Redes de Computadoras

A. DÍAZ

¿Qué es una red?

Una red de

computadoras se

establece cuando dos o

más computadoras se

conectan entre sí de

forma permanente para

compartir los recursos e

intercambiar

información.

Tipos de Redes

Red de Área Local (Local Area Network):

LAN

Red de Área Amplia (Wide Area

Network): WAN

Red de Área Metropolitana (Metropolitan

Area Network): MAN

Backbone.

HAN: Home Area Network

Ingenieria

Redes de Área Local: elementos

Los principales elementos que componen

una Red de Área Local son los siguientes:

El servidor (server)

Las estaciones de trabajo (workstations).

El sistema operativo.

El sistema operativo de la red.

Los cables de conexión y las tarjetas.

Redes de Área Local: aspectos

Arquitectura. Sigue las normas definidas por las recomendaciones ISO

Topologías Estrella, bus y anillo.

Protocolos. Acceso aleatorio CSMA/CD Acceso por paso de testigo (Token Passing)

Medios físicos de transporte. Cable trenzado (velocidad máxima 1 Gbps). Cable coaxial (velocidad máxima 10 Mbps) Fibra óptica (velocidad máxima 100 Mbps).

Técnicas de transmisión. Banda base (señal digital; un solo mensaje; distancias cortas). Banda ancha.(señal analógica modulada; varios mensajes a la vez).

Sistemas de gestión de redes

Centralizada: todas las consultas se envían a un

único sistema y todas las aplicaciones se

ejecutan en él.

Distribuida: existen varios sistemas encargados

de la gestión.

Jerárquica: combina las dos anteriores.

La arquitectura de gestión de una red puede ser:

Tipos de configuraciones o topologías

Anillo Dispositivos conectados

en círculo. Los datos pasan

de un nodo a otro y cada

nodo actúa como repetidor.

Estrella Todas las

computadoras se conectan a

una computadora central.

Bus Un único cable. Simple y

económico; su alcance es

limitado.

Topología LAN: Anillo

Ventajas: La tasa de errores de la transmisión es pequeña.ya que la información se regenera en cada nodo.

Se pueden enviar mensajes a todos las estaciones de forma sencilla.

Inconvenientes: La red se bloquea ante una avería de una estación o del medio de transmisión..

Cada estación produce un tiempo de demora por lo que el rendimiento de la red disminuye cuando el número de estaciones es elevado.

Topología LAN: Estrella

Ventajas: Fácil localización de averías.

Las estaciones pueden utilizar velocidades, protocolos

y conexiones distintas..

Flexible en cuanto al número de estaciones

conectadas.

Inconvenientes: Poca seguridad al depender de una computadora

central.

Coste elevado debido al gran número de líneas de

conexión

Poco flujo de datos para no saturar al controlador

Topología LAN: Bus

Ventajas: La instalación es sencilla.

Flexible en cuanto al número de estaciones

conectadas.

Se adapta a la distribución física de las estaciones.

El coste es bajo.

Inconvenientes: Una avería en el soporte (bus) inhabilita toda la red.

Las interfaces de acceso a la red son complejas.

Redes de Área Local: características

Permite la comunicación de información entre todos los dispositivos conectados. Permite la utilización compartida de recursos y periféricos. Puede crecer sin necesidad de cambiar la instalación. Dispone de una única salida a redes públicas.

Modos y métodos de transmisión de datos

En serie: los bits se envían uno tras otro de forma consecutiva.

o

En paralelo: los bits de un carácter se envían a la vez por distintos hilos.

Sincrona: los datos se almacenan en un buffer o memoria interna y se transmiten de una vez al recibir una señal del reloj.

o

Asíncrona: los bits se transmiten individualmente junto con 2 ó 3 bits de control para sincronizar al emisor y al receptor.

Soporte de la comunicación

Cables. De pares y coaxiales.

Radio enlaces Onda corta.

Sistema terrestre de microondas.

Satélites.

Fibra óptica.

Redes de transmisión de datos

Dedicadas

Punto a punto.

Multipunto.

Compartidas

Red Telefónica Conmutada.

Redes públicas: PRODIGY,

CableVISION.

Tipos más usuales de LAN

Ethernet Acceso aleatorio CSMA/CD.

Configuración: bus.

Token Ring de IBM Acceso por paso de testigo.

Configuraciones usuales: bus y anillo.

Redes de Área Local: Siglas

ISO: International Standarization Organization.

CSMA/CD: Carrier Sense Multiple Access-Collision Detected.

CCITT: Consultatie Comittee for International Telephone

and Telegraph.

OSI: Open Systems Interconnector.

SNA: System Network Architecture

RDSI: Red Digital de Servicios Integrados.

¿Y el MODEM qué es...?

El Modem convierte las señales digitales de la

computadora (modulación) en señales analógicas

que viajan por el medio de transmisión y después

en el receptor la convierte de nuevo en señales

digitales (demodulación).

MOdulación–DEModulación: es un dispositivo que

permite transmitir información entre equipos

informáticos situados a gran distancia haciendo

uso de las líneas telefónicas.

¿Cómo se puede modular la señal?

En frecuencia.

En amplitud.

En fase.

Por impulsos codificados.

Modos de transmisión

Simplex: un solo sentido.

Half-Duplex: ambos sentidos, no simultáneamente.

Full-Duplex: en ambos sentidos simultáneamente.

OSI: Open Systems Interconnect

• Fue creado a partir de 1978 y aprobado en 1983.

• Su objetivo fue la definición de un conjunto de normas para interconectar diferentes equipos a efectos de comunicación.

• Este modelo define los servicios y protocolos que posibilitan la comunicación.

• Estos servicios se dividen en siete niveles diferentes que sirven para dividir el problema de la comunicación en varios sub problemas independientes.

• El modelo OSI fue creado por la ISO

(International Standardization Organization).

OSI: Open Systems Interconnect

I. Físico. Conectores, recomendación X.21, norma V.24: RS232

II. Enlace. Protocolos HDLC (High-level Data Link Control).

III. Red. Protocolo de red X.25 definido por CCITT.

IV. Transporte. Envío de paquetes. Comprobación de errores.

V. Sesión. Conexión, sincronización, identificación, …

VI. Presentación. Intercambio de datos, cifrado, compresión,…

VII. Aplicación. Define la interacción entre los servicios de la red (impresión, archivos, mensajería,…) y la propia red.

Dispositivos a nivel físico modelo OSI

• Tarjetas de red NIC.

• Transceivers.

• Repeaters.

• Hubs.

• MAUs (Multistation Access Unit).

35 A. Díaz Tema V

Dispositivos a nivel enlace modelo OSI

• Bridges

• Switches

Dispositivos a nivel de red modelo OSI

• Routers

• Layer 3 Switches

La red Internet

Internet es la red de computadoras más grande del

mundo integrada por miles de redes distribuidas por

todo el planeta.

La red Internet hace posible que personas de todo el

mundo utilicen sus computadoras para obtener o

intercambiar información acerca de una gran

variedad de temas académicos, gubernamentales,

empresariales, etc.

Origen de Internet

Sistema UNIX: 1970 (Universidad de California).

197x. Advanced Research Projects Agency: ARPANET.

Transmission Control Protocol e Internet Protocol: TCP/IP.

1980-90. National Science Foundation NSF y la NASA: Internet.

Interconexión entre redes

Los dispositivos se conectan mediante líneas de comunicación de alta velocidad (T1 o T3) o se comunican a través de líneas telefónicas normales con modems.

Los protocolos de comunicación se utilizan para que las redes puedan entenderse cuando se comunican entre sí.

Los elementos fundamentales que intervienen en

las redes son:

Los dispositivos de comunicación.

Los protocolos.

Dispositivos utilizados para interconectar redes

Los repetidores: amplifican y reconstruyen el paso de los datos para que puedan viajar a mayor distancia.

Los hubs (nudos de comunicaciones): conectan grupos de computadoras en una red de área local.

Los bridges (puentes): conectan dos o más redes de área local (LAN) que utilizan los mismos protocolos.

Los routers (encaminadores): conectan físicamente las redes en Internet que hacen uso del protocolo TCP/IP.

Los gateways (puertas de acceso): similares a los routers, pero permiten el intercambio de datos con redes que utilizan un protocolo distinto al TCP/IP.

Los dispositivos utilizados para

interconectar las redes

Los protocolos de Internet

Un protocolo es un acuerdo para los procedimientos de comunicación entre redes que hace referencia a la forma en que se envían los paquetes de datos y se transmiten las señales.

TCP/IP (Transmission Control Protocol e Internet Protocol).

Cuando la conexión entre computadoras es por líneas telefónicas con un modem, pueden intervenir otros protocolos:

SLIP (Serial Line Interface Protocol).

PPP (Point-to-Point Protocol).

El protocolo TCP/IP

Los datos que viajan por Internet se dividen en

pequeños paquetes de información que son

trasmitidos de una computadora a otra siguiendo

distintos caminos, diferentes tipos de redes y

líneas de comunicación.

El protocolo TCP/IP

El protocolo TCP (Transmission Control Protocol) recoge la información a transmitir y la divide en paquetes TCP numerados (le asigna una cabecera) para asegurar su envío y recepción.

El protocolo IP (Internet Protocol) divide los paquetes TCP de nuevo, y coloca a cada sub paquete IP una cabecera que contiene la dirección del host emisor y la dirección del host de destino.

Los paquetes pueden viajar por distintas redes antes de llegar a su destino, y cuando lo alcanzan son reensamblados por un software especial que se ejecuta en la computadora receptora.

Protocolos utilizados en una red TCP/IP

Telnet

FTP (File Transfer Protocol)

HTTP (HyperText Transfer Protocol)

SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)

NNTP (Netwoks News Transfer Protocol)

SNMP (Simple Network Management Protoccol)

TFTP (Trivial File Transfer Protocol)

NFS (Network File System)

NIS (Network Information Service)

DNS (Domain Name System)

UDP (User Datagram Protocol)

Servidores de Internet

Un servidor es cualquier computadora que proporciona

algún tipo de servicio a los usuarios de Internet.

- FTP,Archie; Gopher; WAIS; Web; Mail, News; etc.

Las principales tareas que nos permiten realizar son:

Enviar y recibir correo electrónico (servidor mail).

Leer noticias, participar en grupos de discusión o en listas de distribución (servidor news)

Conectarnos con otras computadoras, trabajar con ellas y copiar o transferir archivos (telnet, ftp).

Consultar información en los servidores Web (web).

Las direcciones de Internet

Cada una de las computadoras conectadas a Internet poseen una única dirección: la dirección IP.

La dirección IP (consta de 32 bits) se necesita para establecer una comunicación entre computadoras en redes TCP/IP.

El formato decimal de la dirección IP se representa por cuatro campos de números comprendidos entre 0 y 255 separados por puntos:

campo1.campo2.campo3.campo4

Ejemplo

155.54.121.126

Las direcciones simbólicas de Internet

La dirección simbólica de una computadora está formada por una o varias cadenas de caracteres separadas por un punto (.).

Ejemplo:

spacelink.msfc.nasa.gov

que corresponde a un servidor (denominado spacelink),

de la red Marshall Space Center, (denominada msfc), que

está en la NASA y pertenece al gobierno de los EEUU,

gov.

La dirección Internet del servidor de prácticas

Dirección 32 bits:

10011011 00110111 01111001 01111110

Formato decimal:

155.54.121.126 Formato alfanumérico:

docum1-sl.ala.um.es

Clases de direcciones de Internet

La dirección IP consta de dos partes:

una para la red otra para el host.

Existen cinco clases de direcciones Internet: A, B, C, D y E.

0..Red (8 bits) Host (24 bits)

10… Red (16 bits) Host (16 bits)

110… Red (24 bits) Host (8 bits)

Multicast

Pruebas

A

B

C

D

E

Máscara de la subred

255.0.0.0

255.255.0.0

255.255.255.0

1 - 127

128 - 191

192 - 223

¿Qué es la máscara de la subred?

Cuando una red aparece segmentada (dividida en

subredes) a cada dirección IP se le asocia una máscara

que tiene 32 bits y sirve para dividir la parte de la dirección

IP destinada a identificar el host en dos partes: la primera

para identificar al segmento (subred) y la segunda al host

dentro de ese segmento.

Red (16 bits) Host (16 bits)

Red (16 bits) Subred host

Máscara de la subred

DNS: Domain Name System

El DNS (Sistema de Nombres de Dominio) es un sistema que contiene una lista completa de todas las computadoras y redes conectadas a Internet.

El sistema DNS se utiliza para convertir la dirección simbólica de Internet en una dirección IP (Internet Protocol).

La agencia NIC (Network Information Center) es la encargada de asignar y mantener los nombres de dominio de las redes conectadas a Internet.

El archivo hosts de las máquinas Unix (en el directorio /etc) contiene los nombres y las direcciones IP de las computadoras con acceso a Internet en nuestra red.

Sistemas de dominios de Internet

com Comercial

edu Educación

gov Gobierno

mil Militar

net Proveedor

org Organismos

Tipos de conexiones

Las conexión a Internet se establece a través de un

host (una computadora) que tiene asignada su

propia dirección IP, y pueden ser;

• Permanente o dedicada (vía LAN).

• Por llamada telefónica (vía modem). Dial-up

• Directa (conexión SLIP/PPP).

• Como terminal (shell account).

¿Qué se necesita para la conexión con Internet?

Una computadora, un módem y acceso a la línea telefónica.

Un proveedor de servicio Internet.

Un software de comunicaciones e información sobre los parámetros de comunicación.

Un nombre de identificación (login).

Una contraseña (password).

Los elementos hardware y software necesarios para

conectarse a Internet dependen del tipo de conexión.

Pero siempre necesitaremos:

Conexión directa vía módem

La información que necesitamos para poder establecer este tipo de conexión a través de un proveedor de servicio Internet :

Dirección IP del equipo.

Nombre del dominio.

DNS primario y secundario.

Máscara de la subred.

Puerta de enlace (IP del gateway predeterminado)

Software TCP/IP.

Conexión permanente

La información que necesitamos para poder establecer este tipo de conexión a través de un proveedor de servicio Internet (PSI o ISP) es la

siguiente:

Dirección IP del equipo.

Nombre del dominio.

DNS primario y secundario.

Máscara de la subred.

Puerta de enlace (IP del gateway predeterminado)

Software TCP/IP.

Conexión permanente o dedicada

El equipo necesario para establecer una conexión

permanente es el siguiente:

Un dispositivo CSU/DSU en nuestro sitio.

Un Port (puerto) en el router de nuestro sitio.

Cables para conectar el router y el CSU/DSU.

Circuito telefónico.

Un dispositivo CSU/DSU en el sitio del proveedor.

Un puerto (port) en el sirio del proveedor.

Conexión como terminal vía módem

El equipo necesario para este tipo de conexión es

el siguiente:

Un PC o terminal.

Un modem.

Conexión telefónica.

Un software de comunicaciones (kermit; xmodem, ...)

Servicios proporcionados por Internet

De comunicación: e-mail; mailing lists; newsgroups; IRC.

De acceso a información: FTP, Telnet; Gopher; Web.

De búsqueda de información:

Archie; Veronica; WAIS; Whois; Web; X500; Páginas

Blancas.

El correo electrónico en UNix

Algunos programas para leer el correo son los siguientes: mail; elm; mush; z-mail; mh, xmh, pine,...

MIME (Multi-Purpose Internet Mail Extensions)

Generalmente el mailbox se encuentra en el directorio /usr/mail o /var/spool/mail

Existe un archivo .mailrc en el sistema V que permite configurar el mail (suele estar en el directorio home).

El archivo .forward nos permite enviar automáticamente nuestro correo a otra dirección.

El programa vacation responde automáticamente a cualquier mensaje y se configura en el archivo .forward.

World Wide Web

World Wide Web, desarrollado en el CERN, es un sistema de información hipertexto distribuido por todo el mundo en servidores Web. Comunmente: la Web, WWW o W3. El sistema hipertexto presenta la información de los documentos utilizando un formato multimedia: texto, gráficos, sonido y vídeo. Además, los documentos hipertexto tienen enlaces o referencias a otros documentos relacionados. Los servidores Web son las computadoras conectadas a Internet que contienen los documentos de información escritos en un formato multimedia, el formato HTML (HyperText Markup Language). Para acceder a los documentos nuestra computadora debe ejecutar un programa cliente, un browser, tal como Netscape Communicator, FireFOX, SEAmonkey, Opera, Mozilla, ICEape, Konqueror o Internet Explorer.

¿Y para conectar un sistema Unix a una red?

Los archivos que controlan el acceso.

Los procesos de red (los daemons).

Las órdenes relacionadas con redes.

Los elementos software que debemos considerar y controlar

para conectar un sistema UNIX a una red son los siguientes: