3.1 Sistemas Operativos de Red
Los sistemas operativos de red se definen como aquellos que tiene la capacidad de interactuar con sistemas operativos en otras computadoras por medio de un medio de transmisión con el objeto de intercambiar información, transferir archivos, ejecutar comandos remotos y un sin fin de otras actividades. El punto crucial de estos sistemas es que el usuario debe saber la sintaxis de un conjunto de comandos o llamadas al sistema para ejecutar estas operaciones, además de la ubicación de los recursos que desee acceder. Por ejemplo, si un usuario en la computadora hidalgo necesita el archivo matriz que se localiza en el directorio /software/código en la computadora mórelos bajo el sistema operativo UNIX, dicho usuario podría copiarlo a través de la red con los comandos código/ En este caso, el comando RPC que significa "remote copy" trae el archivo indicado de la computadora mórelos y lo coloca en el directorio donde se ejecutó el mencionado comando. Lo importante es hacer ver que el usuario puede acceder y compartir muchos recursos.
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viernes, 29 de febrero de 2008
PROTOCOLOS DE RED
Protocolos de red
Podemos definir un protocolo como el conjunto de normas que regulan la comunicación (establecimiento, mantenimiento y cancelación) entre los distintos componentes de una red informática
Los protocolos de bajo nivel controlan la forma en que las señales se transmiten por el cable o medio físico. Los protocolos de red organizan la información (controles y datos) para su transmisión por el medio físico a través de los protocolos de bajo nivel.
Clases de protocolos
IPX/SPX
IPX es un protocolo de Novell que interconecta redes que usan clientes y servidores Novell Es un protocolo orientado a paquetes y no orientado a conexión (esto es, no requiere que se establezca una conexión antes de que los paquetes se envíen a su destino).
NETBIOS
NETBIOS es un programa que permite que se comuniquen aplicaciones en diferentes ordenadores dentro de una LAN. Desarrollado originalmente para las redes de ordenadores personales IBM, adoptado posteriormente por Microsoft, se usa en redes con topologías. No permite por si mismo un mecanismo de enrutamiento por lo que no es adecuado para redes de área extensa (MAN), en las que se deberá usar otro protocolo para el transporte de los datos (por ejemplo, el TCP).
NETBEUI
NETBIOS es una versión mejorada que sí permite el formato o arreglo de la información en una transmisión de datos. También desarrollado por IBM y adoptado después por Microsoft, es actualmente el protocolo predominante en las redes Windows NT, LAN Manager y Windows para Trabajo en Grupo.
APPLE TALK
Es el protocolo de comunicación para ordenadores Apple Macintosh y viene incluido en su sistema operativo, de tal forma que el usuario no necesita configurarlo. Existen tres variantes de este protocolo:
TCP/IP
Es realmente un conjunto de protocolos, donde los más conocidos son TCP Control Protocolo o protocolo de control de transmisión) e IP .
Dicha conjunto o familia de protocolos es el que se utiliza en Internet. Lo estudiaremos con detalle en el apartado siguiente.
Podemos definir un protocolo como el conjunto de normas que regulan la comunicación (establecimiento, mantenimiento y cancelación) entre los distintos componentes de una red informática
Los protocolos de bajo nivel controlan la forma en que las señales se transmiten por el cable o medio físico. Los protocolos de red organizan la información (controles y datos) para su transmisión por el medio físico a través de los protocolos de bajo nivel.
Clases de protocolos
IPX/SPX
IPX es un protocolo de Novell que interconecta redes que usan clientes y servidores Novell Es un protocolo orientado a paquetes y no orientado a conexión (esto es, no requiere que se establezca una conexión antes de que los paquetes se envíen a su destino).
NETBIOS
NETBIOS es un programa que permite que se comuniquen aplicaciones en diferentes ordenadores dentro de una LAN. Desarrollado originalmente para las redes de ordenadores personales IBM, adoptado posteriormente por Microsoft, se usa en redes con topologías. No permite por si mismo un mecanismo de enrutamiento por lo que no es adecuado para redes de área extensa (MAN), en las que se deberá usar otro protocolo para el transporte de los datos (por ejemplo, el TCP).
NETBEUI
NETBIOS es una versión mejorada que sí permite el formato o arreglo de la información en una transmisión de datos. También desarrollado por IBM y adoptado después por Microsoft, es actualmente el protocolo predominante en las redes Windows NT, LAN Manager y Windows para Trabajo en Grupo.
APPLE TALK
Es el protocolo de comunicación para ordenadores Apple Macintosh y viene incluido en su sistema operativo, de tal forma que el usuario no necesita configurarlo. Existen tres variantes de este protocolo:
TCP/IP
Es realmente un conjunto de protocolos, donde los más conocidos son TCP Control Protocolo o protocolo de control de transmisión) e IP .
Dicha conjunto o familia de protocolos es el que se utiliza en Internet. Lo estudiaremos con detalle en el apartado siguiente.
sábado, 23 de febrero de 2008
TOPOLOGIAS DE REDES
) TOPOLOGÍAS DE RED:
Una topología de red es la estructura de equipos, cables y demás componentes en una red. Es un mapa de la red física. El tipo de topología utilizada afecta al tipo y capacidades del hardware de red, su administración y las posibilidades de expansión futura.
• La topología lógica describe el modo en que los datos de la red fluyen a través de componentes físicos.
Existen cinco topologías básicas:
• Bus. Los equipos están conectados a un cable común compartido.
• Estrella. Los equipos están conectados a segmentos de cable que se extienden desde una ubicación central, o concentrador.
• Anillo . Los equipos están conectados a un cable que forma un bucle alrededor de una ubicación central.
• Malla. Los equipos de la red están conectados entre sí mediante un cable.
• Híbrida. Dos o más topologías utilizadas juntas.
• TOPOLOGÍA DE BUS:
En una topología de bus, todos los equipos de una red están unidos a un cable continuo, o segmento, que los conecta en línea recta. En esta topología en línea recta, el paquee se transmite a todos los adaptadores de red en ese segmento. Importante Los dos extremos del cable deben tener terminaciones.
Debido a la forma de transmisión de las señales eléctricas a través de este cable, Sus extremos deben estar terminados por dispositivos de hardware denominados terminadores, que actúan como límites de la señal y definen el segmento.
Si se produce una rotura en cualquier parte del cable o si un extremo no está terminado, la señal balanceará hacia adelante y hacia atrás a través de la red y la comunicación se detendrá.
Una topología de red es la estructura de equipos, cables y demás componentes en una red. Es un mapa de la red física. El tipo de topología utilizada afecta al tipo y capacidades del hardware de red, su administración y las posibilidades de expansión futura.
• La topología lógica describe el modo en que los datos de la red fluyen a través de componentes físicos.
Existen cinco topologías básicas:
• Bus. Los equipos están conectados a un cable común compartido.
• Estrella. Los equipos están conectados a segmentos de cable que se extienden desde una ubicación central, o concentrador.
• Anillo . Los equipos están conectados a un cable que forma un bucle alrededor de una ubicación central.
• Malla. Los equipos de la red están conectados entre sí mediante un cable.
• Híbrida. Dos o más topologías utilizadas juntas.
• TOPOLOGÍA DE BUS:
En una topología de bus, todos los equipos de una red están unidos a un cable continuo, o segmento, que los conecta en línea recta. En esta topología en línea recta, el paquee se transmite a todos los adaptadores de red en ese segmento. Importante Los dos extremos del cable deben tener terminaciones.
Debido a la forma de transmisión de las señales eléctricas a través de este cable, Sus extremos deben estar terminados por dispositivos de hardware denominados terminadores, que actúan como límites de la señal y definen el segmento.
Si se produce una rotura en cualquier parte del cable o si un extremo no está terminado, la señal balanceará hacia adelante y hacia atrás a través de la red y la comunicación se detendrá.
componentes basicos de una red
• CABLES DE RED
El cable de par trenzado es el tipo más habitual utilizado en redes.
El cable coaxial se utiliza cuando los datos viajan por largas distancias. El cable de fibra óptica se utiliza cuando necesitamos que los datos viajen a la velocidad de la luz.
• Al conectar equipos para formar una red utilizamos cables que actúan como medio de transmisión de la red para transportar las señales entre los equipos. Un cable que conecta dos equipos o componentes de red se denomina segmento . Los cables se diferencian por sus capacidades y están clasificados en función de su capacidad para transmitir datos a diferentes velocidades, con diferentes índices de error. Las tres clasificaciones principales de cables que conectan la mayoría de redes son: de par trenzado , coaxial y fibra óptica .
Cable de par trenzado
• El cable de par trenzado (10baseT) está formado por dos hebras aisladas de hilo de cobre trenzado entre sí. Existen dos tipos de cables de par trenzado: par trenzado sin apantallar ( unshielded twisted pair , UTP ) y par trenzado apantallado ( shielded twisted pair , STP ). Éstos son los cables que más se utilizan en redes y pueden transportar señales en distancias de 100 metros.
• • El cable UTP es el tipo de cable de par trenzado más popular y también es el cable en una LAN más popular.
• • El cable STP utiliza un tejido de funda de cobre trenzado que es más protector y de mejor calidad que la funda utilizada por UTP. STP también utiliza un envoltorio plateado alrededor de cada par de cables. Con ello, STP dispone de una excelente protección que protege a los datos transmitidos de interferencias exteriores, permitiendo que STP soporte índices de transmisión más altos a través de mayores distancias que UTP.
• El cableado de par trenzado utiliza conectores Registered Jack 45 (RJ-45) para conectarse a un equipo. Son similares a los conectores Registered Jack 11 (RJ-11).
Cable Coaxial
• El cable coaxial está formado por un núcleo de hilo de cobre rodeado de un aislamiento, una capa de metal trenzado, y una cubierta exterior. El núcleo de un cable coaxial transporta las señales eléctricas que forman los datos. Este hilo del núcleo puede ser sólido o hebrado. • • El cable coaxial ThinNet puede transportar una señal en una distancia aproximada de 185 metros, un componente de conexión (conector BNC) para realizar las conexiones entre el cable y los equipos.
Cable de fibra óptica
• El cable de fibra óptica utiliza fibras ópticas para transportar señales de datos digitales en forma de pulsos modulados de luz. Como el cable de fibra óptica no transporta impulsos eléctricos, la señal no puede ser intervenida y sus datos no pueden ser robados. El cable de fibra óptica es adecuado para transmisiones de datos de gran velocidad y capacidad ya que la señal se transmite muy rápidamente y con muy poca interferencia.• Selección de cables La siguiente tabla ofrece una lista de las consideraciones a tener en cuenta para el uso de las tres categorías de cables de red.
El cable de par trenzado es el tipo más habitual utilizado en redes.
El cable coaxial se utiliza cuando los datos viajan por largas distancias. El cable de fibra óptica se utiliza cuando necesitamos que los datos viajen a la velocidad de la luz.
• Al conectar equipos para formar una red utilizamos cables que actúan como medio de transmisión de la red para transportar las señales entre los equipos. Un cable que conecta dos equipos o componentes de red se denomina segmento . Los cables se diferencian por sus capacidades y están clasificados en función de su capacidad para transmitir datos a diferentes velocidades, con diferentes índices de error. Las tres clasificaciones principales de cables que conectan la mayoría de redes son: de par trenzado , coaxial y fibra óptica .
Cable de par trenzado
• El cable de par trenzado (10baseT) está formado por dos hebras aisladas de hilo de cobre trenzado entre sí. Existen dos tipos de cables de par trenzado: par trenzado sin apantallar ( unshielded twisted pair , UTP ) y par trenzado apantallado ( shielded twisted pair , STP ). Éstos son los cables que más se utilizan en redes y pueden transportar señales en distancias de 100 metros.
• • El cable UTP es el tipo de cable de par trenzado más popular y también es el cable en una LAN más popular.
• • El cable STP utiliza un tejido de funda de cobre trenzado que es más protector y de mejor calidad que la funda utilizada por UTP. STP también utiliza un envoltorio plateado alrededor de cada par de cables. Con ello, STP dispone de una excelente protección que protege a los datos transmitidos de interferencias exteriores, permitiendo que STP soporte índices de transmisión más altos a través de mayores distancias que UTP.
• El cableado de par trenzado utiliza conectores Registered Jack 45 (RJ-45) para conectarse a un equipo. Son similares a los conectores Registered Jack 11 (RJ-11).
Cable Coaxial
• El cable coaxial está formado por un núcleo de hilo de cobre rodeado de un aislamiento, una capa de metal trenzado, y una cubierta exterior. El núcleo de un cable coaxial transporta las señales eléctricas que forman los datos. Este hilo del núcleo puede ser sólido o hebrado. • • El cable coaxial ThinNet puede transportar una señal en una distancia aproximada de 185 metros, un componente de conexión (conector BNC) para realizar las conexiones entre el cable y los equipos.
Cable de fibra óptica
• El cable de fibra óptica utiliza fibras ópticas para transportar señales de datos digitales en forma de pulsos modulados de luz. Como el cable de fibra óptica no transporta impulsos eléctricos, la señal no puede ser intervenida y sus datos no pueden ser robados. El cable de fibra óptica es adecuado para transmisiones de datos de gran velocidad y capacidad ya que la señal se transmite muy rápidamente y con muy poca interferencia.• Selección de cables La siguiente tabla ofrece una lista de las consideraciones a tener en cuenta para el uso de las tres categorías de cables de red.
componentes basicos de una red
) componentes basicos de una red
• Los componentes básicos de conectividad de una red incluyen los cables, los adaptadores de red y los dispositivos inalámbricos que conectan los equipos al resto de la red. Estos componentes permiten enviar datos a cada equipo de la red, permitiendo que los equipos se comuniquen entre sí. • • Adaptadores de red.
• • Cables de red.
• • Dispositivos de comunicación inalámbricos.
• Adaptadores de Red .
• Importante
• Cada adaptador de red tiene una dirección exclusiva, denominada dirección de control de acceso al medio ( media access control , MAC), incorporada en chips de la tarjeta.
• Los adaptadores de red convierten los datos en señales eléctricas que pueden transmitirse a través de un cable. Convierten las señales eléctricas en paquetes de datos que el sistema operativo del equipo puede entender.
• Los adaptadores de red constituyen la interfaz física entre el equipo y el cable de red. Los adaptadores de red, son también denominados tarjetas de red o NICs (Network Interface Card), se instalan en una ranura de expansión de cada estación de trabajo y servidor de la red. Una vez instalado el adaptador de red, el cable de red se conecta al puerto del adaptador para conectar físicamente el equipo a la red.
• Los datos que pasan a través del cable hasta el adaptador de red se formatean en paquetes . Un paquete es un grupo lógico de información que incluye una cabecera, la cual contiene la información de la ubicación y los datos del usuario.
• La cabecera contiene campos de dirección que incluyen información sobre el origen de los datos y su destinodebe entregarse en ese equipo.
• Si es así, el adaptador de red pasa el paquete al sistema operativo para su procesamiento. En caso contrario, el adaptador de red rechaza el paquete.
• Cada adaptador de red tiene una dirección exclusiva incorporada en los chips de la tarjeta. Esta dirección se denomina dirección física o dirección de control de acceso al medio ( media access control , MAC).
• El adaptador de red realiza las siguientes funciones:
• • Recibe datos desde el sistema operativo del equipo y los convierte en señales eléctricas que se transmiten por el cable
• • Recibe señales eléctricas del cable y las traduce en datos que el sistema operativo del equipo puede entender
• • Determina si los datos recibidos del cable son para el equipo
• • Controla el flujo de datos entre el equipo y el sistema de cable
•
• Para garantizar la compatibilidad entre el equipo y la red,• • Ser apropiado en función del tipo de ranura de expansión del equipo
• • Utilizar el tipo de conector de cable correcto para el cableado
• • Estar soportado por el sistema operativo del equipo.
•
• Los componentes básicos de conectividad de una red incluyen los cables, los adaptadores de red y los dispositivos inalámbricos que conectan los equipos al resto de la red. Estos componentes permiten enviar datos a cada equipo de la red, permitiendo que los equipos se comuniquen entre sí. • • Adaptadores de red.
• • Cables de red.
• • Dispositivos de comunicación inalámbricos.
• Adaptadores de Red .
• Importante
• Cada adaptador de red tiene una dirección exclusiva, denominada dirección de control de acceso al medio ( media access control , MAC), incorporada en chips de la tarjeta.
• Los adaptadores de red convierten los datos en señales eléctricas que pueden transmitirse a través de un cable. Convierten las señales eléctricas en paquetes de datos que el sistema operativo del equipo puede entender.
• Los adaptadores de red constituyen la interfaz física entre el equipo y el cable de red. Los adaptadores de red, son también denominados tarjetas de red o NICs (Network Interface Card), se instalan en una ranura de expansión de cada estación de trabajo y servidor de la red. Una vez instalado el adaptador de red, el cable de red se conecta al puerto del adaptador para conectar físicamente el equipo a la red.
• Los datos que pasan a través del cable hasta el adaptador de red se formatean en paquetes . Un paquete es un grupo lógico de información que incluye una cabecera, la cual contiene la información de la ubicación y los datos del usuario.
• La cabecera contiene campos de dirección que incluyen información sobre el origen de los datos y su destinodebe entregarse en ese equipo.
• Si es así, el adaptador de red pasa el paquete al sistema operativo para su procesamiento. En caso contrario, el adaptador de red rechaza el paquete.
• Cada adaptador de red tiene una dirección exclusiva incorporada en los chips de la tarjeta. Esta dirección se denomina dirección física o dirección de control de acceso al medio ( media access control , MAC).
• El adaptador de red realiza las siguientes funciones:
• • Recibe datos desde el sistema operativo del equipo y los convierte en señales eléctricas que se transmiten por el cable
• • Recibe señales eléctricas del cable y las traduce en datos que el sistema operativo del equipo puede entender
• • Determina si los datos recibidos del cable son para el equipo
• • Controla el flujo de datos entre el equipo y el sistema de cable
•
• Para garantizar la compatibilidad entre el equipo y la red,• • Ser apropiado en función del tipo de ranura de expansión del equipo
• • Utilizar el tipo de conector de cable correcto para el cableado
• • Estar soportado por el sistema operativo del equipo.
•
viernes, 22 de febrero de 2008
TIPOS DE REDES
TIPOS DE REDES
REDES DE ÁREA LOCAL: las redes de área local llevan mensajes a velocidades relativamente grande entre computadores conectados a un único medio de comunicaciones , un cable de par trenzado. Un cable coaxial o una fibra óptica ,un segmento es una sección de cable que da servicio y que puede tener varios computadores conectados, el ancho de banda del mismo se reparte entre dichas computadores para ver la cantidad realzado de la red.
REDES DE ÁREA EXTENSA: estas pueden llevar mensajes entre nodos que están a menudo en diferentes organizaciones y quizás separadas por grandes distancias, pero a una velocidad menor que las redes LAN. El medio de comunicación esta compuesto por un conjunto de círculos de enlazadas mediante computadores dedicados . Esto gestiona la red de comunicaciones y encaminan mensajes hacia un distinto destino.
REDES DE ÁREA METROPOLITANA: las redes de área metropolitana)se basan en el gran ancho de banda de las cableadas de cobre y fibra óptica recientemente instalados para la transmisión de videos, voz, y otro tipo de datos. Varias han sido las tecnologías utilizadas para implementar el encaminamiento en las redes LAN,
REDES INALÁMBRICAS: la conexión de los dispositivos portátiles y de mano necesitan redes de comunicaciones inalámbricas . Algunos de ellos son verdaderas redes LAN inalámbricas diseñados para ser utilizados en vez de los LAN ancho de banda disponible y las otras limitaciones de los conjuntos de protocolos llamados Protocolos de Aplicación Inalámbrica WAP(Wireless Aplication Protocol)
INTERREDES: una Interred es un sistema de comunicación compuesto por varias redes que se han enlazado juntas para proporcionar unas posibilidades de comunicación ocultando las tecnologías y los protocolos y métodos de interconexión de las redes individuales que la componen.
Estas son necesarias para el desarrollo de sistemas distribuidos abiertos extensibles.
COMPORACION DE REDES: en las redes inalámbricas los paquetes se pierden con frecuencia debido a las interferencias externas, en cambio, en el resto de los tipos de redes la fiabilidad de los mecanismos de transmisión es muy alta. En todos los tipos de redes las perdidas de paquetes son como consecuencia de los retardos de procesamiento o por los desbordamientos en los destinos. Pierden detalles cuando se les borran.
REDES DE ÁREA LOCAL: las redes de área local llevan mensajes a velocidades relativamente grande entre computadores conectados a un único medio de comunicaciones , un cable de par trenzado. Un cable coaxial o una fibra óptica ,un segmento es una sección de cable que da servicio y que puede tener varios computadores conectados, el ancho de banda del mismo se reparte entre dichas computadores para ver la cantidad realzado de la red.
REDES DE ÁREA EXTENSA: estas pueden llevar mensajes entre nodos que están a menudo en diferentes organizaciones y quizás separadas por grandes distancias, pero a una velocidad menor que las redes LAN. El medio de comunicación esta compuesto por un conjunto de círculos de enlazadas mediante computadores dedicados . Esto gestiona la red de comunicaciones y encaminan mensajes hacia un distinto destino.
REDES DE ÁREA METROPOLITANA: las redes de área metropolitana)se basan en el gran ancho de banda de las cableadas de cobre y fibra óptica recientemente instalados para la transmisión de videos, voz, y otro tipo de datos. Varias han sido las tecnologías utilizadas para implementar el encaminamiento en las redes LAN,
REDES INALÁMBRICAS: la conexión de los dispositivos portátiles y de mano necesitan redes de comunicaciones inalámbricas . Algunos de ellos son verdaderas redes LAN inalámbricas diseñados para ser utilizados en vez de los LAN ancho de banda disponible y las otras limitaciones de los conjuntos de protocolos llamados Protocolos de Aplicación Inalámbrica WAP(Wireless Aplication Protocol)
INTERREDES: una Interred es un sistema de comunicación compuesto por varias redes que se han enlazado juntas para proporcionar unas posibilidades de comunicación ocultando las tecnologías y los protocolos y métodos de interconexión de las redes individuales que la componen.
Estas son necesarias para el desarrollo de sistemas distribuidos abiertos extensibles.
COMPORACION DE REDES: en las redes inalámbricas los paquetes se pierden con frecuencia debido a las interferencias externas, en cambio, en el resto de los tipos de redes la fiabilidad de los mecanismos de transmisión es muy alta. En todos los tipos de redes las perdidas de paquetes son como consecuencia de los retardos de procesamiento o por los desbordamientos en los destinos. Pierden detalles cuando se les borran.
aplicacion de redes
Aplicación de las redes
El reemplazo de una máquina grande por estaciones de trabajo sobre una LAN no ofrece la posibilidad de introducir muchas aplicaciones nuevas, aunque podrían mejorarse la fiabilidad y el rendimiento. Sin embargo, la disponibilidad de una WAN ( ya estaba antes ) si genera nuevas aplicaciones viables, y algunas de ellas pueden ocasionar importantes efectos en la totalidad de la sociedad. Para dar una idea sobre algunos de los usos importantes de redes de ordenadores, veremos ahora brevemente tres ejemplos: el acceso a programas remotos, el acceso a bases de datos remotas y facilidades de comunicación de valor añadido.
Una compañía que ha producido un modelo que simula la economía mundial puede permitir que sus clientes se conecten usando la red y corran el programa para ver como pueden afectar a sus negocios las diferentes proyecciones de inflación, de tasas de interés y de fluctuaciones de tipos de cambio. Con frcuencia se prefiere este planteamiento que vender los derechos del programa, en especial si el modelo se está ajustando constantemente ó necesita de una máquina muy grande para correrlo.
Todas estas aplicaciones operan sobre redes por razones económicas: el llamar a un ordenador remoto mediante una red resulta mas económico que hacerlo directamente. La posibilidad de tener un precio mas bajo se debe a que el enlace de una llamada telefónica normal utiliza un circuito caro y en exclusiva durante todo el tiempo que dura la llamada, en tanto que el acceso a través de una red, hace que solo se ocupen los enlaces de larga distancia cuado se están transmitiendo los datos.
El reemplazo de una máquina grande por estaciones de trabajo sobre una LAN no ofrece la posibilidad de introducir muchas aplicaciones nuevas, aunque podrían mejorarse la fiabilidad y el rendimiento. Sin embargo, la disponibilidad de una WAN ( ya estaba antes ) si genera nuevas aplicaciones viables, y algunas de ellas pueden ocasionar importantes efectos en la totalidad de la sociedad. Para dar una idea sobre algunos de los usos importantes de redes de ordenadores, veremos ahora brevemente tres ejemplos: el acceso a programas remotos, el acceso a bases de datos remotas y facilidades de comunicación de valor añadido.
Una compañía que ha producido un modelo que simula la economía mundial puede permitir que sus clientes se conecten usando la red y corran el programa para ver como pueden afectar a sus negocios las diferentes proyecciones de inflación, de tasas de interés y de fluctuaciones de tipos de cambio. Con frcuencia se prefiere este planteamiento que vender los derechos del programa, en especial si el modelo se está ajustando constantemente ó necesita de una máquina muy grande para correrlo.
Todas estas aplicaciones operan sobre redes por razones económicas: el llamar a un ordenador remoto mediante una red resulta mas económico que hacerlo directamente. La posibilidad de tener un precio mas bajo se debe a que el enlace de una llamada telefónica normal utiliza un circuito caro y en exclusiva durante todo el tiempo que dura la llamada, en tanto que el acceso a través de una red, hace que solo se ocupen los enlaces de larga distancia cuado se están transmitiendo los datos.
concepto de redes
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Conceptos de Redes
Componentes de un sistema de comunicación de datos. {TCP/IP}. Modos de transmisión de datos. Modelos y tipología. Niveles y estructura. Estándares. OSI (Open Systems Interconnection)
Categoría: Informática
Conceptos de Redes (ficha del documento)
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Introducción
Interoperabilidad : Es la capacidad de diferentes sistemas de computadores, redes, sistemas operativos y aplicaciones, de trabajar conjuntamente y compartir información.
Usos de la redes de computadores:
Objetivos de las redes :
Compartir recursos con el fin de que los programas, datos y equipos estén disponibles para cualquiera de la red que así lo solicite, sin importar la localización física del recurso y del usuario.
Proporcionar una alta confiabilidad y disponibilidad, al contar con fuentes alternativas de suministro, con duplicados o réplicas en dos o tres o mas copias del mismo recurso.
Disminuir el gasto, ya que los computadores pequeños tienen una mejor relación costo/rendimiento comparada con maquinas grandes o main frames.
Red de la organización :
Red que se ha creado enlazando recursos de computadores existentes dentro de la organización.
Los recursos suelen estar ubicados en departamentos y/o grupos de trabajos independientes y que a menudo utilizan varias topologías de red y protocolos de comunicación.
Una red de empresa proporciona interoperabilidad entre sistemas autónomos y heterogéneos.
Objetivos perseguidos al construir una red:
Integrar sistemas de comunicación incompatibles reducir el número de protocolos de comunicación que se utilizan en la organización.
Aumentar la capacidad de la red para manejar más usuarios y archivos de datos de gran volumen, como los de multimedia.
Permitir que los usuarios de distintas aplicaciones compartan información en diversos formatos y normas, sin que tengan por qué conocer dichas diferencias : transparencia.
Mantener niveles de seguridad razonables sin hacer más engorrosa la utilización del sistema.
Adaptar de forma rápida el sistema, a las necesidades cambiantes.
Computación Cliente/Servidor:
Proporciona un medio para que los usuarios de sistemas de escritorio puedan tener acceso a un equipo servidor, por ejemplo de archivos.
Mensajería electrónica:
Vehículo para la interacción entre los usuarios.
Proporciona las herramientas para que los usuarios de la red colaboren en proyectos, trabajen en grupos y automaticen de forma electrónica tanto el papeleo como el flujo de documentos administrativos por una organización.
Estructuras de redes:
Algunas definiciones:
Host : maquinas que corren programas o aplicaciones de usuario.
Los computadores host se conectan mediante una subred de comunicación o subred.
La subred se compone de: líneas de transmisión y elementos de conmutación o IMP procesadores de intercambio de mensajes o también llamados nodos de conmutación.
Para las líneas de transmisión se tiene dos tipos de diseños:
Canales punto a punto
Canales de difusión
Existen varias tecnologías utilizadas por redes de comunicación de datos.
Conmutación de paquetes : tecnología que transmite, de una fuente a un destino, bloques de datos denominados paquetes.
Estos paquetes se almacenan sólo en la memoria (ram) de los nodos intermedios, para continuar rápidamente su viaje hacia el nodo destino.
En esta tecnología, los paquetes de distintos usuarios, comparten los mismos medios de transmisión.
Conmutación de circuitos: estas redes establecen un circuito o camino físico entre los equipos terminales de datos, un ejemplo típico es el sistema telefónico.
Conceptos de Redes:
Redes de comunicación, entre personas y/o sus equipos (teléfonos, fax, computadores).
Una red de computadores es un sistema de comunicación de datos que enlaza dos o más computadores y dispositivos periféricos.
Los componentes típicos de software y hardware son:
Sistema Operativo de red : módulos de software para el soporte funcional de red que complementan al sistema operativo local, y que permiten a los usuarios compartir archivos y periféricos con otros usuarios de la red. Incluyen los módulos de software, controladores o drivers, de las tarjetas de interfaz de red y los protocolos de comunicación.
Un sistema operativo de red para una red dedicada se ejecuta en servidores autónomos, prestando servicios de:
Servidor de archivos.
Servidor o pasarela de correo electrónico.
Servidor de comunicaciones.
Servidor de base de datos.
Servidor de copia de seguridad y de almacenamiento.
Servidor de fax.
Servidor de impresión.
Servidor de servicios de directorio.
NIC : Network Interface Card o Tarjeta Inter-faz de Red, token-ring o ethernet.
Cableado :
Medio guiado: cables de par trenzado, coaxial, fibra óptica.
Medio no guiado o inalámbrico: infrarrojos, microondas, señales de radio.
Topologías
Mapa de la disposición del cableado
Bus o lineal.
Estrella.
Anillo.
Arquitecturas de redes:
La comunicación es siempre entre, al menos, dos partes, los cuales establecen una “conversación” o sesión a través de las redes, requiriéndose que ambas partes estén de acuerdo en ciertas cosas básicas :
En establecer la comunicación.
En el formato de los datos.
En la velocidad de transmisión de los datos.
En definir direcciones.
En definir numeración de los paquetes para mantener el orden y “ventanas” para el envío y recepción los paquetes.
Otros mecanismos por ejemplo para el manejo de los errores de transmisión, desconexión, llamada cobro revertido, etc.
Es frecuente que estos sistemas de control se incorporen por software a cada uno de los
dispositivos de la red. Bajo el concepto de Ingeniería de software, es común encontrar el
software organizado en capas o layers en los cuales se agrupan “especializaciones” de la
secuencia de tareas a realizar.
Al conjunto de capas y protocolos se le denomina arquitectura de red.
Protocolos:
Cuando tenemos dispositivos de hardware, separados geográficamente, existirán procedimientos para control de cada dispositivo implementados por procesos de software. Como los procesos ejecutan en hardware separado, deben intercambiar mensajes para coordinar la acción y obtener SINCRONIZACIÓN.
Para realizar el intercambio de mensajes debemos diseñar (cuidadosamente) los procedimientos o protocolos.
La principal característica, es la habilidad para trabajar en un ambiente donde los periodos (timing) y secuencia de eventos es desconocida y se esperan errores en la transmisión de datos.
El termino protocolo lo usamos para describir el intercambio de información entre procesos.
Procesos: Programas que se ejecuten en un hardware.
Procesos en:
Equipos de una red.
Sistema multiprocesador, para controlar interacción de procesos paralelos.
Aplicaciones en tiempo real para el control de dispositivos.
En cualquier sistema donde no existe relación fija en el tiempo de ocurrencia de los eventos.
Definición mas formal:
Especificación de la lógica y de los procedimientos de los mecanismos de comunicación entre procesos.
La definición lógica constituye la sintaxis.
La definición de los procedimientos constituye la semántica.
Funciones más importantes:
Control de errores:
Control de Flujo
Control de Congestión
Estrategias de encaminamiento
Control de Errores:
Protege integridad de los datos del usuario y de los mensajes de control.
Control de Flujo y Congestión:
Permite a la red compartir sus recursos entre un gran número de usuarios, entregando a cada uno un servicio satisfactorio sin que sus operaciones corran peligro.
Estrategias de Encaminamiento:
Permite optimizar la utilización de los recursos de la red, aumentando la disponibilidad de los servicios de la red al proveer caminos alternativos entre nodos terminales.
Procesos:
Los protocolos son implementados vía procesos.
Un proceso se ejecuta en un procesador virtual o lógico.
Un proceso es autocontenido:
No se de cuenta (y no le interesa), que un procesador real comparte sus recursos entre varios procesos activos.
Entrada a los procesos ocurre por puertas lógicas de software, por donde el proceso recibe mensajes desde procesos residentes en el mismo o en otro procesador. Un conjunto de datos privados definen el estado actual de un proceso y determinan la acción a tomar por el receptor de un mensaje.
El resultado de la computación ejecutada por el proceso se envía por una puerta lógica de salida.
¿Cómo opera un protocolo?:
Un proceso recibe un mensaje lo procesa y envía una respuesta, sin que exista relación entre éste evento y otro anterior o posterior.
El proceso origen, conocerá la dirección del proceso destino y la incluirá en el mensaje.
Esta dirección, identificará únicamente a un procesador, quién conocerá al proceso destino. El originador cuando despacha un mensaje, entre un estado de espera de respuesta en una de sus puertas.
El proceso destino ejecuta la función especificada en el mensaje, construye la respuesta (con resultados y dirección del origen) y envía el mensaje respuesta por una puerta de salida, (quedando libre para aceptar otro mensaje).
La respuesta llega al originador, quien realiza un chequeo para asegurarse que viene del lugar correcto antes de aceptarla, luego, pasa al estado “no espera respuesta” en esa puerta de entrada.
Este es un protocolo muy simple, necesita de la sintaxis para definición de formatos de los mensajes y una semántica muy simple.
Debe considerarse el hecho que, la red introduce demoras causadas por congestión, encaminamiento, etc., e incluso puede ocurrir perdida del mensaje.
Para esto, el proceso que realiza la consulta deberá tener un reloj (timer) el que será activado al enviar el mensaje. El reloj enviara una señal al expirar el tiempo indicado en la activación indicando que la respuesta no llegó en el tiempo esperado por lo que el mensaje deberá ser retransmitido.
Estructura del Protocolo
La función más importante de un tarea en la red es el transporte de datos, sin errores.
Esta función es parcialmente provista por la red de comunicaciones.
Niveles de los Procesos en Comunicación:
Un par de procesos no necesita conocer la estructura interna de su sistema de comunicaciones, sólo se comunica con el , a través de una interfaz. P1 y P2 podrían ser capaces de soportar varios procesos simultáneamente, proporcionando funciones de multiplexación.
Si P3-P1 no están instalados en el mismo procesador, deberá usarse un protocolo para implementar la interfaz.
Además si existe una línea física (P3-P1), propensa a errores, se deberá usar un protocolo a nivel de línea para asegurar la corrección de los mensajes intercambiados por los procesos. Este protocolo no afectará la estructura general, solo reemplazará una conexión directa.
Los protocolos se organizan jerárquicamente o en capas (arquitectura de capas de cebollas, encapsuladas...). La estructura de un mensaje es:
El Modelo de Referencia OSI de la ISO.
Un estándar internacional para la arquitectura por capas es el modelo de referencia ISO International Standard Organization para la interconexión de sistemas abiertos OSI.
Se muestra a continuación un esquema completa con protocolos de servicios de la red y protocolos de alto nivel o relacionados directamente con los usuarios.
Los dos grupos de protocolos, los de servicios de la red y los de más alto nivel, suelen dividirse en una serie de niveles o capas donde capa nivel ofrece un servicio en particular.
En el modelo OSI se ha adoptado el concepto de servicio de cada capa a la inmediata superior, mostrados en la figura siguiente:
Interconexión de Redes:
Repeater o repetidor: reenvía bits de una red hacia otra, haciendo que las dos sea vean lógicamente como una sola red.
Bridges o puentes : para la interconexión de redes similares, que tienen diferentes capas de enlace pero iguales capas de red, ejemplo: entre ethernet y token-ring en bus.
Routers o encaminadores : para interconectar tipos de redes no similares, con iguales capas de transporte pero diferentes capas de red.
Gateway o pasarelas o compuertas : para la conexión de una red que no utiliza el modelo OSI y la conexión se deberá realizar en la capa de aplicación.
Servicios:
Modalidades de Servicio en Conmutación por Paquetes:
Los servicios y facilidades ofrecidas por una red pública de transmisión de datos están especificadas en las recomendaciones X.1 y X.2 del CCITT (Comité Consultatif International por le Télégraphe et le téléfone).
La administración de la red ofrece los servicios de transmisión de datos al público.
Los principales servicios ofrecidos en redes públicas de transmisión de datos son:
Comunicación por circuitos y por paquetes.
En una red pública de conmutación por paquetes, existen básicamente dos modalidades de servicio:
Circuitos virtuales.
Datagramas.
Circuitos Virtuales:
El concepto de circuito virtual se refiere a una asociación bidireccional, a través de la red, entre dos ETD, circuito sobre el cual se realiza la transmisión de los paquetes.
Al inicio, se requiere una fase de establecimiento de la conexión, denominado: llamada virtual.
Durante la llamada virtual los ETDs se preparan para el intercambio de paquetes y la red reserva los recursos necesarios para el circuito virtual.
Los paquetes de datos contienen sólo el número del circuito virtual para identificar al destino.
Si la red usa encaminamiento adaptativo, el concepto de circuito virtual garantiza la secuenciación de los paquetes, a través de un protocolo fin-a-fin (nodo origen/nodo destino).
El concepto de CV permite a un ETD establecer caminos de comunicación concurrentes con varios otros ETDs, sobre un único canal físico de acceso a la red.
El CV utiliza al enlace físico sólo durante la transmisión del paquete. Existen 2 tipos de CV:
CVP: Circuito virtual permanente. No requiere fase de establecimiento o llamada virtual por ser un circuito permanente (punto a punto) entre ETDs.
CVT: Circuito virtual temporario. Requiere de la llamada virtual.
El protocolo para uso de circuitos virtuales está establecido en la recomendación X.25 del CCITT, (existe confirmación de mensajes recibidos, paquetes perdidos, etc.)
Datagramas:
Es un paquete autosuficiente (análogo a un telegrama) el cual contiene información suficiente para ser transportado a destino sin necesidad de, previamente, establecer un circuito.
No se provee confirmación de recepción por el destinatario, pero puede existir un aviso de no entrega por parte de la red.
Algunas redes privadas trabajan en base a DATAGRAMAS, pero en redes públicas, donde existen cargos por paquetes transmitidos, no existe buena acogida para este tipo de servicios.
Una alternativa al servicio de DATAGRAMA propuesto al CCITT, es la facilidad de selección rápida o Fast Select, la cual es aplicable en la llamada virtual ð CVT.
Fast Select permite transmitir datos en el campo de datos del paquete de control que establece el circuito virtual. La respuesta confirma la recepción y termina el CV.
Cuadro Comparativo a Nivel de Subred:
Asunto
Datagramas
Circuito Virtual
Establecimiento
n/a
Se requiere
Direccionamiento
De origen y destino en cada paquete
Sólo número de CV
Información de estado
La subred no tiene información de estado.
Cada CV requiere una entrada en la tabla de subred
Encaminamiento
Cada paquete con ruta independiente.
Todos los paquetes siguen la ruta establecida.
Efectos de falla en nodo
Ninguno perdida de paquetes
Todos los CV a través del nodo con falla, terminan.
Control de congestión
Difícil
Fácil si un número suficiente de buffers son pre-asignados.
Complejidad
En la capa de transporte
En la capa de red
Adecuado para
Servicios orientados a con y sin conexión.
Servicios orientados a conexión.
Justificación del Modelo:
Otra visión del tema vendría dada por la enumeración de las tareas básicas que deben llevarse a cabo en un sistema de comunicación de datos. A saber:
Utilización del sistema de transmisión: Este primer ítem hace referencia a la necesidad de hacer un uso eficiente de los servicio de transmisión que suelen compartirse entre varios dispositivos de comunicación. Existen variedad de técnicas (conocidas como multiplexación) para repartir la capacidad del medio de transmisión entre varios usuarios. Asimismo, pueden requerirse técnicas de control de la congestión para asegurar que el sistema no se vea desbordado por la demanda excesiva de servicios de transmisión.es muy importante para realizar .
Generación de señales: Todas las formas de comunicación ,que mencionaremos dependen en última instancia de la transmisión de señales electromagnéticas en el seno de un medio. Una vez establecida la interfaz, se requiere la generación de señales para la comunicación. Las propiedades de la señal, tales como forma de onda e intensidad, deben hacer que ésta resulte adecuada para propagarse por el medio de transmisión e interpretable como datos por el receptor.
Sincronización: Debe hacer alguna forma de sincronización entre transmisor y receptor. El receptor debe poder determinar cuando una señal empieza a llegar y cuando termina. Debe conocer también la duración de cada elemento de la señal.
Gestión de intercambio: Incluye aspectos como decidir si ambos usuarios pueden transmitir simultáneamente o por turno, la cantidad de datos que pueden incluirse en un envío, el formato de los datos y las medidas a tomar en caso de error.
Detección y corrección de errores: Necesario en circunstancias en las que no pueden tolerarse fallos. Por ejemplo: Transferencia de ficheros.
Control de flujo: Necesario para evitar que el emisor desborde al receptor.
Direccionamiento y encaminamiento: Cuando un elemento de comunicación es compartido por más de dos dispositivos, el sistema emisor debe identificar el destino deseado.
Entre las organizaciones más importantes que han colaborado en el desarrollo de estándares en nuestra área tenemos:
ISO (International Organization for Standarization): Agrupa a 89 países, se trata de una organización voluntaria, no gubernamental, cuyos miembros han desarrollado estándares para las naciones participantes. Uno de sus comités se ocupa de los sistemas de información. Han desarrollado el modelo de referencia OSI (Open Systems Interconnection) y protocolos estándar para varios niveles del modelo.
CCITT (Comité Consultatif International de Télégraphique et Téléphonique): Organización de la Naciones Unidas constituida, en principio, por las autoridades de Correos, Telégrafos y Teléfonos (PTT) de los países miembros. Estados Unidos está representado por el departamento de Estado. Se encarga de realizar recomendaciones técnicas sobre teléfono, telégrafo e interfaces de comunicación de datos, que a menudo se reconocen como estándares. Trabaja en colaboración con ISO (que en la actualidad es miembro de CCITT).
EIA (Electronic Industries Association): Asociación vinculada al ámbito de la electrónica. Es miembro de ANSI. Sus estándares se encuadran dentro del nivel 1 del modelo de referencia OSI.
ANSI (American National Standard Institute): Asociación con fines no lucrativos, formada por fabricantes, usuarios, compañías que ofrecen servicios públicos de comunicaciones y otras organizaciones interesadas en temas de comunicación. Es el representante estadounidense en ISO. Que adopta con frecuencia los estándares ANSI como estándares internacionales.
La aceptación mayoritaria de los diferentes estándares ha supuesto un crecimiento de la oferta de equipos compatibles de diversos fabricantes, proporcionando a los usuarios una mayor libertad de elección, favoreciendo la competencia entre fabricantes e incrementando la demanda de equipos compatibles.
Sin embargo los estándares llevan también aparejados ciertos inconvenientes, como puede ser la introducción de retraso tecnológico, que ralentiza nuevos desarrollos y la multiplicidad de estándares no compatibles.
Arquitectura de Comunicación en el Modelo OSI:
En 1977 la Organización INTERNACIONAL DE Estandarización ISO estableció un subcomité encargado de diseñar una arquitectura de comunicación. El resultado fue el Modelo de referencia para la Interconexión de Sistemas Abiertos OSI, adoptado en 1983, que establece unas bases que permiten conectar sistemas abiertos para procesamiento de aplicaciones distribuidas. Se trata de un marco de referencia para definir estándares que permitan comunicar ordenadores heterogéneos.
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Conceptos de Redes
Componentes de un sistema de comunicación de datos. {TCP/IP}. Modos de transmisión de datos. Modelos y tipología. Niveles y estructura. Estándares. OSI (Open Systems Interconnection)
Categoría: Informática
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Introducción
Interoperabilidad : Es la capacidad de diferentes sistemas de computadores, redes, sistemas operativos y aplicaciones, de trabajar conjuntamente y compartir información.
Usos de la redes de computadores:
Objetivos de las redes :
Compartir recursos con el fin de que los programas, datos y equipos estén disponibles para cualquiera de la red que así lo solicite, sin importar la localización física del recurso y del usuario.
Proporcionar una alta confiabilidad y disponibilidad, al contar con fuentes alternativas de suministro, con duplicados o réplicas en dos o tres o mas copias del mismo recurso.
Disminuir el gasto, ya que los computadores pequeños tienen una mejor relación costo/rendimiento comparada con maquinas grandes o main frames.
Red de la organización :
Red que se ha creado enlazando recursos de computadores existentes dentro de la organización.
Los recursos suelen estar ubicados en departamentos y/o grupos de trabajos independientes y que a menudo utilizan varias topologías de red y protocolos de comunicación.
Una red de empresa proporciona interoperabilidad entre sistemas autónomos y heterogéneos.
Objetivos perseguidos al construir una red:
Integrar sistemas de comunicación incompatibles reducir el número de protocolos de comunicación que se utilizan en la organización.
Aumentar la capacidad de la red para manejar más usuarios y archivos de datos de gran volumen, como los de multimedia.
Permitir que los usuarios de distintas aplicaciones compartan información en diversos formatos y normas, sin que tengan por qué conocer dichas diferencias : transparencia.
Mantener niveles de seguridad razonables sin hacer más engorrosa la utilización del sistema.
Adaptar de forma rápida el sistema, a las necesidades cambiantes.
Computación Cliente/Servidor:
Proporciona un medio para que los usuarios de sistemas de escritorio puedan tener acceso a un equipo servidor, por ejemplo de archivos.
Mensajería electrónica:
Vehículo para la interacción entre los usuarios.
Proporciona las herramientas para que los usuarios de la red colaboren en proyectos, trabajen en grupos y automaticen de forma electrónica tanto el papeleo como el flujo de documentos administrativos por una organización.
Estructuras de redes:
Algunas definiciones:
Host : maquinas que corren programas o aplicaciones de usuario.
Los computadores host se conectan mediante una subred de comunicación o subred.
La subred se compone de: líneas de transmisión y elementos de conmutación o IMP procesadores de intercambio de mensajes o también llamados nodos de conmutación.
Para las líneas de transmisión se tiene dos tipos de diseños:
Canales punto a punto
Canales de difusión
Existen varias tecnologías utilizadas por redes de comunicación de datos.
Conmutación de paquetes : tecnología que transmite, de una fuente a un destino, bloques de datos denominados paquetes.
Estos paquetes se almacenan sólo en la memoria (ram) de los nodos intermedios, para continuar rápidamente su viaje hacia el nodo destino.
En esta tecnología, los paquetes de distintos usuarios, comparten los mismos medios de transmisión.
Conmutación de circuitos: estas redes establecen un circuito o camino físico entre los equipos terminales de datos, un ejemplo típico es el sistema telefónico.
Conceptos de Redes:
Redes de comunicación, entre personas y/o sus equipos (teléfonos, fax, computadores).
Una red de computadores es un sistema de comunicación de datos que enlaza dos o más computadores y dispositivos periféricos.
Los componentes típicos de software y hardware son:
Sistema Operativo de red : módulos de software para el soporte funcional de red que complementan al sistema operativo local, y que permiten a los usuarios compartir archivos y periféricos con otros usuarios de la red. Incluyen los módulos de software, controladores o drivers, de las tarjetas de interfaz de red y los protocolos de comunicación.
Un sistema operativo de red para una red dedicada se ejecuta en servidores autónomos, prestando servicios de:
Servidor de archivos.
Servidor o pasarela de correo electrónico.
Servidor de comunicaciones.
Servidor de base de datos.
Servidor de copia de seguridad y de almacenamiento.
Servidor de fax.
Servidor de impresión.
Servidor de servicios de directorio.
NIC : Network Interface Card o Tarjeta Inter-faz de Red, token-ring o ethernet.
Cableado :
Medio guiado: cables de par trenzado, coaxial, fibra óptica.
Medio no guiado o inalámbrico: infrarrojos, microondas, señales de radio.
Topologías
Mapa de la disposición del cableado
Bus o lineal.
Estrella.
Anillo.
Arquitecturas de redes:
La comunicación es siempre entre, al menos, dos partes, los cuales establecen una “conversación” o sesión a través de las redes, requiriéndose que ambas partes estén de acuerdo en ciertas cosas básicas :
En establecer la comunicación.
En el formato de los datos.
En la velocidad de transmisión de los datos.
En definir direcciones.
En definir numeración de los paquetes para mantener el orden y “ventanas” para el envío y recepción los paquetes.
Otros mecanismos por ejemplo para el manejo de los errores de transmisión, desconexión, llamada cobro revertido, etc.
Es frecuente que estos sistemas de control se incorporen por software a cada uno de los
dispositivos de la red. Bajo el concepto de Ingeniería de software, es común encontrar el
software organizado en capas o layers en los cuales se agrupan “especializaciones” de la
secuencia de tareas a realizar.
Al conjunto de capas y protocolos se le denomina arquitectura de red.
Protocolos:
Cuando tenemos dispositivos de hardware, separados geográficamente, existirán procedimientos para control de cada dispositivo implementados por procesos de software. Como los procesos ejecutan en hardware separado, deben intercambiar mensajes para coordinar la acción y obtener SINCRONIZACIÓN.
Para realizar el intercambio de mensajes debemos diseñar (cuidadosamente) los procedimientos o protocolos.
La principal característica, es la habilidad para trabajar en un ambiente donde los periodos (timing) y secuencia de eventos es desconocida y se esperan errores en la transmisión de datos.
El termino protocolo lo usamos para describir el intercambio de información entre procesos.
Procesos: Programas que se ejecuten en un hardware.
Procesos en:
Equipos de una red.
Sistema multiprocesador, para controlar interacción de procesos paralelos.
Aplicaciones en tiempo real para el control de dispositivos.
En cualquier sistema donde no existe relación fija en el tiempo de ocurrencia de los eventos.
Definición mas formal:
Especificación de la lógica y de los procedimientos de los mecanismos de comunicación entre procesos.
La definición lógica constituye la sintaxis.
La definición de los procedimientos constituye la semántica.
Funciones más importantes:
Control de errores:
Control de Flujo
Control de Congestión
Estrategias de encaminamiento
Control de Errores:
Protege integridad de los datos del usuario y de los mensajes de control.
Control de Flujo y Congestión:
Permite a la red compartir sus recursos entre un gran número de usuarios, entregando a cada uno un servicio satisfactorio sin que sus operaciones corran peligro.
Estrategias de Encaminamiento:
Permite optimizar la utilización de los recursos de la red, aumentando la disponibilidad de los servicios de la red al proveer caminos alternativos entre nodos terminales.
Procesos:
Los protocolos son implementados vía procesos.
Un proceso se ejecuta en un procesador virtual o lógico.
Un proceso es autocontenido:
No se de cuenta (y no le interesa), que un procesador real comparte sus recursos entre varios procesos activos.
Entrada a los procesos ocurre por puertas lógicas de software, por donde el proceso recibe mensajes desde procesos residentes en el mismo o en otro procesador. Un conjunto de datos privados definen el estado actual de un proceso y determinan la acción a tomar por el receptor de un mensaje.
El resultado de la computación ejecutada por el proceso se envía por una puerta lógica de salida.
¿Cómo opera un protocolo?:
Un proceso recibe un mensaje lo procesa y envía una respuesta, sin que exista relación entre éste evento y otro anterior o posterior.
El proceso origen, conocerá la dirección del proceso destino y la incluirá en el mensaje.
Esta dirección, identificará únicamente a un procesador, quién conocerá al proceso destino. El originador cuando despacha un mensaje, entre un estado de espera de respuesta en una de sus puertas.
El proceso destino ejecuta la función especificada en el mensaje, construye la respuesta (con resultados y dirección del origen) y envía el mensaje respuesta por una puerta de salida, (quedando libre para aceptar otro mensaje).
La respuesta llega al originador, quien realiza un chequeo para asegurarse que viene del lugar correcto antes de aceptarla, luego, pasa al estado “no espera respuesta” en esa puerta de entrada.
Este es un protocolo muy simple, necesita de la sintaxis para definición de formatos de los mensajes y una semántica muy simple.
Debe considerarse el hecho que, la red introduce demoras causadas por congestión, encaminamiento, etc., e incluso puede ocurrir perdida del mensaje.
Para esto, el proceso que realiza la consulta deberá tener un reloj (timer) el que será activado al enviar el mensaje. El reloj enviara una señal al expirar el tiempo indicado en la activación indicando que la respuesta no llegó en el tiempo esperado por lo que el mensaje deberá ser retransmitido.
Estructura del Protocolo
La función más importante de un tarea en la red es el transporte de datos, sin errores.
Esta función es parcialmente provista por la red de comunicaciones.
Niveles de los Procesos en Comunicación:
Un par de procesos no necesita conocer la estructura interna de su sistema de comunicaciones, sólo se comunica con el , a través de una interfaz. P1 y P2 podrían ser capaces de soportar varios procesos simultáneamente, proporcionando funciones de multiplexación.
Si P3-P1 no están instalados en el mismo procesador, deberá usarse un protocolo para implementar la interfaz.
Además si existe una línea física (P3-P1), propensa a errores, se deberá usar un protocolo a nivel de línea para asegurar la corrección de los mensajes intercambiados por los procesos. Este protocolo no afectará la estructura general, solo reemplazará una conexión directa.
Los protocolos se organizan jerárquicamente o en capas (arquitectura de capas de cebollas, encapsuladas...). La estructura de un mensaje es:
El Modelo de Referencia OSI de la ISO.
Un estándar internacional para la arquitectura por capas es el modelo de referencia ISO International Standard Organization para la interconexión de sistemas abiertos OSI.
Se muestra a continuación un esquema completa con protocolos de servicios de la red y protocolos de alto nivel o relacionados directamente con los usuarios.
Los dos grupos de protocolos, los de servicios de la red y los de más alto nivel, suelen dividirse en una serie de niveles o capas donde capa nivel ofrece un servicio en particular.
En el modelo OSI se ha adoptado el concepto de servicio de cada capa a la inmediata superior, mostrados en la figura siguiente:
Interconexión de Redes:
Repeater o repetidor: reenvía bits de una red hacia otra, haciendo que las dos sea vean lógicamente como una sola red.
Bridges o puentes : para la interconexión de redes similares, que tienen diferentes capas de enlace pero iguales capas de red, ejemplo: entre ethernet y token-ring en bus.
Routers o encaminadores : para interconectar tipos de redes no similares, con iguales capas de transporte pero diferentes capas de red.
Gateway o pasarelas o compuertas : para la conexión de una red que no utiliza el modelo OSI y la conexión se deberá realizar en la capa de aplicación.
Servicios:
Modalidades de Servicio en Conmutación por Paquetes:
Los servicios y facilidades ofrecidas por una red pública de transmisión de datos están especificadas en las recomendaciones X.1 y X.2 del CCITT (Comité Consultatif International por le Télégraphe et le téléfone).
La administración de la red ofrece los servicios de transmisión de datos al público.
Los principales servicios ofrecidos en redes públicas de transmisión de datos son:
Comunicación por circuitos y por paquetes.
En una red pública de conmutación por paquetes, existen básicamente dos modalidades de servicio:
Circuitos virtuales.
Datagramas.
Circuitos Virtuales:
El concepto de circuito virtual se refiere a una asociación bidireccional, a través de la red, entre dos ETD, circuito sobre el cual se realiza la transmisión de los paquetes.
Al inicio, se requiere una fase de establecimiento de la conexión, denominado: llamada virtual.
Durante la llamada virtual los ETDs se preparan para el intercambio de paquetes y la red reserva los recursos necesarios para el circuito virtual.
Los paquetes de datos contienen sólo el número del circuito virtual para identificar al destino.
Si la red usa encaminamiento adaptativo, el concepto de circuito virtual garantiza la secuenciación de los paquetes, a través de un protocolo fin-a-fin (nodo origen/nodo destino).
El concepto de CV permite a un ETD establecer caminos de comunicación concurrentes con varios otros ETDs, sobre un único canal físico de acceso a la red.
El CV utiliza al enlace físico sólo durante la transmisión del paquete. Existen 2 tipos de CV:
CVP: Circuito virtual permanente. No requiere fase de establecimiento o llamada virtual por ser un circuito permanente (punto a punto) entre ETDs.
CVT: Circuito virtual temporario. Requiere de la llamada virtual.
El protocolo para uso de circuitos virtuales está establecido en la recomendación X.25 del CCITT, (existe confirmación de mensajes recibidos, paquetes perdidos, etc.)
Datagramas:
Es un paquete autosuficiente (análogo a un telegrama) el cual contiene información suficiente para ser transportado a destino sin necesidad de, previamente, establecer un circuito.
No se provee confirmación de recepción por el destinatario, pero puede existir un aviso de no entrega por parte de la red.
Algunas redes privadas trabajan en base a DATAGRAMAS, pero en redes públicas, donde existen cargos por paquetes transmitidos, no existe buena acogida para este tipo de servicios.
Una alternativa al servicio de DATAGRAMA propuesto al CCITT, es la facilidad de selección rápida o Fast Select, la cual es aplicable en la llamada virtual ð CVT.
Fast Select permite transmitir datos en el campo de datos del paquete de control que establece el circuito virtual. La respuesta confirma la recepción y termina el CV.
Cuadro Comparativo a Nivel de Subred:
Asunto
Datagramas
Circuito Virtual
Establecimiento
n/a
Se requiere
Direccionamiento
De origen y destino en cada paquete
Sólo número de CV
Información de estado
La subred no tiene información de estado.
Cada CV requiere una entrada en la tabla de subred
Encaminamiento
Cada paquete con ruta independiente.
Todos los paquetes siguen la ruta establecida.
Efectos de falla en nodo
Ninguno perdida de paquetes
Todos los CV a través del nodo con falla, terminan.
Control de congestión
Difícil
Fácil si un número suficiente de buffers son pre-asignados.
Complejidad
En la capa de transporte
En la capa de red
Adecuado para
Servicios orientados a con y sin conexión.
Servicios orientados a conexión.
Justificación del Modelo:
Otra visión del tema vendría dada por la enumeración de las tareas básicas que deben llevarse a cabo en un sistema de comunicación de datos. A saber:
Utilización del sistema de transmisión: Este primer ítem hace referencia a la necesidad de hacer un uso eficiente de los servicio de transmisión que suelen compartirse entre varios dispositivos de comunicación. Existen variedad de técnicas (conocidas como multiplexación) para repartir la capacidad del medio de transmisión entre varios usuarios. Asimismo, pueden requerirse técnicas de control de la congestión para asegurar que el sistema no se vea desbordado por la demanda excesiva de servicios de transmisión.es muy importante para realizar .
Generación de señales: Todas las formas de comunicación ,que mencionaremos dependen en última instancia de la transmisión de señales electromagnéticas en el seno de un medio. Una vez establecida la interfaz, se requiere la generación de señales para la comunicación. Las propiedades de la señal, tales como forma de onda e intensidad, deben hacer que ésta resulte adecuada para propagarse por el medio de transmisión e interpretable como datos por el receptor.
Sincronización: Debe hacer alguna forma de sincronización entre transmisor y receptor. El receptor debe poder determinar cuando una señal empieza a llegar y cuando termina. Debe conocer también la duración de cada elemento de la señal.
Gestión de intercambio: Incluye aspectos como decidir si ambos usuarios pueden transmitir simultáneamente o por turno, la cantidad de datos que pueden incluirse en un envío, el formato de los datos y las medidas a tomar en caso de error.
Detección y corrección de errores: Necesario en circunstancias en las que no pueden tolerarse fallos. Por ejemplo: Transferencia de ficheros.
Control de flujo: Necesario para evitar que el emisor desborde al receptor.
Direccionamiento y encaminamiento: Cuando un elemento de comunicación es compartido por más de dos dispositivos, el sistema emisor debe identificar el destino deseado.
Entre las organizaciones más importantes que han colaborado en el desarrollo de estándares en nuestra área tenemos:
ISO (International Organization for Standarization): Agrupa a 89 países, se trata de una organización voluntaria, no gubernamental, cuyos miembros han desarrollado estándares para las naciones participantes. Uno de sus comités se ocupa de los sistemas de información. Han desarrollado el modelo de referencia OSI (Open Systems Interconnection) y protocolos estándar para varios niveles del modelo.
CCITT (Comité Consultatif International de Télégraphique et Téléphonique): Organización de la Naciones Unidas constituida, en principio, por las autoridades de Correos, Telégrafos y Teléfonos (PTT) de los países miembros. Estados Unidos está representado por el departamento de Estado. Se encarga de realizar recomendaciones técnicas sobre teléfono, telégrafo e interfaces de comunicación de datos, que a menudo se reconocen como estándares. Trabaja en colaboración con ISO (que en la actualidad es miembro de CCITT).
EIA (Electronic Industries Association): Asociación vinculada al ámbito de la electrónica. Es miembro de ANSI. Sus estándares se encuadran dentro del nivel 1 del modelo de referencia OSI.
ANSI (American National Standard Institute): Asociación con fines no lucrativos, formada por fabricantes, usuarios, compañías que ofrecen servicios públicos de comunicaciones y otras organizaciones interesadas en temas de comunicación. Es el representante estadounidense en ISO. Que adopta con frecuencia los estándares ANSI como estándares internacionales.
La aceptación mayoritaria de los diferentes estándares ha supuesto un crecimiento de la oferta de equipos compatibles de diversos fabricantes, proporcionando a los usuarios una mayor libertad de elección, favoreciendo la competencia entre fabricantes e incrementando la demanda de equipos compatibles.
Sin embargo los estándares llevan también aparejados ciertos inconvenientes, como puede ser la introducción de retraso tecnológico, que ralentiza nuevos desarrollos y la multiplicidad de estándares no compatibles.
Arquitectura de Comunicación en el Modelo OSI:
En 1977 la Organización INTERNACIONAL DE Estandarización ISO estableció un subcomité encargado de diseñar una arquitectura de comunicación. El resultado fue el Modelo de referencia para la Interconexión de Sistemas Abiertos OSI, adoptado en 1983, que establece unas bases que permiten conectar sistemas abiertos para procesamiento de aplicaciones distribuidas. Se trata de un marco de referencia para definir estándares que permitan comunicar ordenadores heterogéneos.
lunes, 11 de febrero de 2008
miércoles, 6 de febrero de 2008
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