Introducción a las redes de ordenadores y protocolos de
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Introducción a las redes de ordenadores y protocolos de comunicación Introducción • Evolución de la informática: – Inicialmente un ordenador que ejecuta todos los trabajos. – Actualmente un conjunto de ordenadores conectados entre sí. • Ordenador autónomo: – Ordenador que no depende de otro para su funcionamiento. • Red de ordenadores: – Conjunto de ordenadores autónomos interconectados. Adquisición y Tratamiento de Datos 1 Introducción a las redes de ordenadores y protocolos de comunicación Tipos de redes (I) • De acuerdo a la tecnología: – Redes de difusión (broadcast). – Redes punto a punto. • De acuerdo a su escala: – Redes de área local (LAN). – Redes de área metropolitana (MAN). – Redes de área amplia (WAN). Adquisición y Tratamiento de Datos 2 Introducción a las redes de ordenadores y protocolos de comunicación Tipos de redes (II) • Redes de difusión: – Un solo canal de comunicación compartido por todos los ordenadores de la red. – Los mensajes llegan a todos los ordenadores. – Solo lo “escucha” el ordenador que se indica dentro de un campo del mensaje que indica la dirección. – Es posible enviar un mensaje a todos los ordenadores de la red. – La velocidad de transmisión indica la velocidad total disponible para todos los equipos. Adquisición y Tratamiento de Datos 3 Introducción a las redes de ordenadores y protocolos de comunicación Tipos de redes (III) • Redes punto a punto: – Conectan pares de ordenadores. – Pueden ser de tres tipos: • Simplex: La transmisión solo se efectúa en un sentido. • Semi-dúplex o half-dúplex: La transmisión se efectúa en ambos sentidos, pero no de forma simultánea. • Dúplex o full-dúplex: La transmisión puede efectuarse en ambos sentidos y de forma simultánea. – En los enlaces semi-dúplex y dúplex: • Enlace simétrico: Velocidad de conexión igual en ambos sentidos. • Enlace asimétrico: Velocidad de conexión distinta según el sentido. Adquisición y Tratamiento de Datos 4 Introducción a las redes de ordenadores y protocolos de comunicación Tipos de redes (IV) • Redes de área local. – Son redes de pequeña extensión: • Unen equipos personales, impresoras, etc., en domicilios, oficinas, universidades, etc. • El tiempo máximo que tardan los datos en ir de un extremo a otro es conocido: – Posibilidad de utilizar ciertas tecnologías. – Operan a velocidades entre 10 y 1000 Mpbs: • Bajo retardo. • Pocos errores. – Sus ejemplos más conocidos son: • Bus. • Anillo. Adquisición y Tratamiento de Datos 5 Introducción a las redes de ordenadores y protocolos de comunicación Tipos de redes (V) • Redes de área metropolitana. – Es una versión más grande de una LAN. – Pueden utilizar tecnologías LAN o propias. • Distributed Queue Dual Bus. • Redes de área amplia. – Se extienden sobre un país, continente, etc. – Poseen elementos de conmutación para poder conectar distintas líneas. Adquisición y Tratamiento de Datos 6 Introducción a las redes de ordenadores y protocolos de comunicación Protocolos de comunicación (I) • El diseño de las redes esta organizado en capas. – Cada capa esta construida sobre la inferior. – El propósito de cada capa es ofrecer servicios a la capa superior. – El número de capas, nombre, etc., difieren en cada red. • De forma general: – La capa N de un ordenador se comunica con la capa N de otro ordenador. – Las reglas y convenciones de una capa N se conocen como protocolo de la capa N. Adquisición y Tratamiento de Datos 7 Introducción a las redes de ordenadores y protocolos de comunicación Protocolos de comunicación (II) Host 1 Capa 5 Host 2 Protocolo de la capa 5 Capa 5 Interfaz de la capa 4/5 Capa 4 Protocolo de la capa 4 Capa 4 Interfaz de la capa 3/4 Capa 3 Protocolo de la capa 3 Capa 3 Interfaz de la capa 2/3 Capa 2 Protocolo de la capa 2 Capa 2 Interfaz de la capa 1/2 Capa 1 Protocolo de la capa 1 Capa 1 Medio físico Adquisición y Tratamiento de Datos 8 Introducción a las redes de ordenadores y protocolos de comunicación El modelo de referencia OSI (I) Protocolo de aplicación Aplicación Protocolo de presentación Presentación Protocolo de sesión Sesión Protocolo de transporte Transporte Aplicación APDU Presentación PPDU Sesión SPDU Transporte TPDU Frontera de comunicación de la subred Protocolo interno de la subred Red Red Red Red Paquete Enlace de datos Enlace de datos Enlace de datos Enlace de datos Marco Física Física Física Física Host A Router Router Host B Bit Protocolo host-router de la capa de red Protocolo host-router de la capa de enlace de datos Protocolo host-router de la capa física Adquisición y Tratamiento de Datos 9 Introducción a las redes de ordenadores y protocolos de comunicación El modelo de referencia OSI (II) • La capa física: – Transmite un bit por el canal de comunicación. – Define: • • • • El voltaje de la señal. La duración temporal de cada bit. El tipo de transmisión (simplex, semi-dúplex o dúplex). Etc. • La capa de enlace de datos: – Convierte el medio físico con errores en un medio de transmisión sin errores. – Divide los datos a enviar en marcos mediante patrones especiales de bits. – Resuelve el problema de los marcos dañados, perdidos o duplicados. – Regula el tráfico del emisor para evitar saturar al receptor. Adquisición y Tratamiento de Datos 10 Introducción a las redes de ordenadores y protocolos de comunicación El modelo de referencia OSI (III) • La capa de red: – Determina la ruta por la que se encaminan los paquetes. • La ruta puede ser estática o dinámica. – Controla la congestión en la red. – Conecta redes de diferentes tipos. • La capa de transporte: – Acepta datos de la capa de sesión (capa superior), los divide y asegura que lleguen correctamente. – Puede: • Crear una conexión de red para cada sesión. • Multiplexar varias sesiones en una misma conexión de red. – Es una capa de extremo a extremo, pues conecta programas entre ordenadores distintos. Adquisición y Tratamiento de Datos 11 Introducción a las redes de ordenadores y protocolos de comunicación El modelo de referencia OSI (IV) • La capa de sesión: – Proporciona control del diálogo entre ordenadores. – Sincroniza procesos entre ordenadores: • Una transmisión de datos de dos horas puede sufrir cortes y recuperarse. • La capa de presentación: – Convierte entre diferentes: • Tipos de caracteres. • Formato de enteros o números reales. – Independizando a los ordenadores del tipo de datos que usan. • La capa de aplicación: – Son las aplicaciones que utilizamos. – Provee interfaces y soluciones para poder utilizar la red. Adquisición y Tratamiento de Datos 12 Introducción a las redes de ordenadores y protocolos de comunicación El modelo de referencia TCP (I) OSI Aplicación TCP/IP Aplicación Presentación No están presentes en el modelo Sesión Transporte Transporte Red Interred Enlace de datos Nodo a red Física Adquisición y Tratamiento de Datos 13 Introducción a las redes de ordenadores y protocolos de comunicación El modelo de referencia TCP (II) • La capa del nodo a la red: – Debe conectar la capa de red al medio físico. – No esta definido explicitamente. • La capa interred: – Permite que dos nodos inserten paquetes en la red y viajen hasta su destino seas cuales sean las redes. – Ordena los paquetes si llegan desordenados. – Controla la congestión de la red. – Para todo esto define el protocolo IP. Adquisición y Tratamiento de Datos 14 Introducción a las redes de ordenadores y protocolos de comunicación El modelo de referencia TCP (III) • La capa de transporte: – Es similar a la de OSI. – Posee varios protocolos, los más usados son: • TCP: – Fiable. – Orientado a conexión. – Usado para enviar datos entre ordenadores sin errores. • UDP: – No confiable. – No orientado a conexión. – Usado para consultas y peticiones cortas o cuando la velocidad es lo importante. • La capa de aplicación: – Son las aplicaciones que usamos. Adquisición y Tratamiento de Datos 15 Introducción a las redes de ordenadores y protocolos de comunicación Transmisión de datos en un protocolo Capa 5 4 H4 3 2 Protocolo de la capa 5 M H2 H3 H4 M1 H3 H4 M1 Protocolo de la capa 4 M T2 M H2 H3 M2 H3 M2 H4 Protocolo de la capa 3 T2 Protocolo de la capa 2 H2 H3 H4 M1 H3 H4 M1 M T2 H2 H3 M2 H3 M2 T2 1 Máquina de origen Adquisición y Tratamiento de Datos Máquina de destino 16
