redes

Marco Conceptual

Computador

Una computadora o un computador, (del latn computare -calcular-), tambin denominada ordenador (del francs ordinateur, y ste del latn ordinator), es una mquina electrnica que recibe y procesa datos para convertirlos en informacin til.

Red Informtica

Una red es un sistema donde los elementos que lo componen (por lo general ordenadores) son autnomos y estn conectados entre s por medios fsicos y/o lgicos y que pueden comunicarse para compartir recursos. Independientemente a esto, definir el concepto de red implica diferenciar entre el concepto de red fsica y red de comunicacin.

Informacin

En sentido general, la informacin es un conjunto organizado de datos procesados, que constituyen un mensaje que cambia el estado de conocimiento del sujeto o sistema que recibe dicho mensaje.

Internet

Internet es un conjunto descentralizado de redes de comunicacin interconectadas que utilizan la familia de protocolos TCP/IP, garantizando que las redes fsicas heterogneas que la componen funcionen como una red lgica nica, de alcance mundial.

WWW

Es un conjunto de servicios basados en hipermedios, ofrecidos en todo el mundo a travs de Internet, se lo llama WWW (World Wide Web - Telaraa de Cobertura Mundial).

Modem

Un mdem es un dispositivo que sirve para enviar una seal llamada moduladora mediante otra seal llamada portadora.

Switch

Los switches son dispositivos que filtran y encaminan paquetes de datos entre segmentos (sub-redes) de redes locales. Operan en la capa de enlace (capa 2) del modelo OSI, debiendo ser independientes de los protocolos de capa superior.

Stack

Consiste en agrupar diversos switchs de manera que para la red aparentan ser un solo dispositivo. Para ello los switchs que permiten esta accin disponen de unos puertos especficos para ser enlazados entre s, empleando conectores dedicados (pueden ser de cobre o FO) pero no se trata de cables de red convencionales. Las dos configuraciones que se pueden emplear son la cadena (chain) o el anillo (ring).Los beneficios de realizar esta accin se resumen en tres: Permite escalar el tamao de los conmutadores a las necesidades de la red. Gestin unificada. Proporciona redundancia en las comunicaciones.La primera ventaja es sencilla de explicar, conforme crece la red, podemos ir apilando switchs al stack, sin necesidad de substituir los switchs por otros de ms puertos. La limitacin que tenemos, es que necesitamos que los switchs del stack sean idnticos (mismo modelo) y que tenemos un lmite de switchs en la pila (para el caso de D-Link son 12).La unificacin de la gestin, quiere decir que el grupo de switchs apilados (fabric) se administra a partir de una sola IP o consola. Uno de los switchs toma el papel de rector del stack, lo denominamos Master Switch. Ser el switch al que deberemos conectarnos para administrar el conjunto, bien va IP (web, ssh o telnet) o directamente por conexin de consola.En cuanto a la redundancia, por un lado al mismo tiempo que tenemos un Master Switch (se puede elegir quien ser usando prioridad o bien dejar que se asignen por la MAC ms baja), el sistema elige un Backup que tomar el rol de Master si ste deja de responder. Ello nos asegura el funcionamiento del stack. Por otro lado, podemos enlazar los dispositivos de alta disponibilidad mediante Cross Device Trunking, lo cual quiere decir que lo conectamos al stack mediante dos o ms enlaces pero en switchs diferentes, de manera que tenemos la agrupacin de enlaces (aumento del ancho de banda) y garantizamos redundancia no slo a la cada de un enlace, si no tambin a la cada de un switch..Cable de Par TrenzadoConsiste en dos alambres de cobre aislados, que se trenzan de forma helicoidal, igual que una molcula de DNA. De esta forma el par trenzado constituye un circuito que puede transmitir datos.Esto se hace porque dos alambres paralelos constituyen una antena simple. Cuando se trenzan los alambres, las ondas de diferentes vueltas se cancelan, por lo que la radiacin del cable es menos efectiva. As la forma trenzada permite reducir la interferencia elctrica tanto exterior como de pares cercanos. Un cable de par trenzado est formado por un grupo de pares trenzados, normalmente cuatro, recubiertos por un material aislante.

Rack Un rack es un bastidor destinado a alojar equipamiento electrnico, informtico y de comunicaciones.

LAN Una red de rea local, red local o LAN (del ingls local rea Network) es la interconexin de varias computadoras y perifricos. Su extensin est limitada fsicamente a un edificio o a un entorno de 200 metros, con repetidores podra llegar a la distancia de un campo de 1 kilmetro.

Protocolo TCP/IP El TCP/IP es la base del Internet que sirve para enlazar computadoras que utilizan diferentes sistemas operativos, incluyendo PC, minicomputadoras y computadoras centrales sobre redes de rea local y rea extensa.

Topologa La topologa de red se define como la cadena de comunicacin usada por los nodos que conforman una red para comunicarse.

Dispositivos de Red

Los equipos que se conectan de forma directa a un segmento de red se denominan dispositivos. Estos dispositivos se clasifican en dos grupos:

Dispositivos de usuario final

Son aquellos dispositivos que conectan a los usuarios con la red tambin se conocen con el nombre de host (estacin de trabajo). Los dispositivos de usuario final incluyen los computadores, impresoras, escneres y dems dispositivos que brindan servicios directamente al usuario.

Dispositivos de Red

Tambin conocidos como Elementos Activos, son dispositivos que se encargan de transportar los datos que deben transferirse entre dispositivos de usuarios final. Los dispositivos de red son todos aquellos que se conectan entre s a los dispositivos de usuario final, posibilitando su intercomunicacin.

MODELO TCP/IP

El modelo TCP/IP es un modelo de descripcin de protocolos de red creado en la dcadade1970 porDARPA, una agencia del Departamento de Defensa de los Estados Unidos. Evolucion de ARPANET, el cual fue la primera red y predecesora de Internet. EL modelo TCP/IP se denomina a veces como Internet Model, Modelo DoD o Modelo DARPA.

El modelo TCP/IP, describe un conjunto de guas generales de diseo e implementacin de protocolos de red especficos para permitir que un equipo pueda comunicarse en una red. TCP/IP provee conectividad de extremo a extremo especificando como los datos deberan ser formateados, direccionados, transmitidos, enrutados y recibidos por el destinatario. Existen protocolos para los diferentes tipos de servicios de comunicacin entre equipos.

TCP/IP tiene cuatro capas de abstraccin segn se define en el RFC 1122.Esta arquitectura de capas a menudo es comparada con el Modelo OSI de siete capas. El modelo TCP/IP y los protocolos relacionados son mantenidos por la Internet Engineering Task Force(IETF).Para conseguir un intercambio fiable de datos entre dos equipos, se deben llevar a cabo muchos procedimientos separados. El resultado es que el software de comunicaciones es complejo. Con un modelo en capas o niveles resulta ms sencillo agrupar funciones relacionadas e implementar el software de comunicaciones modular.

Las capas estn jerarquizadas. Cada capa se construye sobre su predecesora. El nmero de capas y, en cada una de ellas, sus servicios y funciones son variables con cada tipo de red. Sin embargo, en cualquier red, la misin de cada capa es proveer servicios a las capas superiores hacindoles transparentes el modo en que esos servicios se llevan a cabo. De esta manera, cada capa debe ocuparse exclusivamente de su nivel inmediatamente inferior, a quien solicita servicios, y del nivel inmediatamente superior, a quien devuelve resultados.

CAPAS DEL MODELO TCP/IP

Capa de aplicacin: Se corresponde con los niveles OSI de aplicacin, presentacin y sesin. Aqu se incluyen protocolos destinados a proporcionarservicios, tales como correo electrnico (SMTP), transferencia de ficheros (FTP),conexin remota (TELNET) y otros ms recientes como el protocolo HTTP(Hypertext Transfer Protocol).Protocolos: HTTP, FTP, TFTP, SMTP, DNS, SNMP.

Capa de Transporte: Coincide con el nivel de transporte del modelo OSI. Los protocolos de este nivel, tales como TCP y UDP, se encargan de manejar los datos y proporcionar la fiabilidad necesaria en el transporte de los mismos. Protocolos: UDP, TCP.

Capa de Internet: Es el nivel de red del modelo OSI. Incluye al protocolo IP, que se encarga de enviar los paquetes de informacin a sus destinos correspondientes. Es utilizado con esta finalidad por los protocolos del nivel de transporte. Protocolos: IP, ICMP, IGMP, ARP, RARP, BOOTP.

Capa de Enlace: Los niveles OSI correspondientes son el de enlace y el nivel fsico. Los protocolos que pertenecen a este nivel son los encargados de la transmisin a travs del medio fsico al que se encuentra conectado cada host, como puede ser una lnea punto a punto o una red Ethernet. Protocolos: Punto a punto.

ETHERNET

Ethernet es una popular tecnologa LAN (Red de rea Local) que utiliza el Acceso mltiple con portadora y deteccin de colisiones (Carrier Sense Mltiple Access with Collision Detection, CSMA/CD) entre estaciones con diversos tipos de cables.La trama de Ethernet es de una longitud variable pero no es menor a 64 bytes ni rebasa los 1518 bytes (encabezado, datos y CRC), cada trama contiene un campo con la informacin de la direccin de destino.Adems de la informacin que identifica la fuente y el destino, cada trama transmitida contiene un prembulo, un campo tipo, un campo de datos y un campo para verificacin por redundancia cclica (CRC- Cyclic Redundancy Check). El prembulo consiste en 64bits que alternan ceros y unos para ayudar a la sincronizacin de los nodos de recepcin. El CRC de 32 bits ayuda a la interfaz a detectar los errores de transmisin: el emisorcalcula el CRC como una funcin de los datos en la trama y el receptor calcula de nuevo el CRC para verificar que el paquete se reciba intacto. El campo de tipo de trama contiene un entero de 16 bits que identifica el tipo de dato que se est transfiriendo en la trama. Desde el punto de vista de Internet, este campo es esencial porque significa que las tramas se autoidentifican. Cuando una trama llega a una mquina dada, el sistema operativo utiliza el tipo de trama para determinar qu mdulo de software de protocolos se utilizar para procesar la trama. La mayor ventaja de que las tramas se autoidentifiquen es que stas permiten que mltiples protocolos se utilicenjuntos en una sola mquina y sea posible entremezclar diferentes protocolos en una sola red fsica sin interferencia. Los protocolos TCP/IP utilizan tramas Ethernet autoidentificables para hacer una seleccin entre varios protocolos. Cuando se transmite un datagrama IP versin 4 el campo tipo de trama contiene el valor hexadecimal 0800 y al transmitir un datagrama IP versin 6 el campo tiene el valor hexadecimal 86DD.

Caractersticas de Ethernet

Es PASIVO, es decir, no requiere una fuente de alimentacin propia, y por tanto, NO FALLA a menos que el cable se corte fsicamente o su terminacin sea incorrecta. Se conecta utilizando una TOPOLOGA DE BUS en la que el cable est terminado en ambos extremos. UTILIZA MLTIPLES PROTOCOLOS DE COMUNICACIN y puede conectarentornos informticos heterogneos, incluyendo Netware, UNIX, Windows y Macintosh.

Mtodo de Acceso de la Ethernet

El mtodo de acceso que usa Ethernet es el acceso mltiple con portadora y deteccin de colisiones (carrier sense mltiple access with collision detection, csma/cd). Csma/cd es un conjunto de reglas que determina el modo de respuesta de los dispositivos de red cuando dos de ellos intentan enviar datos en la red simultneamente. La transmisin de datos por mltiples equipos simultneamente a travs de la red produce una colisin. Cada equipo de la red, incluyendo clientes y servidores, rastrea el cable en busca de trfico de red. nicamente cuando un equipo detecta que el cable est libre y que no hay trfico enva los datos. Despus de que el equipo haya transmitido los datos en el cable, ningn otro equipo puede transmitir datos hasta que los datos originales hayan llegado a su destino y el cable vuelva a estar libre. Tras detectar una colisin, un dispositivo espera un tiempo aleatorio y a continuacin intenta retransmitir el mensaje. Si el dispositivo detecta de nuevo una colisin, espera el doble antes de intentarretransmitir el mensaje.

Velocidad de transferencia

ETHERNET ESTNDAR, denominada 10BaseT, SOPORTA VELOCIDADES DE transferencia de datos de 10 Mbps sobre una amplia variedad de cableado. Tambin estn disponibles versiones de Ethernet de alta velocidad. FAST ETHERNET (100BaseT) SOPORTA VELOCIDADES DE transferencia de datos de 100 Mbps y GIGABITETHERNET SOPORTA VELOCIDADES DE 1 GBPS (gigabyte por segundo) o 1,000Mbps.

PROTOCOLO IP

El protocolo IP es parte de la capa de Internet del conjunto de protocolos TCP/IP. Es uno de los protocolos de Internet ms importantes ya que permite el desarrollo y transporte de datagramas de IP (paquetes de datos), aunque sin garantizar su "entrega". En realidad, el protocolo IP procesa datagramas de IP de manera independiente al definir su representacin, ruta y envo. El protocolo IP determina el destinatario del mensaje mediante 3 campos: El campo de direccin IP: Direccin del equipo.El campo de mscara de subred: una mscara de subred le permite al protocolo IP establecer la parte de la direccin IP que se relaciona con la red.El campo de pasarela predeterminada: le permite al protocolo de Internet saber a qu equipo enviar un datagrama, si el equipo de destino no se encuentra en la red de rea local.

Dispositivos a utilizar en la red LAN a disear:Se utilizaran Switches gestionables L2 xStack con 48 puertos 10/100 los cuales ofrecen una velocidad de 10 Mbps, son apilables, capacidad de conmutacin: 17,6 Gbps y seguridad bastante alta. Dichos switches trabajan con medios de transmisin cableados de los cuales se escoger el cable de par trenzado FTP debido a que poseen una buena proteccin frente a interferencias, teniendo una rigidez intermedia, lo cual es indispensable ya que se conectaran distintos hosts con diferentes ubicaciones. Topologa de red a utilizarLas redes actuales basadas en Ethernet siguen una topologa en estrella donde el elemento central es el switch. En los casos en los que el nmero de equipos supera la capacidad del switch, es posible ampliar dicha capacidad conectando otro switch a la red. En este caso, la topologa sigue siendo en estrella.

IntroduccinA principio de los aos 60 solamente existian unas cuantas computadoras aisladas. El usuario tenia que estar cerca del computador porque los terminales, los nicos mecanismos de acceso al computador, estaban conectados al computador mediante un cable.

En la actualidad las redes evolucionan a una velocidad significativa. Constantemente aparecen nuevos protocolos, aplicaciones y dispositivos que mejoran las comunicaciones en diferentes niveles, Es muy importante entender los conceptos fundamentales de las redes pues ellos nos ayudan a digerir de una manera mucho ms fcillas nuevas tecnologas que aparecen constantemente.

Una red es un conjunto de ordenadores conectados entre si, que pueden comunicarse para compartir datos y recursos sin importar la localizacin fsica de los distintos dispositivos. A travs de una red se pueden ejecutar procesos en otro ordenador o acceder a sus ficheros, enviar mensajes, compartir programas.Los ordenadores suelen estar conectados entre s por cables. Pero si la red abarca una zona extensa, las conexiones pueden realizarse a travs de lneas telefnicas, microondas, lneas de fibra ptica e incluso satlites. La generalizacin del ordenador ocomputadorapersonal(PC) y de laredde rea local (LAN) durante la dcada de los ochenta ha dado lugar a la posibilidad de acceder a informacin enbases de datosremotas, cargar aplicaciones desde puntos de ultramar, enviar mensajes a otros pases y compartirarchivos, todo ello desde un ordenador personal. Lasredesque permiten todo esto son equipos avanzados y complejos.

La biblioteca Simn Bolvar se encuentra en fase de modernizacin, lo cual conlleva a la direccin de la misma a tomar la decisin de instalar una red LAN por medios guiados y no guiados para los usuarios que deseen conectarse a internet de forma gratuita dentro de sus instalaciones. La biblioteca tiene 4 plantas distribuidas de la siguiente manera:PlantaSecciones de la biblioteca

1Hemeroteca, Obras Generales, Geografa, Biografas, Historia, Ciencias Sociales

2Matemticas, Ciencias Naturales Ciencias Aplicadas, Medicina, Tecnologa

3Lenguaje, Lingstica, Literatura, Bellas Artes, Juegos, Espectculos, Deportes

4Filosofa, Psicologa y Religin

La direccin de la biblioteca decide contratarlo para que haga un estudio el cual muestre la topologa de red a utilizar y planificar un esquema de direccionamiento IP. Le suministran el bloque de direcciones IP 192.64.32.0 /24 para que haga su anlisis.

Despus de un estudio se determina que la cantidad de host estimada por da para usuarios de la biblioteca que desean conectarse al internet es la siguiente:PlantaRequerimiento

160 Host

255 Host

345 Host

420 Host

Con la siguiente topologa:

Total de requerimientos es de 60+55+45+20=180 host2n 180 28 = 256Bits de host 832-8 = 24 bits256 - 2 = 254 host disponibles

Por lo tanto la IP asignada 192.64.32.0 con /24 es factible para cumplir con los requerimientos. La mscara de red para una direccin con /24 es:Decimal: 255.255.255.0Binario: 11111111. 11111111. 11111111.00000000

Direccin de RedDecimal: 192.64.32.0 /24Binario: 11000000.01000000.00100000.00000000 /24*Porcin de hosts

Planta 1:2n 60 26 = 64Bits de host 632-6 = 26 bits64 - 2 = 62 host disponiblesPrefijo de red: /26

Mascara de Red Decimal: 255.255.255.192Binario: 11111111. 11111111. 11111111.11000000

Direccin de Red Decimal: 192.64.32.0 Binario: 11000000.01000000.00100000.00000000*Porcin de hosts

Direccin de Broadcast Decimal: 192.64.32.63 Binario: 11000000.01000000.00100000.00111111

Rango de Direcciones de Host192.64.32.1 192.64.32.62



Direccin de Red Decimal: 192.64.32.64 /26Binario: 11000000.01000000.00100000.01000000*Porcin de hosts

Direccin de Broadcast Decimal: 192.64.32.127 /26Binario: 11000000.01000000.00100000.01111111




Direccin de Red Decimal: 192.64.32.128 /26Binario: 11000000.01000000.00100000.10000000*Porcin de hosts

Direccin de Broadcast Decimal: 192.64.32.191 /26Binario: 11000000.01000000.00100000.10111111


Planta 4:2n 20 25 = 32Bits de host 532-5 = 27 bits32 - 2 = 30 host disponiblesPrefijo de Red: /27


Direccin de Red Decimal: 192.64.32.192 Binario: 11000000.01000000.00100000.11000000*Porcin de hosts

Direccin de Broadcast Decimal: 192.64.32.223 Binario: 11000000.01000000.00100000.11011111


Cuadro Resumen de Distribucin de Direcciones

Nombre de la RedPrefijo de RedDireccin de RedDirecciones de HostDireccin de Broadcast

Planta 1/26192.64.32.0192.64.32.1 192.64.32.62192.64.32.63

Planta 2/26192.64.32.64192.64.32.65 192.64.32.126192.64.32.127

Planta 3/26192.64.32.128192.64.32.129 192.64.32.190192.64.32.191

Planta 4/27192.64.32.192192.64.32.193192.64.32.222192.64.32.223

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