Tema 4: Sistemas de Redes de computadoras

1. Tema 4: Sistemas de Redes de computadoras • Introducción. • Elementos de las redes de computadoras. • Tipos de redes. • Redes de área local. • Redes de área amplia. • Interconexión entre redes. • Internet y otras redes. • Servicios proporcionados por Internet. • El lenguaje HTML, Java y Perl. • Redes y programas de comunicación en Unix

2. ¿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.

3. 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

5. 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.

8. 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 Mbps). • 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).

9. Sistemas de gestión de redes La arquitectura de gestión de una red puede ser: • 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.

10. 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. BusUn único cable. Simple y económico; su alcance es limitado.

12. 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.

14. 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

17. 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.

19. 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.

20. 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.

21. Soporte de la comunicación • Cables. • De pares y coaxiales. • Radioenlaces • Onda corta. • Sistema terrestre de microondas. • Satélites. • Fibra óptica.

23. Redes de transmisión de datos • Dedicadas • Punto a punto. • Multipunto. • Compartidas • Red Telefónica Conmutada. • Redes públicas: IBERPAC.

26. 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.

27. 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.

28. ¿Y el MODEM qué es...? MOdulación–DEModulación: es un dispositivo que permite transmitir información entre equipos informáticos situados a gran distancia haciendo uso de las líneas telefónicas. 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).

30. ¿Cómo se puede modular la señal? • En frecuencia. • En amplitud. • En fase. • Por impulsos codificados.

31. Modos de transmisión • Simplex: un solo sentido. • Half-Duplex: ambos sentidos, no simultáneamente. • Full-Duplex: en ambos sentidos simultáneamente.

32. 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 subproblemas independientes. • El modelo OSI fue creado por la ISO (International Standardization Organization).

33. OSI: Open Systems Interconnect • Físico. Conectores, recomendación X.21, norma V.24: RS232 • Enlace. Protocolos HDLC (High-level Data Link Control). • Red. Protocolo de red X.25 definido por CCITT. • Transporte. Envío de paquetes. Comprobación de errores. • Sesión. Conexión, sincronización, identificación, … • Presentación. Intercambio de datos, cifrado, compresión,… • Aplicación. Define la interacción entre los servicios de la red (impresión, ficheros, mensajería,…) y la propia red.

34. Dispositivos a nivel físico modelo OSI • Tarjetas de red NIC. • Transceivers. • Repeaters. • Hubs. • MAUs (Multistation Access Unit).

35. Dispositivos a nivel enlace modelo OSI • Bridges • Switches

36. Dispositivos a nivel de red modelo OSI • Routers • Brouters • Layer 3 Switches

37. 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.

38. 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.

39. Interconexión entre redes Los elementos fundamentales que intervienen en las redes son: • Los dispositivos de comunicación. • Los protocolos. • 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.

40. Dispositivos utilizados para interconectar redes • Los repetidores: amplifican y reconstruyen el paso de los datos para que puedan viajar a mayor distancia. • Loshubs (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.

41. Los dispositivos utilizados para interconectar las redes

42. 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 eInternet 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-PointProtocol).

43. 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.

44. 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 subpaquete 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.

45. 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) • CMIP (Common Management InformTion Protocol)

46. 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).

47. 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

48. 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.

49. La dirección Internet del servidor de prácticas • Dirección 32 bits: 10011011 00110111 01111001 01111110 • Formato decimal:155.54.121.126 • Formato simbólico:docum1-sl.ala.um.es

50. Clases de direcciones de Internet • La dirección IP consta de dos partes: una para la red y otra para el host. • Existen cinco clases de direcciones Internet: A, B, C, D y E. 1 - 127 128 - 191 192 - 223