o grupo detrabajo

1.5 Lista de verificaciones

1.6 Instalacin desde un CD

1.7 Instalacin desde la red

Tema 9. Rutas por defecto y rutas dinmicas

1. Rutas directas y ARP

2. Router y gateway

3. Routers indirectos

4. Enrutamiento dinmico

ndice


Tema 10. Administracin de Active Directory

1. Qu es Active Directory?

2. Concepto de dominio, rbol y bosque

3. Las relaciones de confianza

4. Configuraciones previas

5. Instalando Active Directory

6. Copia de seguridad y restauracin de A.D.

Tema 11. DHCP

1. Configuracin del servicio DHCP de Windows Server 2003

Tema 12. Active Directory

1. Active Directory: modelo de administracin de grupos

1.1 Cuentas de usuarios

1.2 Grupos

1.3 Grupos predeterminados

2. Administracin de seguridad

2.1 Clases de permisos

3. Jerarquas entre permisos

3.1 Permisos de usuario

3.2 Permisos de grupo

3.3 Permisos Heredados y Permisos Explcitos

4. Creacin de grupos y usuarios

4.1 Creacin de usuarios

5. Polticas del sistema

5.1 Generacin de polticas

ndice


5.2 Perfiles de usuario

5.3 Administracin de perfiles

Tema 13. Instalacin de Internet Information Server

1. Instalacin de IIS

1.1 Creando usuarios en la Web

1.2 Creacin de sitio Web en ISS

1.3 Configurando el sitio Web

1.4 Creando un directorio virtual FTP

1.5 Configurando el DNS

Tema 14. Administracin remota

1. Herramientas de administracin remota

1.1 Concepto de administracin remota

1.2 Formas de ejercer administracin remota

1.3 Herramienta de administracin ADMINPAK

1.4 Instalacin de ADMINPAK

1.5 Uso de ADMINPAK

1.6 Servicios de Terminal Server

1.7 Instalacin de Terminal Server

1.8 Conexin a Terminal Server

Tema 15. Rendimiento de nuestro servidor

1. Controlando el rendimiento de nuestro servidor

1.1 Memoria del servidor

1.2 Procesador del servidor

1.3 Rendimiento de la red

ndice


Tema 16. Administracin de discos

1. Compresin de archivos

1.1 Compresin usando NTFS

1.2 Compresin usando ZIP

1.3 Cuotas de disco

Tema 1

Principios bsicos del hardwarePrincipios bsicos del hardware

Principios bsicos del hardware

Principios bsicosdel hardware


Los ordenadores son los elementos bsicos en el desarrollo de redes, por lotanto, es imprescindible poder reconocer y nombrar los principales compo-nentes de un PC (Personal Computer) u ordenador personal.

Los ordenadores estn compuestos por distintos circuitos digitales que juntoscompondrn, por ejemplo, una tarjeta de red, de vdeo, sonido... estos circui-tos a su vez estn diseados utilizando elementos electrnicos como, porejemplo, las resistencias y transistores. A continuacin describiremos breve-mente los elementos principales de un pc:

- Placa de circuito impreso: placa delgada sobre la cual se colocan (circui-tos integrados) y otros componentes electrnicos para realizar una operacinconcreta.

- Unidad de CD-ROM: unidad de disco compacto, es un dispositivo que solopuede leer informacin de un CD. No confundir con el CD, que es el que con-tiene la informacin.

- CPU: unidad de procesamiento central, podemos decir que es el cerebrodel ordenador.

- Unidad de disquete: una unidad de disco que puede leer y escribir en discode 8, 5 y , 3 y .

- Unidad de disco duro: el dispositivo del que se lee y en el que escribe todala informacin que estamos utilizando.

- Microprocesador: es un chip de silicio que contiene una o varas CPU.

- Placa base (o placa madre): es la tarjeta de circuitos impresos que sirvecomo medio de conexin entre: El microprocesador, circuitos electrnicos desoporte, ranuras para conectar parte o toda la RAM del sistema, la ROM yranuras especiales (slots) que permiten la conexin de tarjetas adaptadorasadicionales

- Bus: un conjunto de cables a travs de los cuales se transmiten los datos deuna parte a otra del computador.

- RAM (Random Access Memory): memoria de acceso directo, tambinconocida como memoria de lectura-escritura, se le pueden escribir nuevos


1. Principios bsicos del hardware


datos y almacenar datos ledos en ella. Una desventaja de la memoria RAMes que requiere energa elctrica para mantener el almacenamiento de datos.Si el equipo se apaga o pierde energa, todos los datos almacenados en laRAM se pierden, a menos que los datos hayan sido previamente guardadosen disco.

- ROM (Read Only Memory): memoria de slo lectura, memoria del ordena-dor en la cual los datos han sido pregrabados; una vez que los datos se hanescrito en un chip de ROM, no se pueden eliminar.

- Tarjetas de expansin: huecos donde podemos aadir, pinchar nuevasampliaciones a nuestro PC, por ejemplo, un tarjeta capturadora de vdeo, unsintonizador de televisin...

- Fuente de alimentacin: suministra la energa necesaria para que puedafuncionar nuestro ordenador.

Para averiguar la potencia de nuestro ordenador podemos fijarnos en lascaractersticas de estos componentes, por ejemplo:

- Procesador: Intel Pentium IV a 3 Ghz.

- Memoria: 512 Mb de memoria RAM

- Disco duro: 200 Gb a 7500 r.p.m.

- Velocidad de bus: 400 Mhz

- Tarjeta de vdeo con 256 Mb de Ram

- Tarjeta de red 10/100

- Tarjeta de sonido 5.1

Todos estos elementos deben tener caractersticas complementarias, ya quepor ejemplo, no podemos aprovechar toda la potencia que nos da el procesa-dor si tenemos una velocidad de bus pequea, o la memoria RAM tambin espequea. Para un mejor rendimiento de nuestro equipo es conveniente quetodos los elementos estn adecuadamente interrelacionados.

El siguiente grfico muestra los componentes bsicos de un ordenador.Podemos considerar los componentes internos del PC como una red de dis-positivos, que estn conectados al bus principal o bus del sistema. En ciertosentido, se puede considerar a un ordenador como una pequea red inform-tica.



Flujo de informacin

En un ordenador, la informacin y el suministro elctrico estn en constantemovimiento. Puede ser de ayuda para comprender el concepto de red si pen-samos en el pc como una red en miniatura, en la que todos los dispositivos seconectan y se comunican entre s. Estos son algunos de los flujos de infor-macin ms importantes:

- Instrucciones de arranque: se almacenan en la ROM e indican el procesode inicio del ordenador, esta informacin se almacena en la BIOS (Basic InputOutput System).

- Programas: se cargan en la RAM desde el disco duro, o se guardan en eldisco duro desde la RAM.

- RAM y ROM: se comunican constantemente con la CPU a travs de los dis-tintos buses.

- Informacin de las aplicaciones: se almacena en la RAM mientras seestn utilizando estas.

- Informacin almacenada: fluye desde la RAM hacia algn dispositivo dealmacenamiento o viceversa.

- Informacin externa: desde la RAM y la CPU, a travs del bus y las ranu-ras de expansin, hacia la impresora, la tarjeta de vdeo, puertos USB, tarjetade sonido, tarjeta de red, ...



1.1 Tarjeta de red

Como se puede apreciar en la siguiente figura, una tarjeta de interfaz de redes una placa de circuito impreso que proporciona las capacidades necesariasde comunicacin de la red hacia el ordenador y viceversa. Se les llama tam-bin NIC (Network Interface Card), o adaptador LAN (ms adelante veremosel concepto de LAN)

Estas tarjetas se conectan pinchan en la placa base y proporcionan un puntode conexin a la red. Debido a su bajo coste y su uso intensivo en empresas,hogares, etc. Lo habitual es que en las placas base actuales, ya venga inclui-da.

Hay varios tipos de tarjetas de red, las ms utilizadas, son las Ethernet perotambin existen las tarjetas token ring y FDDI (interfaz de datos distribuida porfibra).

Una tarjeta de red se comunica con la red a travs de una conexin serie ycon el ordenador a travs de una conexin paralelo. Cada tarjeta requiere unaIRQ (lnea de peticin de interrupcin), una direccin de E/S y una direccinde memoria. Una IRQ, es una seal que informa a la CPU que se ha produci-do un evento al que se debe prestar atencin. Se enva una IRQ a travs deuna lnea de hardware al microprocesador. Un ejemplo de peticin de inte-rrupcin es cuando se presiona cualquier tecla; la CPU debe desplazar elcarcter del teclado a la memoria RAM. Una direccin de E/S es una ubica-



cin en la memoria que se utiliza para introducir/leer informacin de un orde-nador mediante un dispositivo auxiliar.

Estos parmetros ya no hacen falta ponerlos porque desde hace aos losequipos soportan el Plug & Play que es algo as como conectar y funcionar.Esto hace que al conectar un dispositivo, ste se configure de forma autom-tica, facilitando el ajuste de esos parmetros.

Al seleccionar una tarjeta de red, debemos tener en cuenta los tres factoressiguientes:

- Tipo de red (por ejemplo, Ethernet, Token Ring o FDDI).

- Tipo de medio para conectar los equipos (por ej., cable de par trenzado,cable coaxial o fibra ptica).

- Tipo de bus del sistema (por ejemplo, PCI o ISA).



1.2 Sistema numrico

El lenguaje binario

Los famosos bits son, como sabes, dgitos binarios y estos dgitos son ceroso unos. En un ordenador, estos estn representados por la presencia o laausencia de cargas elctricas.

Ejemplo:

- El nmero binario 0 se puede representar por 0 voltios de tensin elctrica(0 = 0 voltios)

- El nmero binario 1 se puede representar por +5 voltios de tensin elctrica(1 = +5 voltios)

Un grupo de 8 bits es igual a 1 byte, que puede representar entonces un solocarcter de datos, como ocurre en el cdigo ASCII. Adems, para los ordena-dores 1 byte representa una sola ubicacin de almacenamiento direccionable.Veamos una tabla con las unidades de informacin habituales:


Unidad Definicin Bytes Bits Ejemplos

Bit (b) Dgito binario 0 1 1 bit 1 bitConectado/desconectado

abierto/cerrado +/- 5 voltios

Byte (B) 8 bits 1 byte 8 bitsRepresenta la N en el

cdigo ASCII

Kilobyte

(KB)1 KB=1.024 bytes 1.000 Bytes 8.000 bits

Mensaje de email: 2 KB

Documento Word: 20 KB

Megabyte

(MB)

1 MB

=1.024 Kilobytes

=1.048.576 bytes

1 milln de

Bytes

8 millones de

bits

Disquete: 1.44 MB

Memoria RAM: 256 MB

CDROM: 650 MB

Gigabyte

(GB)

1 gigabyte

=1.024 MB

=1.073.741.824 bytes

Mil millones

de Bytes

8 mil millones

de bitsDisco duro: 120 GB

Terabyte

(TB)

1 TB

=1.024 GB

=1.099.511.627.778

bytes

1 billn de

Bytes

8 billones de

bits

Cantidad de informacin

transmitida por una fibra

ptica


Sistema en base 10

Un sistema numrico est compuesto de smbolos y de normas para usarlos.Existen muchos sistemas numricos y el ms utilizado en la vida real es obvia-mente es el sistema numrico decimal, o sistema de Base 10. Se denominade Base 10 debido a que utiliza diez smbolos, y combinaciones de estos sm-bolos, para representar todos los nmeros posibles. Los dgitos 0, 1, 2, 3, 4,5, 6, 7, 8 y 9 conforman el sistema de Base 10.

Un sistema numrico decimal se basa en potencias de 10. Cada smbolo odgito representa el nmero 10 (nmero de base) elevado a una potencia(exponente), de acuerdo con su posicin y se multiplica por el nmero queposee esa posicin.

Al leer un nmero decimal de derecha a izquierda, la primera posicin repre-senta 100 (1 10 elevado a 0), la segunda posicin representa 101 (10 x 1 =10), la tercera posicin representa 102 (10 x 10 = 100), la cuarta posicin 103(10 x 10 x 10 = 1.000) y as sucesivamente.

Por ejemplo:

2134 = (2x103) + (1x102) + (3x101) + (4x100)

Hay un 2 en la posicin correspondiente a los miles, un 1 en la posicin de lascentenas, un 3 en la posicin de las decenas y un 4 en la posicin de las uni-dades. Veamos una tabla con las caractersticas de la base 10:

Conversin de nmeros

Los ordenadores reconocen y procesan los datos utilizando el sistema num-rico binario (Sistema base 2). El sistema numrico binario slo usa dos sm-bolos, 0 y 1. En cambio, el sistema numrico decimal (Sistema base 10), quees que utilizamos comnmente, utiliza diez smbolos (del 0 al 9).


Valor posicional miles - cientos - decenas - unidades

Base Exponente

103 = 1000102 = 100101 = 10100 = 1

Cantidad de smbolos 10

Smbolos 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9


En el sistema binario, la posicin o lugar de cada dgito representa el nmero2 (el nmero base) elevado a una potencia (exponente), segn sea su posi-cin.

Por ejemplo:

10110 = (1 x 24 = 16) + (0 x 23 = 0) + (1 x 22 =4) + (1 x 21 = 2) + (0 x 20 = 0) =22 (16 + 0 + 4 + 2 + 0) = 22

Si leemos el nmero binario (10110) desde la izquierda a la derecha, versque hay un 1 en la posicin base 4, un 0 en la posicin base 3, un 1 en la posi-cin base 2, un 1 en la posicin base 1 y un 0 en la posicin base 0, que suma-dos dan el nmero decimal 22.

Tabla de caractersticas del sistema numrico de base 2 (binario):

Para convertir los nmero en base 10 (decimal) a base 2 (binario) nos queda-mos con el resto de dividir el nmero decimal entre 2, pero se colocan en posi-cin inversa a como los vamos obteniendo, tal como se muestra en la siguien-te figura:

Aunque parezca que la conversin de decimal a binario, o viceversa, no es degran utilidad en redes, ya veremos por ejemplo, en el direccionamiento IP quees muy importante para poder crear nuevas redes y asignarle a cada host(nodo terminal de una red) una direccin IP.


Valor posicional 128 - 64 - 32 - 16 - 8 - 4 - 2- 1

Base (Exponente)27 = 12826 = 6425 = 3224 = 16

23 = 822 = 421 = 220 = 1

Cantidad de smbolos 2

Smbolos 0,1

1.- Elige la afirmacin correcta sobrela memoria ROM:

Memoria de acceso directo, tam-bin conocida como memoria de

lectura-escritura, se le pueden escribirnuevos datos y almacenar datos ledosen ella.

Memoria de slo lectura, memo-ria del ordenador en la cual losdatos han sido pregrabados.

Unidad de disco compacto, es undispositivo que slo puede leerinformacin de un CD.

Ninguna de las anteriores es cor-recta.

2.- Di cul de estas definiciones escorrecta sobre la 'informacin alma-cenada':

Fluye desde la RAM hacia algndispositivo de almacenamiento oviceversa.

Fluye desde la RAM y la CPU, atravs del bus y las ranuras de

expansin, hacia la impresora, la tarjetade vdeo...

Se comunican constantementecon la CPU a travs de los dis-tintos buses.

Se almacena en la RAM mien-tras se usan stas.

3.- Cuntos bits son 5 bytes?

25

5

40

15

4.- A cunto equivale 1 Terabyte?

Equivale a 1.048.576 Megaby-tes.

Equivale a 1.024 Gigabytes.

Equivale a 1.099.511.627.778bytes.

Todas las anteriores son correc-tas.

5.- El sistema numrico binario,cuntos smbolos utiliza?

Slo dos, el 0 y el 1.

Slo dos, el 1 y el 2.

Utiliza tres, el 0, el 1 y el 2.

Ninguna de las anteriores es cor-recta.



Elige larespuesta correcta

de entre las siguientescuestiones

abc

x

Autoevaluacin

a

b

c

d

a

b

c

d

a

b

c

d

a

b

c

d

a

b

c

d

Soluciones

1.

2.

3.

4.

5.

b

a

c

d

a

Elige la respuesta correcta de entre las siguientes cuestiones:


abc

x


Tema 2

Introduccin a las redesIntroduccin a las redesIntroduccin a las redes

Introduccina las redes

Introduccin a las redes

Como muestra la figura, los elementos que integran un sistema de comunica-cin son:

- Seal transmitida y recibida

- Transmisor

- Canal de comunicacin o medio

- Receptor


1. Elementos de un sistemade comunicacin



Seal transmitida y recibida

Es la informacin que manejamos de un nodo a otro de la red, puede seranalgica o digital. Lo ms importante es que llegue ntegra y fiable.

El transmisor

Es el sujeto o nodo emisor del mensaje. Prepara la informacin para que elcanal pueda transmitirla o soportarla, tanto en calidad (adecuacin a la natu-raleza del canal) como en cantidad (amplificando la seal).

La transmisin puede realizarse:

- En banda base: es decir, en la banda de frecuencia propia de la seal, elejemplo ms claro es el habla en la red telefnica.

- Modulando: es decir, traspasando la informacin de su propia frecuenciacon un rango establecido, a otra de rango distinto. Esto nos permite adecuarla seal que queremos transmitir a la naturaleza del medio utilizado y ademsnos posibilita el poder multiplexar el canal tanto en tiempo como en frecuen-cia, con lo cual varios usuarios podrn utilizarlo simultneamente.

Canal de comunicacin o medio

Es el medio o enlace entre el emisor y el receptor a travs del cual se haceposible el envo de la informacin. Dependiendo si es guiado o no, puede serun par de conductores, un cable coaxial, una fibra ptica o incluso una ondade radio.

El medio puede provocar en la informacin:

- Distorsin: Es la alteracin de la seal transmitida debido a un envo imper-fecto del sistema de ella misma. Esta distorsin desaparece cuando la sealdeja de aplicarse.

- Atenuacin: Es la prdida de seal que se va produciendo a lo largo delcanal de comunicacin, se puede corregir por medio de repetidores o amplifi-cadores en el camino entre el transmisor y el receptor.

- Ruido: Seales aleatorias e imprevisibles producidas por fuentes electro-magnticas cercanas al canal, que se mezclan con el mensaje pudiendo enalgunos casos, ocultar parcialmente o incluso eliminar totalmente el mensajetransmitido.

Dos caractersticas importantes del medio son:

- Velocidad de transmisin, que se mide en bits por segundo.


- Ancho de banda, que es el rango de frecuencias en el que opera la seal.Por ejemplo, el rango de la red telefnica esta entre 300 y 3400 Hz y la tele-visin usa un ancho de banda de 55 MHz.

El receptor

Tendr que interpretar la seal, eliminarle el ruido, recuperarla y entregarla altransductor de salida que crear el mensaje transmitido originalmente.

En los ltimos siglos se han desarrollado tecnologas que han tenido una graninfluencia:

- En el siglo XVIII fueron los grandes sistemas mecnicos que dieron pie a laRevolucin Industrial.

- En el siglo XIX la tecnologa principal fue la mquina de vapor.

- Durante el siglo XX, la tecnologa dominante ha sido la recogida, procesa-miento y distribucin de informacin. Podemos destacar varios desarrollos,como la instalacin mundial de redes de telefona, inventos como la radio y latelevisin, el nacimiento y desarrollo de la informtica, as como la comunica-cin a travs de satlites geoestacionarios.

A medida que vamos avanzando hacia el fin de este siglo, las diferencias entrela captura, transporte, almacenamiento y procesamiento de la informacin vandesapareciendo. Organizaciones, tanto pblicas como privadas, con variasoficinas distribuidas por una amplia rea geogrfica desean poder examinarhabitualmente el estado actual de todas ellas, con slo oprimir una tecla.Conforme pasa el tiempo y nos vamos haciendo expertos en los procesos derecogida, procesamiento y distribucin de informacin, solicitamos y necesita-mos mtodos ms eficientes, fiables y rpidos.

Al principio el diseo de las organizaciones, se basaba en un modelo centra-lizado en el que un ordenador central era capaz de realizar todos los clculosnecesarios para todas las estaciones de trabajo. Este diseo evoluciondando lugar a una distribucin del procesamiento de la informacin entre


2. Qu es una red de ordenadores?


varios ordenadores, hacindose de esta forma ms eficiente y fiable, ya quela cada del ordenador central no provoca la incapacidad de las dems esta-ciones de trabajo. Este diseo de distribucin de computadores, se conocecon el nombre de redes de ordenadores.

Concretando ms, una red es un sistema de elementos conectados.Normalmente estos elementos son ordenadores pero tambin pueden serpantallas de vdeo conectadas, impresoras u otros dispositivos. Se dice quelos ordenadores estn interconectados, si son capaces de intercambiar infor-macin. Un ejemplo de red se muestra en la siguiente imagen.

Con el nacimiento de los programas informticos para empresas surgi lanecesidad de compartir los datos entre el personal de la organizacin, siguien-do esta idea se desarrollo la primera red que conecto varios PCs. Era obvioque los equipos operando individualmente no era una forma eficiente ni ren-table para operar en el medio empresarial.

Como hemos comentado con anterioridad, las primeras redes permitieron lacomunicacin entre una computadora central que se encontraba en una salay terminales remotos distribuidos por varias habitaciones. Para ello, se utiliza-ron lneas de telefona, porque permitan un movimiento rpido y de bajo costede la informacin. Estas redes se dieron en los aos 60, que con la necesidaddel teleproceso se dio un enfoque de redes privadas que estaban compuestaspor un concentrador y lneas, formando una topologa de estrella, que vere-mos con ms adelante.

Se utilizaron procedimientos y protocolos existentes para poder establecer lacomunicacin entre los nodos y se incorporaron mdem tanto en el emisor



como en el receptor para modular y remodular los datos, es decir, transformarlas seales digitales en analgicas y viceversa; para que una vez establecidoel canal fsico, fuera posible la transmisin de la informacin.

Posteriormente, se aadieron equipos que respondan automticamente a laspeticiones, que posibilitaron la utilizacin de redes telefnicas pblicas con-mutadas para poder conectar los terminales y la computadora.

A principios de los 70 se disearon las primeras redes de transmisin de datoscomo respuesta a la creciente demanda de acceso a redes mediante los ter-minales y para poder satisfacer las necesidades de funcionalidad, flexibilidady econmicas. Se empez a estudiar las posibles ventajas de permitir la comu-nicacin entre si de las computadoras y de los terminales, ya que pueden com-partir recursos en mayor o menor medida dependiendo del grado de coopera-cin y parecido entre ellos.

Las dos primeras redes comerciales fueron la TransCanada TelephoneSystems Dataroute y Digital Data System de AT&T. Estas redes fueron muybeneficiosas para los usuarios, ya que disminuyeron el coste y a la vez dieronuna mayor flexibilidad y funcionalidad.

A medida que se iban extendiendo las aplicaciones y utilizacin de los orde-nadores en las empresas, se vio claramente la necesidad de unir las distintasredes pequeas que se creaban. En una organizacin, cada departamento osala, era una red aislada sin conexin, de las distintas redes internas que con-forman el total de la empresa.

Con la aparicin de las redes de rea metropolitana (MAN) y las redes de reaextensa (WAN), se soluciona el problema anterior, pudiendo transferir la infor-macin de forma rpida y eficiente no solo dentro de los ordenadores que for-man la empresa, sino de los que pertenecen a otra distinta. En las WAN, losusuarios se pueden conectar a travs de reas geogrficas muy extensas,permitiendo a las empresas multinacionales poder conectarse a travs degrandes distancias.

El desarrollo de redes de datos pblicas surgi paralelamente. El principalmotivo para favorecer el desarrollo de redes de datos pblicas es la falta deinterconexin entre redes privadas, adems de la insuficiencia de las redesprivadas para la satisfaccin de las necesidades de informacin y comunica-cin entre dos usuarios dados.




De forma general, podemos decir que la utilizacin de redes de ordenadorespretende cubrir los siguientes objetivos:

Compartir recursos: Las redes posibilitan que todas las aplicaciones, equi-pos y datos que pertenezcan a la red, estn disponibles para cualquier usua-rio que est conectado a la red y que lo solicite, sin tener en cuenta su situa-cin fsica y la del recurso. A su vez hace posible el acceso simultneo desdevarias localizaciones fsicas a un dispositivo compartido como puede ser unaimpresora.

Fiabilidad: Tenemos mayor fiabilidad software al tener la informacin duplica-da en varios ordenadores, lo que nos proporciona tambin mayor flexibilidad,ya que si no pudiramos acceder a una mquina por cualquier motivo, ten-dremos la posibilidad de procesar la informacin almacenada en alguna de lasotras. As mismo tenemos mayor fiabilidad hardware, porque al haber variascomputadoras nos permite un continuo trabajo en la red si alguna de ellas dejade funcionar, ya que las dems se pueden encargar de su trabajo, aunque dis-minuya el rendimiento global de la red.

Menor coste: Los grandes servidores son muy potentes pero tambin sucoste es mucho mayor, por lo que la relacin coste/rendimiento cuando utili-zamos varios servidores ms pequeos es bastante mejor. Esto ha provoca-do que los diseadores de redes se declinen por sistemas basados en variosservidores de menor tamao. Otra utilidad de esta definicin de redes, es laposibilidad para poder incrementar el rendimiento del sistema. Estando en unared, si aumenta la cantidad de informacin y por tanto el trabajo, se puedemejorar la capacidad del sistema global sin ms que ir aadiendo nuevos equi-pos; con servidores grandes, cuando la red se satura, deber cambiarse poruno ms potente, con lo que hay un gran aumento del gasto tanto de hardwa-re con de tiempo, al tener migrar la informacin al nuevo servidor.

Medio de comunicacin: Las redes son un potente sistema para la comuni-cacin entre nodos cercanos, pero sobre todo para usuarios separados entres por grandes distancias fsicas.

Acceso remoto a informacin: Con las redes podemos acceder a bases dedatos situadas a grandes distancias. Tambin nos permite hacer desde cual-quier ordenador conectado a internet, informacin del banco, reservas de via-

3. Objetivos de las redes


jes, de hoteles, etc., recibiendo la confirmacin de la operacin realizada alinstante. Adems podemos recibir informacin de cualquier evento a travsdel peridico o de bibliotecas de forma automtica. En la actualidad se estextendiendo el teletrabajo, que es la posibilidad de trabajar desde su propiacasa sin tener que ir a la oficina, esto se hace a travs de un terminal conec-tado a la red de la empresa o a internet.

Un enlace punto a punto, es una conexin directa bien a travs de mediosguiados o bien a travs de medios no guiados, entre dos terminales. Estaconexin es muy rpida y muy fiable ya que la informacin viaja directamentede un nodo al otro. Sin embargo a veces no es til que dos dispositivos seconecten directamente por un enlace punto a punto. Esto se puede deber aque los nodos estn muy alejados y que varias mquinas necesiten conectar-se asncronamente.

Para solucionar estos problemas conectamos todos los dispositivos a la red.Tradicionalmente las redes se clasificaban atendiendo al tamao que tenan.As segn la extensin geogrfica que ocupen, podemos agrupar las redes endos categoras: redes de rea amplia (WAN, Wide Area Networks) y redes derea local (LAN, Local Area Networks).

Redes WAN

La WAN es aquella que est formada por varias LAN interconectadas pormedios guiados o no guiados, en una extensa rea geogrfica. En una WANnos encontramos con dispositivos de conmutacin interconectados que irnencaminando el mensaje desde el origen hasta el destino. Una de las princi-pales WAN es la red ARPANET, que fue creada por la Secretara de Defensade los Estados Unidos y fue la base sobre la que se construy la que actual-mente es la mayor WAN de ordenadores, Internet.

El acceso a los recursos de una WAN a menudo se encuentra limitado por lavelocidad de las lneas de conexin telefnica. Las lneas troncales, llamadasT1s, de telefnica a su mxima capacidad, slo tienen una velocidad de 1.5Mbps y adems tienen un coste muy elevado.


4. Redes de transmisin de datos


A diferencia de las LAN, las WAN casi siempre utilizan ruteadores. Debido aque la mayor parte del trfico en una WAN se presenta dentro de las LAN queconforman sta, los ruteadores ofrecen una importante funcin, pues asegu-ran que las LAN obtengan solamente los datos destinados a ellas.

Para la implementacin de las WAN se han utilizado una de las dos siguien-tes tecnologas: conmutacin de circuitos y conmutacin de paquetes. En laactualidad, se estn utilizando como solucin las tcnicas de transmisin detramas (frame relay) y las redes ATM.

Conmutacin de circuitos

La conmutacin de circuitos es un tipo de comunicacin en la que se estable-ce o crea un camino nico dedicado (o circuito) a travs de los nodos de la reddurante la duracin de la sesin. Entre los nodos intermedios se dedica uncanal lgico para cada conexin. La informacin enviada por el emisor, setransmite por el circuito que se ha creado. Los nodos por donde pasa el men-saje, encaminan los datos por el canal apropiado de salida. Cuando se termi-na la sesin se libera el camino dedicado y ya se podr utilizar por otros usua-rios.

El ejemplo ms claro y significativo de este tipo de conmutacin es la red detelefona que va enlazando lneas de cable para crear circuitos con una tra-yectoria nica durante la llamada. Estos sistemas de conmutacin de circuitosson ideales para comunicaciones en las que prevalece que informacin seatransmitida en tiempo real, a que llegue con calidad.

Conmutacin de paquetes

Al contrario que en el caso anterior, en estos sistemas no es necesario reser-var unos recursos en el camino. Aqu, se comparten las conexiones existen-tes entre nodos por varios usuarios, aprovechando la utilizacin de la lnea yreduciendo los costes. La voz y los datos se transforman en paquetes que setransmiten continuamente por la red. Los paquetes de varias conexiones dis-tintas se pueden ir entremezclando cuando atraviesan las lneas; con lo seasegura que las conexiones estn en continuo uso. Cada paquete se vapasando de nodo en nodo siguiendo algn camino entre la mquina origen yla mquina destino. En cada nodo, el paquete se recibe completamente, sealmacena durante un breve intervalo y posteriormente se retransmite alsiguiente nodo. En el nodo final se debe ordenar, reorganizar y distribuir lospaquetes a los destinatarios.

Los diseadores de sistemas pueden utilizar los servicios de conmutacin depaquetes para establecer conexiones entre redes LAN o WAN. Para accedera las redes de conmutacin de paquetes se utiliza un estndar internacional



denominado X.25. Debido a que las lneas de conmutacin de paquetes noson fijas, se puede acceder a ellas slo cuando sea necesario.

Retransmisin de tramas (Frame Relay)

La conmutacin de paquetes, se dise cuando la tecnologa no estaba bas-tante avanzada y por lo tanto las conexiones a larga distancia presentabanbastantes errores, en comparacin a los servicios actuales. Para compensaresos errores y que la informacin sea fiable, se aade ms informacin (infor-macin redundante) en cada paquete para poder detectar los errores y ascorregirlos, con lo cual los paquetes son ms grandes y la comunicacin seretrasa. Frame Relay es un servicio de conmutacin de paquetes que tienenlongitud variable, para transportar informacin sobre reas extensas. Es unaevolucin del protocolo anterior X.25, que tiene la ventaja de una transmisinde menor calidad ya que no contiene informacin redundante, con mayor rapi-dez y reduciendo el encabezado de verificacin de errores. Frame Relaysoporta velocidades de transmisin de hasta 2 Mbps. Esta velocidad se con-sigue eliminando la mayor parte de la informacin redundante usada para elcontrol y correccin de errores. Esta informacin se puede quitar teniendo encuenta que la tecnologa actual de retransmisin de tramas es mucho mejor ypor lo tanto tiene una menor tasa de error.



ATM

El modo de transferencia asncrono (ATM, Asynchronous Transfer Mode)resulta como concrecin de todos los sistemas de conmutacin de circuitos yde paquetes. La diferencia ms clara entre retransmisin de tramas y ATM, esque la primera utiliza paquetes con longitud variable (tramas) y los segundosutilizan paquetes de longitud fija que se llaman celdas. ATM aade pocainformacin para el control de errores y como adems usa paquetes de longi-tud fija, el tiempo de procesamiento es bastante menor, por lo que tendr unamayor velocidad de transmisin.

ATM se puede considerar como una tecnologa de conmutacin de paquetesen alta velocidad con unas caractersticas particulares:

- Los paquetes tienen un tamao pequeo y constante (53 bytes).

- Es una tecnologa de naturaleza conmutada y orientada a la conexin.

- Los nodos que forman la red no tienen sistemas para el control de errores ode flujo.

- El header de las clulas tiene una funcionalidad limitada.

Concretando, una red ATM est compuesta por nodos de conmutacin, ele-mentos de transmisin y equipos terminales de usuario. Los nodos interme-dios son capaces de encaminar la informacin empaquetada en clulas atravs de unos caminos conocidos como conexiones de canal virtual. Elenrutamiento, en los nodos encaminadores de clulas, es un proceso hard-ware mientras que el establecimiento de la conexin, la divisin del mensajeen clulas y la unin de esas clulas para formar el mensaje original, son pro-cesos software.



Redes LAN

La red de rea local (LAN, Local Area Network) es aquella que se expande enun rea relativamente pequea. Normalmente se encuentra en un piso dentrode un edificio o varios edificios cercanos. Asimismo, una LAN puede estarconectada con otras LAN a cualquier distancia, por medio de una lnea telef-nica, ondas de radio y microondas.

Una red LAN puede estar formada desde dos ordenadores hasta cientos deellos. Todos se conectan entre s por varios medios y topologas. A la/s com-putadora encargada de llevar el control de la red se le llama servidor y a losPCs que dependen de sta/s, se les conoce como nodos, estaciones de tra-bajo o host. Los nodos de una red pueden ser un PC que cuenta con su pro-pia CPU, disco duro y software. Pueden conectarse a la red en un momentodado. Tambin pueden ser un PC sin CPU o disco duro, es decir, se convier-ten en terminales tontos, que tienen que estar conectados a la red para su fun-cionamiento.

Las LAN son capaces de transmitir datos a velocidades muy altas y con pococoste cuando son parte de la red local, pero las distancias son limitadas.Normalmente estas redes transmiten datos a 10 Mbps. Token Ring tiene unavelocidad 4 a 16 Mbps, mientras que FDDI y Fast Ethernet de 100 Mbps oms.

Algunas diferencias entre las LAN y las WAN son:

- El mbito de una LAN es pequeo, frente a la WAN que es bastante exten-so.

- Es frecuente que la LAN pertenezca a la misma organizacin, que ser lapropietaria de los distintos dispositivos conectados a la red. Esto requiere, quese haga un buen diseo de la red ya que lleva asociado un importante costey que los usuarios son los responsables finales de la gestin de la red.

- Las velocidades de transmisin de las LAN, como norma general son bas-tante mayores que en una WAN.

Redes MAN

Otro tipo de red que utilizan las organizaciones, es la red de rea metropolita-na o MAN (Metropolitan Area Network), es una versin ms grande que la LANy que normalmente se basa en una tecnologa parecida a sta. Estas redes sedesarrollan para resolver el problema del incremento de necesidades de cier-tas organizaciones y, que las tcnicas tradicionales de conmutacin y cone-



xin punto a punto que se utilizan en las WAN, pueden no ser las adecuadaspara resolverlas.

Este tipo de redes tiene un mbito de un grupo de oficinas, de una mismaempresa u organizacin, cercanas a una ciudad y no contiene elementos deconmutacin, los cuales desvan los paquetes por una de distintas lneas desalida adecuadas.

Tericamente, las MAN son de mayor velocidad que las LAN, aunque en laprctica podemos diferenciar dos tipos de redes MAN. El primero, se refiere alas de tipo privado, las cuales son implementadas en universidades o corpo-raciones, con edificios repartidos en un rea determinada. Su estructura faci-lita la instalacin de cualquier tipo de medio. El segundo tipo hace referenciaa las redes pblicas de baja velocidad, las cuales operan a menos de 2 Mbpscomo por ejemplo Frame Relay y RDSI (Red Digital de Servicios Integrados).

Redes WLAN y VLAN

Otro tipo de red que comienza a tomar fuerza tanto en oficinas como en hoga-res, es la WLAN ( Wireless Local Area Network; Red de Area LocalInalmbrica), que se basa en la transmisin de datos a travs de ondas deradio, microondas o infrarrojos.

La velocidad de transmisin de las redes WLAN, va de 10 a 100 Mbps, y secomplementa muy bien con las redes fijas, ya que tienen capacidad para enla-zarse con las redes cableadas, crendose as las redes hbridas.

Se disearon como respuesta al desarrollo del mercado de equipos porttilesy de las comunicaciones mviles que han propiciado que los usuarios se man-tengan en continuo movimiento. La tecnologa inalmbrica, tambin es muyutilizada en redes de voz (telefona mvil) y envo de datos a grandes exten-siones (redes de difusin como por ejemplo la televisin).

Las WLAN pueden ser la alternativa en aquellos negocios en los que no sepueden instalar cables a travs de un pasillo para tener acceso a otra oficina,o cuando el mismo cableado puede causar desrdenes y congestionamientoscomo puede ser el caso de naves industriales. Tambin son muy tiles en edi-ficios histricos en los que no se pueden deteriorar muros, puertas, etc., paracrear una red cableada.

Gracias a diversos estndares, como el 802.11b que se conoce comnmentecomo Wi-Fi, las redes WLAN pueden transmitir datos a velocidades mximasde hasta 11 Mbps, manteniendo conectados a los usuarios. Incluso, se enla-




zan al nodo central del edificio sede para reiniciar y recuperar la informacinmanejada en alguna sucursal u oficina afectada.

Segn la firma de estudios Analysys, hoy en da hay casi 20 millones deWLAN en el mundo, la mayora de ellas se encuentran en Estados Unidos,aunque cada vez ms son los europeos que utilizan este tipo de redes.

Para finalizar, mencionaremos brevemente el ltimo tipo de redes, las VLAN(Virtual LAN), que se trata de una red local que se crea con grupos de usua-rios que tengan especificaciones parecidas o que compartan un conjunto derecursos, como impresoras y servidores, pero que no necesariamente estnubicados en un mismo lugar de manera fsica.

Los estndares que ms se utilizan en estas redes son ISL (Inter Switch Link)y 802.1Q, pero usan Internet para la transmisin de los datos de manera pri-vada.

Modelo de datos simple

En cualquier intercambio de informacin entre computadoras u otros sistemasde procesamiento, los procedimientos pueden ser muy complejos. Por ejem-plo en el envio de un fichero entre dos ordenadores, debe haber un caminoque una a los dos, adems las siguientes tareas:

- El emisor debe crear un camino virtual hasta el destino para la transmisin obien proporcionar a la red la direccin del destino deseado.

- El emisor debe asegurarse que el destino esta preparado para poder recibirdatos.

- La aplicacin que transmite los datos desde el origen, debe asegurarse deque el programa receptor en el destino est preparado para aceptar y guardarel fichero para el usuario.

- Si los formatos de los dos archivos son distintos tanto en el emisor como enel receptor, uno de los dos deber hacer la traduccin para poder interpretar-lo.

5. Modelo de datos


La comunicacin entre los nodos, no se hace en un nico mdulo, el proble-ma se divide en submdulos y cada uno se realiza por separado. Pensemosen estos submdulos del software que se utiliza en los protocolos como enuna pila vertical que tiene varias capas. En la que cada capa tiene una funcinpara el intercambio de datos entre los usuarios.

Para que se puedan transferir datos, el emisor y el receptor deben tener elmismo nmero de capas y, en cada una de ellas, las mismas funciones.Cuando se cumple la condicin anterior, la comunicacin se consigue cuandolas mismas capas en los dos nodos intercambian informacin que verifican unconjunto de condiciones o reglas a las que llamaremos protocolo.

Basndonos en que un protocolo es una pila vertical de capas, cada una deellas con sus funciones, podemos decir que enviar un mensaje desde una deaplicacin en una mquina transmisora, hacia un programa en otro ordenador;significa transferir el mensaje desde la capa ms alta a la inmediatamente infe-rior de manera sucesiva en la computadora emisora, enviar el mensaje atravs del medio elegido y despus, ir subiendo el mensaje por las distintascapas del software de protocolo en la computadora receptora.

As, en vez de disponer de un solo mdulo, como comentbamos antes, querealiza las funciones correspondientes para que pueda existir la comunicacin,tendremos una estructura de submdulos cada uno con una funcin concreta.

Veamos un ejemplo que nos aclarar como funciona el modelo decapas

Supongamos que un director de una oficina, digamos oficina X, quiere man-dar un mensaje a otro director de otra oficina llamada Y. El director de X pre-para el documento y le aade una nota, esta puede ser la operacin que sehaga en el nivel superior.

El director le pasa el documento al secretario (S) y le dice para quin es elmensaje, entonces el secretario S del director de X, mete el documento en unsobre y le pone la direccin del director de Y, y la direccin del remitente X.Puede ser que tambin indique si es un documento confidencial o no, aadirtoda esta informacin sera la operacin que se hace en la segunda capa.

Cuando el sobre est relleno con todos los datos, se enva al departamento demensajera, que aadir la informacin necesaria y se encargar de mandarel paquete. Estas operaciones corresponden a la capa ms inferior que mandala informacin por la red hasta que llega al destino.



Una vez que ha llegado el paquete a la oficina Y, se desencadenan una seriede operaciones parecidas pero en orden inverso, es decir, el paquete es reci-bido por el departamento de mensajera que interpreta la informacin que leaade el departamento de mensajera de Y, y se lo pasa al secretario S deldirector de Y. El secretario lee el sobre y todas las caractersticas del mensa-je y se lo pasa al director de Y, que ser el encargado de leer el documento.

En la prctica, el software es mucho ms complejo de lo que se parece en elejemplo. Cada capa toma decisiones acerca de lo correcto del mensaje yselecciona una accin apropiada con base en el tipo de mensaje o la direccinde destino. Por ejemplo, una capa en la mquina de recepcin debe decidircundo tomar un mensaje o enviarlo a otra maquina. Otra capa debe decidirqu programa de aplicacin deber recibir el mensaje.

Modelo de referencia OSI

Introduccin

La organizacin internacional para la normalizacin (ISO, InternationalStandards Organization) desarrolla conjuntos de normas y modelos para dis-tintas cuestiones en la vida, como por ejemplo las normas de calidad en lasempresas del mercado internacional o los estndares tcnicos que se utilizanpara las conexiones en red, que es lo que nos interesa en este curso.

A finales de los 60, la ISO, desarroll un modelo conceptual para la conexinen red, al que llam Open Systems Interconnection Reference Model omodelo de referencia de interconexin de sistemas abiertos. Este modelo seconoce como modelo de referencia OSI. En 1984, este modelo se convirti enel estndar internacional para las conexiones y transferencia de informacin atravs de la red, ya que permita explicar y comprender conceptualmentecomo viajaban los datos por la red.

Al principio de la adopcin de este estndar, pareca como si la mayor partede los fabricantes de ordenadores y software fueran a seguir las especifica-ciones de la ISO. El modelo de referencia OSI, especifica como deben actuarlos fabricantes para crear productos estndar, es decir, que puedan funcionarcon los productos de otras empresas sin la necesidad de software o hardwa-re especial.

El problema que se encontr la ISO a la hora de implantar el modelo OSI, fueque muchas compaas ya haban desarrollado sus propios productos para lainterconexin de los nodos. Adems sus propios mtodos eran tan especficos



que las aproximaciones hacia OSI eran pocas o nulas. Por lo que el modeloOSI, no es ms que un modelo terico, de ah que el modelo OSI se llamemodelo de referencia.

Sin embargo, los estndares OSI ofrecen un modo til para comparar la inter-conexin de redes. En el modelo OSI, hay varios niveles de hardware y soft-ware. Podemos examinar lo que hace cada nivel de la jerarqua para ver cmolos sistemas se comunican por LAN.

El Modelo

La tcnica ms utilizada para resolver los problemas, es la de divisin de dichoproblema en partes ms pequeas. OSI hace algo parecido al dividir el proto-colo de comunicacin en varias partes a las que llamaremos capas. Entonceslo que tenemos es un protocolo dividido en un conjunto de protocolos mspequeos que estarn agrupados en una pila. La pila de protocolos es unajerarqua de pequeos protocolos que cooperan entre ellos para realizar latransmisin de informacin de un nodo a otro de la red. Las capas de los pro-tocolos se parecen a las carreras de relevos, pero en vez del testigo, se pasanpaquetes de datos de un protocolo a otro, hasta que la informacin alcanza laforma de una secuencia de bits para transmitirse por el entorno fsico de la red.

Las directrices generales que se adoptaron para el diseo del modelo son:

- No crear demasiadas capas para que la descripcin e integracin de las mis-mas sea fcil.

- Crear capas separadas donde las funciones sean claramente diferenciadastanto en la tarea a realizar como en la tecnologa utilizada.

- Crear una separacin entre cada capa en todo punto en el que la descripcindel servicio sea reducida y el nmero de iteraciones a travs de dicha sepa-racin sea pequea.

- Agrupar en una capa las funciones que sean parecidas.

- Hacer separaciones fijas en los puntos que la experiencia haya demostradosu utilidad.

- Crear capas que puedan ser rediseadas junto con sus protocolos debido ainnovaciones que surjan tanto en el software como en el hardware, sin tenerque cambiar los servicios ofrecidos por las capas adyacentes.

- Crear una separacin donde sea conveniente tener una interfaz normaliza-da.



- Crear una capa donde haga falta un nivel distinto de abstraccin a la hora degestionar los datos.

- Permitir cambios en las capas o protocolos, sin que estos afecten a otrascapas.

- Establecer para cada capa, una separacin con sus adyacentes, es decir,con su inmediata superior e inferior.

El modelo de referencia OSI es el principal modelo para la comunicacin enred. Aunque en la actualidad hay varios modelos, la mayora de los fabrican-tes de redes tienen como gua para sus productos el modelo de referenciaOSI, con especial hincapi en la enseanza de los productos a los usuarios.

Este modelo es muy til porque ayuda a que los usuarios entiendan las fun-ciones de red que se producen en cada capa. Adems, es un modelo que sepuede utilizar para comprender cmo se enva la informacin a travs de unared. Incluso, podemos usar el modelo de referencia OSI para ver cmo lospaquetes de datos viajan desde las aplicaciones (por ejemplo, bases de datos,documentos, etc.), a travs de un medio de red (por ejemplo, cables o el aire),hasta otro programa de aplicacin que est en otro equipo de la red, an cuan-do el transmisor y el receptor tengan distintos tipos de red.

Las capas

El modelo OSI se divide ensiete capas, como se muestraen la siguiente figura, que divi-den el proceso de transmisinde la informacin entre losnodos de una red, cada capacon sus protocolos se encargade ejecutar una determinadaparte del proceso global de latransmisin.



Cada capa slo se comunicar con su homloga en cada nodo de la red atravs del protocolo correspondiente, y cada capa proporcionar servicios a lacapa inmediatamente superior, esto proporcionar abstraccin al modelo, pro-ducida por la independencia ya que la capa superior slo sabr qu serviciosle proporciona la capa inferior pero no cmo funciona. Estos servicios se obtie-nen a travs de las interfaces (funciones implementadas en cada protocolo)entre las capas. En la siguiente figura, se muestran las capas, protocolos einterfaces.

En el emisor, en cada capa, el protocolo aade una cabecera (que son loscuadraditos de la siguiente figura) a los datos que le proporciona la capa supe-rior. Esta cabecera ser la que leer el protocolo de la capa correspondienteen la mquina destino, para interpretar la accin a realizar. Este proceso serepetir hasta que se llegue a la ltima capa. En esta ltima capa (capa fsi-ca), tendremos los datos a transferir ms las cabeceras de todas las capas.

Cuando llega al ordenador destino, cada capa ir leyendo la cabecera aso-ciada al protocolo y quitndola del mensaje. Este proceso se repetir hasta lle-gar al usuario destinatario de la informacin, al que slo se le mostrarn losdatos originales.



En la siguiente figura se muestra cmo se va completado el mensaje originalcon la informacin de los protocolos en la computadora emisora, y cmo se valeyendo y eliminando dicha informacin en la mquina receptora.

Los datos bajan por la pila del nodo emisor y suben por la pila del nodo recep-tor.

Antes de explicar cada una de las capas, vamos a hacernos una idea de cmose mueven los datos por el modelo OSI. Supongamos, por ejemplo, que unusuario enva un e-mail a otro usuario de la red. El emisor del mensaje utili-zar una aplicacin cliente, gestor de correo electrnico, como por ejemploMS Outlook, el cartero, Eudora, etc; como una herramienta de interfaz parapoder escribir y enviar el mensaje. Esta actividad del usuario se produce en lacapa de aplicacin.

Cuando los datos dejan la capa de aplicacin, se inserta una cabecera de lacapa de aplicacin junto con los datos. Estos pasan por todas las capas delmodelo, donde cada capa proporcionar servicios especficos relacionadoscon el/los protocolo/s que tenga asociados en la capa.



Independientemente de la funcin que tenga asociada cada capa, todas aa-den una cabecera a los datos originales, excepto la capa fsica, que est inte-grada por los dispositivos hardware, como por ejemplo un cable, nunca inser-ta informacin a los datos.

Cuando los datos estn ya en la capa fsica del nodo emisor, que se puededefinir como los elementos tangible de la red, como por ejemplo los cables,hubs, switchs, etc; se desplaza por el entorno fsico de la red hasta alcanzarel destino final, el usuario destinatario del correo electrnico.

Los datos son recibidos en la capa fsica del nodo destinatario y suben por lapila OSI (por las capas, desde la capa fsica a la de aplicacin). A medida quelos datos van pasando por la cada una de las capas, el encabezado asociadose va eliminando de los datos. Cuando los datos llegan a la capa de aplica-cin, el destinatario puede usar el gestor de correo electrnico para leer elmensaje recibido.

Concluyendo, conceptualmente enviar un mensaje desde un programa deaplicacin en una mquina hacia un programa de aplicaciones en otra, signi-fica transferir el mensaje hacia abajo, por las capas sucesivas del software deprotocolo en la mquina emisora, transferir un mensaje a travs de la red yluego, transferir el mensaje hacia arriba, a travs de las capas sucesivas delsoftware de protocolo en la maquina receptora.

A continuacin, vamos a describir cada una de las capas que forman parte delmodelo de referencia OSI.

Capa de Aplicacin

La capa de aplicacin es la capa del modelo OSI ms cercana al usuario.Ofrece a las aplicaciones un medio para poder acceder al entorno del modeloOSI. Se diferencia de las otras capas inferiores en que no suministra serviciosa ninguna otra capa OSI (ya que es la primera o ltima segn se mire), sola-mente da a aplicaciones que estn fuera del modelo OSI. Adems, en estacapa tambin se encuentran los programas de aplicacin de uso generalcomo, por ejemplo, la transferencia de ficheros, el correo electrnico, el acce-so desde terminales a computadores remotos, etc.

En aplicaciones distribuidas como los sistemas cliente/servidor, la capa deaplicacin es donde reside la aplicacin cliente, como puede ser por ejemploun navegador de pginas web. Se comunica con el servidor a travs de lascapas inferiores.



Capa de Presentacin

La capa de presentacin se puede definir como el traductor del modelo OSI.Esta capa toma la informacin de la capa superior, es decir, de la capa apli-cacin y la convierte a un formato genrico reconocible por todos los nodos dela red.

Define la sintaxis que se va a utilizar entre los programas de aplicacin y nosda los medios necesarios para seleccionar y poder cambiar la representacinque utiliza. Tambin se encarga de codificar los datos si fuera necesario parala aplicacin, as como de comprimirlos para que tengan menor tamao.



Capa de Sesin

La capa de sesin es la encargada de establecer la sesin o el enlace para lacomunicacin entre el nodo emisor y el receptor. Adems gestiona esta sesinque se establece entre ambas mquinas.

Esta capa organiza y coordina el intercambio de datos entre los procesos delas aplicaciones que se comunican. Le proporciona servicios a la capa de pre-sentacin con el fin de proporcionar conjuntos de datos sencillos, que le per-miten a una aplicacin conocer cmo est progresando la transmisin y recep-cin de datos. En otras palabras, la capa de sesin se puede entender comola capa que cronometra y controla el flujo.

La capa de sesin participa en la sincronizacin de las comunicaciones entrelas aplicaciones, con lo que cada una puede conocer en que estado est laotra. Los errores de una aplicacin emisora, los gestiona esta capa, para quela aplicacin receptora pueda saber que ha habido un error. Despus de unerror, la capa de sesin permite volver a coordinar las aplicaciones que estnconectadas entre s. Esto es adecuado cuando las comunicaciones se inte-rrumpen temporalmente o cuando hay un error que provoca la prdida dedatos.

Capa de Transporte

La capa de transporte se basa en aceptar los datos enviados por las capassuperiores, dividirlos en partes ms pequeas si fuera necesario, y pasarlos ala capa inferior, tambin asegura que lleguen correctamente al otro nodo. Otrafuncin importante es que aisla a las capas superiores de las distintas posibles



implementaciones fsicas y tecnologas que puede adoptar la red en las capasinferiores, lo que la convierte en una de las capas ms importantes de lacomunicacin.

Esta capa suministra servicios de conexin a la capa de sesin, que sern uti-lizados finalmente por los programas de aplicacin de la red al transferir lainformacin. Estos servicios dependern del tipo de comunicacin utilizada,que sern diferentes dependiendo de los requisitos que se pidan a la capa detransporte. Por ejemplo, si se quiere que los paquetes se entreguen en elorden exacto en que se enviaron, asegurando una comunicacin libre de erro-res, o sin tener en cuenta cmo se enviaron. Se debe elegir uno de los dostipos de servicios de conexin antes de comenzar la comunicacin para queuna sesin determinada enve paquetes, y se ser el tipo de servicio quedar la capa de transporte hasta que termine la sesin.

Concluyendo, la capa de transporte proporciona un mecanismo para inter-cambiar datos entre mquinas finales. Se encarga de controlar el flujo dedatos entre los nodos que establecen la comunicacin. Los datos no slo seentregan sin errores, sino adems en el orden adecuado.

Capa de Red

El nivel de red, es el tercer nivel del modelo OSI y su funcin consiste en con-seguir que los datos lleguen desde el origen al destino aunque no tenganconexin directa punto a punto, es decir, realiza la transferencia de informa-cin entre nodos finales a travs de una red.



Hay dos formas en las que el nivel de red puede funcionar internamente, utili-zando datagramas o circuitos virtuales. En una red de datagramas, no hay unestablecimiento previo del camino para la comunicacin entre el emisor y elreceptor y cada paquete se enva independientemente por un camino u otrode la red. En una red de circuitos virtuales dos equipos que deseen intercam-biar informacin, antes de nada tienen que establecer una conexin. Duranteel establecimiento de esta conexin, los encaminadores o enrutadores quehaya por el camino elegido reservarn recursos para la comunicacin por esecircuito virtual.

Independientemente de que la red funcione con datagramas o con circuitosvirtuales puede proporcionar al nivel de transporte un servicio orientado aconexin o no.

Tambin es donde las directivas lgicas, como las direcciones IP de un nodode la red ya sea por ejemplo un ordenador o una impresora, se convierten endirecciones fsicas, como puede ser la direccin hardware de la NIC.

Libera las capas superiores de la necesidad de conocer todo sobre la trans-misin de datos subyacentes y las tecnologas de conmutacin utilizadas paraconectar los sistemas.

Capa de enlace de datos

La capa de enlace de datos intenta proporcionar un enlace fsico fiable.Adems proporciona los medios para activar/desactivar y mantener el enlace.



La funcin de este nivel, es conseguir que la informacin viaje, libre de erro-res, entre dos mquinas que estn conectadas. Para conseguirlo, crea paque-tes de informacin llamados tramas, a los que les asigna una direccin denivel de enlace; gestiona la deteccin y correccin de errores, y se encargadel control de flujo entre maquinas (para evitar que un equipo ms rpido des-borde a uno ms lento). Para ello, los protocolos de esta capa aaden al finalde cada trama cdigos para la deteccin y recuperacin de errores, como porejemplo el Chequeo de Redundancia Cclica (Cyclical Redundancy Check oCRC) o el algoritmo de Dijkstra. El CRC consiste en calcular un valor con losdatos del mensaje que se quiere transmitir, este valor se calcula tanto en lacomputadora emisora como en la receptora. Si los dos valores CRC coinciden,significa que la trama se recibi correctamente, en caso contrario indica queha habido algn error. El algoritmo de Dijkstra, adems de indicarnos que hayun error, nos dice en que bits se produjo.

El tipo de trama que genera la capa de enlace de datos depender de la arqui-tectura de red que se est utilizando, como Ethernet, Token Ring o FDDI. Lasiguiente figura muestra una trama Ethernet 802.2. Es posible que no com-prenda todos las partes de la trama, sta se compone bsicamente de unencabezado que la describe, de los datos que incluye y la informacin refe-rente a la capa de enlace de datos como por ejemplo los puntos de acceso alservicio de destino (DSAP), y puntos de acceso al servicio (SAP), que ademsde definir el tipo de trama de que se trata, contribuyen a que la trama llegue alnodo receptor.



En esta tabla se describen brevemente cada uno de los campos de la tramaEthernet.

Capa Fsica

La capa fsica del modelo de referencia OSI es la que se encarga de las cone-xiones fsicas del ordenador con la red, en este nivel se especifican los estn-dares de los medios de comunicacin (tipo de cableado o tipos de ondas) quese utilizarn para conectar los equipos, la topologa de la red, niveles de ten-sin para 0 y 1, cmo se va modular la seal y otras caractersticas elctricas.Tambin tendr en cuenta como deben estar orientadas las antenas de micro-ondas para poder comunicarse, y las caractersticas de propagacin de las


Segmento Funcin

Prembulo Bits de alternacin (1 y 0) que indican que se ha enviado una trama

Destino La direccin de la mquina destino

Fuente La direccin de la mquina origen

Longitud Especifica el nmero de bytes de datos incluidos en la trama

DSAP(Destination Service Access Point) Punto de acceso al servicio dedestino, indica el nodo receptor donde se tiene que ubicar la tramadentro de la memoria intermedia.

SAP(Service Access Point) Proporciona la informacin de punto deacceso al servicio para la trama.

CTRL Campo para el control lgico del enlace

Datos Contiene los datos que se han enviado

FCS(Frame Check Sequence) Secuencia de comprobacin de la trama,contiene el valor CRC para la trama.


ondas radiales si se trata de conexiones inalmbricas. Adems de otrosaspectos como la codificacin de lnea, la velocidad de transmisin y la tcni-ca usada para la misma. Debajo de este nivel slo encontramos el cableadoo el canal de comunicacin.

La capa fsica tiene cuatro caractersticas importantes:

- Mecnicas: Dentro de estas caractersticas se incluye la especificacin delconector que transmite las seales a travs de conductores.

- Elctricas: Especifican cmo se representan los bits (por ejemplo, en trmi-nos de niveles de tensin) as como su velocidad de transmisin.

- Funcionales: Especifican las funciones que realiza cada uno de los circui-tos de la interfaz fsica entre el sistema y el medio de transmisin.

- De procedimiento: especifican la secuencia de eventos que se llevan acabo en el intercambio del flujo de bits a travs del medio fsico.

A continuacin, como ejemplo y para finalizar la explicacin de las capas delmodelo de referencia OSI, se muestra una tabla con algunos protocolos utili-zados en cada una de las capas.



Ventajas del modelo de referencia OSI

Las ventajas de este modelo conceptual son:

- Divide la comunicacin de red en partes ms pequeas y sencillas.

- Normaliza los componentes de red para permitir el desarrollo y el soporte delos productos de diferentes fabricantes.

- Permite que el hardware y software de distintos fabricantes puedan comuni-carse entre s.

- Impide que los cambios que se disean en una capa afecten a las demscapas, para que se puedan desarrollar con ms rapidez.

- Divide la comunicacin de red en partes ms pequeas para simplificar elaprendizaje.

Modelo TCP/IP

Aunque el modelo de referencia OSI est universalmente reconocido, elestndar abierto de internet, desde el punto de vista histrico y tcnico, es elProtocolo de Control de Transmisin/Protocolo Internet (TCP/IP). El modelo


Nivel Capa Ejemplos de protocolos relacionadoscon el modelo OSI

7 AplicacinHTTP, DNS, SMTP, SNMP, FTP, Telnet, SSH ySCP, NFS, RTSP, Feed, Webcal

6 Presentacin XDR, ASN.1, SMB, AFP

5 SesinTLS, SSH, ISO 8327 / CCITT X.225, RPC,NetBIOS

4 Transporte TCP, UDP, RTP, SCTP, SPX

3 RedIP, ICMP, IGMP, X.25, CLNP, ARP, RARP, BGP,OSPF, RIP, IGRP, EIGRP, IPX, DDP

2 Enlace de datosEthernet, Token Ring, PPP, HDLC, FrameRelay, RDSI, ATM, IEEE 802.11, FDDI

1 Fsico Cable coaxial, radio, fibra ptica


de referencia TCP/IP y la pila de protocolo TCP/IP hacen que sea posible lacomunicacin entre dos ordenadores, desde cualquier parte del mundo, atra-vesando redes que tienen distintos protocolos.

El Departamento de Defensa de EE.UU. cre el modelo TCP/IP a finales delos sesenta, porque necesitaba una red que funcionara aunque estuviera par-cialmente destruida, es decir, que pudiera sobrevivir ante cualquier circuns-tancia, incluso una guerra nuclear. Supongamos que estalla una guerra, ima-ginemos entonces que se necesita que fluya la informacin organizada enforma de paquetes, independientemente de la condicin de cualquier nodo ored en particular de la red (que en este caso podran haber sido destruidos).El gobierno deseaba que sus paquetes llegaran siempre al destino, bajo cual-quier condicin, desde un punto determinado hasta cualquier otro. Este pro-blema de diseo de difcil solucin fue lo que llev a la creacin del modeloTCP/IP, que desde entonces se transform en el estndar a partir del cual sedesarroll Internet.

Este protocolo funciona bajo el concepto de cliente servidor, lo que significaque alguna computadora pide los servicios de otra computadora; la primera esel cliente y la segunda el servidor.

ARPANET, que as fue como se denomin a esta primera red de paquetes,evolucion hacia lo que ahora se conoce como INTERNET y con ello tambinevolucion el protocolo TCP/IP. Sin embargo la organizacin bsica del proto-colo sigue siendo la misma.

Internet no es un nuevo tipo de red fsica, sino un conjunto de tecnologas quepermiten interconectar redes muy distintas entre s. Internet es independientede la mquina y del sistema operativo utilizado. De esta manera, podemostransmitir informacin entre un servidor Unix y un ordenador que utiliceWindows. O entre plataformas completamente distintas como Macintosh,Alpha o Intel. Es ms: entre una mquina y otra generalmente existirn redesdistintas: redes Ethernet, redes Token Ring e incluso enlaces va satlite. Loque buscamos es un mtodo de interconexin general que sea vlido paracualquier plataforma, sistema operativo y tipo de red. La familia de protocolosque se eligieron para permitir que Internet sea una Red de redes es TCP/IP.Ntese aqu que hablamos de familia de protocolos ya que son muchos losprotocolos que la integran, aunque en ocasiones para simplificar hablemossencillamente del protocolo TCP/IP.



Capas

El modelo TCP/IP resuelve la comunicacin en cuatro capas relativamenteindependientes entre s: la capa de aplicacin, de transporte, de Internet y lacapa de acceso de red. Se puede ver que las dos primeras capas del modeloTCP/IP tienen el mismo nombre que las capas del modelo de referencia OSI.Pero no hay que confundir las capas de los dos modelos, ya que la capa deaplicacin tiene diferentes funciones en cada modelo.

Capa de aplicacin

La capa de aplicacin nos proporciona lo necesario para poder hacer las dis-tintas aplicaciones de usuario. La capa de aplicacin nos proporciona los dis-tintos servicios como: HTTP (HiperText Transfer Protocol), correo electrnico,FTP (File Transfer Protocol), TELNET, WWW (World Wide Web), etc.

Capa de transporte

Para una comunicacin eficiente y fiable, se requiere que los datos lleguencorrectos, es decir, que la informacin que se encuentre en la mquina desti-no sea la misma que se envi desde el nodo emisor, independientemente silos paquetes llegan en el mismo orden en que fueron enviados o no. Para talfin, la capa de transporte utiliza los protocolos TCP (Transfer Control Protocol)y UDP (User Datagram Protocol) no tiene en cuenta el camino seguido por losmensajes hasta que llegan al destino. Slo, considera que hay establecidauna comunicacin entre los nodos y que se utiliza.




Capa Internet

Cuando dos dispositivos estn conectados a redes distintas, son necesariosunos protocolos que permitan que los datos puedan atravesar las distintasredes interconectadas, para ello, esta capa define la forma en que un mensa-je viajar por de distintos tipos de redes hasta llegar al destino. El protocoloprincipal de esta capa es el IP (Internet Protocol) aunque tambin estn eneste nivel los protocolos ARP (Address Resolution Protocol), ICMP (InternetControl Message Protocol) e IGMP (Internet Group Membership Protocol).Esta capa proporciona el direccionamiento IP y determina la ruta adecuadaque debe seguir un paquete a travs de los encaminadores desde el origen aldestino. Un encaminador es un procesador que conecta dos redes y cuya fun-cin principal es retransmitir datos desde una red a otra siguiendo la ruta ade-cuada para alcanzar al destino.

Capa de acceso a la red

Esta capa es la responsable del intercambio de datos entre el sistema final(servidor, estacin de trabajo, etc.) y la red a la que est conectado.

Determina la manera en que los sistemas finales envan y reciben la informa-cin a travs del soporte fsico. Es decir, especifica cmo se transmiten losdatos a travs del medio, cundo puede transmitir una estacin, si tiene queesperar algn turno o transmite sin ms, determinar que mquinas son lasreceptoras de los mensajes enviados. Las capas superiores a sta, no tendrque ocuparse de los detalles especficos de la red. Con lo que el software delas capas superiores debera funcionar correcta e independientemente de lared a la que el computador est conectado.

A continuacin se muestra una relacin entre los dos modelos explicadosanteriormente, as como una relacin de los protocolos pertenecientes a cadauna de las capas pertenecientes al modelo TCP/IP.



1.- Elige los cuatro elementos queintegran un sistema de comuni-cacin:

Seal transmitida y recibida,transmisor, canal de comuni-

cacin y el receptor.

Seal transmitida, canal decomunicacin, el medio y el

receptor.

Seal transmitida, recibida,transmisor y el medio

Transmisor, receptor, canal de co-municacin y el medio utilizado.

2.- Define WAN:

Redes de rea metropolitana.

Redes de rea extensa.

Redes de rea local.

Redes de rea mundial.

3.- Elige la afirmacin correcta.

El mbito de una LAN espequeo frente a la WAN que es

bastante extenso.

La LAN es una versin msgrande que la MAN.

La red WLAN no se puede com-plementar con las redes fijas.

La VLAN es una red virtual peroslo se puede crear con un solo

ordenador.

4.- Qu es la capa de red?

Intenta proporcionar un enlacefsico fiable.

Se basa en aceptar los datosenviados por las capas superi-

ores.

Es el traductor del modelo OSI.

Es el tercer nivel del modelo OSIy consiste en conseguir que los

datos lleguen desde el origen al destino.

5.- Qu significa TCP/IP?

Transport Control Protocol /Internet Protocol

Transfer Control Protocol /Internet Protocol

Transfer Control Protocol /Identification Protocol

Ninguna de las anteriores es cor-recta

Elige larespuesta correcta

de entre las siguientescuestiones

abc

x

Autoevaluacin

a

b

c

d

a

b

d

a

b

c

d

a

b

c

d

a

b

c

d

c



Soluciones

1.

2.

3.

4.

5.

a

b

a

d

b

Elige la respuesta correcta de entre las siguientes cuestiones:

abc

x

Tema 3

Topologa de redesTopologa de redesTopologa de redes

Topologa de redes

Topologa de redes

La topologa es el patrn de conexin entre los ordenadores de la red, esdecir, la forma en que nuestros equipos estn interconectados entre s para elintercambio de informacin. La definicin de topologa en s, se divide en dos:

- La topologa fsica, que es la estructura real de los cables o medios de comu-nicacin.

- La topologa lgica, que nos dir la forma en que los ordenadores accedena los medios fsicos para enviar datos.

As, en general, los criterios para elegir una topologa, tienen en cuenta elmenor coste de encaminamiento, y desestimar otros con menor importanciacomo por ejemplo el mnimo coste. Otro criterio en el que debemos fijarnos,es la tolerancia a fallos o la facilidad de poder localizarlos. Adems debemostener en cuenta la facilidad de instalacin y configuracin de la red.

La topologa fsica est ntimamente ligada a los mecanismos de control deacceso al medio utilizados, establecindose una gran dependencia entre estosdos elementos.

Cuando un planificador de la red se dispone a disearla, debe pensar qutopologa va a utilizar dependiendo de los objetivos que se quieren alcanzar,y que pueden tener algunos de los siguientes aspectos:

- La fiabilidad de la red. Esto hace referencia a que la red sea lo ms fiableposible, es decir, que responda a lo que el usuario le pide.

- Otro objetivo a tener en cuenta, es disponer de varios caminos para el envode informacin, para poder garantizar que los datos son transmitidos ancuando algn camino no est disponible.


1. Qu es la topologa?

2. Diseo de una topologa de red

Topologa de redes

- Tambin habr que considerar, en el caso de que los mensajes se puedanfragmentar por eficiencia de la red, que estos pueden llegar desordenados ynecesitar algunos mecanismos para volver a configurar el mensaje.

- Como en todo sistema, un objetivo imprescindible es detectar y, si fuera posi-ble, recuperar, los errores en la transmisin.

- La estructura de las redes, a veces, puede ser muy compleja, por lo que serinteresante poder encontrar el camino con menor coste en la red para llegaral destino.

- Uno de los aspectos que siempre se persigue en cualquier sistema, es mini-mizar los factores de coste.

Los objetivos de la topologa deben coordinarse con los requisitos que nece-sita la red para la cual se est diseando su estructura.

Estos requisitos tendrn como finalidad:

- Encontrar la mnima longitud fsica del canal de comunicaciones. Al final, latopologa se ver como enlaces entre nodos y se pretender que estos tenganuna longitud mnima, ya que ste ser un factor importante del coste.

- La red se crear para dar solucin a unas tareas especficas, por lo que seescoger el medio de comunicacin con menor coste econmico para tal fin.

- Intentaremos que nos d el mejor servicio y para ello trataremos de optimi-zar el tiempo de respuesta en funcin de las especificaciones del servicio.

Uno de los aspectos que intervienen en el tiempo de respuesta es el tiempofsico de transmisin y recepcin de datos, por tanto pretenderemos minimizarlos retardos de la transmisin y recepcin.

Las topologas fsicas que ms se utilizan son:

- Jerrquica o en rbol

- Bus

- Estrella


3. Tipos de topologas

Topologa de redes

- Anillo

- Malla

- Celular

Todas estas se pueden combinar, por lo que podemos obtener una gran can-tidad de topologas hbridas ms complejas.

3.1 Topologa jerrquica o en rbol

Esta estructura fue una de las primeras utilizadas para disear redes localesy una de las que ms se han utilizado en redes WAN.

La topologa jerrquica es una de las que ms se utilizan en la actualidad. Elsoftware que se utiliza para administrar la red es un poco simple y la propiaestructura nos da un mecanismo de control y resolucin de errores. En lamayora de los casos, el equipo ms alto en la jerarqua (nodo raz) es el quese encarga de controlar la red. En algunos casos, el control de la red se dis-tribuye entre algunos ordenadores subordinados que controlan los nodos quese encuentran debajo de ellos en la jerarqua.

El nodo raz de la jerarqua, que generalmente es un servidor, controla todo eltrfico entre los equipos. En este tipo de redes, es muy fcil incrementar eltamao aadiendo nuevos nodos y as crear redes bastante ms complejas.Esta topologa es atractiva ya que tiene un control simple, pero tiene variosproblemas, el ms importante son los cuellos de botella. Otro problema queplantea es la falta de fiabilidad, ya que en el caso de que falle el ordenadorsituado en la raz, la red queda sin control, salvo en el caso de que otro orde-nador asuma las funciones del que se ha averiado.

A esta topologa tambin se le suele llamar en rbol, ya que se parece fsi-camente a un rbol, aunque invertido. La raz del rbol es el nodo principal, ylas ramas son los nodos secundarios que se derivan de este.

Algunas ventajas y desventajas de este tipo de topologas, son:

- Ventajas: la facilidad para dar cobertura a reas extensas (redes WAN) y lafacilidad para gestionar la red al haber nodos que pueden conocer e informarde los nodos subordinados.

- Desventajas: la posibilidad de cuellos de botella en un nodo jerrquico alhaber mucho trfico de datos o las dificultades para la delegacin de respon-sabilidades en nodos subordinados, que nos llevaran a un alto grado de cen-tralizacin en el nodo de jerarqua superior (nodo raz).


Topologa de redes

3.2 Topologa de bus

La topologa bus es muy utilizada en redes LAN. El control del envo de datosentre los equipos es simple, ya que cuando un ordenador enva la informacin,el bus permite que la seal se propague a todas las dems a ambos lados delemisor hasta llegar a las terminaciones de la red, por lo que el canal de comu-nicacin es bidireccional. Es decir, cada estacin puede difundir la informacina todas las dems en todas direcciones. Otra caracterstica es que el busacta como medio pasivo y por lo tanto, en caso que se aumente la longitudde la red, el mensaje no se debe regenerado por repetidores. El principalinconveniente de esta topologa es que normalmente slo existe un nicomedio de comunicacin al que se conectan todos los nodos. Por lo tanto, si elcanal falla por cualquier circunstancia como por ejemplo la ruptura del cable,la red deja de funcionar. Algunos administradores utilizan un canal alternativopor el que se puede transferir en el caso que falle el canal principal. Otra des-ventaja que tenemos con esta topologa es la dificultad de aislar los elemen-tos defectuosos conectados al bus, ya que no tenemos de puntos de concen-tracin, como ocurra con la topologa jerrquica.


Topologa de redes

Como ventaja tiene que el fallo de un nodo no implica que la red deje de trans-ferir informacin, lo que nos permite aadir o quitar equipos a la red sin queinterrumpa su normal funcionamiento. Una ampliacin de la topologa de buses la jerrquica o de rbol, en la que el cableado del bus se extiende en variasdirecciones, con lo que al cableado central se le van agregando varios cables.Pero aunque la red se expanda, la forma de enviar los datos es distinta a ladel bus. La tcnica utilizada para que los datos lleguen a todos los nodos, esutilizar dos frecuencias distintas, una para recibir y otra para transmitir infor-macin. Las propiedades que hemos visto antes para el bus siguen sirviendopara el rbol.

La topologa de bus, tambin se suele denominar bus lineal, porque los equi-pos se conectan en un lnea recta. Es el mtodo ms simple utilizado en lasredes de ordenadores. Consta de un cable llamado segmento central al quese conectan todos los equipos de la red.

Comunicacin en el bus

Los equipos conectados con una red bus, se comunican enviando datos a unequipo particular, mandando estos datos sobre el cable en forma de sealeselectrnicas. Para entender cmo intercambian informacin los equipos enuna topologa bus necesitamos conocer los tres siguientes conceptos:

Envo de la seal. Los datos, en forma de seales electrnicas se envan atodos los equipos de la red. Pero la informacin slo la acepta el equipo cuyadireccin coincida con la direccin destino codificada en la seal original. Losdems ordenadores rechazan los datos. En un momento dado, slo puedehaber un ordenador enviando mensajes a la red. Cuantos ms equipos estnconectados al bus, bajar el rendimiento de la red, ya que todos estarn espe-rando para transmitir datos y la red se volver ms lenta.

No hay una forma de medir cmo afecta un nmero dado de equipos a la velo-cidad de transmisin de cualquier red. El efecto sobre el rendimiento no sloest relacionado con el nmero de equipos. Algunos de los factores que afec-


Topologa de redes

tarn al rendimiento de una red, adems del mencionado en el prrafo ante-rior en relacin al nmero de equipos, son:

- Caractersticas del hardware de los ordenadores que estn conectados a lared.

- Cantidad de rdenes emitidas que estn esperando ser ejecutadas.

- Tipos de aplicaciones que se ejecutan en la red.

- Tipo de cableado utilizado en la red.

- Distancia fsica entre los equipos que hay en la red.

Rebote de la seal. Los datos se envan a toda la red, por lo tanto van unextremo a otro de la red, es decir, del cable. Si la seal no se absorbe poralgn nodo o se elimina, viajar ininterrumpidamente por el cable, con lo queno deja que otros equipos puedan transmitir. La seal se debe detener cuan-do haya podido alcanzar la direccin del equipo correcto.

Terminador. Para evitar el rebote de la seal de un extremo al otro de la red,colocaremos un terminador (que es una especie de tapn) en cada extremodel cable para as eliminar las seales que viajan sin rumbo por la red. Alabsorber este tipo de seales, el terminador libera el cable para permitir aotros equipos enviar datos. En una red bus, los extremos finales de la reddeben tener conectados un terminador.

Interrupcin de la comunicacin en la red

La interrupcin sucede cuando hay una rotura del cable, es decir, el cable sesepara fsicamente en varios trozos o se desconecta un extremo del mismo.Entonces, uno de los extremos del cable, o los dos, no tienen el terminador,por lo que la seal viajar indefinidamente por la red no dejando transmitir aotros equipos. sta es una de las causas por las que se puede caer la red.

Aunque los equipos de la red no puedan comunicarse ni compartir recursosentre ellos cuando se produzca una ruptura del cable, s pueden funcionarindependientemente. Los ordenadores que estn conectados al trozo de cableroto, pueden intentar conectarse a la red lo que provocar una disminucin enel rendimiento del equipo.


Topologa de redes

Expansin de la red

A medida que aumenta fsicamente una organizacin, su red tambin crecer.El cable utilizado en la topologa de bus se puede extender de dos formas:

- Utilizando un elemento llamado acoplador que conectar dos cables paracrear un cable ms largo. El inconveniente de este mtodo es que los conec-tores debilitan la seal transmitida por lo que deben utilizarse con moderacin.Se intuye que es mejor tener un cable continuo a conectar varios s

administrar redes

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