manual redes industriales_unidad 1 y 2

8/6/2019 Manual Redes Industriales_unidad 1 y 2

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ASIGNATURA

REDES INDUSTRIALES

TITULAR DE LA ASIGNATURA

ING. DAVID ESCOBAR VICTORIA

DIVISIN DEINGENIERA EN MECATRNICA

MANUAL DE:REDES INDUSTRIALES UNIDADES I Y II

ELABORARON

MARIEL DIONISIO MARTINEZRODOLFO CRUZ CID

CARLOS HERNANDEZ MARTINEZLUIS ALFONSO CRUZ CRUZ

SEMESTRE: 9 GRUPO: IM901

EJIDO DE SAN JUAN Y SAN AGUSTN, JOCOTITLN,

MX., JULIO DE 2011.

TECNOLGICO DE ESTUDIOS SUPERIORES DE JOCOTITLN

Gobierno del Estado de Mxico

Secretara de Educacin, Cultura y Bienestar Social

Subsecretara de Educacin Media Superior y Superior

Tecnolgico de Estudios Superiores de Jocotitln


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1.1 COMUNICACIN DE DATOS

Introduccin

En los ltimos aos el desarrollo de los sistemas informticos ha sido

vertiginoso, de manera que hoy da podemos encontrar ordenadores enprcticamente todos los mbitos de la vida cotidiana: en los bancos para larealizacin de operaciones financieras; en la oficina para procesamiento de textos,consulta de bases de datos y gestin de recursos; en las universidades para laenseanza y las tareas investigadoras; en la industria para el control de plantas,monitorizacin de procesos productivos, gestin integrada de las diferentes etapasde fabricacin, control de mquinas herramienta, robots y manipuladores, etc. Enmuchas ocasiones, estos ordenadores o equipos de control no realizan operacionesaisladas, sino que necesitan intercambiar datos con otros equipos para desempearsu funcin. Las funciones bsicas que hacen necesaria la comunicacin de datosson:

Intercambio de datos. Como la transferencia de ficheros entre ordenadores,consulta de bases de datos en entidades financieras, envo de correoelectrnico, etc.

Compartir recursos, de modo que se rentabilice el empleo de determinadosequipos o perifricos como impresoras y unidades de almacenamiento.

Si nos centramos en el mbito industrial las aplicaciones ms frecuentes son:

Coordinar acciones de unidades automatizadas y controlar la transferencia decomponentes, a travs del intercambio de datos entre las diferentes unidades(autmatas programables o PLCs, PCs industriales) que controlan el proceso

productivo.

Monitorizar y modificar estrategias de control desde el puesto de operacin,que puede estar situado en la propia planta o en cualquier otro lugarmediante una conexin a travs de redes de datos pblicas o privadas.

Definicin de Comunicacin

Cuando hablemos de comunicacin de datos, conviene distinguir entre datosque definimos como el conjunto de diferentes estados que puede adoptar unavariable e informacin que es el resultado de procesar en interpretar esos datos,que en muchos casos sern redundantes para garantizar una comunicacin fiable.

Definiremos comunicacin como el proceso de intercambio de datos, de cuyoanlisis posterior se obtiene la informacin. En la comunicacin de datos intervienenvarios elementos (figura 1):

Equipo emisor/receptor: equipos que intervienen en la comunicacin(ordenadores, PLCs, perifricos, etc.).

Canal: recurso o medio fsico capaz de propagar seales (cable elctrico,aire, fibra ptica,...).


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Mensajes: datos que se transfieren entre ambos equipos.

La comunicacin est sometida a perturbaciones y ruidos de la misma naturalezade las seales que circulan por el canal y que afectan negativamente a la transmisin.Adems, los interlocutores deben de utilizar el mismo cdigo (es decir, el mismo idioma,para poder entenderse); en caso contrario el receptor no podra transformar los datosrecibidos en informacin.

Como consecuencia de la existencia de un flujo de datos bidireccional surge lanecesidad de emplear un protocolo, que no es sino un conjunto de reglas que regulan elflujo de la informacin, y que establecen:

o Quin y cmo comienza el dilogo.o Quin puede transmitir en cada momento.o Cmo termina la comunicacin.

Adems de este protocolo de control de flujo se deben establecer mecanismosde control de deteccin de errores y recuperacin de datos en caso de error.

Modos de Comunicacin

La comunicacin entre dos equipos (transmisin punto a punto) se puedeproducir en tres modos diferentes, dependiendo de la direccin del flujo de datos:

o Simplex, si la comunicacin se realiza en un solo sentido, desde un equipoemisor a uno receptor. Es el modo de comunicacin ms sencillo (por ejemplo enconexin de perifricos como un ratn a un ordenador personal).

o Semi-dplex (half-duplex), si la comunicacin se realiza en ambos sentidos,pero no simultneamente. En este caso el canal de comunicacin es el mismopara las transmisiones en ambos sentidos, por lo que se deben utilizar protocolosque regulen quin accede al canal comn en cada momento.


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o Dplex completo (full dplex). La comunicacin se puede realizar en ambossentidos simultneamente. Para ello debe existir un medio fsico de transmisinen cada sentido.

1.2 PUERTOS DE COMUNICACIN

Los puertos de comunicacin, como su nombre indica, son una serie de puertosque sirven para comunicar nuestro ordenador con los perifricos u otros ordenadores.Se trata en definitiva de dispositivos I/O (Imput/Output, o Entrada/Salida).

En este tutorial nos vamos a referir a los principales puertos de comunicacin.Estos son los ms habituales y suelen estar presente en todos los PC, aunque algunode ellos estn empezando a desaparecer, siendo reemplazados por otros ms eficaces.

Entre estos puertos tenemos: Serie (RS-232), Paralelo, USB, Puertos IEEE 1394O Firewire, entre otros.

1.3 INTERFASE RS-232

Los puertos RS-232, tambin conocidos como puertos serie y como puertosCOM son uno de los primeros puertos de comunicaciones incorporados a los PC, perotambin uno de los ms ineficaces.

El interface de este tipo de puerto suele ser de dos tipos, de 9 pines(normalmente sealado como COM1) y de 25 pines(normalmente sealado comoCOM2), siendo estos conectores de tipo MACHOen la parte del PC. En un principiotodas las placas base contaban con ambos tipos de puerto serie. Posteriormente elpuerto de 25 pines desapareci y las placas incorporaban 2 puertos de 9 pines (COM1y COM2) y en la actualidad solo suelen tener un puerto COM de 9 pines, siendo cadavez mas frecuentes las placas que ni siquiera traen este o bien que lo traen en unachapita independiente.

La capacidad mxima que se alcanza en este tipo de puerto es de 20KB/s.

En cuanto a la velocidad, en el caso de los puertos RS-232 la unidad de medidaes el Baudio, en lugar de utilizar el ms habitual hoy en da de bit por segundo, siendoel ratio de entre 75 baudios y 128000 baudios, aunque los ms utilizados son 9600,14400 y 19200 baudios.

En cuanto a la distancia permitida en este tipo de conexiones, en la prctica,dependiendo del dispositivo a conectar, permite distancias de hasta unos 40 metros,pero la velocidad permitida es inversamente proporcional a la distancia.

A pesar de estar cayendo en desuso, este puerto sigue siendo muy utilizado enlas comunicaciones de las cajas registradoras, visores, impresoras de tickets yunidades lectoras/grabadoras de EPROM y en general para las conexiones deconfiguracin de numerosos dispositivos. Existen tambin adaptadores de COM 9 aCOM 25.


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En cuanto a los puertos COM hay que hacer una aclaracin. Los PC reconocencomo puerto COM a todo puerto que se crea destinado a comunicaciones(independientemente de su interface), como pueden ser los puertos de comunicacincreados por un Bluetooth.

A continuacin se enumeran las seales especificadas en el estndar RS232.Cada seal es identificada por sus letras, el equivalente V.24 (CCITT), nmero de posteen un conector DB-25 y DB-9 y el nombre de la seal. Las letras de los circuitosasociados a cada seal estn caracterizados por la siguiente tabla:

A, circuito comn. B, circuito de seal. C, circuito de control. D, circuito de cronometrizacin. Si las letras estn precedidas por una S, se trata de un canal secundario.

Circuito Nmero decircuito V.24

Nmero deposte DB-25

Nmero deposte DB-9

Nombre de la seal.

AA 101 1 - Proteccin a tierra

AB 102 7 5 TierraBA 103 2 3 Transmisin de datos

(TX)

BB 104 3 2 Recepcin de datos(RX)

CA 105 4 7 Solicitud de envo(RTS)

CB 106 5 8 Autorizacin de envo(CTS)

CC 107 6 6 Datos listos para enviar(DSR)

CD 108 20 4 Terminal de datos lista(DTR)

CE 125 22 9 Detector de llamada

CF 109 8 1 Deteccin de portadora(DCD)

CG 110 21 - Deteccin de calidad de seal
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CH / CI 111 / 112 23 - Selector de velocidad de sealde datos.

DA 113 24 - Cronmetro de la seal emisora(DTE)

DB 114 15 - Cronmetro de la seal detransmisin del transmisor(DCE)

DD 115 17 - Cronmetro de la seal delreceptor

SBA 118 14 - TX secundario

SBB 119 16 - RX secundario

SCA 120 19 - RTS Secundario

SCB 121 13 - CTS secundario

SCF 122 12 - Detector de portadora (CD)secundario

9 - ReservadoPositivo de prueba

10 - ReservadoNegativo de prueba

11 - S/C

18 - S/C

25 - S/C

AA: Proteccin a tierra

Esta lnea va conectada al neutro de la lnea de alimentacin del adaptadorserial. No debera de ser utilizada como tierra de la seal, sino que debe de irconectada al blindaje del cableado, si existe. Al ser implementada en ambos lados de lacomunicacin asegura que no hay grandes corrientes fluyendo en la tierra de la sealdebido a un defecto de aislamiento o algn otro defecto en cualquier lado del cableado.

Por otra parte, cuando dos dispositivos estn separados por grandes distancias no debede utilizarse debido a la diferencia de potencial que puede existir entre los equiposhaciendo posible que pueda llevar una corriente importante como bucle a tierra. Encualquier caso, la falla de esta lnea puede causar interferencia elctrica.

AB: seal de Tierra
http://www.tecnotopia.com.mx/mecatronica/puertors232.htm#CH#CHhttp://www.tecnotopia.com.mx/mecatronica/puertors232.htm#CH#CHhttp://www.tecnotopia.com.mx/mecatronica/puertors232.htm#CH#CHhttp://www.tecnotopia.com.mx/mecatronica/puertors232.htm#DA#DAhttp://www.tecnotopia.com.mx/mecatronica/puertors232.htm#DA#DAhttp://www.tecnotopia.com.mx/mecatronica/puertors232.htm#DB#DBhttp://www.tecnotopia.com.mx/mecatronica/puertors232.htm#DB#DBhttp://www.tecnotopia.com.mx/mecatronica/puertors232.htm#DD#DDhttp://www.tecnotopia.com.mx/mecatronica/puertors232.htm#DD#DDhttp://www.tecnotopia.com.mx/mecatronica/puertors232.htm#DD#DDhttp://www.tecnotopia.com.mx/mecatronica/puertors232.htm#BA#BAhttp://www.tecnotopia.com.mx/mecatronica/puertors232.htm#BA#BAhttp://www.tecnotopia.com.mx/mecatronica/puertors232.htm#BB#BBhttp://www.tecnotopia.com.mx/mecatronica/puertors232.htm#BB#BBhttp://www.tecnotopia.com.mx/mecatronica/puertors232.htm#CA#CAhttp://www.tecnotopia.com.mx/mecatronica/puertors232.htm#CA#CAhttp://www.tecnotopia.com.mx/mecatronica/puertors232.htm#5#5http://www.tecnotopia.com.mx/mecatronica/puertors232.htm#5#5http://www.tecnotopia.com.mx/mecatronica/puertors232.htm#CF#CFhttp://www.tecnotopia.com.mx/mecatronica/puertors232.htm#CF#CFhttp://www.tecnotopia.com.mx/mecatronica/puertors232.htm#CF#CFhttp://www.tecnotopia.com.mx/mecatronica/puertors232.htm#CF#CFhttp://www.tecnotopia.com.mx/mecatronica/puertors232.htm#CF#CFhttp://www.tecnotopia.com.mx/mecatronica/puertors232.htm#5#5http://www.tecnotopia.com.mx/mecatronica/puertors232.htm#CA#CAhttp://www.tecnotopia.com.mx/mecatronica/puertors232.htm#BB#BBhttp://www.tecnotopia.com.mx/mecatronica/puertors232.htm#BA#BAhttp://www.tecnotopia.com.mx/mecatronica/puertors232.htm#DD#DDhttp://www.tecnotopia.com.mx/mecatronica/puertors232.htm#DD#DDhttp://www.tecnotopia.com.mx/mecatronica/puertors232.htm#DB#DBhttp://www.tecnotopia.com.mx/mecatronica/puertors232.htm#DB#DBhttp://www.tecnotopia.com.mx/mecatronica/puertors232.htm#DA#DAhttp://www.tecnotopia.com.mx/mecatronica/puertors232.htm#CH#CHhttp://www.tecnotopia.com.mx/mecatronica/puertors232.htm#CH#CH


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Esta es la tierra lgica que es utilizada como punto de referencia por todas lasseales recibidas y transmitidas. Esta seal es indispensable y debe de estar presentepara todas las comunicaciones.

BA: Transmisin de datos (TX)

Esta lnea es utlizada para transmitir datos desde el DTE al DCE. Es mantenidaen estado de 1 lgico cuando nada se transmite. La terminal comenzar a transmitircuando un 1 lgico est presente en las siguientes lneas:

Autorizacin de envo. Terminal de datos lista. Datos listos para enviar. Deteccin de portadora.

BB: Recepcin de datos

Este circuito es utilizado para recibir datos desde el DCE al DTE. La terminalcomenzar a transmitir cuando un 1 lgico est presente en las siguientes lneas:

Autorizacin de envo Terminal de datos lista. Datos listos para enviar. Deteccin de portadora.

El estndar especifica que los niveles de salida son -5 a -15 volts para el 1 lgicoy +5 a +15 volts para el 0 lgico, mientras que los niveles de entrada son -3 a -15 voltspara un 1 lgico y +3 a +15 volts para un 0 lgico.

Esto asegura que los bits puedan ser ledos correctamente an con grandesdistancias entre la DTE y la DCE, especificados como 16.5 metros o 50 pies, ancuando estas seales soportan mayores distancias dependiendo de la calidad delcableado y el blindaje.

CA: Solicitud de envo (RTS)

En esta lnea el DTE enva una seal cuando est listo para recibir datos delDCE. El DCE revisa esta lnea para conocer el estado del DTE y saber si puede enviardatos.

CB: Autorizacin de envo (CTS)

En este circuito el DCE enva una seal cuando est listo para recibir datos delDTE.

CC: Datos listos para enviar (DSR)

Cuando este circuito est en 1 lgico indica al DTE que el DCE est listo paraenviar datos.


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CD: Terminal de datos lista (DTR)

Cuando sta lnea est en estado de 1 lgico se puede comenzar a enviar yrecibir datos. Cuando esta lnea est en nivel de 0 lgico, el DCE terminar lacomunicacin.

CF: Deteccin de Portadora de Datos (DCD)En esta lnea el DCE indica al DTE que ha establecido una lnea portadora (una

conexin) con un dispositivo remoto.

CE: Indicador de llamada (RI)

Esta lnea es utilizada comnmente por el software de comunicaciones cuando eldispositivo no est en modo de autor responder para indicarle que un dispositivo remotoest llamando. Esta seal es optativa cuando no se utiliza software que contestar lallamada automticamente.

CG: Calidad de la seal (SQ)

Esta lnea, raramente utilizada, sirve para indicar al DTE que la calidad de laseal es pobre o simplemente no es lo sufic ientemente buena para mantener unaconexin.

CH: Selector de velocidad de la seal de datos (DSRS)

En el caso de que un mdem sea capaz de diversas velocidades de conexin, laDTE puede elegir la velocidad a la que se conecta. Usualmente esta seal se mantieneen un nivel de 0 lgico para seleccionar la mxima velocidad posible.

CI: Selector de velocidad de la seal de datos (DSRSb)

Esta seal tiene la misma funcionalidad que la del circuito CH, variando en queen este caso el mdem selecciona la velocidad a la que la DTE se comunica.

Circuitos de cronmetro

En modo sincrnico es necesario tener alguna forma de intercambiar seales dereloj. Estos son 3 circuitos de cronmetro utilizados en el protocolo del RS-232.

DA & DB: Cronmetro de seal del transmisoro DA: DTE hacia DCE (elemento reloj del DTE).o DB: DCE hacia DTE (elemento reloj del DCE). Estos dos circuitos son

utilizados para sincronizar el flujo de datos. La cronometra es dada por laDTE o la DCE pero nunca de ambos al mismo tiempo. Usualmente losdatos son transmitidos al mdem, o su propio reloj controla el circuito DB.

DD: Cronmetro de seal del receptor (DCE)o DD: DCE hacia DTE (elemento reloj del DCE). Este circuito es utilizado

para sincronizar los datos recibidos desde el DTE. La seal de reloj


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recibida en esta lnea indica al DTE en qu instante debe muestrear losdatos recibidos en la lnea BB.

Tabla de verdad del RS-232

Seal > +3v = 0

Seal < -3v = 1 La seal de salida usualmente oscila entre +12v y -12v. El punto cero entre +3v y

-3v est diseado para absorber ruido de la lnea. En las diversas definiciones similaresa RS-232, este punto cero puede variar, como en la V.10 en la que el punto cero estentre +0.3v y -0.3v. Muchos de los dispositivos RS-232 son sensibles a diferenciales de1 volt o menos.

1.4 INTERFESE GPIB

Sistemas de bus IEEE488

La norma IEEE488 define un bus ancho paralelo, de 8 Bit, que actualmente seaplica predominantemente para el control de aparatos de medicin en la tcnica delaboratorio. Empresas como HP y Commodore divulgan el Bus entre tanto tambincomo interfaz de periferia p. ej. Para la conexin de su impresora, Plotter y discos durosexternos. Adems del nombre "IEEE488" existen otras denominaciones, introducidas enparte por otros gremios de normalizacin:

HP-IB, GP-IB, IEC 625, y DIN IEC 625

Topologa

Pueden conectarse como mximo 15 participantes en paralelo al sistema de bus.El Bus utiliza la conexin enchufable SUB D de 25 polos (IEC 625) o el enchufeAmphenol de 24 polos (IEEE488), que por regla general ponen a disposicin en su ladotrasero una clavija de 24 polos para la conexin de otro aparato ("Tcnica de acarreo").

La longitud total de un sistema de bus debe ser de 20m, pero se debe tener encuenta que el tramo de cable entre 2 participantes no debe superar los 2m.Control y administracin de Bus

El bus IEEE488 es un sistema maestro/servidor, en el que por regla general unordenador asume la llamada funcin de controlador y regula el acceso de bus de losotros participantes. Antes de la transmisin propia de datos tiles, este controlador tieneque direccionar el aparato terminal deseado, segn el sentido de datos necesario, comoTalker o Listener.

Una excepcin del modo maestro/siervo es el modo "Listen-only": Aparatos comop. ej. Impresoras recogen todos los datos en este modo independientemente de undireccionamiento, que se transmiten en el bus. En el servicio de una sola impresora enun osciloscopio puede renunciarse as p. ej. a la configuracin de las direcciones.


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Seales de Bus

Todas las seales del Bus IEEE488 se transmiten en tcnica Open-Collectorcomo nivel TTL. Las 16 lneas se pueden dividir en 3 grupos:

Bus de datos (DIO1-DIO8) Dependiendo del estado del bus de mando se

transmiten datos tiles o informaciones de direcciones a travs de las lneas dedatos. Bus de mando (ATN, IFC, REN, SRQ, EOI) ATN (Attention) sirve para diferenciar

la informacin de direccin y los datos tiles. ATN = "LOW" marca la transmisinde una informacin de direccin. IFC (Interfaz clear) se activa para inicializaraparatos conectados. REN (Remote enable) se usa para conmutar todos losparticipantes del modo local al modo de interfaz. SRQ (Service Request)representa la lnea de interrupcin del bus IEEE488. Los participantes del buspueden notificar al controlador a travs de ella que hay p. ej. datos listos pararecoger. EOI (End or identify) tiene que considerarse en dependencia del estadode la lnea ATN: con esta seal puede mostrarse p. ej. el ltimo Byte de unatransmisin de datos.

Bus Handshake (DAV, NRFD, NDAC) Estas seales sirven para el control deflujo en la transmisin de datos. Comparable con la seal de estrobo de lainterfaz Centronics, al colocar DAV se seala la existencia de un Byte vlido enlas lneas de datos. A travs de NRFD y NDAC, un Listener indica su disposicinpara tomar datos o la toma ya correcta de datos.

La ocupacin del IEEE 488 en una conexin enchufable Amphenol de 24 pol.est mostrada en la tabla siguiente:

Pin Seal Pin Seal

1 DIO1 13 DIO5

2 DIO2 14 DIO6

3 DIO3 15 DIO7

4 DIO4 16 DIO8

5 EOI 17 REN

6 DAV 18 GND

7 NRFD 19 GND

8 NDAC 20 GND9 IFC 21 GND

10 SRQ 22 GND

11 ATN 23 GND

12 Apantallamiento 24 GND


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GPIBUniversal Serial bus (USB) Controller.

Control de Instrumentos por Medio de GPIB (IEEE 488)

Controladores GPIB insertables y externos de alto desempeo Tasas de trasferencia mximas de 8 Mbytes/s con PCI y HS488 Reduccin de tiempo de desarrollo utilizando el software estndar en la industria

NI-488.2 Gran variedad de soporte y accesorios de productos GPIB


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Soluciones GPIB para OEM.-Los instrumentos GPIB (IEEE 488) son los mspopulares y estndares a nivel mundial para sistemas de prueba y medicin.Como proveedor lder de productos para interfaz GPIB, NI ofrece una solucinpara prcticamente todas las computadoras de escritorio, laptops, PCindustriales, estaciones de trabajo, y buses de interfaz, incluyendo PCI, PXI,CompactPCI, PCMCIA, USB, RS232/485, FireWire, Ethernet, VXI y VME.

Nuestros productos de interfaz GPIB (IEEE 488) ms recientes tambin estn enconformidad con el protocolo de alta velocidad HS488 para razones detransferencia de datos de hasta 8 Mbytes/s. Nuestro software estndar en laindustria NI-488.2 es compatible a lo largo de las lneas de producto, por lo quepuede fcilmente ejecutar programas de prueba en una gran variedad deplataformas. Para informarase sobre el futuro de nuevas tecnologas de bus, leala Nota Tcnica sobre El futuro de las Nuevas Tecnologas de Bus en el Controlde Instrumentos y la Conectividad.

1.5 INTERFASE UNIVERSAL USB

El USB (Bus de serie universal), como su nombre lo sugiere, se basa en unaarquitectura de tipo serial. Sin embargo, es una interfaz de entrada/salida mucho msrpida que los puertos seriales estndar. La arquitectura serial se utiliz para este tipode puerto por dos razones principales:

La arquitectura serial le brinda al usuario una velocidad de reloj mucho ms altaque la interfaz paralela debido a que este tipo de interfaz no admite frecuenciasdemasiado altas (en la arquitectura de alta velocidad, los bits que circulan porcada hilo llegan con retraso y esto produce errores);

Los cables seriales resultan mucho ms econmicos que los cables paralelos.

Estndares USB

A partir de 1995, el estndar USB se ha desarrollado para la conexin de unaamplia gama de dispositivos.

El estndar USB 1.0 ofrece dos modos de comunicacin:

12 Mb/s en modo de alta velocidad, 1,5 Mb/s de baja velocidad.
http://sine.ni.com/apps/we/nioc.vp?cid=1230&lang=UShttps://sine.ni.com/apps/we/nigb.main?lang=ESA&code=GB_WPLAGPIBhttps://sine.ni.com/apps/we/nigb.main?lang=ESA&code=GB_WPLAGPIBhttps://sine.ni.com/apps/we/nigb.main?lang=ESA&code=GB_WPLAGPIBhttps://sine.ni.com/apps/we/nigb.main?lang=ESA&code=GB_WPLAGPIBhttp://sine.ni.com/apps/we/nioc.vp?cid=1230&lang=US


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El estndar USB 1.1 brinda varias aclaraciones para los fabricantes dedispositivos USB, pero no cambia los rasgos de velocidad. Los dispositivos certificadospor el estndar USB 1.1 llevan el siguiente logotipo:

`

El estndar USB 2.0 permite alcanzar velocidades de hasta 480 Mbit/s. Losdispositivos certificados por el estndar USB 2.0 llevan el siguiente logotipo:

Si no lleva ningn logotipo, la mejor manera de determinar si un dispositivo es deUSB de alta o baja velocidad es consultar la documentacin del producto, siempre ycuando los conectores sean los mismos.

La compatibilidad entre USB 1.0, 1.1 y 2.0 est garantizada. Sin embargo, el usode un dispositivo USB 2.0 en un puerto USB de baja velocidad (es decir 1.0 1.1)limitar la velocidad a un mximo de 12 Mbit/s. Adems, es probable que el sistema

operativo muestre un mensaje que indique que la velocidad ser restringida.Tipos de conectores

Existen dos tipos de conectores USB:

Los conectores conocidos como tipo A, cuya forma es rectangular y se utilizan,generalmente, para dispositivos que no requieren demasiado ancho de banda(como el teclado, el ratn, las cmaras Web, etc.);

Los conectores conocidos como tipo B poseen una forma cuadrada y seutilizan principalmente para dispositivos de alta velocidad (discos durosexternos, etc.).

1. Fuente de alimentacin de +5 V (VBUS) mximo 100 mA2. Datos (D-)


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3. Datos (D+)4. Conexin a tierra (GND)

Funcionamiento del USB

Una caracterstica de la arquitectura USB es que puede proporcionar fuente de

alimentacin a los dispositivos con los que se conecta, con un lmite mximo de 15 Vpor dispositivo. Para poder hacerlo, utiliza un cable que consta de cuatro hilos (laconexin a tierra GND, la alimentacin del BUSy dos hilos de datos llamados D-y D+).

El estndar USB permite que los dispositivos se encadenen mediante el uso de

una topologa en bus o de estrella. Por lo tanto, los dispositivos pueden conectarseentre ellos tanto en forma de cadena como en forma ramificada.

La ramificacin se realiza mediante el uso de cajas llamadas "concentradores"que constan de una sola entrada y varias salidas. Algunos son activos (es decir,suministran energa) y otros pasivos (la energa es suministrada por el ordenador).

La comunicacin entre el host (equipo) y los dispositivos se lleva a cabo segnun protocolo (lenguaje de comunicacin) basado en el principio de red en anillo. Estosignifica que el ancho de banda se comparte temporalmente entre todos los dispositivosconectados. El host (equipo) emite una seal para comenzar la secuencia cada unmilisegundo (ms), el intervalo de tiempo durante el cual le ofrecer simultneamente acada dispositivo la oportunidad de "hablar". Cuando el host desea comunicarse con undispositivo, transmite una red (un paquete de datos que contiene la direccin deldispositivo cifrada en 7 bits) que designa un dispositivo, de manera tal que es el host elque decide "hablar" con los dispositivos. Si el dispositivo reconoce su direccin en lared, enva un paquete de datos (entre 8 y 255 bytes) como respuesta. De lo contrario, lepasa el paquete a los otros dispositivos conectados. Los datos que se intercambian deesta manera estn cifrados conforme a la codificacin NRZI.


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Como la direccin est cifrada en 7 bits, 128 dispositivos (2^7) pueden estarconectados simultneamente a un puerto de este tipo. En realidad, es recomendablereducir esta cantidad a 127 porque la direccin 0 es una direccin reservada. (Consultarms adelante).

Debido a la longitud mxima de 5 metros del cable entre los dos dispositivos y a

la cantidad mxima de 5 concentradores (a los que se les suministra energa), esposible crear una cadena de 25 metros de longitud.

Los puertos USB admiten dispositivos Plug and play de conexin en caliente.Por lo tanto, los dispositivos pueden conectarse sin apagar el equipo (conexin encaliente). Cuando un dispositivo est conectado al host, detecta cuando se estagregando un nuevo elemento gracias a un cambio de tensin entre los hilos D+ y D-.En ese momento, el equipo enva una seal de inicializacin al dispositivo durante 10ms para despus suministrarle la corriente elctrica mediante los hilos GNDy VBUS(hasta 100 mA). A continuacin, se le suministra corriente elctrica al dispositivo ytemporalmente se apodera de la direccin predeterminada (direccin 0). La siguienteetapa consiste en brindarle la direccin definitiva (ste es el procedimiento de lista).Para hacerlo, el equipo interroga a los dispositivos ya conectados para poder conocersus direcciones y asigna una nueva, que lo identifica por retorno. Una vez que cuentacon todos los requisitos necesarios, el host puede cargar el driver adecuado

1.6 BUSES DE DATOS ISA/PCMCIA

Buses ISA de una placa base para Pentium I

El Industry Standard Architecture (en ingls, Arquitectura Estndar Industrial),casi siempre abreviado ISA, es una arquitectura de bus creada por IBM en 1980 enBoca Raton, Florida para ser empleado en los IBM PC.

En 1987, IBM comienza a reemplazar el bus ISA por su bus propietario MCA(Micro Channel Architecture) en un intento por recuperar el control de la arquitectura PCy con ello del mercado PC. El sistema es mucho ms avanzado que ISA, peroincompatible fsica y lgicamente, por lo que los fabricantes de ordenadores respondencon el Extended Industry Standard Architecture (EISA) y posteriormente con el VESALocal Bus (VLB). De hecho, VLB usa algunas partes originalmente diseados para MCAdebido a que los fabricantes de componentes ya tienen la habilidad de fabricarlos.Ambos son extensiones compatibles con el estndar ISA.

Los usuarios de mquinas basadas en ISA tenan que disponer de informacinespecial sobre el hardware que iban a aadir al sistema. Aunque un puado de tarjetaseran esencialmente Plug-and-play (enchufar y listo), no era lo habitual. Frecuentementehaba que configurar varias cosas al aadir un nuevo dispositivo, como la IRQ, lasdirecciones de entrada/salida, o el canal DMA. MCA haba resuelto esos problemas, yactualmente PCI incorpora muchas de las ideas que nacieron con MCA (aunquedescienden ms directamente de EISA).

Estos problema con la configuracin llevaron a la creacin de ISA PnP, unsistema Plug-and-play que usa una combinacin de modificaciones al hardware, la


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BIOS del sistema, y el software del sistema operativo que automticamente maneja losdetalles ms gruesos. En realidad, ISA PnP acab convirtindose en un dolor decabeza crnico, y nunca fue bien soportado excepto al final de la historia de ISA. De ahproviene la extensin de la frase sarcstica "plug-and-pray" (enchufar y rezar).

Los slots PCI fueron el primer puerto de expansin fsicamente incompatible con

ISA que lograron expulsarla de la placa madre. Al principio, las placas base eran engran parte ISA, incluyendo algunas ranuras del PCI. Pero a mitad de los 90, los dostipos de slots estaban equilibrados, y al poco los ISA pasaron a ser minora en losordenadores de consumo. Las especificaciones PC 97 de Microsoft recomendaban quelos slots ISA se retiraran por completo, aunque la arquitectura del sistema todavarequiera de ISA en modo residual para direccionar las lectoras de disquete, los puertosRS-232, etc. Los slots ISA permanecen por algunos aos ms y es posible ver placascon un slot Accelerated Graphics Port (AGP) justo al lado de la CPU, una serie de slotsPCI, y uno o dos slots ISA cerca del borde.

Es tambin notable que los slots PCI estn "rotados" en comparacin con losISA. Los conectores externos y la circuitera principal de ISA estn dispuestos en el ladoizquierdo de la placa, mientras que los de PCI lo estn en el lado derecho, siempremirando desde arriba. De este modo ambos slots podan estar juntos, pudiendo usarseslo uno de ellos, lo que exprima la placa madre.

El ancho de banda mximo del bus ISA de 16 bits es de 16 Mbyte/segundo. Esteancho de banda es insuficiente para las necesidades actuales, tales como tarjetas devdeo de alta resolucin, por lo que el bus ISA no se emplea en los PC modernos(2004), en los que ha sido sustituido por el bus PCI.

Slot ISA de 8 bits (arquitectura XT)

La arquitectura XT es una arquitectura de bus de 8 bits usada en los PC conprocesadores Intel 8086 y 8088, como los IBM PC e IBM PC XT en los 80. Precede al laarquitectura AT de 16 bits usada en las mquinas compatibles IBM Personal

Computer/AT.

El bus XT tiene cuatro canales DMA, de los que tres estn en los slots deexpansin. De esos tres, dos estn normalmente asignados a funciones de la mquina:

Canal DMA Expansion Funcin estndar0 No Refresco de la RAM dinmica1 S Tarjetas de ampliacin2 S Controladora de disquetes3 S Controladora de disco duro

En 1989, el consorcio PCMCIA (Asociacin Internacional de Tarjetas de Memoriapara PC) desarroll el bus PC Card, (el cual recibe a veces el nombre de dicha entidad),con el fin de extender a los ordenadores porttiles la conectividad de los equiposperifricos disponibles.


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Caractersticas Tcnicas

Los equipos perifricos PCMCIA son del tamao de una tarjeta de crdito (54mm por 85 mm), y poseen un conector de 68 clavijas.

Existen tres factores de forma que corresponden a tres espesores estndar:

Tipo Ancho (mm) Largo (mm) Espesor (mm)PC Card Tipo I 54 85 3,3PC Card Tipo II 54 85 5,0PC Card Tipo III 54 85 10,5

Las tarjetas Tipo I se utilizan por lo general como tarjetas de expansin dememoria. Las tarjetas Tipo II estn destinadas por lo general a equipos perifricos decomunicacin (mdem, tarjeta de red, tarjeta de red inalmbrica) y discos durospequeos. Las tarjetas Tipo III son ms gruesas y por lo general se utilizan paraequipos perifricos con elementos mecnicos (discos duros de gran capacidad).

CardBus

El estndar CardBus (a veces denominado PC Card de 32-bits) apareci en elao 1995, permitiendo la transferencia de datos a 32 bits a una velocidad de 33 MHz,con una carga de 3V (en contraste con los 5,5 de PCMCIA).


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2.1 NIVELES DE PROTOCOLOS

Las conexiones TCP/IP se disearon para trabajar en los cuatro niveles inferioresdel modelo de referencia de Interconexin de Sistemas Abiertos (Open SystemInterconnection, OSI) ISO de siete niveles. Los cuatro niveles son: Fsico, Enlace, Red yTransporte. Las aplicaciones basadas en IP, tales como la Web, el correo electrnico o

los sistemas de administracin de redes, residen en los tres niveles superiores delmodelo OSI. Estos tres niveles se consideran frecuentemente como un nico nivelAplicacin. La comprensin a grandes rasgos de los niveles de protocolo ayuda aexplicar cmo interactan los protocolos TCP/IP a la hora de ofrecer una conexin. Elnivel inferior, o Fsico, es el medio que transporta las seales elctricas u pticas: uncable, una conexin inalmbrica o una conexin de fibra ptica. El siguiente nivel es elnivel Enlace, que normalmente es una red de rea local (Local-Area Network, LAN)Ethernet o una lnea de datos en serie de una red de rea extendida (Wide-AreaNetwork, WAN). El nivel Enlace utiliza sus propios protocolos en funcin del medioespecfico utilizado. El siguiente nivel es el nivel Red. El Protocolo de Internet funcionaen este nivel transportando paquetes a travs de los niveles inferiores hacia el destino.Sin embargo, el IP no ofrece una entrega garantizada de los paquetes. Por esta razn,se le denomina sin conexin.

TCP/IP fue diseado para trabajar de modo transparente a travs deprcticamente cualquier tipo de medio del nivel Enlace o Fsico.

Para lograr una conexin confiable punto a punto, Internet necesita un protocolotal como el Protocolo de Control de Transmisin (Transmission Control Protocol, TCP),orientado a las conexiones. TCP funciona en el cuarto nivel, el nivel Transporte. TCPlogra una conexin confiable enviando y realizando el seguimiento de todos lospaquetes, retransmitiendo los paquetes perdidos, y enviando los paquetes en el ordenadecuado al destino y a la Aplicacin. TCP compensa las diferencias de latencia entrelas diversas rutas por las que los paquetes de IP individuales pueden haber atravesadola red. Para verificar la entrega adecuada de todos los paquetes, TCP enva un acusede recibo desde el destino al origen. TCP tambin cuenta con los medios necesariospara evitar y recuperarse de la congestin en las redes. Sin embargo, todo ello haceque una conexin TCP sea susceptible al tiempo del viaje de ida y vuelta (RoundtripTime, RTT) de la red.

2.2 PROTOCOLO X.25

El protocolo de transmisin de paquete X.25 es una norma para el transporte dedatos que se acepta por las partes del mundo. Es compatible con tales normas comoOSI e ISDN y es el protocolo preferido para la red publica europea. X.25 habilita a losusuarios para conectar LANs y computadoras husped a usuarios remotos.

Como uno de los mtodos universalmente reconocidos de las comunicaciones dedatos disponibles para gestin de redes de rea ancha, X.25 ofrece un mtodo nico deempaquetamiento de datos y asignacin de ruta anterior en paquetes hacia una redX.25

A pesar de su popularidad, X.25 le dar eventualmente paso a tecnologas masnuevas tales como frame relay, ATM y SMDS.


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El X.25 normal define tres protocolos que se usan para unir DTEs con DCEs:

Capa Fsica. Nivel 1 Unin de Datos Capa de Control. Nivel 2 Capa de Red de Switch de Paquetes. Nivel 3

Capa fsica nivel 1. El nivel 1 define lo fsico, elctrico, funcional y caractersticas deprocedimiento requeridos para establecer una unin de comunicaciones entre dos DTEso entre un DTE y DCE. X.25 especifica el uso de varias normas para la conexin fsicade equipo a una red X.25. Estas normas incluyen X.21, X.21bis y V.24. La capa fsicaopera como circuito sincrono full - dplex y punto a punto.

Unin de datos capa de control nivel 2. Corresponde a la capa del segundo plan OSI. ElAcceso Del Eslabn Procedimiento Balanceado (LAPB) se usa para proveer datoseficaces y transferencias, sincroniza la unin de los datos entre el transmisor y receptor(control de flujo), ejecuta verificacin de error y recuperacin de error.

Capa de red de switch de paquetes nivel 3. La capa de paquete (o Red) es el protocolode alto nivel estipulado en X.25. Esta capa provee acceso a servicios disponibles enuna red publica de switch de paquetes.

Cuando los usuarios se suscriben a un servicio X.25, la Red de Datos Pblicos (RDP)provee parmetros deconfiguracin. Estos parmetros incluyen:

Tamao del Gateway Tamao del Marco Tamao de la Ventana Numero Lgico de Canal.

Tipos de conexiones

X.25 especifica tres mtodos para la estructuracin de la informacin del controlde una marco y los datos del usuario, en unidades de red de los datos protocolares opaquetes. Los paquetes son multiplexados hacia un canal lgico para su transmisinhacia una red y a sus destinos. Los tres mtodos son los siguientes:

Switch de Circuitos Virtuales Circuitos Permanentes Virtuales Datagramas.

Un datagrama es un simple servicio de rescate, que opera basado en el mejoresfuerzo, depende la disponibilidad del ancho de banda. Cada mensaje o paquetecontiene bastante informacin. Dos mensajes enviados en el mismo da llegaran a sudestino en los mismos das, das diferentes o nada.

Perspectiva para gestin de redes X.25 Aunque la tecnologa de switch depaquetes X.25 encaja bien como un mtodo de transporte de datos de rea ancha,muchos analistas de la industria y vendedores creen que el uso de la tecnologa se trata


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de una cima. Dentro de los prximos aos muchos usuarios de redes emigraran a unservicio de transporte de datos de alta velocidad (ej. Frame Relay, SMDS, y ATM)cuando lleguen a ser ms extensamente disponibles. Frame Relay, que esesencialmente una versin aerodinmica de X.25, es el camino lgico de la migracinpara redes basadas en el protocolo X.25, y que corren sobre medios decomunicaciones digitales en lugar de anlogos.

A pesar del servicio de alta velocidad, la demanda para productos y serviciosX.25 esta todava en crecimiento. X.25 ofrece varias ventajas especificas sobre la basede redes de hoy da, que se pueden resumir como sigue:

X.25 ofrece comunicaciones libres de errores y garanta de rescate, fabricando lamejor opcin para las compaas que deben establecer redes internacionales enpases que todava tienen estructuras de base de comunicaciones analgicas.

X.25 provee 100% de conectividad con los mainframes analgicos,minicomputadoras y LANs.

En general la metodologa para mover los datos de una lugar a otro deber ser fluidoy flexible para mantener el paso con las necesidades de redes dinmicas. Lasaplicaciones nacientes, tal como imagen y multimedia (que mezcla texto, grficos,imgenes y vdeo de fuentes mltiples en una simple estacin de trabajo), requierentremendas cantidades ancho de banda. Estas aplicaciones necesitadas de muchoancho de banda hacen la transmisin encima de X.25 imprcticas. Como resultado, lastecnologas ms nuevas y ms rpidas, tales como frame relay, ATM y SMDSusurparan eventualmente el lugar de X.25 como el ms usado extensamente comomtodo de transporte de comunicacin de datos. A pesar de toda esta competencia,X.25 todava tiene muchas ventajas, las que ms compite es su aceptacin universal.

Esta capacidad permanece, especialmente porque el mundo emigra a unaeconmica ms global.

2.3 PROTOCOLO DE LNEA HDCL

HDLC (High-Level Data Link Control, control de enlace sncrono de datos) es unprotocolo de comunicaciones de propsito general punto a punto, que opera a nivel deenlace de datos. Se basa en ISO 3309 e ISO 4335. Surge como una evolucin delanterior SDLC. Proporciona recuperacin de errores en caso de prdida de paquetes dedatos, fallos de secuencia y otros, por lo que ofrece una comunicacin confiable entre eltransmisor y el receptor. De este protocolo derivan otros como LAPB, LAPF y PPP.

Caractersticas bsicas del HDLC

HDLC define tres tipos de estaciones, tres configuraciones del enlace y tresmodos de operacin para la transferencia de los datos.Los tres tipos de estaciones son:

o Estacin primaria: se caracteriza porque tiene la responsabilidad de controlar elfuncionamiento del enlace. Las tramas generadas por la primaria se denominanrdenes.


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o Estacin secundaria: funciona bajo el control de la estacin primaria. Las tramasgeneradas por la estacin secundaria se denominan respuestas. La primariaestablece un enlace lgico independiente para cada una de las secundariaspresentes en la lnea.

o Estacin combinada: es una mezcla entre las caractersticas de las primarias y

las secundarias. Una estacin de este tipo puede generar tanto rdenes comorespuestas.o Las tres posibles configuraciones del enlace son:o Configuracin no balanceada: est formada por una estacin primaria y una o

ms secundarias. Permite transmisin full-duplex y semi-duplex.o Configuracin balanceada: consiste en dos estaciones combinadas. Permite

igualmente transmisin full-duplex o semi-duplex.o Configuracin simtrica: dos estaciones fsicas, cada una con una estacin

lgica, de forma que se conectan una primaria de una estacin fsica con lasecundaria de la otra estacin fsica.

o Los tres modos de transferencia de datos son:o Modo de respuesta normal (NRM, Normal Response Mode): se utiliza en la

configuracin no balanceada. La estacin primaria puede iniciar la transferenciade datos a la secundaria, pero la secundaria solo puede transmitir datos usandorespuestas a las rdenes emitidas por la primaria.

o Modo balanceado asncrono (ABM, Asynchronous Balanced Mode): se utiliza enla configuracin balanceada. En este modo cualquier estacin combinada podriniciar la transmisin sin necesidad de recibir permiso por parte de la otraestacin combinada.

o Modo de respuesta asncrono (ARM, Asynchronous Response Mode): se utilizaen la configuracin no balanceada. La estacin secundaria puede iniciar latransmisin sin tener permiso explicito por parte de la primaria. La estacinprimaria sigue teniendo la responsabilidad del funcionamiento de la lnea,incluyendo la iniciacin, la recuperacin de errores, y la desconexin lgica.

El NRM suele usarse en lneas con mltiples conexiones y en enlaces punto apunto, mientras que el ABM es el ms utilizado de los tres modos; debido a que en ABMno se necesitan hacer sondeos, la utilizacin de los enlaces punto a punto con full-duplex es ms eficiente con este modo. ARM solo se usa en casos muy particulares.Estructura

HDLC usa transmisin sncrona. Todos los intercambios se realizan a travs detramas, HDLC utiliza un formato nico de tramas que es vlido para todos los posiblesintercambios: datos e informacin de control.

En la Figura se muestra la estructura de una trama HDLC. Al campo dedelimitacin, de direccin y de control, que preceden al campo de informacin sedenominan cabecera.


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Los campos de delimitacin estn localizados en los dos extremos de la trama, yambos corresponden a la siguiente combinacin de bits 01111110. Se puede usar unnico delimitador como final y comienzo de la siguiente trama simultneamente. Aambos lados de la interfaz entre el usuario y la red, los receptores estarncontinuamente intentando detectar esta secuencia para sincronizarse con el comienzode la trama. Cuando se recibe una trama, la estacin seguir intentando detectar esamisma secuencia para determinar as el final de la trama. Como se usa la secuencia01111110 en la delimitacin de las tramas, es necesario el uso del procedimientodenominado insercin de bits. Por el cual, el emisor cuando deba enviar una cadenaque contenga una secuencia de cinco bits en 1 insertar inmediatamente despus delquinto 1 un 0. El receptor, tras la deteccin del delimitador de comienzo, monitorizar la

cadena de bits recibida, de tal manera que cuando aparezca una combinacin de cinco1 seguidos, el sexto bit se examinar. Si dicho bit es 0, se eliminar sin ms. Si el sextobit es un 1 y el sptimo es un 0, la combinacin se considera como un delimitador. Silos bits sexto y sptimo son ambos igual a 1 se interpreta como una indicacin de cierregenerada por el emisor.

Por ejemplo, si se quiere transmitir la siguiente secuencia

01101111011111011111100

HDLC lo modificara de esta manera

0110111101111100111110100

Flag Direccin Control Informacin FCS Flag (comienzo de la tramasiguiente)

8 bits 8 bits 8 o 16 bits Longitud variable, 0 o ms bits, mltiplos de 8 16 bits8bits

A su vez en campo control puede tomar las siguientes codificacionesdependiendo del tipo de trama:

I: Informacin:1 2-4 5 6-80 N(S) P/F N(R)

N(S): Nmero de secuencia enviada. N(R): Nmero de secuencia recibida. P/F: Bit deSondeo/Final ("Poll/Final")

S: Supervisin:1-2 3-4 5 6-810 S P/F N(R)


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S: bits para las tramas de supervisin.

No numeradas:1-2 3-4 5 6-811 M P/F M

M: Bits para las tramas no numeradas.Cada dato que se enva, es encapsulado en una trama HDLC, esto aadindole

un header y una cola. El header contiene una direccin HDLC y un campo de controlHDLC. La cola contiene un campo de CRC (ciclic redundancy check).

Cada trama es separada por un delimitador o bandera con valor hexadecimal 7E.Este flag o bandera se puede utilizar para identificar el inicio de la siguiente trama.

Existen tres tipos de trama (DL_PDU): trama de informacin que transportan losdatos del usuario, de supervisin y de gestin (o no numeradas). El orden de inyeccinde las tramas en el medio de transmisin es LSB (primero el bit menos significativo).

Las tramas de supervisin se utilizan para el reconocimiento de tramas, controlde flujo y control de errores (siempre que no sea posible hacerlo mediante las tramas deinformacin). Existen cuatro subtramas identificadas por el campo S de campo decontrol (del tipo de supervisin):

00 RR (Receive Ready)01 REJ (Reject)10 RNR (Receive Not Ready)11 SREJ (Selective Reject)

Ready to Receive: Reconocimiento Positivo: RR N reconoce las tramas hasta laN-1 e indica que la prxima trama que espera recibir es la N.

Si tiene el bit P (poll/sondeo) activado indica que la estacin primaria estsondeando a la estacin secundaria.

Si tiene el bit F activado y es despus de una seleccin, indica que el secundarioest listo para recibir datos del primario. Si no es despus de una seleccin, la estacinsecundaria indica a la primaria que no tiene ms tramas que transmitir. Normalmente laestacin secundaria enva tramas de informacin hasta que se le acaban los datos yentonces enva una trama RR con F activado para indicar finalizacin.

Ready Not to Receive: Reconocimiento Positivo No Listo Para Recibir: RNR NReconoce las tramas hasta la N-1 e indica que ahora mismo no puede recibir mstramas.

Si tiene el bit P activado sirve para seleccionar la estacin secundaria querecibir los datos, indicando que la estacin primaria no va a recibir datos.


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Si tiene el bit F activado sirve para que la estacin secundaria indique a laestacin primaria que no est listo para recibir datos.

Reject: Rechazo: REJ N Reconoce las tramas hasta la N-1 e indica que a partirde la trama N hay que retransmitir.

Selective Reject: Rechazo Selectivo: SREJ N Indica que la trama N no llegcorrectamente y debe ser retransmitida.

Las rdenes que se pueden encontrar en las tramas de gestin son:

CODIGO ORDEN RESPUESTA00001 SNRM11011 SNRME11000 SARM DM11010 SARME11100 SABM

11110 SABME00000 UI UI00110 UA00010 DISC RD10000 SIM RIM00100 UP11001 RSET11101 XID XID10001 FRMR

Las rdenes SNRM, SNRME, SARM, SARME, SABM y SABME sirven para

activar el modo en que se comunicarn las estaciones: NRM o modo de respuestanormal, ARM o modo de respuesta asncrona y ABM o modo asncrono equilibrado, consus respectivas extensiones (NRME, SARME y SABME).

La orden RSET sirve para reiniciar la conexin y poner a cero los contadores yventanas deslizantes de las tramas. La orden DISC sirve para desconectar la conexin.

Campo de Direccin

El campo de direccin identifica a la estacin secundaria que ha transmitido oque va a recibir la trama. Este campo no se usa en enlaces punto a punto. El mismo

tiene normalmente 8 bits, puede usarse tambin un formato ampliado en el que ladireccin tendr un mltiplo de 7 bits. El bit menos significativo de cada octeto serrespectivamente 1 o 0, si es o no el ltimo octeto del campo de direccin. Los 7 bitsrestantes de cada octeto formarn la direccin propiamente dicha.

Campo de control

En HDLC se definen tres tipos de tramas, cada una con formato diferente para elcampo de control. Las tramas de informacin (tramas-I) transportan los datos


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generados por el usuario. En estas tramas tambin se incluye informacin para elcontrol ARQ de errores y de flujo. Las tramas de supervisin (tramas-S) proporcionan elmecanismo ARQ cuando la incorporacin de las confirmaciones en las tramas-I no esfactible. Las tramas no numeradas (Tramas- N) proporcionan funcionescomplementarias para controlar el enlace.

El primer o los dos primeros bits del campo de control se utilizan para identificarel tipo de trama. El resto de los bits se ubican en subcampos como se indica en lafigura. 6. (c) y (d) Todos los formatos posibles del HDLC contienen el bit sondeo/fin (P/Fpoll/final). Su utilizacin es dependiente del contexto. Normalmente en las tramas derdenes se denomina bit P, y se fija a 1 para solicitar (sondear) una respuesta a laentidad HDLC par. En las tramas de respuesta, el bit se denomina F, y se fija a un valor1 para identificar a la trama tipo respuesta devuelta tras la recepcin de una orden.

Campo de informacin

El campo de informacin solo est presente en las tramas- I y en algunas tramasN. Este campo puede contener cualquier secuencia de bits, con la nica restriccin queel nmero de bits sea igual a un mltiplo entero de 8. La longitud de este campo esvariable y siempre ser menor que un valor mximo predefinido.

Campo para la secuencia de comprobacin de la trama

La secuencia de comprobacin de la trama (FCS, Frame Check Sequence) es uncdigo para la deteccin de errores calculado a partir de los bits de la trama excluyendolos delimitadores.

Funcionamiento del HDLC

El funcionamiento del HDLC implica tres fases. Primero, uno de los dos extremosinicia el enlace de datos, de tal manera que las tramas se puedan intercambiar de unaforma ordenada. Durante esta fase, se pactan las opciones que se usarn en elintercambio posterior. Despus de la iniciacin, los dos extremos intercambian los datosgenerados por los usuarios as como informacin de control para llevar a cabo losprocedimientos de control del flujo y de errores. Finalmente, uno de los dos extremoscomunicar la finalizacin de la transmisin.

Iniciacin

La iniciacin la puede solicitar cualquiera de los dos extremos transmitiendo unade entre las seis rdenes previstas para fijar el modo. Esta orden sirve para tresobjetivos: 1. Se avisa al otro extremo sobre la solicitud de la iniciacin. 2. Se especificacual de los tres modos (NRM, ABM, ARM) se est solicitando. 3. Se especifica si se vana utilizar nmeros de secuencia de 3 o 7 bits.

Si el otro extremo acepta la solicitud, se informar al extremo sobre estacontingencia mediante la transmisin de una trama de confirmacin no numerada (UA,unnumbered acknowledged). Si la solicitud se rechaza, se enva una trama de mododesconectado (DM, disconnected mode).


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Transferencia de datos

Cuando la iniciacin se haya solicitado y haya sido aceptada, entonces se habrestablecido la conexin lgica. A partir de entonces, ambos lados pueden comenzar aenviar datos mediante tramas-I, comenzando con el nmero de secuencia igual a 0. Loscampos N(S) y N(R) de una trama-I contendrn los nmeros de secuencia con los que

se lleva a cabo el control del flujo y de errores. La secuencia de tramas-I se numerarsecuencialmente mdulo 8 o mdulo 128, dependiendo de si se utilizanrespectivamente 3 o 7 bits, utilizando el campo N(S). El campo N(R) se utiliza para laconfirmacin de las tramas-I recibidas; de esta forma se facilita que el mdulo HDLCindique al otro extremo el nmero de trama-I que se espera recibir.

Las tramas-S tambin se usan para controlar el flujo y los errores. La tramareceptor preparado (RR, receive ready) confirma una trama-I recibida, indicando a lavez la siguiente trama-I que se espera recibir. La RR se usa cuando no hay trfico en elsentido contrario (tramas-I) en el que se puedan incluir las confirmaciones. La tramareceptor no preparado (RNR, receive not ready) confirma una trama-I, como la hace laRR, pero a la vez solicita a la entidad situada al otro extremo del enlace que suspendala transmisin de tramas-I. Cuando la entidad que envi la RNR este de nuevopreparada, enviar una RR. La trama REJ sirve para iniciar el procedimiento ARQ convuelta-atrs-N. Con ella se indica que la ltima trama-I recibida se ha rechazado ysolicita la retransmisin de todas las tramas-I a partir de la N(R) indicada en la tramaREJ. La trama de rechazo selectivo (SREJ, selective reject) se usa para solicitar laretransmisin de una nica trama.

Desconexin

Cualquiera de las dos entidades situadas a ambos lados del enlace puedeniniciar la desconexin; tanto por iniciativa propia (si es que ha habido algn tipo de fallo)como tras la peticin cursada por capas superiores. HDLC lleva a cabo la desconexintransmitiendo una trama de desconexin (DISC, disconnect). El otro extremo podraceptar dicha desconexin devolviendo una trama UA e informando al usuario de lacapa 3 sobre el cierre de la conexin. Se puede perder cualquier trama-I pendiente deconfirmarse, en ese caso su recuperacin es responsabilidad de las capas superiores.

2.4 MODELO ISO/OSI

El modelo de referencia de Interconexin de Sistemas Abiertos (OSI, OpenSystem Interconnection) fue el modelo de red descriptivo creado por la OrganizacinInternacional para la Estandarizacin lanzado en 1984. Es decir, fue un marco de

referencia para la definicin de arquitecturas de interconexin de sistemas decomunicaciones.

Historia

A principios de la dcada de 1980 el desarrollo de redes sucedi con desordenen muchos sentidos. Se produjo un enorme crecimiento en la cantidad y el tamao delas redes. A medida que las empresas tomaron conciencia de las ventajas de usar


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tecnologas de conexin, las redes se agregaban o expandan a casi la mismavelocidad a la que se introducan las nuevas tecnologas de red.

Para mediados de la dcada de 1980, estas empresas comenzaron a sufrir lasconsecuencias de la rpida expansin. De la misma forma en que las personas que nohablan un mismo idioma tienen dificultades para comunicarse, las redes que utilizaban

diferentes especificaciones e implementaciones tenan dificultades para intercambiarinformacin. El mismo problema surga con las empresas que desarrollaban tecnologasde conexiones privadas o propietarias. "Propietario" significa que una sola empresa oun pequeo grupo de empresas controlan todo uso de la tecnologa. Las tecnologas deconexin que respetaban reglas propietarias en forma estricta no podan comunicarsecon tecnologas que usaban reglas propietarias diferentes.

Para enfrentar el problema de incompatibilidad de redes, la OrganizacinInternacional para la Estandarizacin (ISO) investig modelos de conexin como la redde Digital Equipment Corporation (DECnet), la Arquitectura de Sistemas de Red (SNA)y TCP/IP a fin de encontrar un conjunto de reglas aplicables de forma general a todaslas redes. Con base en esta investigacin, la ISO desarroll un modelo de red queayuda a los fabricantes a crear redes que sean compatibles con otras redes.

Modelo de referencia OSI

Siguiendo el esquema de este modelo se crearon numerosos protocolos, porejemplo X.25, que durante muchos aos ocuparon el centro de la escena de lascomunicaciones informticas.

El advenimiento de protocolos ms flexibles donde las capas no estn tandemarcadas y la correspondencia con los niveles no era tan clara puso a este esquemaen un segundo plano. Sin embargo es muy usado en la enseanza como una manerade mostrar cmo puede estructurarse una "pila" de protocolos de comunicaciones.

El modelo en s mismo no puede ser considerado una arquitectura, ya que noespecifica el protocolo que debe ser usado en cada capa, sino que suele hablarse demodelo de referencia. Este modelo est dividido en siete capas:

Capa Fsica (Capa 1)

La Capa Fsica del modelo de referencia OSI es la que se encarga de lasconexiones fsicas de la computadora hacia la red, tanto en lo que se refiere al mediofsico (medios guiados: cable coaxial, cable de par trenzado, fibra ptica y otros tipos decables; medios no guiados: radio, infrarrojos, microondas, lser y otras redesinalmbricas); caractersticas del medio (p.e. tipo de cable o calidad del mismo; tipo deconectores normalizados o en su caso tipo de antena; etc.) y la forma en la que setransmite la informacin (codificacin de seal, niveles de tensin/intensidad decorriente elctrica, modulacin, tasa binaria, etc.)

Es la encargada de transmitir los bits de informacin a travs del medio utilizadopara la transmisin. Se ocupa de las propiedades fsicas y caractersticas elctricas delos diversos componentes; de la velocidad de transmisin, si sta es uni o bidireccional


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(smplex, dplex o full-dplex). Tambin de aspectos mecnicos de las conexiones yterminales, incluyendo la interpretacin de las seales elctricas/electromagnticas.Se encarga de transformar una trama de datos proveniente del nivel de enlace en unaseal adecuada al medio fsico utilizado en la transmisin. Estos impulsos pueden serelctricos (transmisin por cable) o electromagnticos (transmisin sin cables). Estosltimos, dependiendo de la frecuencia / longitud de onda de la seal pueden ser pticos,

de micro-ondas o de radio. Cuando acta en modo recepcin el trabajo es inverso; seencarga de transformar la seal transmitida en tramas de datos binarios que sernentregados al nivel de enlace.

Sus principales funciones se pueden resumir como:

o Definir el medio o medios fsicos por los que va a viajar la comunicacin: cablede pares trenzados (o no, como en RS232/EIA232), coaxial, guas de onda, aire,fibra ptica.

o Definir las caractersticas materiales (componentes y conectores mecnicos) yelctricas (niveles de tensin) que se van a usar en la transmisin de los datospor los medios fsicos.

o Definir las caractersticas funcionales de la interfaz (establecimiento,mantenimiento y liberacin del enlace fsico).

o Transmitir el flujo de bits a travs del medio.o Manejar las seales elctricas/electromagnticaso Especificar cables, conectores y componentes de interfaz con el medio de

transmisin, polos en un enchufe, etc.o Garantizar la conexin (aunque no la fiabilidad de sta).

Codificacin de la seal

El nivel fsico recibe una trama binaria que debe convertir a una seal elctrica,electromagntica u otra dependiendo del medio, de tal forma que a pesar de ladegradacin que pueda sufrir en el medio de transmisin vuelva a ser interpretablecorrectamente en el receptor.

En el caso ms sencillo el medio es directamente digital, como en el caso de lasfibras pticas, dado que por ellas se transmiten pulsos de luz.

Cuando el medio no es digital hay que codificar la seal, en los casos mssencillos la codificacin puede ser por pulsos de tensin (PCM o Pulse CodeModulation) (por ejemplo 5 V para los "unos" y 0 V para los "ceros"), es lo que se llamacodificacin unipolar RZ. Otros medios se codifican mediante presencia o ausencia decorriente. En general estas codificaciones son muy simples y no usan bien la capacidadde medio. Cuando se quiere sacar ms partido al medio se usan tcnicas demodulacin ms complejas, y suelen ser muy dependientes de las caractersticas delmedio concreto.

En los casos ms complejos, como suelen ser las comunicaciones inalmbricas,se pueden dar modulaciones muy sofisticadas, este es el caso de los estndares Wi-Fi,en el que se utiliza codificacin OFDM.


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Topologa y medios compartidos

Indirectamente, el tipo de conexin que se haga en la capa fsica puede influir enel diseo de la capa de Enlace. Atendiendo al nmero de equipos que comparten unmedio hay dos posibilidades:

o

Conexiones punto a punto: que se establecen entre dos equipos y que noadmiten ser compartidas por terceroso Conexiones multipunto: en la que ms de dos equipos pueden usar el medio.

As por ejemplo la fibra ptica no permite fcilmente conexiones multipunto (sinembargo, vase FDDI) y por el contrario las conexiones inalmbricas soninherentemente multipunto (sin embargo, vanse los enlaces infrarrojos). Haytopologas por ejemplo la topologa de anillo, que permiten conectar muchas mquinasa partir de una serie de conexiones punto a punto (Directa entre dos maquinas).Equipos adicionales

A la hora de disear una red hay equipos adicionales que pueden funcionar anivel fsico, se trata de los repetidores, en esencia se trata de equipos que amplifican laseal, pudiendo tambin regenerarla. En las redes Ethernet con la opcin de cableadode par trenzado (la ms comn hoy por hoy) se emplean unos equipos de interconexinllamados concentradores (repetidores en las redes 10Base-2) ms conocidos por sunombre en ingls (hubs) que convierten una topologa fsica en estrella en un bus lgicoy que actan exclusivamente a nivel fsico, a diferencia de los conmutadores (switches)que actan a nivel de enlace.

Capa de enlace de datos (Capa 2)

Cualquier medio de transmisin debe ser capaz de proporcionar una transmisinsin errores, es decir, un trnsito de datos fiable a travs de un enlace fsico. Debe creary reconocer los lmites de las tramas, as como resolver los problemas derivados deldeterioro, prdida o duplicidad de las tramas. Tambin puede incluir algn mecanismode regulacin del trfico que evite la saturacin de un receptor que sea ms lento que elemisor.

La capa de enlace de datos se ocupa del direccionamiento fsico, de la topologade la red, del acceso a la red, de la notificacin de errores, de la distribucin ordenadade tramas y del control del flujo.

Se hace un direccionamiento de los datos en la red ya sea en la distribucinadecuada desde un emisor a un receptor, la notificacin de errores, de la topologa dela red de cualquier tipo. La tarjeta NIC (Network Interface Card, Tarjeta de Interfaz deRed en espaol o Tarjeta de Red) que se encarga de que tengamos conexin, poseeuna direccin MAC (control de acceso al medio) y la LLC (control de enlace lgico).

Los Switches realizan su funcin en esta capa siempre y cuando este encendidoel nodo.


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Capa de red (Capa 3)

El cometido de la capa de red es hacer que los datos lleguen desde el origen aldestino, aun cuando ambos no estn conectados directamente. Los dispositivos quefacilitan tal tarea se denominan en castellano encaminadores, aunque es ms frecuenteencontrar el nombre ingls routers y, en ocasiones enrutadores.

Adicionalmente la capa de red lleva un control de la congestin de red, que es elfenmeno que se produce cuando una saturacin de un nodo tira abajo toda la red(similar a un atasco en un cruce importante en una ciudad grande). La PDU (Unidad deDatos del Protocolo, por sus siglas en ingls) de la capa 3 es el paquete.

Los routers trabajan en esta capa, aunque pueden actuar como switch de nivel 2en determinados casos, dependiendo de la funcin que se le asigne. Los firewallsactan sobre esta capa principalmente, para descartar direcciones de mquinas.

En este nivel se realiza el direccionamiento lgico y la determinacin de la rutade los datos hasta su receptor final.

Capa de transporte (Capa 4)

Su funcin bsica es aceptar los datos enviados por las capas superiores,dividirlos en pequeas partes si es necesario, y pasarlos a la capa de red. En el casodel modelo OSI, tambin se asegura que lleguen correctamente al otro lado de lacomunicacin. Otra caracterstica a destacar es que debe aislar a las capas superioresde las distintas posibles implementaciones de tecnologas de red en las capasinferiores, lo que la convierte en el corazn de la comunicacin. En esta capa seproveen servicios de conexin para la capa de sesin que sern utilizados finalmentepor los usuarios de la red al enviar y recibir paquetes. Estos servicios estarn asociadosal tipo de comunicacin empleada, la cual puede ser diferente segn el requerimientoque se le haga a la capa de transporte. Por ejemplo, la comunicacin puede sermanejada para que los paquetes sean entregados en el orden exacto en que seenviaron, asegurando una comunicacin punto a punto libre de errores, o sin tener encuenta el orden de envo. Una de las dos modalidades debe establecerse antes decomenzar la comunicacin para que una sesin determinada enve paquetes, y seser el tipo de servicio brindado por la capa de transporte hasta que la sesin finalice.De la explicacin del funcionamiento de esta capa se desprende que no est tanencadenada a capas inferiores como en el caso de las capas 1 a 3, sino que el servicioa prestar se determina cada vez que una sesin desea establecer una comunicacin.Todo el servicio que presta la capa est gestionado por las cabeceras que agrega alpaquete a transmitir.

En resumen, podemos definir a la capa de transporte como:

Capa encargada de efectuar el transporte de los datos (que se encuentran dentro delpaquete) de la mquina origen a la de destino, independizndolo del tipo de red fsicaque se est utilizando. La PDU de la capa 4 se llama Segmentos. Sus protocolos sonTCP y UDP el primero orientado a conexin y el otro sin conexin


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Capa de sesin (Capa 5)

Esta capa establece, gestiona y finaliza las conexiones entre usuarios (procesoso aplicaciones) finales. Ofrece varios servicios que son cruciales para la comunicacin,como son:

o

Control de la sesin a establecer entre el emisor y el receptor (quin transmite,quin escucha y seguimiento de sta).o Control de la concurrencia (que dos comunicaciones a la misma operacin

crtica no se efecten al mismo tiempo).o Mantener puntos de verificacin (checkpoints), que sirven para que, ante una

interrupcin de transmisin por cualquier causa, la misma se pueda reanudardesde el ltimo punto de verificacin en lugar de repetirla desde el principio.

Por lo tanto, el servicio provisto por esta capa es la capacidad de asegurar que,dada una sesin establecida entre dos mquinas, la misma se pueda efectuar para lasoperaciones definidas de principio a fin, reanudndolas en caso de interrupcin. Enmuchos casos, los servicios de la capa de sesin son parcial o totalmente prescindibles.En conclusin esta capa es la que se encarga de mantener el enlace entre los doscomputadores que estn transmitiendo datos de cualquier ndole.

Capa de presentacin (Capa 6)

El objetivo de la capa de presentacin es encargarse de la representacin de lainformacin, de manera que aunque distintos equipos puedan tener diferentesrepresentaciones internas de caracteres (ASCII, Unicode, EBCDIC), nmeros (little-endian tipo Intel, big-endian tipo Motorola), sonido o imgenes, los datos lleguen demanera reconocible.

Esta capa es la primera en trabajar ms el contenido de la comunicacin que elcmo se establece la misma. En ella se tratan aspectos tales como la semntica y lasintaxis de los datos transmitidos, ya que distintas computadoras pueden tenerdiferentes formas de manejarlas.

Esta capa tambin permite cifrar los datos y comprimirlos. En pocas palabras esun traductor.

Por todo ello, podemos resumir la definicin de esta capa como aquellaencargada de manejar la estructura de datos abstracta y realizar las conversiones derepresentacin de los datos necesarios para la correcta interpretacin de los mismos.

Capa de aplicacin (Capa 7)

Ofrece a las aplicaciones (de usuario o no) la posibilidad de acceder a losservicios de las dems capas y define los protocolos que utilizan las aplicaciones paraintercambiar datos, como correo electrnico (POP y SMTP), gestores de bases de datosy servidor de ficheros (FTP). Hay tantos protocolos como aplicaciones distintas y puestoque continuamente se desarrollan nuevas aplicaciones el nmero de protocolos crecesin parar.


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Cabe aclarar que el usuario normalmente no interacta directamente con el nivel

de aplicacin. Suele interactuar con programas que a su vez interactan con el nivel deaplicacin pero ocultando la complejidad subyacente. As por ejemplo un usuario nomanda una peticin "GET index.html HTTP/1.0" para conseguir una pgina en html, nilee directamente el cdigo html/xml.

Entre los protocolos (refirindose a protocolos genricos, no a protocolos de lacapa de aplicacin de OSI) ms conocidos destacan:

o HTTP (HyperText Transfer Protocol = Protocolo de Transferencia deHipertexto) el protocolo bajo la www.

o FTP (File Transfer Protocol = Protocolo de Transferencia de Archivos) ( FTAM,fuera de TCP/IP) transferencia de ficheros.

o SMTP (Simple Mail Transfer Protocol = Protocolo Simple de Correo) (X.400fuera de tcp/ip) envo y distribucin de correo electrnico.

o POP (Post Office Protocol = Protocolo de Oficina de Correo)/IMAP: reparto decorreo al usuario final.

o SSH (Secure Shell = Capa Segura) principalmente terminal remoto, aunque enrealidad cifra casi cualquier tipo de transmisin.

o Telnet otro terminal remoto, ha cado en desuso por su inseguridad intrnseca,ya que las claves viajan sin cifrar por la red.

Hay otros protocolos de nivel de aplicacin que facilitan el uso y administracinde la red:

o SNMP (Simple Network Management Protocol)o DNS (Domain Name System)...

Unidades de datos

El intercambio de informacin entre dos capas OSI consiste en que cada capa enel sistema fuente le agrega informacin de control a los datos, y cada capa en elsistema de destino analiza y remueve la informacin de control de los datos comosigue:

Si un ordenador (host A) desea enviar datos a otro (host B), en primer trmino losdatos deben empaquetarse a travs de un proceso denominado encapsulamiento, esdecir, a medida que los datos se desplazan a travs de las capas del modelo OSI,reciben encabezados, informacin final y otros tipos de informacin.

N-PDU (Unidad de datos de protocolo)

Es la informacin intercambiada entre entidades pares, es decir, dos entidadespertenecientes a la misma capa pero en dos sistemas diferentes, utilizando unaconexin (N-1).

Est compuesta por:


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N-SDU (Unidad de datos del servicio)

Son los datos que se necesitan las entidades (N)) para realizar funciones delservicio pedido por la entidad (N+1).

N-PCI (Informacin de control del protocolo)

Informacin intercambiada entre entidades (N) utilizando una conexin (N-1) paracoordinar su operacin conjunta.

N-IDU (Unidad de datos de interfase)

Es la informacin transferida entre dos niveles adyacentes, es decir, dos capascontiguas.

Est compuesta por:

N-ICI (Informacin de control del interface)

Informacin intercambiada entre una entidad (N+1) y una entidad (N) paracoordinar su operacin conjunta.

Datos de Interface-(N)

Informacin transferida entre una entidad-(N+1) y una entidad-(N) y quenormalmente coincide con la (N+1)-PDU.

Transmisin de los datos

Transferencia de informacin en el modelo OSI.

La capa de aplicacin recibe el mensaje del usuario y le aade una cabeceraconstituyendo as la PDU de la capa de aplicacin. La PDU se transfiere a la capa deaplicacin del nodo destino, este elimina la cabecera y entrega el mensaje al usuario.

Para ello ha sido necesario todo este proceso:

1. Ahora hay que entregar la PDU a la capa de presentacin para ello hayque aadirla la correspondiente cabecera ICI y transformarla as en una IDU, lacual se transmite a dicha capa.2. La capa de presentacin recibe la IDU, le quita la cabecera y extrae lainformacin, es decir, la SDU, a esta le aade su propia cabecera (PCI)constituyendo as la PDU de la capa de presentacin.3. Esta PDU es transferida a su vez a la capa de sesin mediante el mismoproceso, repitindose as para todas las capas.4. Al llegar al nivel fsico se envan los datos que son recibidos por la capafsica del receptor.


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5. Cada capa del receptor se ocupa de extraer la cabecera, queanteriormente haba aadido su capa homloga, interpretarla y entregar la PDU ala capa superior.6. Finalmente llegar a la capa de aplicacin la cual entregar el mensaje alusuario.

Formato de los datosEstos datos reciben una serie de nombres y formatos especficos en funcin de

la capa en la que se encuentren, debido a como se describi anteriormente la adhesinde una serie de encabezados e informacin final.

APDU Unidad de datos en la capa de aplicacin (Capa 7).PPDU Unidad de datos en la capa de presentacin (Capa 6).SPDU Unidad de datos en la capa de sesin (Capa 5).TPDU (Segmento o datagrama) Unidad de datos en la capa de transporte (Capa 4).Paquete Unidad de datos en el nivel de red (Capa 3).Trama Unidad de datos en la capa de enlace (Capa 2).Bits Unidad de datos en la capa fsica (Capa 1).

Operaciones sobre los datos

En determinadas situaciones es necesario realizar una serie de operacionessobre las PDU para facilitar su transporte, debido a que son demasiado grandes o bienporque son demasiado pequeas y estaramos desaprovechando la capacidad delenlace.

Segmentacin y reensamblaje

o Hace corresponder a una (N)-SDU sobre varias (N)-PDU.o El reensamblaje hace corresponder a varias (N)-PDUs en una (N)-SDU.

Bloqueo y desbloqueo

o El bloqueo hace corresponder varias (N)-SDUs en una (N)-PDU.o El desbloqueo identifica varias (N)-SDUs que estn contenidas en una (N)-PDU.

Concatenacin y separacin

o La concatenacin es una funcin-(N) que realiza el nivel-(N) y que hacecorresponder varias (N)-PDUs en una sola (N-1)-SDU.

o La separacin identifica varias (N)-PDUs que estn contenidas en una sola (N-1)-SDU.

2.5 TCP/IP

Se han desarrollado diferentes familias de protocolos para comunicacin por redde datos para los sistemas UNIX. El ms ampliamente utilizado es el Internet ProtocolSuite, comnmente conocido como TCP / IP.


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Es un protocolo DARPA que proporciona transmisin fiable de paquetes de datossobre redes. El nombre TCP / IP Proviene de dos protocolos importantes de la familia,el Transmission Contorl Protocol (TCP) y el Internet Protocol (IP). Todos juntos llegan aser ms de 100 protocolos diferentes definidos en este conjunto. El TCP / IP es la basedel Internet que sirve para enlazar computadoras que utilizan diferentes sistemasoperativos, incluyendo PC, minicomputadoras y computadoras centrales sobre redes de

rea local y rea extensa. TCP / IP fue desarrollado y demostrado por primera vez en1972 por el departamento de defensa de los Estados Unidos, ejecutndolo en elARPANET una red de rea extensa del departamento de defensa.

Las capas conceptuales del software de protocolos

Pensemos los mdulos del software de protocolos en una pila vertical constituidapor capas. Cada capa tiene la responsabilidad de manejar una parte del problema.

Red

Conceptualmente, enviar un mensaje desde un programa de aplicacin en unamaquina hacia un programa de aplicaciones en otra, significa transferir el mensaje haciaabajo, por las capas sucesivas del software de protocolo en la maquina emisora,transferir un mensaje a travs de la red y luego, transferir el mensaje hacia arriba, atravs de las capas sucesivas del software de protocolo en la maquina receptora. En laprctica, el software es mucho ms complejo de lo que se muestra en el modelo. Cadacapa toma decisiones acerca de lo correcto del mensaje y selecciona una accinapropiada con base en el tipo de mensaje o la direccin de destino. Por ejemplo, unacapa en la mquina de recepcin debe decidir cundo tomar un mensaje o enviarlo aotra mquina. Otra capa debe decidir qu programa de aplicacin deber recibir elmensaje. Para entender la diferencia entre la organizacin conceptual del software deprotocolo y los detalles de implantacin, consideremos la comparacin de la figura 2. Eldiagrama conceptual (A) muestra una capa de Internet entre una capa de protocolo dealto nivel y una capa de interfaz de red. El diagrama realista (B) muestra el hecho deque el software IP puede comunicarse con varios mdulos de protocolo de alto nivel ycon varias interfaces de red. Aun cuando un diagrama conceptual de la estratificacinpor capas no todos los detalles, sirven como ayuda para explicar los conceptosgenerales. Por ejemplo el modelo 3 muestra las capas del software de protocoloutilizadas por un mensaje que atraviesa tres redes. El diagrama muestra solo la interfazde red y las capas de protocolo Internet en los ruteadores debido a que slo estascapas son necesarias para recibir, rutear y enviar los diagramas. S en tiende quecualquier maquina conectada hacia dos redes debe tener dos mdulos de interfaz dered, aunque el diagrama de estratificacin por capas muestra slo una capa de interfazde red en cada maquina.

Funcionalidad de las capas

Una vez que se toma la decisin de subdividir los problemas de comunicacin encuatro subproblemas y organizar el software de protocolo en mdulos, de manera quecada uno maneja un problema, surge la pregunta. "Qu tipo de funciones debe instalaren cada mdulo?". La pregunta no es fcil de responder por varias razones. En primerlugar, un grupo de objetivos y condiciones determinan un problema de comunicacin en


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particular, es posible elegir una organizacin que optimice un software de protocolospara ese problema. Segundo, incluso cuando se consideran los servicios generales alnivel de red, como un transporte confiable es posible seleccionar entre distintasmaneras de resolver el problema. Tercero, el diseo de una arquitectura de red y laorganizacin del software de protocolo esta interrelacionado; no se puede disear a unosin considera al otro.

Modelos de referencia ISO de 7 capas

Existen dos modelos dominantes sobre la estratificacin por capas de protocolo.La primera, basada en el trabajo realizado por la International Organization forStandardization (Organizacin para la Estandarizacin o ISO, por sus siglas en ingls),conocida como Referencia Model of Open System Interconnection Modelo de referenciade interconexin de sistemas abiertos) de ISO, denominada frecuentemente modeloISO. El modelo ISO contiene 7 capas conceptuales organizadas como se muestra acontinuacin: (imgenes removidas, es necesario bajar el trabajo). El modelo ISO,elaborado para describir protocolos para una sola red, no contiene un nivel especficopara el ruteo en el enlace de redes, como sucede con el protocolo TCP/IP.

X.25 y su relacin con el modelo ISO

Aun cuando fue diseado para proporcionar un modelo conceptual y no una guade implementacin, el esquema de estratificacin por capas de ISO ha sido la basepara la implementacin de varios protocolos. Entre los protocolos comnmenteasociados con el modelo ISO, el conjunto de protocolos conocido como X.25 esprobablemente el mejor conocido y el ms ampliamente utilizado. X.25 fue establecidocomo una recomendacin de la Telecommunications Section de la InternationalTelecommunications Union (ITU-TS), una organizacin internacional que recomiendaestndares para los servicios telefnicos internacionales. X.25 ha sido adoptado paralas redes pblicas de datos y es especialmente popular en Europa. Consideraremos aX.25 para ayudar a explicar la estratificacin por capas de ISO. Dentro de la perspectivade X.25, una red opera en gran parte como un sistema telefnico. Una red X.25 seasume como si estuviera formada por complejos conmutadores de paquetes que tienenla capacidad necesaria para el ruteo de paquetes. Los anfitriones no estncomunicados de manera directa a los cables de comunicacin de la red. En lugar deello, cada anfitrin se comunica con uno de los conmutadores de paquetes por mediode una lnea de comunicacin serial. En cierto sentido la comunicacin entre un anfitriny un conmutador de paquetes X.25 es una red miniatura que consiste en un enlaceserial. El anfitrin puede seguir un complicado procedimiento para transferir paqueteshacia la red.

o Capa fsica. X.25 especifica un estndar para la interconexin fsica entrecomputadoras anfitrin y conmutador de paquetes de red, as como los procedimientosutilizados para transferir paquetes de una mquina a otra. En el modelo de referencia, elnivel 1 especifica la interconexin fsica incluyendo las caractersticas de voltaje ycorriente. Un protocolo correspondiente, X.2 1, establece los detalles empleados en lasredes pblicas de datos.

o Capa de enlace de datos. El nivel 2 del protocolo X.25 especifica la forma en quelos datos viajan entre un anfitrin y un conmutador de paquetes al cual est conectado.


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X.25 utiliza el trmino trama para referirse a la unidad de datos cuando esta pasa entreun anfitrin y un conmutador de paquetes (es importante entender que la definicin deX.25 de trama difiere ligeramente de la forma en que la hemos empleado hasta aqu).Dado que el hardware, como tal, entrega solo un flujo de bits, el nivel de protocolos 2debe definir el formato de las tramas y especificar cmo las dos mquinas reconocenlas fronteras de la trama. Dado que los errores de transmisin pueden destruir los

datos, el nivel de protocolos 2 incluye una deteccin de errores (esto es, una suma deverificacin de trama). Finalmente, dado que la transmisin es no confiable, el nivel deprotocolos 2 especifica un intercambio de acuses de recibo que permite a las dosmquinas saber cundo se ha transferido una trama con xito.

o Hay protocolos de nivel 2, utilizado comnmente, que se conoce como HighLevel Data Link Communication (Comunicacin de enlace de datos de alto nivel), mejorconocido por sus siglas, HDLC. Existen varias versiones del HDLC, la ms reciente esconocida como HDLCILAPB. Es Recordar que una transferencia exitosa en el nivel 2significa que una trama ha pasado hacia un conmutador de paquetes de red para suentrega; esto no garantiza que el conmutador de paquetes acepte el paquete o que estdisponible para rutearlo.

o Capa de red. El modelo de referencia ISO especifica que el tercer nivel contienefunciones que completan la interaccin entre el anfitrin y la red. Conocida como capade red o subred de comunicacin, este nivel define la unidad bsica de transferencia atravs de la red e incluye el concepto de direccionamiento de destino y ruteo. Deberecordarse que en el mundo de X.25 la comunicacin entre el anfitrin y el conmutadorde paquetes esta conceptualmente aislada respecto al trfico existente. As, la redpermitira que paquetes definidos por los protocolos del nivel 3 sean mayores que eltamao de la trama que puede ser transferida en el nivel 2. El software del nivel 3ensambla un paquete en la forma esperada por la red y utiliza el nivel 2 para transferido(quizs en fragmentos) hacia el conmutador de paquetes. El nivel 3 tambin deberesponder a los problemas de congestionamiento en la red.

o Capa de transporte. El nivel 4 proporciona confiabilidad punto a punto y mantienecomunicados al anfitrin de destino con el anfitrin fuente. La idea aqu es que, ascomo en los niveles inferiores de protocolos se logra cierta confiabilidad verificandocada transferencia, la capa punto a punto duplica la verificacin para asegurarse de queninguna mquina intermedia ha fallado.

o Capa de sesin. Los niveles superiores del modelo ISO describen cmo elsoftware de protocolos puede organizarse para manejar todas las funciones necesariaspara los programas de aplicacin. El comit ISO considera el problema del acceso auna terminal remota como algo tan importante que asign la capa 5 para manejarlo. Dehecho, el servicio central ofrecido por las primeras redes pblicas de datos consista enuna terminal para la interconexin de anfitriones. Las compaas proporcionaban en lared, mediante una lnea de marcacin, una computadora anfitrin de propsito especial,llamada Packet Assembler and Disassemb

manual redes industriales_unidad 1 y 2

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