FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES

1. FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES Implementar la Estructura de la red de acuerdo con un diseño preestablecido a partir de normas técnicas internacionales Instructor – Tutor: Oscar Eduardo Sáenz Leiva SENA, Conocimiento para todos los colombianos

2. CONTENIDO • Qué son las Redes • Objetivos de las Redes • Clasificación o tipos de Red: • Según su tamaño, extensión, alcance o cobertura: LAN, WAN, MAN • Componentes Básicos de Networking • Computador Servidor (Características especiales) • Computador Cliente (Estaciones de Trabajo, nodos, Host).(NIC) • Equipos Activos (Dispositivos de Networking) • Concepto • Hubs o Concentradores • Bridges o Puentes • Router o Encaminadores • Swich • Firewall • Equipos Pasivos • Concepto • Conectores RJ45 • Jack RJ45 • Face Plates • Patch Panel (Panel de Parcheo) • Pachcord (latiguillos) • Canaletas - Rack SENA, Conocimiento para todos los colombianos

3. CONTENIDO • Medios de transmisión (cables) • Alámbricos (Guiados o Terrestres) • Par Trenzado • Coaxial • Fibra Óptica • Inalámbricos (No guiados o Aéreos) • Infrarrojos • Microondas • Satélites • Ondas de Radio • Laser • Topologías de red • Definición • Tipos • Anillo • Estrella • Malla • Árbol SENA, Conocimiento para todos los colombianos

4. CONTENIDO • 7. Protocolos TCP/IP • 8. Tecnologías de Red: (Arquitectura) • Ethernet • Token Ring • FDDI • ATM • FRAME RELAY • 9. Modelo de Referencia (El Modelo OSI ) • Definición • Capas • Encapsulamiento • Comunicación entre capas SENA, Conocimiento para todos los colombianos

5. CONTENIDO • Direccionamiento IP • Sistema de numeración • Sistema de Cableado estructurado • 13. Redes Inalámbricas SENA, Conocimiento para todos los colombianos

6. 1. QUE SON LAS REDES? En su nivel más elemental, una red de equipos consiste en dos equipos conectados entre sí con un cable que les permite compartir datos. Todas las redes de equipos, independientemente de su nivel de sofisticación, surgen de este sistema tan simple. Aunque puede que la idea de conectar dos equipos con un cable no parezca extraordinaria, al mirar hacia atrás se comprueba que ha sido un gran logro a nivel de comunicaciones Una red es un conjunto de computadoras conectadas entre sí en una base permanente. Esto puede significar dos computadoras conectadas sobre un mismo escritorio, o miles de computadoras alrededor de todo el mundo conectadas a través de Internet, para compartir recursos (Hardware y Software). SENA, Conocimiento para todos los colombianos

7. 2. Objetivos redes • Por que usar una red de equipos? • Con la disponibilidad y la potencia de los equipos personales actuales, puede que se pregunte por qué son necesarias las redes. Desde las primeras redes hasta los equipos personales actuales de altas prestaciones, la respuesta sigue siendo la misma: las redes aumentan la eficiencia y reducen los costes. • Las redes de equipos alcanzan estos objetivos de tres formas principales: • Compartiendo información (o datos). • Compartiendo hardware y software. • Centralizando la administración y el soporte. SENA, Conocimiento para todos los colombianos

8. 2. Objetivos redes • De forma más específica, los equipos que forman parte de una red pueden compartir: • Documentos (informes, hojas de cálculo, facturas, etc.). • Mensajes de correo electrónico. • Software de tratamiento de textos. • Software de seguimiento de proyectos. • Ilustraciones, fotografías, vídeos y archivos de audio. • Transmisiones de audio y vídeo en directo.  • Impresoras. • Faxes.  • Módems.  • Unidades de CD-ROM y otras unidades removibles, como unidades Zip y Jaz. • Discos duros. • Y existen más posibilidades para compartir. Las prestaciones de las redes crecen constantemente, a medida que se encuentran nuevos métodos para compartir y comunicarse mediante los equipos. SENA, Conocimiento para todos los colombianos

9. 3. Clasificacion redes • Una red de área local (LAN) conecta equipos ubicados cerca unos de otros. Por ejemplo, dos equipos conectados en una oficina o dos edificios conectados mediante un cable de alta velocidad pueden considerarse una LAN. Una red corporativa que incluya varios edificios adyacentes también puede considerarse una LAN. • Una red de área extensa (WAN) conecta varios equipos que se encuentran a gran distancia entre sí. Por ejemplo, dos o más equipos conectados en lugares opuestos del mundo pueden formar una WAN. Una WAN puede estar formada por varias LANs interconectadas. Por ejemplo, Internet es, de hecho, una WAN. SENA, Conocimiento para todos los colombianos

10. 3. Clasificacion redes Un LAN es una red de área local (Local Area Network). El gráfico muestra dos edificios con 4 departamentos conectados cómo una LAN.  SENA, Conocimiento para todos los colombianos

11. 3. Clasificacion redes Una WAN es una Wide Area Network,   o sea una red dentro de un área grande. SENA, Conocimiento para todos los colombianos

12. 4. COMPONETES BASICOS DE NETWORKING • Servidores: Los servidores son computadoras de alto rendimiento utilizadas en empresas y otras organizaciones. Los servidores brindan servicios a muchos usuarios finales o clientes. • Proporcionan acceso a recursos • Mantienen la seguridad • Los clientes acceden a los recursos suministrados por los servidores. modelo cliente-servidor SENA, Conocimiento para todos los colombianos

13. 4. COMPONETES BASICOS DE NETWORKING • Cliente: (Estaciones de Trabajo, nodos, Host).(NIC) Por lo general, se usan para ejecutar aplicaciones como procesadores de textos, hojas de cálculo y aplicaciones de red, como correo electrónico y navegación por la Web. Existe otro tipo de computadora que puede resultar parecida a la de escritorio, pero es mucho más potente: la estación de trabajo. Existen muchos tipos de computadoras. ¿Qué hace que una computadora sea mejor que otra para jugar a un juego nuevo o reproducir un nuevo archivo de audio? La respuesta es: los componentes y los periféricos que componen el sistema de computación. • Servidores: Equipos que ofrecen recursos compartidos a los usuarios de la red.  • Clientes: Equipos que acceden a los recursos compartidos de la red ofrecidos por los servidores.  SENA, Conocimiento para todos los colombianos

14. 4. COMPONETES BASICOS DE NETWORKING • Dispositivos de Networking (Equipos Activos) • Los dispositivos de red son los que transportan los datos que deben transferirse entre dispositivos de usuario final. Los dispositivos de red proporcionan el tendido de las conexiones de cable, la concentración de conexiones, la conversión de los formatos de datos y la administración de transferencia de datos. • Estos se encargan de distribuir en forma activa la información a través de la red. • Algunos ejemplos de dispositivos que ejecutan estas funciones son los repetidores, hubs, puentes, switches y routers. SENA, Conocimiento para todos los colombianos

15. 4. Componente bascios de networking • Hub: Los hubs en realidad son repetidores multipuerto. En muchos casos, la diferencia entre los dos dispositivos radica en el número de puertos que cada uno posee. Mientras que un repetidor convencional tiene sólo dos puertos, un hub por lo general tiene de cuatro a veinticuatro puertos. Los hubs por lo general se utilizan en las redes Ethernet 10BASE-T o 100BASE-T, aunque hay otras arquitecturas de red que también los utilizan. En un hub, los datos que llegan a un puerto del hub se transmiten de forma eléctrica a todos los otros puertos conectados al mismo segmento de red, salvo a aquel puerto desde donde enviaron los datos. SENA, Conocimiento para todos los colombianos

16. 5. Medios de transmision SENA, Conocimiento para todos los colombianos

17. 4. Componentes basicoas de networking • Switch Un switch es un dispositivo de propósito especial diseñado para resolver problemas de rendimiento en la red, debido a anchos de banda pequeños y embotellamientos. El switch puede agregar mayor ancho de banda, acelerar la salida de paquetes, reducir tiempo de espera y bajar el costo por puerto. Opera en la capa 2 del modelo OSI y reenvía los paquetes en base a la dirección MAC. No sólo son capaces de determinar si los datos deben permanecer o no en una LAN, sino que pueden transferir los datos únicamente a la conexión que necesita esos datos. SENA, Conocimiento para todos los colombianos

18. 5. Medios de transmision SENA, Conocimiento para todos los colombianos

19. 4. Componentes basicos de networking • Router Un router es un conmutador de paquetes que opera en el nivel de red del modelo OSI. Sus principales características son: Permiten interconectar tanto redes de área local como redes de área extensa. Proporcionan un control del tráfico y funciones de filtrado a nivel de red, es decir, trabajan con direcciones de nivel de red, como por ejemplo, con direcciones IP. Son capaces de rutear dinámicamente, es decir, son capaces de seleccionar el camino que debe seguir un paquete en el momento en el que les llega, teniendo en cuenta factores como líneas más rápidas, líneas más baratas, líneas menos saturadas, etc. SENA, Conocimiento para todos los colombianos

20. 4. COMPONENTES BASICOS DE NETWORKING SENA, Conocimiento para todos los colombianos

21. 4. Componentes basicos de networking • Equipos Pasivos: Elementos no electrónicos de una red, como cables conectores, face plate, conectores, etc. SENA, Conocimiento para todos los colombianos

22. 4. Componentes basicos de networking SENA, Conocimiento para todos los colombianos

23. 5. Medios de transmision Se refiere a varios entornos físicos a través de los cuales pasan las señales de transmisión. Entre los medios de red comunes se encuentran: • Inalámbricos (No guiados o Aéreos) • Infrarrojos • Microondas • Satélites • Ondas de Radio • Laser • Alámbricos (Guiados o Terrestres) • Par Trenzado • Coaxial • Fibra Óptica SENA, Conocimiento para todos los colombianos

24. 5. Medios de transmision • Alámbricos (Guiados o Terrestres) SENA, Conocimiento para todos los colombianos

25. 5. Medios de transmision • Inalámbricos (No guiados o Aéreos) SENA, Conocimiento para todos los colombianos

26. 6. TOPOLOGIAS • 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 es tanto física como lógica: • • La topología física describe cómo están conectados los componentes físicos de una red., osa es disposición real de las máquinas, dispositivos de red y cableado (medios)en la red. • • La topología lógica describe el modo en que los datos de la red fluyen a través de componentes físicos, ósea es la forma en que las máquinas se comunican a través del medio físico. Los dos tipos más comunes de topologías lógicas son broadcast (Ethernet) y Transmisión Tokens (Token Ring). SENA, Conocimiento para todos los colombianos

27. 6. TOPOLOGIAS SENA, Conocimiento para todos los colombianos

28. 6. TOPOLOGIAS SENA, Conocimiento para todos los colombianos

29. 6. TOPOLOGIAS 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 paquete se transmite a todos los adaptadores de red en ese segmento. Importante Los dos extremos del cable deben tener terminaciones. Todos los adaptadores de red reciben el paquete de datos. • Ventajas de la topología de Bus • Es fácil conectar nuevos nodos a la red. • Requiere menos cable que una topología estrella. • Desventajas de la topología de Bus • Toda la red se caería si hubiera una ruptura en el cable principal. • Se requieren terminadores. • Es difícil detectar el origen de un problema cuando toda la red "cae". • No se debe utilizar como única solución en un gran edificio. SENA, Conocimiento para todos los colombianos

30. 6. TOPOLOGIAS En una topología en estrella, los segmentos de cable de cada equipo en la red están conectados a un componente centralizado, o concentrador. Un concentrador es un dispositivo que conecta varios equipos juntos. En una topología en estrella, las señales se transmiten desde el equipo, a través del concentrador, a todos los equipos de la red. A mayor escala, múltiples LANs pueden estar conectadas entre sí en una topología en estrella. • Ventajas de la topología de estrella • Gran facilidad de instalación. • Posibilidad de desconectar elementos de red sin causar problemas. • Facilidad para la detección de fallo y su reparación. • Inconvenientes de la topología de estrella • Requiere más cable que la topología de bus. • Un fallo en el concentrador provoca el aislamiento de todos los nodos a él conectados. • Se han de comprar hubs o concentradores. SENA, Conocimiento para todos los colombianos

31. 6. TOPOLOGIAS En una topología en anillo, los equipos están conectados con un cable de forma circular. A diferencia de la topología de bus, no hay extremos con terminaciones. Las señales viajan alrededor del bucle en una dirección y pasan a través de cada equipo, que actúa como repetidor para amplificar la señal y enviarla al siguiente equipo. A mayor escala, en una topología en anillo múltiples LANs pueden conectarse entre sí utilizando el cable coaxial ThickNet o el cable de fibra óptica. La ventaja de una topología en anillo es que cada equipo actúa como repetidor, regenerando la señal y enviándola al siguiente equipo, conservando la potencia de la señal. SENA, Conocimiento para todos los colombianos

32. 6. TOPOLOGIas La topología en árbol es similar a la topología en estrella extendida, salvo en que no tiene un nodo central. En cambio, un nodo de enlace troncal, generalmente ocupado por un hub o switch, desde el que se ramifican los demás nodos. • Ventajas de la topología de árbol • Cableado punto a punto para segmentos individuales. • Soportado por multitud de vendedores de software y de hardware. • Inconvenientes de la topología de árbol • La medida de cada segmento viene determinada por el tipo de cable utilizado. • Si se viene abajo el segmento principal todo el segmento se viene abajo. • Es más difícil la configuración. SENA, Conocimiento para todos los colombianos

33. 6. topologias SENA, Conocimiento para todos los colombianos

34. 7. Tecnologia ethernet Es la tecnología de red de área local más extendida en la actualidad. Fue diseñada originalmente por Digital, Intel y Xerox por lo cual, la especificación original se conoce como Ethernet DIX. Posteriormente en 1.983, fue formalizada por el IEEE como el estándar Ethernet 802.3. Ethernet/IEEE 802.3, está diseñado de manera que no se puede transmitir más de una información a la vez. El objetivo es que no se pierda ninguna información, y se controla con un sistema conocido como CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection, Detección de Portadora con Acceso Múltiple y Detección de Colisiones), cuyo principio de funcionamiento consiste en que una estación, para transmitir, debe detectar la presencia de una señal portadora y, si existe, comienza a transmitir. Si dos estaciones empiezan a transmitir al mismo tiempo, se produce una colisión y ambas deben repetir la transmisión, para lo cual esperan un tiempo aleatorio antes de repetir, evitando de este modo una nueva colisión, ya que ambas escogerán un tiempo de espera distinto. Este proceso se repite hasta que se reciba confirmación de que la información ha llegado a su destino. SENA, Conocimiento para todos los colombianos

35. 7 Tecnologia ethernet SENA, Conocimiento para todos los colombianos

36. 7. Tecnologia ethernet Es el método de conexión más extendido porque permite un buen equilibrio entre velocidad, costo y facilidad de instalación. Todo esto combinado con su buena aceptación en el mercado y la facilidad de soportar prácticamente todos los protocolos de red, convierten a Ethernet en la tecnología ideal para la mayoría de las instalaciones de LAN. Según el tipo de cable, topología y dispositivos utilizados para su implementación podemos distinguir los siguientes tipos de Ethernet: 10 Base-5, 10 Base-2, 10 Base-T, 10 Base-FL, 10 Base-5 SENA, Conocimiento para todos los colombianos

37. 7. Tecnologia ethernet SENA, Conocimiento para todos los colombianos

38. 8. protocolo Se podría definir protocolo como el conjunto de normas o reglas que regulan la comunicación entre los distintos dispositivos de una red. Es como el lenguaje común que deben de usar todos los componentes para entenderse entre ellos. • IPX/SPX • IPX (Internetwork Packet Exchange) es un protocolo de Novell que interconecta redes que usan clientes y servidores Novell Netware. 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). Otro protocolo, el SPX (Sequenced Packet eXchange), actúa sobre IPX para asegurar la entrega de los paquetes. • NetBIOS • NetBIOS (Network Basic Input/Output System) 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, fué adoptado posteriormente por Microsoft. NetBIOS se usa en redes con topologías Ethernet y token ring. 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). SENA, Conocimiento para todos los colombianos

39. 8. protocolo • NetBEUI • NetBIOSExtended User Interface o Interfaz de Usuario para NetBIOS es una versión mejorada de NetBIOS 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. • AppleTalk • 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 • TCP/IP • Es realmente un conjunto de protocolos, donde los más conocidos son TCP (Transmission Control Protocol o protocolo de control de transmisión) e IP (Internet Protocol o protocolo Internet). Dicha conjunto o familia de protocolos es el que se utiliza en Internet y pertenecen a un conjunto mayor de protocolos. Dicho conjunto se denomina suite TCP/IP. SENA, Conocimiento para todos los colombianos

40. 8. protocolo La suite TCP/IP Internet es un conglomerado muy amplio y extenso en el que se encuentran ordenadores con sistemas operativos incompatibles, redes más pequeñas y distintos servicios con su propio conjunto de protocolos para la comunicación. Ante tanta diversidad resulta necesario establecer un conjunto de reglas comunes para la comunicación entre estos diferentes elementos y que además optimice la utilización de recursos tan distantes. Este papel lo tiene el protocolo TCP/IP. TCP/IP también puede usarse como protocolo de comunicación en las redes privadas intranet y extranet. Los diferentes protocolos de la suite TCP/IP trabajan conjuntamente para proporcionar el transporte de datos dentro de Internet (o Intranet). En otras palabras, hacen posible que accedamos a los distintos servicios de la Red. Estos servicios incluyen: transmisión de correo electrónico, transferencia de ficheros, grupos de noticias, acceso a la World Wide Web, etc. SENA, Conocimiento para todos los colombianos

41. 8. protocolo • Hay dos clases de protocolos dentro de la suite TCP/IP que son: protocolos a nivel de red y protocolos a nivel de aplicacion. • Protocolos a Nivel de Red • Estos protocolos se encargan de controlar los mecanismos de transferencia de datos. Normalmente son invisibles para el usuario y operan por debajo de la superficie del sistema. Dentro de estos protocolos tenemos: SENA, Conocimiento para todos los colombianos

42. 8. protocolo • Protocolos a Nivel de Aplicación • Aquí tenemos los protocolos asociados a los distintos servicios de Internet, como FTP, Telnet, Gopher, HTTP, etc. Estos protocolos son visibles para el usuario en alguna medida. Por ejemplo, el protocolo FTP (File Transfer Protocol) es visible para el usuario. El usuario solicita una conexión a otro ordenador para transferir un fichero, la conexión se establece, y comienza la transferencia. Durante dicha transferencia, es visible parte del intercambio entre la máquina del usuario y la máquina remota (mensajes de error y de estado de la transferencia, como por ejemplo cuantos bytes del fichero se han transferido en un momento dado). SENA, Conocimiento para todos los colombianos

43. 9. Modelo osi El modelo de referencia de Interconexión de Sistemas Abiertos (OSI) lanzado en 1984 fue el modelo de red descriptivo creado por ISO. Proporcionó a los fabricantes un conjunto de estándares que aseguraron una mayor compatibilidad e interoperabilidad entre los distintos tipos de tecnología de red producidos por las empresas a nivel mundial. El modelo de referencia OSI se ha convertido en el modelo principal para las comunicaciones por red. Aunque existen otros modelos, la mayoría de los fabricantes de redes relacionan sus productos con el modelo de referencia de OSI. Esto es en particular así cuando lo que buscan es enseñar a los usuarios a utilizar sus productos. Se considera la mejor herramienta disponible para enseñar cómo enviar y recibir datos a través de una red. SENA, Conocimiento para todos los colombianos

44. 9. Modelo osi Las capas del modelo OSI El modelo de referencia OSI es un marco que se puede utilizar para comprender cómo viaja la información a través de una red. El modelo de referencia OSI explica de qué manera los paquetes de datos viajan a través de varias capas a otro dispositivo de una red, aun cuando el remitente y el destinatario poseen diferentes tipos de medios de red. En el modelo de referencia OSI, hay siete capas numeradas, cada una de las cuales ilustra una función de red específica. - La división de la red en siete capas permite obtener las siguientes ventajas: SENA, Conocimiento para todos los colombianos

45. 9. Modelo osi SENA, Conocimiento para todos los colombianos

46. 10. Sistema de numeracion Un sistema de numeración es un conjunto de símbolos y reglas de generación que permiten construir todos los números válidos en el sistema. De esta forma se tienen los sistemas de numeración decimal, binario, octal, hexadecimal. En el caso del sistema decimal son {0,1...9}; en el binario son {0,1}; en el octal son {0,1...7}; en el hexadecimal son {0,1...9,A,B,C,D,E,F} • SENA, Conocimiento para todos los colombianos

47. 10. Sistema de numeracion SENA, Conocimiento para todos los colombianos

48. 11. DIRECCIONamiento IP Para poder comunicarse en una red, cada equipo debe tener una dirección IP. Por lo tanto cada computador conectado a una red TCP/IP debe recibir un identificador exclusivo o una dirección IP. Esta dirección, que opera en la Capa 3, permite que un computador localice otro computador en la red. Todos los computadores también cuentan con una dirección física exclusiva, conocida como dirección MAC. Estas son asignadas por el fabricante de la tarjeta de interfaz de la red. Las direcciones MAC operan en la Capa 2 del modelo OSI. SENA, Conocimiento para todos los colombianos

49. 12. Sistemas cableado estructurado Un cableado Estructurado Es un medio de comunicación físico-pasivo para las redes LAN  de cualquier empresa o edificio de oficinas. Con él se busca un medio de transmisión independiente de la aplicación, es decir que no dependa del tipo  de red, formato o protocolo de transmisión que se utilice: Ethernet, Token Ring, Voz, RDSI, Control, Video, ATM sino que sea flexible a todas estas posibilidades. SENA, Conocimiento para todos los colombianos

50. 12. Sistemas cableado estructurado • Define la topología • Identifica los medios • Especifica las distancias • Especifica las interfaces de conexión • Especifica los requisitos de desempeño • Flexibilidad • Dará soporte a diversos ambientes • Incrementa el desempeño • Cambios, modificaciones y adiciones rápidas SENA, Conocimiento para todos los colombianos