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Copyright 2007 por TECSUP

Modelo OSI Tecsup Agosto 2007

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INDICE

1. Introduccin ....................................................................................... 3 2. Objetivos ............................................................................................. 3 3. Necesidad de normas........................................................................ 3 4. Modelo OSI ......................................................................................... 4

4.1. Creando paquetes ................................................................. 5 4.2. Niveles del modelo OSI ....................................................... 6

5. Nivel 7: Nivel de Aplicacin ............................................................ 6 5.1. Servicios de Red.................................................................... 7 5.2. Anuncio de servicios ............................................................ 7

6. Nivel 6: Nivel de Presentacin......................................................... 8 6.1. Traduccin ............................................................................. 9 6.2. Codificacin......................................................................... 10

7. Nivel 5: Nivel de Sesin.................................................................. 10 7.1. Control de dilogo.............................................................. 11 7.2. Administracin de Sesin.................................................. 12

8. Nivel 4: Nivel de Transporte.......................................................... 12 8.1. Resolucin de direccin / nombre................................... 13 8.2. Mtodos de direccionamiento........................................... 14 8.3. Desarrollo de segmentos ................................................... 16 8.4. Servicios de conexin ......................................................... 16

9. Nivel 3: Nivel de Red ...................................................................... 17 9.1. Direccionamiento de red.................................................... 18 9.2. Conmutacin ....................................................................... 18 9.3. Seleccin de rutas ............................................................... 20 9.4. Servicios de conexin ......................................................... 20 9.5. Servicios de Gateway ......................................................... 21

10. Nivel 2: Nivel de Enlace de Datos ................................................. 21 10.1. LLC (Logical Link control) ................................................ 22 10.2. MAC (Media Access Control) ........................................... 24

11. Nivel 1: Nivel Fsico ........................................................................ 28 11.1. Tipos de conexin ............................................................... 28 11.2. Topologa Fsica .................................................................. 29 11.3. Sealizacin ......................................................................... 34 11.4. Sincronizacin de Bits ........................................................ 35 11.5. Multiplexin ........................................................................ 36 11.6. Uso del Ancho de Banda ................................................... 37

12. Bibliografa........................................................................................ 38

Tecsup Modelo OSI Agosto 2007

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Modelo OSI 1. Introduccin

El curso est orientado a dar al participante los conocimientos necesarios para poder implementar y configurar una red de computadoras. Esto incluye los conceptos bsicos de conectividad entre los componentes de la red, as como la implementacin de los diferentes servicios que pueden ser soportados.

2. Objetivos Entender el funcionamiento de una red LAN. Instalar y configurar adecuadamente los estndares de red

ms utilizados (Ethernet, FastEthernet, WLAN, etc.). Instalar y configurar adecuadamente los protocolos de red

ms utilizados (Netbeui y TCP/IP). 3. Necesidad de normas

Una de las necesidades ms acuciantes de un sistema de comunicaciones es el establecimiento de estndares, sin ellos slo podran comunicarse entre si equipos del mismo fabricante y que usarn la misma tecnologa. La conexin entre equipos electrnicos se ha ido estandarizando paulatinamente siendo las redes telefnicas las pioneras en este campo. Por ejemplo la histrica CCITT (Consultative Committee for International Telegraph and Telephone) defini los estndares de telefona: PSTN (Public Switched Telephone Network). PSDN (Packet-switched Data Network) e ISDN (Integrated Services Digital Network). Otros organismos internacionales que generan normas relativas a las telecomunicaciones son: ITU-TSS (International Telecommunication Union

Telecommunication Standardization Sector) (antes CCITT) ANSI (American National Standards Institute). IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers). ISO (International Standards Organization). La ISO ha generado una gran variedad de estndares, siendo uno de ellos la norma ISO-7494 que define el modelo OSI, este modelo nos ayudar a comprender mejor el funcionamiento de las redes de computadores.


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4. Modelo OSI En 1977, la Organizacin Internacional para la Estandarizacin (ISO) cre un subcomit para desarrollar estndares de comunicacin de datos para la funcionalidad de multiproveedores. El resultado de tales esfuerzos es el Modelo de referencia de Interconexin de Sistemas abiertos (OSI: Open Systems Interconnection). El modelo OSI no garantiza la comunicacin entre equipos

pero pone las bases para una mejor estructuracin de los protocolos de comunicacin.

Tampoco existe ningn sistema de comunicaciones que los siga estrictamente, siendo la familia de protocolos TCP/IP la que ms se acerca.

El modelo OSI describe siete niveles para facilitar los interfaces de conexin entre sistemas abiertos.

Cada nivel del modelo OSI provee algn servicio o accin que prepara el dato para ser entregado por la red a otra computadora.

Cada nivel provee los servicios al siguiente nivel y oculta al nivel superior de los detalles de cmo el servicio ha sido implementado.

Los niveles estn definidos para que interacte con el nivel correspondiente en la otra computadora


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Cada nivel es un software que implementa ciertas funciones de red de acuerdo al conjunto de protocolos que se utilizan.

4.1. Creando paquetes Los datos al ser enviados a otra computadora por medio de la red, deben de ser divididos en porciones ms pequeas, estas porciones son denominadas paquetes o Frames (tramas). Los paquetes entonces vienen a ser la unidad bsica en la comunicacin a travs de la red.


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El proceso de creacin de paquetes comienza con la aplicacin en la computadora (por ejemplo Internet Explorer), luego el dato llega al nivel de Aplicacin del modelo OSI y descender por los 6 niveles restantes (si fuese necesario).

En cada nivel, la informacin referente al nivel es aadida al dato, esta informacin es para el nivel correspondiente en la computadora receptora, por ejemplo la informacin aadida en el nivel de Sesin ser leda por el nivel de Sesin en la computadora receptora.

4.2. Niveles del modelo OSI A continuacin se explicar las funciones que estn definidas en cada nivel del modelo OSI:

5. Nivel 7: Nivel de Aplicacin En este nivel se utilizan los servicios de red los cuales son utilizados por las aplicaciones de los usuarios (por ejemplo el programa Netscape utiliza el servicio HTTP). En este nivel funcionan dispositivos como: Gateways. En este nivel funcionan los protocolos: DHCP, DNS, HTTP,

FTP, DNS, SMTP, POP3, IMAP4, SNMP, NCP, SMB, SAP, etc.


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5.1. Servicios de Red Son los servicios que proporciona un servidor, recuerde que dependiendo del servicio que ofrece toma un nombre especifico, de esa forma podemos tener: Servidor de Archivos: Web (HTTP), FTP, etc. Servidor de Impresoras o impresin Servidor de Mensajes: Email (SMTP, POP3, IMAP4),

Chat (IRC), etc.

5.2. Anuncio de servicios Los servidores anuncian a los clientes de la red los servicios de red que proporcionan los servidores. Los mtodos de anuncio de servicios pueden ser: Anuncio activo de servicios Anuncio pasivo de servicios

5.2.1. Anuncio activo de servicios

Cada servidor enva mensajes peridicos para

anunciar su disponibilidad. Los clientes tambin pueden sondear los

dispositivos de la red para buscar un tipo de servicio.

Los clientes de la red recogen los anuncios y crean tablas de los servicios disponibles actualmente.


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5.2.2. Anuncio pasivo de servicios Los servidores se anuncian y registran en

directorios (listas mantenidas por un servidor). Los clientes consultan el directorio para ubicar

el servicio y obtener la direccin del servidor que proporciona dicho servicio.

6. Nivel 6: Nivel de Presentacin

Este nivel es responsable de la negociacin de la sintaxis que se utilizar para pasar la informacin a/desde el nivel 7. En este nivel se da formato a los datos y tambin se les codifica. Este nivel no siempre se utiliza, las funciones de conversin y codificacin se las deja a las aplicaciones (programas) para hacer menos complejos a los protocolos de red. En este nivel funcionan dispositivos como: Gateways. En este nivel funcionan los protocolos: NetBIOS, NCP.

Se muestra a continuacin los temas a tratar: Traduccin Codificacin


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6.1. Traduccin Se realiza la conversin de los datos de un formato a otro, la conversin se puede dar en los siguientes niveles: A nivel de bits A nivel de Cdigo de caracteres A nivel de Sintaxis de archivos

6.1.1. Traduccin de orden de bits

En este nivel se indica el orden en el cual deben de ser ledos los bits del dato.

6.1.2. Traduccin de cdigo de caracteres LA traduccin se realiza a nivel de caracteres, por ejemplo en el caso nuestro utilizamos un conjunto de caracteres definidos por ASCII (Cdigo estndar Norteamericano para el intercambio de informacin), pero si quisiramos comunicarnos con un sistema Japons, se debe de realizar la conversin de caracteres ASCII al sistema Japons (Shift- JIS). Hoy en da existen 2 formatos: ASCII (American Standard Code for

Information Interchange): Utiliza 7 bits, lo que da como resultado 128 caracteres posibles.

UNICODE: El cual contiene 34168 caracteres, de los 24 idiomas ms conocidos en el mundo.


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6.1.3. Traduccin de sintaxis de archivos Realiza la traduccin de formato de archivos. Por ejemplo al copiar archivos desde una computadora con Linux a otra computadora con Windows 98, debe de realizarse una conversin debido a que ambos utilizan formatos de archivos diferentes.

6.2. Codificacin En este nivel tambin se puede realizar la codificacin o cifrado o encriptacin de los datos enviados, para incrementar la seguridad de las comunicaciones.

7. Nivel 5: Nivel de Sesin

Este nivel se encarga de coordinar la comunicacin de las aplicaciones de los usuarios en varias computadoras. Las conexiones lgicas 2 computadoras se denominan Sesiones. Las sesiones se controlan mediante mecanismos que establecen, mantienen, sincronizan y gestionan el dilogo entre las entidades que se comunican. En este nivel tambin es posible manejar nombres de computadoras, usuarios, etc. En este nivel funcionan dispositivos como: Gateways. En este nivel funcionan los protocolos: NetBEUI (NetB), NCP,

LDAP.


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7.1. Control de dilogo Existen distintos modos de controlar de dilogo entre 2 dispositivos: Simple Half Duplex Full Duplex

7.1.1. Dilogo simple

La comunicacin se realiza en un solo sentido. Slo puede transmitir un dispositivo, los restantes dispositivos simplemente reciben la informacin. Por ejemplo: un programa difundido por televisin.

7.1.2. Dilogo half duplex La comunicacin se realiza en ambos sentidos, pero no al mismo tiempo. Por ejemplo: una comunicacin utilizando Walkie-Talkie.

Esta es la forma de comunicacin utilizada en las redes Ethernet.


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7.1.3. Dilogo FULL duplex La comunicacin se realiza en ambos sentidos en forma simultnea. Por lo general necesita 2 canales de comunicacin: una para enviar y la otra para recibir la informacin. Por ejemplo: la comunicacin va telfono.

7.2. Administracin de Sesin Ayuda a los solicitantes y proveedores de servicios en el estableciendo y manteniendo las comunicaciones. En la prctica, esta funcin se puede dividir en tres tareas: Establecimiento de conexin

Se realiza la verificacin de nombres y contraseas de entrada del usuario que requiere establecer la sesin.

Se asignan nmeros de identificacin a la sesin. Se acuerda que servicios se necesitan y durante

cunto tiempo. Se coordina los procedimientos de retransmisin a

utilizar. Transferencia de datos

Se realiza la transferencia de datos. Se enva el reconocimiento de recepcin de datos

(incluyendo el reconocimiento negativo cuando no se reciben datos).

Se realiza la reanudacin de las comunicaciones interrumpidas.

Liberacin de conexin Se realiza el acuerdo para el cierre de la sesin. Se finaliza la sesin.

8. Nivel 4: Nivel de Transporte

Este nivel provee la interfase abstracta para la transferencia de datos entre los dispositivos. Este nivel es responsable de asegurar la entrega confiable de datos entre 2 sistemas, para ello puede implementar: sumas (checksum), nmeros de secuenciamiento, reconocimientos y tiempos de espera (Time-out), de esta manera


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se asegura la recepcin de datos libre de errores y en el orden correcto. En este nivel los datos se pueden dividir o segmentar en unidades ms pequeas para satisfacer las necesidades del nivel de Red (Nivel 3). En este nivel funcionan dispositivos como: Gateways. En este nivel funcionan los protocolos: TCP, UDP, SPX,

NWLink, NetBEUI, ATP.

A continuacin se tratarn los siguientes temas: Resolucin de direccin / nombre Direccionamiento Desarrollo de segmentos Servicios de conexin

8.1. Resolucin de direccin / nombre

Muchos protocolos proporcionan a los usuarios nombres sencillos de recordar en vez de nmeros complejos o difciles de recordar.

La resolucin de direccin a nombre, proporciona la direccin equivalente a un nombre o viceversa. Existen 2 formas de realizar la resolucin de direccin a nombre o viceversa. Solicitud a la red. Solicitud a un servidor de directorio.


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8.1.1. Solicitud a la red Cada solicitante enva un paquete especial. Este paquete solicita que las entidades que

correspondan a un nombre, direccin o tipo de servicio determinado respondan proporcionando su nombre o direccin (segn proceda).

8.1.2. Solicitud a un servidor de directorio Los servidores se anuncian a la red o

directamente a un servidor de directorio. Los solicitantes consultan al servidor de

directorio.

8.2. Mtodos de direccionamiento

Las direcciones de servicios identifican a los procesos de software especficos que se ejecutan en los dispositivos conectados en red. Adems de estas direcciones de servicios, los proveedores efectan un seguimiento de las distintas conversaciones que mantienen con los solicitantes de servicios.


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Los dos mtodos de distincin de las conversaciones utilizan las direcciones siguientes: Identificador de conexin Identificado de transaccin

8.2.1. Identificador de Conexin

Un identificador de conexin (tambin denominado puerto o zcalo (socket)) identifica cada una de las conversaciones establecidas. Utilizando el identificador de conexin, un servidor puede comunicarse simultneamente con ms de un cliente. El servidor se refiere a cada una de las comunicaciones por medio de un nmero y se basa en el nivel de transporte para coordinar las direcciones de los restantes niveles inferiores. El identificador se asocia a una conversacin especfica.

8.2.2. Identificador de Transaccin Son similares a los identificadores de conexin, pero se refieren a una unidad ms pequea que una conversacin. Una transaccin est compuesta de una peticin y una respuesta. Los servidores y los clientes efectan un seguimiento de la salida y llegada de cada transaccin, no de toda la conversacin.


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8.3. Desarrollo de segmentos Los datos recibidos desde el nivel superior pueden ser demasiados grandes para ser manejados por el nivel de Red (Nivel 3), por lo tanto en el nivel de transporte, estos datos se segmentan en porciones tales que puedan ser manejadas por los niveles inferiores.

En algunos casos si los datos son muy pequeos es posible combinarlos en un solo paquete. Por supuesto, una vez se han recibido todos los segmentos, los datos originales se deben volver a componer.

8.4. Servicios de conexin El nivel de transporte puede ser necesario para conseguir conexiones fiables entre los extremos. En ocasiones se utilizan los servicios de conexin en el nivel de transporte adems de un nivel de red orientado a conexin. El nivel de transporte resuelve temas como fallos por parte del proveedor o solicitante de servicio cuando falla la red. Los servicios de red incorporan los siguientes 2 tipos de servicios de conexin: Los servicios sin conexin (orientados a la

desconexin) Es una comunicacin no confiable, debido a que los

datos son enviados sin importar por donde ni como son enviados los datos, este servicio se asemeja al Correo Postal

No se realizan conexiones, solo se basan en transacciones.

Algunos protocolos pueden implementar una confirmacin de recepcin de datos y asegurar una buena comunicacin.


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Los servicios con conexin (orientados a la conexin) Es una comunicacin confiable, en la que se

asegura la recepcin de los datos, esto se asemeja a la comunicacin por telfono.

Para asegurar la comunicacin se realizan conexiones y hacen uso de transacciones.

9. Nivel 3: Nivel de Red

Es responsable de direccionar y enrutar los paquetes para ser enviados a otras red. Los paquetes pueden circular entre LANs o por medio de una WAN.

En este nivel funcionan dispositivos como: Routers, Brouters, Gateways.

En este nivel funcionan los protocolos: RIP, IP, ARP, IPX, NWLink, NetBEUI, DDP.


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Se muestra a continuacin la relacin de temas a tratar: Direccionamiento de red Conmutacin Seleccin de ruta Servicios de conexin Servicios de Gateway

9.1. Direccionamiento de red

Es un nmero que sirve para distinguir una red de otra.

9.2. Conmutacin

En interredes grandes, pueden haber mltiples recorridos que enlacen los dispositivos del emisor y receptor. De forma parecida a como se conmutan las vas del tren, la informacin se puede conmutar a medida que viaje a travs de los distintos canales de comunicacin. Existen 2 tcnicas de conmutacin de datos: Conmutacin de circuitos. Conmutacin de paquetes.

9.2.1. Conmutacin de circuitos

La conmutacin de circuitos de una red de computadores funciona de forma muy similar al sistema telefnico, antes de que pueda tener lugar la comunicacin, debe existir un recorrido completo entre ambos extremos, el computador que inicia la transferencia de datos debe solicitar


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una conexin con el de destino, una vez que ha finalizado la conexin con el dispositivo destino, ste reconoce que est preparado para llevar a cabo una transferencia.

Caractersticas:

Canal exclusivo de comunicacin. No hay virtualmente ninguna demora en el

acceso al canal despus de establecer el circuito.

Los canales dedicados son relativamente costosos en tiempo, dinero y ancho de banda utilizado.

9.2.2. Conmutacin de paquetes

Los mensajes se dividen en pequeas partes, denominadas paquetes, cada paquete se marca con direcciones de nodos de origen, destino e intermediarias, los paquetes tienen una longitud mxima estrictamente definida y se pueden almacenar en la RAM del router.


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Caractersticas: El canal de comunicacin es compartido. Los protocolos suelen ser ms complejos y

pueden aumentar los costes de implementacin

Menos demoras en las transmisiones. Los paquetes se pierden ms fcilmente,

requiriendo retransmisiones. Los paquetes se pueden llegar a circular

por enlaces problemticos.

9.3. Seleccin de rutas Un router debe determinar cual es la mejor ruta para poder comunicar 2 redes. En el siguiente grfico se observa que el Router1 debe determinar a que enlace (L1 o L2) debe de enviar el dato recibo por el servidor. Esta seleccin la realiza cada router para hacer llegar el dato en forma satisfactoria a su destino.

9.4. Servicios de conexin Nota: Recuerde que hay 2 tipos de servicios de conexin. Los servicios de conexin del nivel de red realizan las siguientes funciones: Controlan la cantidad de datos que siguen un

recorrido especifico de la red (a menudo se suele denominar control de congestin).

Detectan los errores de entrega de paquetes y solicitan la retransmisin.

Reordenan los paquetes que se han recibido en el destino.


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9.5. Servicios de Gateway A menudo, las redes independientes utilizan distintas normas de direccin, seleccin de ruta y servicios de conexin. Para que estas redes se puedan combinar en cualquier interred, deben resolver sus diferencias. Esta funcin se suele implementar en un gateway, que interpreta y traduce las normas de dos redes distintas. Por ejemplo, dos redes pueden segmentar unidades de datos con tamaos distintos. Un gateway del nivel de red es responsable de la fragmentacin y reconstruccin de los datos en tamaos aceptables para ambas redes. A medida que el gateway ajusta el tamao de los paquetes de datos, debe cumplir con los requisitos de servicios de conexin de cada red, como el secuenciado de paquetes y el control de errores. Nota: Los gateway pueden implementarse en cualquier nivel del modelo OSI. Un gateway es un dispositivo o una aplicacin que traduce una serie de normas a otra. Sin embargo, la mayora de los gateways se implementan con los niveles OSI superiores.

10. Nivel 2: Nivel de Enlace de Datos Este nivel se encarga de las siguientes tareas: Organizar los bits del nivel fsico (1 y 0) en grupos lgicos de

informacin denominados tramas. Igual que un byte, una trama es una serie contigua de bits agrupados como una unidad de datos.

Se encarga de detectar (y en ocasiones corregir) los errores. Controlar el flujo de datos en la lnea de comunicacin,

indicando quien y cuando puede enviar datos. Identificar a los computadores de la red.

En este nivel funcionan dispositivos como: Bridges, Brouters, Gateways.

En este nivel funcionan los protocolos LAN: Ethernet (IEEE 802.3), ArcNet, Token Ring (IEEE 802.5).


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En este nivel funcionan los protocolos WAN: X.25, ISDN, ATM, Frame Relay, PPP, DIC, SDLC, etc.

La IEEE divide este nivel en 2 subniveles: LLC (Logical Link control) MAC (Media Access Control)

10.1. LLC (Logical Link control) El subnivel de Control de Enlace Lgico (LLC) establece y mantiene el enlace para la transmisin de tramas de datos entre dispositivos. Est formado por los temas: Sincronizacin de transmisiones Servicios de conexin.

10.1.1. Sincronizacin de transmisiones

Una vez que un transmisor sabe cundo debe transmitir tramas de datos, los receptores deben saber cundo deben recibir tramas completas. Los dispositivos estructuran los bits organizndolos en grupos denominados caracteres, bytes, octetos o tramas, de igual manera deben coordinar la transmisin de tramas.

10.1.2. Servicios de conexin Nota: Recuerde que hay 2 tipos de servicios de conexin.


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Los servicios de conexin que se utiliza en este nivel utilizan reconocimientos, los cuales son mensajes especiales que indican la recepcin de una trama o paquete de datos. Los reconocimientos permiten los siguientes servicios: Control de Flujo A Nivel LLC

En una comunicacin con 2 dispositivos de diferentes velocidades de procesamiento al intercambiar informacin, el ms lento puede verse inundado con los datos enviados por el dispositivo ms rpido.

El control de flujo a nivel LLC permite a los dispositivos lentos ralentizar a los ms rpidos.

El control de flujo regula los dispositivos de ambos extremos (como por ejemplo, computadores) y los dispositivos intermedios (como por ejemplo, routers).

Control de Errores El control de errores a nivel LLC se refiere

simplemente a la notificacin de tramas perdidas o mezcladas. Los dos estados del control de errores a nivel LLC son los siguientes: Cuando el receptor previsto no recibe

un paquete, al enviar una trama el transmisor espera una respuesta, si despus de cierto tiempo de espera esta no llega, entonces asumir que ocurri un error y retransmitir la misma trama.

Cuando las sumas de comprobacin no coinciden, cuando un receptor


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acepta una trama de entrada, calcula una suma de comprobacin y la compara con el valor que le ha pasado el emisor. Si los dos valores no coinciden, se ha producido un error de datos y el receptor puede solicitar que se vuelva a transmitir la trama, esta suma comprobatoria se denomina Checksum y el valor de la suma se conoce como CRC (Cdigo de Redundancia Cclica). o

10.2. MAC (Media Access Control) El subnivel de Control de Acceso a Medios (MAC) controla la forma en que los dispositivos comparten el canal de transmisin. Est formado por los temas: Topologa lgica Acceso al medio Direccionamiento.

10.2.1. Topologa lgica

Es la forma como se transmiten los datos entre los dispositivos, esta puede ser igual o diferente a la forma fsica (topologa fsica) en la que hayan sido conectados. Un buen ejemplo de topologas fsicas y lgicas distintas es la red Token Ring de IBM, estas suelen utilizar cable de cobre dispuesto en una topologa Estrella con un concentrador en el centro denominado MAU (Media Access Unit), el concentrador no repite las seales de entrada a todos los dispositivos conectados, como sucede en una topologa estrella normal, los circuitos del concentrador distribuye cada una de las seales de entrada hacia el siguiente dispositivo de un anillo lgico predeterminado. Por tanto, la topologa fsica empleada es estrella, mientras que la topologa lgica es en anillo.


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10.2.2. Acceso a Medios Las topologas lgicas utilizan normas especficas que controlan cundo los dispositivos de la red pueden transmitir seales de datos. El proceso de control se denomina Acceso al Medio. Estos mtodos disminuyen o eliminan los choques (colisiones de datos distintos viajando simultneamente en el mismo medio), o la interferencia entre seales simultneas. Los siguientes mtodos de acceso a medios describen las normas que rigen el momento en la cual los dispositivos de red pueden transmitir: CSMA / CD (Carrier Sense Multiple Access

with Collision Detect) Es un mtodo de contencin que se basan

en la premisa que el acceso a los medios se debera permitir por riguroso orden de llegada. Los sistemas de contencin estn diseados de forma que todos los dispositivos de la red pueden transmitir siempre que lo deseen.

Esta prctica produce eventualmente una prdida de datos debido a que se producen choques. A medida que se aaden nuevos dispositivos a la red, el nmero de choques aumenta en progresin geomtrica.


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El mtodo CSMA/C ( Deteccin de portadora con mltiple acceso y deteccin de colisiones) funciona de la siguiente manera: Una computadora sensa que el cable

este libre, es decir que no exista trfico.

La computadora enva el dato. Si hay un dato en el cable, ninguna

otra computadora puede transmitir hasta que el dato llegue a su destino y se elimine del cable.

Si 2 o ms computadoras envan datos al mismo tiempo se produce una colisin (choque), cuando esto pasa las computadoras dejan de enviar datos por un espacio de tiempo aleatorio luego del cual proceden a retransmitir los datos.

La Ethernet y IEEE 802.3 son ejemplos de los protocolos que utilizan el mtodo de acceso CSMA/CD.

Token Passing

En los sistemas con entrega del testigo, una pequea trama de datos (el testigo o Token) se entrega en forma sucesiva de un dispositivo a otro.

Un testigo (Token) es un mensaje especial que proporciona al dispositivo que retiene el testigo un control temporal del medio. Al entregar el testigo se distribuye el control del acceso entre los dispositivos de la red.


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Cada dispositivo obtiene peridicamente el control del testigo, lleva a cabo sus obligaciones y a continuacin retransmite el testigo para que lo pueda utilizar el siguiente dispositivo.

Algunos ofrecen la posibilidad de asignar niveles de prioridad a las transmisiones de datos, por lo tanto son adecuadas para redes con un trfico muy sensitivo al tiempo o con prioridades establecidas, como la voz digital o de video, o redes muy pobladas.

Elimina los choques y puede ofrecer el mayor rendimiento posible de los datos de la red bajo condiciones elevadas de carga.

Requieren un controlador central adicional para la deteccin y recuperacin de fallos.

La Token Ring (IEEE 802.5) es un protocolo que utiliza este mtodo de acceso.

10.2.3. Direccionamiento

Los dispositivos de red requieren una direccin para poder distinguirlos, esta direccin se conoce como Direccin MAC. Estas son direcciones de hardware exclusivas que suelen asignar los proveedores de hardware, estos proveedores de hardware utilizan direcciones que les asignan las organizaciones de normas como la IEEE. El formato de la direccin depende del mtodo de acceso a medios (CSMA/Cd o Token Passing) que se utilice (este es el motivo por el que se denominan direcciones MAC), las direcciones MAC se encuentran por lo general en los dispositivos como tarjetas de red.


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11. Nivel 1: Nivel Fsico Este nivel se define las especificaciones de los medios fsicos (inclusive los inalmbricos), conectores y mtodos de sealizacin a utilizar para la comunicacin en la red. En este nivel funcionan dispositivos como: Repetidores

(Hubs), NICs, Cables (Twist Pair, Coax, Fibra ptica), Modems, Gateways.

En este nivel funcionan los protocolos LAN: Ethernet: 10BaseT, 10BaseT, 10Base2, 10Base5, 10BaseF,

10Broad36, 100BaseT, 100BaseX. Token Ring: STP 4/16 mbps; UTP 4/16 mbps; Fiber Optic En este nivel funcionan los protocolos WAN: ATM, ISDN,

X.25, xDSL, etc.

Se muestra a continuacin la relacin de temas a tratar: Tipos de conexin Topologa fsica Sealizacin Sincronizacin de bits Multiplexin Uso del ancho de banda

11.1. Tipos de conexin

Describe la cantidad de dispositivos que se pueden conectar a un nico cable o segmento del medio de transmisin. Las redes se construyen utilizando conexiones: Conexiones punto a punto Conexiones multipunto.

11.1.1. Conexiones punto a punto

Una conexin punto a punto es un enlace directo entre dos dispositivos. Ejemplo: Una impresora conectada a una computadora.


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Puesto que solo 2 dispositivos comparten una conexin punto a punto, cada estacin tiene garantizada una capacidad de transmisin o un ancho de banda especfico.

11.1.2. Conexiones multipunto Una conexin multipunto es un enlace entre tres o ms dispositivos. Ejemplo: La conexin de una computadora a una red por medio de un concentrador (hub).

En los entornos LAN actuales, las conexiones multipuntos enlazan mltiples dispositivos en las topologas de bus, estrella y celulares. Las conexiones multipunto comparten el mismo ancho de banda de modo que la capacidad global se divide entre cada uno de los dispositivos conectados al medio.

11.2. Topologa Fsica La forma como se conectan las computadoras haciendo uso de los medios fsicos (cables) se denomina topologa fsica. Existen diversas topologas, las ms importantes son: Topologa Bus Topologa anillo Topologa estrella


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Topologa en malla Topologa celular 11.2.1. Topologa Bus

Esta formada por una lnea principal de comunicacin (backbone) a la cual se conectan los dispositivos por medio de un cable de tendido, el cual puede ser un cable coaxial delgado o grueso.

La mayora de topologas de bus permiten a las seales elctricas o electromagnticas viajar en ambas direcciones, las cuales al llegar a los extremos son absorbidos por los terminadores (terminator), evitando as que las seales retornen (efecto de rebote).

Slo una computadora puede enviar los datos al mismo tiempo. Los datos son enviados a todas las computadoras en la red (Broadcast), sin embargo la informacin es aceptada solamente por la computadora a quien va dirigida los datos.


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Caractersticas Relativamente fcil de instalar utilizando

estndares establecidos. Difcil de reconfigurar, especialmente cuando

la distancia o el nmero de derivaciones se encuentran a niveles mximos permitidos.

Requiere menos cable que otras topologas. Difcil de localizar anomalas. Toda la red deja de funcionar si el cable

principal se rompe. El rendimiento es afectado por el nmero de

computadoras de la red, a ms computadoras ms lenta es la comunicacin.

Es difcil de detectar los problemas. Se utiliza el mtodo de acceso CSMA/CD en

este tipo de topologas.

11.2.2. Topologa anillo (Ring) En la topologa anillo los dispositivos se conectan en forma sucesiva formando finalmente un anillo. Las seales elctricas o electromagnticas se suelen pasar de un dispositivo a otro en una nica direccin, para ello cada dispositivo incorpora un receptor en el cable de entrada y un transmisor en el cable de salida. Las seales se repiten o regeneran en cada dispositivo, de modo que la degradacin es mnima.


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Caractersticas: Los fallos de los cables se identifican

fcilmente Ms difcil de instalar y de reconfigurar

debido a que la instalacin o retiro de dispositivos implica detener los servicios de red.

Los fallos del medio provocan un fallo general de la red.

11.2.3. Topologa Estrella (Star)

La topologa estrella utiliza un dispositivo central (concentrador) al cual se conectan los dems dispositivos.

En las topologas en estrella, las seales elctricas o electromagnticas viajan desde el dispositivo conectado en red hasta el concentrador, pasando por su cable de tendido, desde ah, la seal se enva a otros dispositivos conectados en red. Caractersticas: Moderadamente difcil de instalar, pero difcil

de reconfigurar. Requiere ms cable que otras topologas Fcil de localizar averas Los fallos del medio se aslan

automticamente al segmento que ha fallado, pero los fallos en los concentradores son crticos.

Si el concentrador falla, falla toda la red.


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11.2.4. Topologa Combinada (Malla) Una red combinada tiene conexiones punto a punto entre cada uno de los dispositivos y la red.

Puesto que cada dispositivo requiere de una tarjeta de red para cada uno de los dispositivos restantes de la red, las topologas combinadas no suelen ser prcticas. Adems, a menos que cada estacin enve seales frecuentemente a todas las dems estaciones, se desperdicia una cantidad excesiva de ancho de banda de la red. Sin embargo, las redes combinadas son extremadamente tolerantes frente a fallos y cada uno de los enlaces proporciona una capacidad garantizada. Habitualmente, las topologas combinadas se utilizan en redes hbridas, teniendo interconectadas solamente las ubicaciones ms grandes o las mas importantes, esto sucede con Internet. Caractersticas: Fcil de localizar anomalas y aislar fallos Difcil de instalar y reconfigurar,

especialmente a medida que aumenta el nmero de dispositivos.

Extremadamente tolerante a fallos cuando existe capacidad de acomodar el trfico desviado.

11.2.5. Topologa Celular

Una topologa celular combina estrategias punto a punto y multipunto para dividir el rea geogrfica en clulas. Cada clula representa la porcin del rea total de la red en la que funciona la conexin de red especfica.


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Los dispositivos de la clula se comunican con una estacin central concentrador. Los concentradores se interconectan para dirigir los datos a lo largo de la red y proporcionar la infraestructura de red completa.

Igual que con una estructura sin cables, la topologa es independiente de la interconexin de cables. La topologa celular se basa en la ubicacin de los concentradores de medio sin cable. Debido a esta diferencia, las topologas celulares presentan calidades muy distintas a las de las topologas con cable. Por ejemplo, los dispositivos pueden vagar entre clula y clula y mantener al mismo tiempo la conexin con la red. Caractersticas: Relativamente fcil de instalar Todos los dispositivos que utilizan un

concentrador determinado se ven afectados por un fallo del concentrador.

No requiere la reconfiguracin del medio al aadir o trasladar usuarios

El aislamiento de fallos y la localizacin de averas es bastante fcil

11.3. Sealizacin

Las computadoras conectadas en red, crean seales transmitiendo impulsos elctricos. Los mtodos de utilizacin de la energa elctrica para comunicarse se denominan sealizacin. Existen 2 formas de sealizacin: Sealizacin digital. Sealizacin analgica.


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11.3.1. Sealizacin digital En las redes de computadores, la sealizacin digital se consigue mediante impulsos luminosos o voltajes elctricos. El estado del impulso (activado o desactivado, alto o bajo) es el que cambia para representar bits de datos binarios.

11.3.2. Sealizacin analgica

Las seales analgicas se basan en los estados continuamente variables de las ondas. Las ondas electromagnticas, que se utilizan en las seales analgicas, se suelen representar por la onda sinusoidal.

11.4. Sincronizacin de Bits Los bits de datos se codifican en la seal analgica o digital cambiando el estado de la caracterstica de una seal especfica. El receptor interpreta la seal tomando una medida de la caracterstica. Por tanto, el receptor debe saber el momento exacto en el que debe medir la seal y decodificarla y extraer los bits de datos.


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11.5. Multiplexin Para establecer la comunicacin entre dispositivos punto a punto se requiere un medio de comunicacin exclusivo entre ambos dispositivos.

La multiplexin se refiere a varias tecnologas que permiten que mltiples dispositivos se comuniquen simultneamente por un nico segmento del medio de transmisin, en vez de tener una lnea de comunicacin para cada dispositivo.

El equipo de multiplexa y desmultiplexa se suele denominar multiplexor o MUX. Los multiplexores utilizan los mtodos siguientes para permitir que varios dispositivos se comuniquen simultneamente. 11.5.1. Mutiplexin de divisin de tiempo (TDM: Time

Divisin Multiplexing) Dividen un canal en varias ranuras de tiempo, se puede colocar bits, bytes o tramas en las ranuras de tiempo.


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11.5.2. Multiplexin de divisin de frecuencia (FDM Frecuency Divisin Multiplexing) Dividen el canal para diferentes frecuencias, se utilizan en redes de banda ancha.

11.6. Uso del Ancho de Banda Una canal de comunicacin es simplemente una parte del ancho de banda total del medio de comunicacin. Un canal se crea dividiendo las mltiples frecuencias electromagnticas que puede admitir un medio o dividiendo todo el ancho de banda en unidades. Se han asignado los siguientes nombres a los programas de uso del ancho de banda: Banda base (Base Band) Banda ancha (Broad Band)

11.6.1. Banda base (Base Band)

Utilizado normalmente con sealizacin digital, la cual utiliza todo el ancho de banda para enviar o recibir datos.

Aunque slo admiten una seal a la vez, se pueden combinar mltiples conversaciones en esa nica seal utilizando la multiplexin del tiempo.

Generalmente las seales de banda base se pueden interpretar y regenerar por medio de Repetidores. Esta es la forma que se utiliza en las redes de rea local (LAN).


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11.6.2. Banda ancha (Broad Band) Utilizado normalmente con sealizacin analgica, se utiliza la capacidad del medio de transmisin para proporcionar mltiples canales de comunicacin. Se crean mltiples canales dividiendo el ancho de banda del medio mediante la multiplexin de divisin de frecuencia, lo cual permite varias conversaciones simultneas.

Generalmente las seales se amplifican por medio de dispositivos denominados amplificadores. Esta es la forma que se utiliza en las redes de rea amplia (WAN).

12. Bibliografa

http://es.wikipedia.org/wiki/Modelo_OSI

4 modelo osi

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