1. introducción a las redes de computadoras.pdf
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Introducción
Los últimos siglos han sido dominados, cada uno de ellos, por
una tecnología:
•El siglo XVII, fue la época de los grandes sistemas mecánicos
que acompañaron la Revolución Francesa.
•El siglo XIX, fue la era de las Máquinas a Vapor.
•El siglo XX y comienzos del XXI la tecnología clave ha sido
la obtención, procesamiento y distribución de la información.
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La necesidad de las Redes
•Motivos para usar una Red de Computadores
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La necesidad de las Redes (1/3)
•Motivos para usar una Red de Computadores:
• Acceso compartido a recursos de almacenamiento y procesamiento
de información (Ejm.: Servidor de Archivos y Base de Datos)
LAN 1
Servidor de Archivos
LAN 2WAN
Base de Datos
LAN 3
Ejm.: Red Empresarial o Corportiva
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La necesidad de las Redes (2/3)
•Motivos para usar una Red de Computadores:
• Alta confiabilidad
•Medio de comunicación rápida y eficaz (Ejm.: Email, Sesión de
Videoconferencia)
•Acceso a la información remota (Ejm. Internet, donde se puede
encontrar información sobre: Política, Negocios, Transacciones
bancarias, Ciencia, Salud, Deportes, Recreación y Arte etc.)
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La necesidad de las Redes (3/3)
•¿Porqué desplegar redes alrededor del mundo?
•Los dispositivos pueden estar muy alejados
•Conjunto de dispositivos que desean comunicarse en
diferentes momentos.
•Solución: Red de Comunicaciones
“Computadoras
interconectadas todas
contra todas no es
implementable”
6
Red de Computadores
Nodos de la Red de Comunicaciones
Estaciones de Red
12
6
7
“Una red de computadores es un sistema de comunicación de datos que
enlaza dos o mas computadores”
5
4
3
F
E
D
C
B
A
7
•Dispositivos de red (Estaciones de
trabajo, télefonos, cámaras de
video)
•Nodos de Conmutación
(Switches, Routers)
•Líneas de Transmisión (Cobre,
F.O, medios inalámbricos)
Elementos de una Red
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Clasificación de las Redes
•Según la
Tecnología de
Transmisión:
•Redes por Difusión ó
Broadcast
•Redes Punto a Punto
•Según la Escala o Tamaño:
•PAN
•LAN
•MAN
•WAN
•Internet
•Conmutación de
Circuitos
•Conmutación de
Paquetes
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Según la Tecnología de la Transmisión (1/4)
•Según la Tecnología de Transmisión:
•Redes por Difusión ó Broadcast: Canal de comunicación
compartido, donde los paquetes que envía una máquina son recibidos por
todas las demás. Verifican campo de dirección, si le corresponde lo procesa.
•Redes de Área Local (LAN´s)
1
C Datos
2 43
Dir.
Física
DestinoDatos
Dir.
Física
Origen
Ejem.: CSMA/CD
PDU: Trama
ó Marco
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•Redes Punto a Punto: Muchas conexiones entre pares individuales de
máquinas.
•Paquetes pueden pasar por algunas máquinas intermedias.
• Rutas de distinta longitud. Algoritmos de ruteo.
BA 1
6
5
4
Trayectoria de
Comunicaciones
entre A y B
2
3
Dir.
IP
DestinoDatos
Dir.
IP
OrigenPDU: Paquete
Según la Tecnología de la Transmisión (2/4)
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Comparación de las Redes de Difusión y de Punto a Punto
Difusión (Broadcast) Punto a Punto
No emplea algoritmos de ruteo.
Los algoritmos de routing pueden llegar a ser
complejos. Se necesitan dos nives de control de
errorres: entre nodos intermedios y entre extremos.
Un único medio de transmisión debe soportar todos
los mensajes de la red, por lo que son necesarias
líneas de alta velocidad (10Mbps -1000Gbps).
Varias líneas de comunicación pueden funcionar en
paralelo, por lo que pueden usarse líneas de baja
velocidad (56 Kbps- 2Mbps).
Los principales retardos son debidos a las esperas
para ganar el acceso al medio.
Los principales retardos son debidos a la
retransmisión del mensaje entre varios nodos
intermedios.
No suele utilizar redundancia de los medios de
transmisiòn.
La redundancia es inherente siempre que el número
de conexiones de cada nodo sea mayor que dos.
Los costes de cableado de la red son menores. Solo
es necesario una tarjeta de interface por estación.
Los costes de cableado son superiores y la estación
requiere al menos dos tarjetas de interfaces.
Según la Tecnología de la Transmisión (3/4)
12Comparación entre Redes LAN y Redes WAN
Según la Tecnología de la Transmisión (4/4)
Redes LAN Redes WAN
Distancias inferiores a unos pocos kilometros. Distancia hasta miles de kilometros.
Velocidades típicas superiores a 10Mbps. Velocidades típicas inferiores a 2Mbps.
Protocolos simples. Protocolos complejos.
Interconecta computadores que cooperan,
habitualmente formando un sistema distribuido.
Interconecta sistemas de computadores
independientes.
Suele emplear comunicaciones digitales sobre
cables propios.
Habitualmente usa circuitos de la red telefónica para
sus conexines.
Tasa de error baja ( 1 en 109) Tasa de error alta ( 1 en 105)
Suele emplear redes broadcast. Suele emplear enlaces punto a punto.
Usa topologias lógicas en bus o en anillo y
topologias físicas en estrella.
Suele emplear estructura de interconexión parcial o
de estrella.
Suelen ser privadas y administradas por sus
propietarios.
Suelen ser públicas y administradas por empresas
u organizaciones nacionales.
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Redes Punto a Punto (1/3)
BA 1
4
Trayectoria de
Comunicaciones
entre A y B
2
3
6
5
•Redes Punto a Punto de Conmutación de Circuitos:
Fases:
1. Establecimiento de la Conexión
2. Transmisión de Datos
3. Liberación de la Conexión.
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Redes Punto a Punto (2/3)
BA 1
4
Trayectoria de
Comunicaciones
entre A y B
2
3
6
5
•Redes Punto a Punto de Conmutación de Paquetes:
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Comparación de las Redes de Conmutación de Circuitos y
de Conmutación de Paquetes
Redes Punto a Punto (3/3)
Conmutación de Circuitos Conmutación de Paquetes
Es necesario establecer una comunicación con
trayectoria dedicada ente el origen y el destino.No existe fase de establecimiento.
Cada mensaje sigue la misma ruta; por lo tanto la
información llega en orden.
Los paquetes pueden no seguir la misma ruta, por
lo tanto es posible que lleguen en desorden.
La identificación del destino se da solo durante la
fase de establecimiento (CV).
Cada paquetes lleva la dirección completa del
destino y del origen.
Retardo de transmisiòn es despreciable.Transmisión de almacenamiento y reenvío en cada
nodo de conmutación.
Puede presentartse congestión durante el
establecimiento de una conexión.
Puede presentarse congestión en cada nodo de
conmutación.
Ante la caída de un nodo de conmutación se
bloquea la conexión.No existe bloqueo pero se incrementa el retardo.
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•Según la escala:
•Red de Área Local (LAN)•Puede abarcar una oficina, un edificio, o un campus.
•Distancia máxima entre nodos unos pocos kilómetros.
•Velocidades de transmisión típicas entre 10, 100Mbps, 1,10Gbps.
•Topologías: Bus, Anillo, Estrella.
•Mecanismos de arbitraje para la transmisión.
•Red de Área Metropolitana (MAN)•Puede abarcar una ciudad entera.
•Cobertura geográfica mayor que LAN.
•Tecnología similar a una LAN.
•Transmisión de voz, vídeo y datos.
•No contiene elementos de conmutación.
•Estándar DBDQ Bus Dual de Cola Distribuida. IEEE 802.6
Según la escala (1/2)
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•Red de Área Amplia (WAN)•Área geográfica extensa.
•Puede abarcar una región, un pais, un continente
•Posee 02 componentes: Las líneas de transmisión y elementos de
conmutación.
•Los hosts están comunicados a la subred a travás de routers.
•Envío de paquetes entre routers es store and forward.
Subred Routers
LAN
Hosts
Según la escala (2/2)
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Interconexión de Redes
G
= GATEWAY / COMPUERTA
TERMINAL/
PC
TELEFONO
RED A
GRED B
G
G
RED C
G
FIBRA ÓPTICA
SATÉLITE
G
RED
LOCALRED
LOCAL
PBX
“Una colección de redes interconectados es una interred”
•Internet:•Abarca el planeta entero.
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Estandarización de Redes
Para poder establecer una comunicación entre computadoras, o
entre personas es necesario contar con una serie de normas que
regulen dicho proceso.
¿Cómo eran antes los estandares?
•Veían el funcionamiento interno de una PC
•Eran estándares para Sistemas Cerrados.
¿Cómo son ahora los estándares?
•Especifican el funcionamiento de una PC en redes
•Son estándares para Sistemas Abiertos.
•Los Sistemas Abiertos permiten que equipos de cualquier
fabricante se interconecten.
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Principales Organizaciones
Normativas
•Unión Internacional de Telecomunicaciones -UIT: Es miembro de
las Naciones Unidas (ONU), y su misión es estandarizar las
telecomunicaciones internacionales.
¿Quiénes lo conforman?
•Los representantes de los gobiernos.
•El Sector de Estandarización de Telecomunicaciones UIT-T (antes
CCIT) tiene como objetivo estudiar y emitir recomendaciones sobre
aspectos técnicos relacionados con la telefonía, telegrafía y
comunicación de datos.
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Principales Organizaciones
Normativas
•Organización Internacional de Estándares - ISO (International
Standards Organization ): Es una agencia internacional de normas
que estudia varias materias.
El Comité Técnico TC 97 de la ISO, encargado de las Tecnologías
de Información desarrolló el modelo OSI y las normas para cada
capa de esta arquitectura .
¿Quiénes lo conforman?
•El 70% son instituciones de estándares gubernamentales.
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Principales Organizaciones
Normativas
•Instituto Nacional de Estándares - ANSI (American National
Standards Institute ): Es mienbro representante de los Estados
Unidos en el ISO. Su objetivo principal trata sobre Redes LAN y
WAN´s
•Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos- IEEE: Se ocupó
de la Capa 1 y 2 del Modelo OSI y desarrolló las Normas IEEE 802
para redes LAN´s
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Principales Organizaciones
Normativas•Junta de Arquitectura de Internet - IAB (Internet Architecture
Board ): Organización autónoma que tiene como misión coordinar
la investigación y desarrollo de los protocolos TCP/IP e Internet
http://www.iab.org/.
Debido al éxito comercial del TCP/IP, en 1989 la IAB se reorganizó
en dos grupos de trabajo:
•La Fuerza de Trabajo de Investigación Internet IRFT
(Internet Research Task Force) http://www.ietf.org/
•La Fuerza de Trabajo de Ingeniería Internet IETF (Internet
Engineering Task Force) http://www.irtf.org/
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Principales Organizaciones
Normativas
•La documentación del trabajo en Internet, aparecen en una serie
de reportes técnicos llamados Solicitudes de Comentarios de
Internet o RFC.
•Los RFC pueden ser estándares o simples propuestas sobre
protocolos y están numerados en orden cronológico.
•Estos se guardan en línea y pueden ser recuperados por cualquier
interesado.
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Principales Organizaciones
Normativas
Ejemplos:
•RFC 791 Corresponde al protocolo IP (versión 4)
•RFC 793 Corresponde al protocolo TCP
•RFC 2460 Corresponde al nuevo protocolo IP (versión 6)
•RFC 3031 Corresponde al “Multiprotocol Label Switching
Architecture” o MPLS (enero de 2001)
•Las principales organizaciones que reglamentan a la Internet son:
UIT – T, ISO, IAB
•De todas ellas la mas importante es la IAB, a través de la IETF
genera los RFC.
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•Lo que se conoce hoy como Internet es en realidad un conjunto de
redes independientes (de área local y área extensa) que se encuentran
conectadas entre sí .
•Durante la Guerra Fría, Estados Unidos crea una red exclusivamente
militar, con el objetivo de que, en el hipotético caso de un ataque ruso,
se pudiera tener acceso a la información militar desde cualquier punto
del país.
•Esta red se creó en 1969 y se llamó ARPANET.
•A finales de 1969, 04 hosts fueron conectados entre las distintas
universidades del país.
La Historia de Internet
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•02 años después, ARPANET contaba con 40 hosts conectados .
La Historia de Internet
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•La red se extendió con gran rapidez por todo el país, conectando a
universidades e instituciones de investigación y educación,
organizaciones gubernamentales o no gubernamentales, y redes
privadas y comerciales.
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•Debido al crecimiento de la red, su sistema de comunicación se quedó
obsoleto.
• Entonces dos investigadores crearon el Protocolo TCP/IP, que se
convirtió en el estándar de comunicaciones dentro de las redes
informáticas.
•Las funciones militares se desligaron de ARPANET y se creó una
nueva red llamada MILNET.
• La NSF (Fundación Nacional de Ciencias) crea su propia red
informática llamada NSFNET, que más tarde absorbe a ARPANET,
creando así una gran red con propósitos científicos y académicos.
La Historia de Internet
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•El desarrollo de las redes fue abismal, y se crean nuevas redes de libre
acceso que más tarde se unen a NSFNET, formando el embrión de lo
que hoy conocemos como INTERNET.