Ethernet

Es un estándar de redes de área local para computadores con acceso al medio por detección de la onda portadora y con detección de colisiones (CSMA/CD). Ethernet define las características de cableado y señalización de nivel físico y los formatos de tramas de datos del nivel de enlace de datos del modelo OSI.

Estándares de red:
802.1: Definición Internacional de Redes. Define la relación entre los estándares 802 del IEEE y el Modelo de Referencia para Interconexión de Sistemas Abiertos (OSI) de la ISO (Organización Internacional de Estándares)

802.2: Control de Enlaces Lógicos.Define el protocolo de control de enlaces lógicos (LLC) del IEEE, el cual asegura que los datos sean transmitidos de forma confiable por medio del enlace de comunicación.

802.3: Redes CSMA/CD. El estándar 802.3 del IEEE (ISO 8802-3), que define cómo opera el método de Acceso Múltiple con Detección de Colisiones (CSMA/CD) sobre varios medios.

802.4: Redes Token Bus.  El estándar token bus define esquemas de red de anchos de banda grandes, usados en la industria de manufactura.

802.5: Redes Token Ring. También llamado ANSI 802.1-1985, define los protocolos de acceso, cableado e interface para la LAN token ring. IBM hizo popular este estándar.

802.6: Redes de Área Metropolitana (MAN). Define un protocolo de alta velocidad donde las estaciones enlazadas comparten un bus dual de fibra óptica usando un método de acceso llamado Bus Dual de Cola Distribuida (DQDB).

802.7: Grupo Asesor Técnico de Anchos de Banda. Este comité provee consejos técnicos a otros subcomités en técnicas sobre anchos de banda de redes.

802.8: Grupo Asesor Técnico de Fibra Óptica. Provee consejo a otros subcomités en redes por fibra óptica como una alternativa a las redes basadas en cable de cobre. Los estándares propuestos están todavía bajo desarrollo.

802.9: Redes Integradas de Datos y Voz. El grupo de trabajo del IEEE 802.9 trabaja en la integración de tráfico de voz, datos y vídeo para las LAN 802 y Redes Digitales de Servicios Integrados (ISDN's).

802.10: Grupo Asesor Técnico de Seguridad en Redes. Este grupo esta trabajando en la definición de un modelo de seguridad estándar que opera sobre una variedad de redes e incorpora métodos de autenticación y encriptamiento.

802.11: Redes Inalámbricas. Este comité esta definiendo estándares para redes inalámbricas. Esta trabajando en la estandarización de medios como el radio de espectro de expansión, radio de banda angosta, infrarrojo, y transmisión sobre líneas de energía. Dos enfoques para redes inalámbricas se han planeado.

802.12: Prioridad de Demanda (100VG-ANYLAN). Este comité está definiendo el estándar Ethernet de 100 Mbits/seg. Con el método de acceso por Prioridad de Demanda propuesto por Hewlett Packard y otros vendedores.

Internet

Internet es una gran red mundial de ordenadores formada por multitud de pequeñas redes y de ordenadores individuales conectados unos con otros de forma que sea posible el intercambio de información entre ellos. El éxito de Internet se basa en que se puede considerar como una única entidad, es decir, que es posible tomar información de otros sistemas como si estuviesen al lado. Las redes de Internet pueden divertirse en tres clases:

• Redes de tránsito o transporte internacional: garantiza la interconexión de las diferentes redes de proveedores de la conexión.
• Redes regionales y de proveedores de conexión: garantiza la conectividad entre el usuario final y las redes de tránsito.
• Redes de usuario final: van desde una simple conexión de un ordenador hasta redes corporativas privadas de una empresa(LAN)

Red Microsoft

La arquitectura de red patentada por Microsoft está diseñada con el objetivo de permitir la coexistencia e integración con otras arquitecturas de red como TCP/IP o Novell. En el modelo de redes Microsoft se pueden añadir los distintos protocolos existentes para que realicen el transporte de la información.

El protocolo NetBIOS fue diseñado por IBM. El envío de la información de administración y recursos compartidos se realiza por difusión.
SMB es un protocolo a nivel de aplicación usado en redes Microsoft que permite convertir las peticiones del estilo "crear archivo", "copiar archivo", etc. en llamadas a servicios del protocolo NetBIOS.
El protocolo NetBEUI es una extensión del protocolo NetBIOS que trabaja a nivel de red y nivel de transporte en estaciones de trabajo con sistema operativo windows. Este protocolo es bastante sencillo y está optimizado para su funcionamiento en LAN.
El protocolo NetBIOS puede funcionar sobre NetBEUI, TCP/IP o SPX (en una red Novell), dependiendo de los que se encuentren instalados y de la configuración seleccionada por el usuario. Lo normal es que NetBIOS funcione sobre TCP/IP (a esta pila se le llama NetBT), ya que el protocolo NetBEUI ha dejado de utilizarse en las versiones más recientes de Windows. En caso de que la estación tenga acceso a Internet, será necesario usar forzosamente TCP/IP bajo NetBIOS o utilizar algún dispositivo adaptador de protocolos (pasarela). También puede resultar útil en determinadas circunstancias el funcionamiento de NetBIOS sobre IPX/SPX, mecanismo denominado NWLink.

Arquitectura TCP/IP

El modelo TCP/IP es una descripción de protocolos de red desarrollado por Vinton Cerf y Robert E. Kahn, en la década de 1970. Fue implantado en la red ARPANET, la primera red de área amplia (WAN), desarrollada por encargo de DARPA, una agencia del Departamento de Defensa de los Estados Unidos, y predecesora de Internet. A veces se denomina como ', “modelo DoD” o “modelo DARPA”.

El modelo TCP/IP es usado para comunicaciones en redes y, como todo protocolo, describe un conjunto de guías generales de operación para permitir que un equipo pueda comunicarse en una red. TCP/IP provee conectividad de extremo a extremo especificando cómo los datos deberían ser formateados, direccionados, transmitidos, enrutados y recibidos por el destinatario.

Objetivos fundamentales:

• Permita interconectar redes diferentes. Esto quiere decir que la red en general puede estar formada por tramos que usan tecnología de transmisión diferente.
• Sea tolerante a fallos. El DoD deseaba una red que fuera capaz de soportar ataques terroristas o incluso alguna guerra nuclear sin perderse datos y manteniendo las comunicaciones establecidas.
• Permita el uso de aplicaciones diferentes: transferencia de archivos, comunicacion en tiempo real, etc.

Motivos de popularidad:

• Es independiente de los fabricantes y las marcas comerciales
• Soporta multiples tecnologías de redes.
• Es capaz de interconectar redes de diferentes tecnologías y fabricantes.
• Puede funcionar en máquinas de cualquier tamaño, desde ordenadores personales a grandes supercomputadoras
• Se ha convertido en estándar de comunicación en EEUU desde 1983

Capas:

Modelo de referencia OSI, por Iván Gómez y Carlos Varela

Es un modelo de los protocolos propuestos por OSI como protocolos abiertos interconectables en cualquier sistema, básicamente se pretendía que los protocolos OSI fueran el estandar de la industria.
Entonces este modelo lo que hace es definir el proceso de comunicaciones completamente, dividirlo en funciones claramente demarcadas y ponerles nombre a esas funciones. Cuando un fabricante de tecnología de comunicaciones quiere poner en claro brevemente qué hace ésta sin definir su propia terminología ni las operaciones particulares de la misma, sólo dice con qué capas del modelo de referencia OSI se corresponde y ya, quien conozca éste último comprenderá inmediatamente qué hace la tecnología que está aprendiendo.

Mencionamos las capas del modelo OSI:

1. Capa Física.

·         Transmisión de flujo de bits a través del medio. No existe estructura alguna.

·         Maneja voltajes y pulsos eléctricos.

·         Especifica cables, conectores y componentes de interfaz con el medio de transmisión.

2. Capa Enlace de Datos.

·         Estructura el flujo de bits bajo un formato predefinido llamado trama.

·         Para formar una trama, el nivel de enlace agrega una secuencia especial de bits al principio y al final del flujo inicial de bits.

·         Transfiere tramas de una forma confiable libre de errores (utiliza reconocimientos y retransmisión de tramas).

·         Provee control de flujo.

·         Utiliza la técnica de "piggybacking".

3. Capa de Red (Nivel de paquetes).

·         Divide los mensajes de la capa de transporte en paquetes y los ensambla al final.

·         Utiliza el nivel de enlace para el enví o de paquetes: un paquete es encapsulado en una trama.

·         Enrutamiento de paquetes.

·         Enví a los paquetes de nodo a nodo usando ya sea un circuito virtual o como datagramas.

·         Control de Congestión.

4. Capa de Transporte.

·         Establece conexiones punto a punto sin errores para el enví o de mensajes.

·         Permite multiplexar una conexión punto a punto entre diferentes procesos del usuario (puntos extremos de una conexión).

·         Provee la función de difusión de mensajes (broadcast) a múltiples destinos.

·         Control de Flujo.

5. Capa de Sesión.

·         Permite a usuarios en diferentes máquinas establecer una sesión.

·         Una sesión puede ser usada para efectuar un login a un sistema de tiempo compartido remoto, para transferir un archivo entre 2 máquinas, etc.

·         Controla el diálogo (quién habla, cuándo, cuánto tiempo, half duplex o full duplex).

·         Función de sincronización.

6. Capa de Presentación.

·         Establece una sintaxis y semántica de la información transmitida.

·         Se define la estructura de los datos a transmitir (v.g. define los campos de un registro: nombre, dirección, teléfono, etc).

·         Define el código a usar para representar una cadena de caracteres (ASCII, EBCDIC, etc).

·         Compresión de datos.

·         Criptografí a.

7. Capa de Aplicación.

·         Transferencia de archivos (ftp).

·         Login remoto (rlogin, telnet).

·         Correo electrónico (mail).

·         Acceso a bases de datos, etc.

Pricipios básicos en los que se basa el modelo OSI:¨

• Cada capa de la arquitectura está pensada para realizar una función bien definida.
• El número de niveles debe ser suficiente para que no se agrupen funciones distintas, pero no tan grande que haga  la arquitectura inmanejable.
• Debe crearse una nueva capa siempre que se necesite realizar una función bien diferenciada del resto.
• Las divisiones en las capas deben establecerse de forma que se minimice el fujo de información entre ellas, es decir, que la interfaz sea más sencilla
• Permitir que las modificaciones de funciones o protocolos que se realicen en una capa no afecten a los niveles contiguos.
•  Utlizar la experiencia de protocolos anteriores. Las fronteras entre niveles deben situarse donde la experiencia ha demostrado que son convenientes.
• Cada nivel debe interaccionar únicamente con los niveles contiguos a él(es decir, el superior y el inferior).
• La función de cada capa se debe elegir pensando en la definición de protocolos estandarizados internacionalmente.

Nivel Físico: Define el medio de comunicación utilizado para la transferencia de información, dispone del control de este medio y especifica bits de control, mediante:

Definir conexiones físicas entre computadoras.

Describir el aspecto mecánico de la interface física.

Describir el aspecto eléctrico de la interface física.

Describir el aspecto funcional de la interface física.

Definir la Técnica de Transmisión.

Definir el Tipo de Transmisión.

Definir la Codificación de Línea.

Definir la Velocidad de Transmisión.

Definir el Modo de Operación de la Línea de Datos.

Nivel Enlace de Datos: Este nivel proporciona facilidades para la transmisión de bloques de datos entre dos estaciones de red. Esto es, organiza los 1's y los 0's del Nivel Físico en formatos o grupos lógicos de información. Para:

Detectar errores en el nivel físico.

Establecer esquema de detección de errores para las retransmisiones o reconfiguraciones de la red.

Establecer el método de acceso que la computadora debe seguir para transmitir y recibir mensajes. Realizar la transferencia de datos a través del enlace físico.

Enviar bloques de datos con el control necesario para la sincronía.

En general controla el nivel y es la interfaces con el nivel de red, al comunicarle a este una transmisión libre de errores.

Nivel de Red: Este nivel define el enrutamiento y el envío de paquetes entre redes.

Es responsabilidad de este nivel establecer, mantener y terminar las conexiones.

Este nivel proporciona el enrutamiento de mensajes, determinando si un mensaje en particular deberá enviarse al nivel 4 (Nivel de Transporte) o bien al nivel 2 (Enlace de datos).

Este nivel conmuta, enruta y controla la congestión de los paquetes de información en una sub-red.

Define el estado de los mensajes que se envían a nodos de la red.

Nivel de Transporte: Este nivel actúa como un puente entre los tres niveles inferiores totalmente orientados a las comunicaciones y los tres niveles superiores totalmente orientados a el procesamiento. Además, garantiza una entrega confiable de la información.

Asegura que la llegada de datos del nivel de red encuentra las características de transmisión y calidad de servicio requerido por el nivel 5 (Sesión).

Este nivel define como direccionar la localidad física de los dispositivos de la red.

Asigna una dirección única de transporte a cada usuario.

Define una posible multicanalización. Esto es, puede soportar múltiples conexiones.

Define la manera de habilitar y deshabilitar las conexiones entre los nodos.

Determina el protocolo que garantiza el envío del mensaje.

Establece la transparencia de datos así como la confiabilidad en la transferencia de información entre dos sistemas.

Nivel Sesión: proveer los servicios utilizados para la organización y sincronización del diálogo entre usuarios y el manejo e intercambio de datos.

Establece el inicio y termino de la sesión.

Recuperación de la sesión.

Control del diálogo; establece el orden en que los mensajes deben fluir entre usuarios finales.

Referencia a los dispositivos por nombre y no por dirección.

Permite escribir programas que correrán en cualquier instalación de red.

Nivel Presentación: Traduce el formato y asignan una sintaxis a los datos para su transmisión en la red.

Determina la forma de presentación de los datos sin preocuparse de su significado o semántica.

Establece independencia a los procesos de aplicación considerando las diferencias en la representación de datos.

Proporciona servicios para el nivel de aplicaciones al interpretar el significado de los datos intercambiados.

Opera el intercambio.

Opera la visualización.

Nivel Aplicación: Proporciona servicios al usuario del Modelo OSI.

Proporciona comunicación entre dos procesos de aplicación, tales como: programas de aplicación, aplicaciones de red, etc.

Proporciona aspectos de comunicaciones para aplicaciones especificas entre usuarios de redes: manejo de la red, protocolos de transferencias de archivos, etc.

Jerarquía de Protocolos Ivan Gomez Carlos Varela

Las redes se organizan en capas o niveles para reducir la complejidad de su diseño. Cada una de estas capas o subniveles se construye sobre su predecesor y cada nivel es responsable de ofrecer servicios a niveles superiores.

Dentro de cada nivel de la arquitectura coexisten diferentes servicios. A la arquitectura por niveles también se llama jerarquía de protocolos. En una jerarquía de protocolos se siguen las siguientes reglas:

• Cada nivel dispone de un conjunto de servicios
• Los servicios están definidos mediante protocolos estándares
• Cada nivel se comunica solamente con el nivel inmediato superior y con el inmediato inferior.
• Cada uno de los niveles inferiores proporciona servicios a su nivel superior.

Cuando se comunican dos ordenadores que utilizan la misma arquitectura de red, los protocolos que se encuentran al mismo nivel de la jerarquía deben coordinar el proceso de comunicación.

En general, el nivel n de una máquina se comunica de forma indirecta con el nivel n homónimo de la otra máquina.

El modelo de arquitectura por niveles necesita información adicional para que los procesos pares puedan comunicarse a un determinado nivel. Estos datos adicionales dependen del protocolo utilizado y sólo se conoce su verdadero significado a ese nivel; los niveles inferiores los tratan como si fuera información propiamente dicha. A ese añadido se le llama generalmente cabecera o información de control y suele ir al principio y/o al final del mensaje.

Aunque a primera vista parezca que la transmisión de un mensaje necesita el envío de gran cantidad de información de control, este desperdicio no es muy superior al que sucede en una arquitectura diseñada sin niveles. La razón fundamental es que, cada capa se encarga de realizar una función diferente y necesita de una cabecera distinta.

Ejercicios Tema 1 Ivan Gomez y Carlos Varela

Ejercicios tema 1

3- Ventajas e inconvenientes de los métodos para transmisión de datos.

1. Conmutación de circuitos.

Ventajas:

1.La información llega siempre ordenada

2.Un error no hace perder todo el mensaje

3.Controla mejor la congestión, ya que se reserva uso del canal en cada conexión.

Desventajas: se pierde tiempo en el establecimiento de conexion, la caída de un enlace hace que la comunicación se interrumpa.

2. Conmutación de mensajes.

Ventajas:

1.La información llega siempre ordenada

2. No se pierde tiempo en el establecimiento de conexión

3. La caída de un enlace no hace que la comunicación se interrumpa.

Desventajas:

1.Un error hace perder todo el mensaje

2.Es menos inmune ante congestiones, ya que no se reserva uso del canal en cada comunicación.

3. Conmutación de paquetes.

Ventajas:

1.No se pierde tiempo en el establecimiento de conexión

2.Un error no hace perder todo el mensaje

3.La caída de un enlace no hace que la comunicación se interrumpa.

Desventajas:

1.La información llega desordenada al destino

2.Es menos inmune ante congestiones, ya que no se reserva uso del canal en cada comunicación.

4- Algunos servicios en redes de comunicaciones actuales.

Telefonía móvil:

Servicios-

1.Establecimiento y liberación de conexiones

2. Llamada en espera

3. Buzón de voz

4. Mensajes de texto

5. Consulta del número del interlocutor

6. Consulta de saldo

7. Etc.

5-

• Si el archivo se envía en un sólo bloque, la comunición será más rápida porque solamente se transmite una única confirmación.
• Si el archivo se envía en varias partes y alguna de ellas llega defectuosa al destino, sólo habrá que reenviar esa parte y no el archivo completo.