Internet/Intranet

Facultad de Tecnología – Carrera de Ing. de Sistemas
http://www.usfx.edu.bo
CAP I: La Red de
Servicios
Internet/Intranet
Docente: Ing. Marco A. Arenas P.
Carrera de Telecomunicaciones
Gestion: 1/2014

Contenido Mínimo
1. Introducción
2. Arquitectura de Internet/Intranet
3. Servicios de red de datos y su relación con el conjunto
de los protocolos TCP/IP
4. Virtualización y Redundancia en la prestación de
servicios de red.
5. Tecnologías Emergentes de Internet.

Introducción

Introducción
• Qué es Internet?
– En la actualidad el término Internet ha pasado a
formar parte de nuestro lenguaje común.
– Pero no es fácil definir Internet, ya que podemos
hacerlo desde varios puntos de vista:
• Desde el punto de vista técnico, se trata de una “red
de redes”, es decir, un conjunto de redes
informáticas de ámbito mundial, interconectados que
permiten la comunicación simultánea y recíproca
entre millones de usuarios en todo el mundo.

Introducción
 Red Global de múltiples servicios

Introducción
 Internet Interplanetaria (NASA)
 Gran red de telecomunicaciones

Antecedentes e historia
1946
Se construye la
primera
computadora
ENIAC
1950
El proyecto
RAND liderado
por Herbert
Simon utiliza la
primera forma de
red
1958
Nace ARPA, la
creadora de
ARPANET

Historia de las redes informáticas
• La historia de networking informática es compleja. Participaron en ella
muchas personas de todo el mundo a lo largo de los últimos 35 años.
Fecha Descripción
Década de
1940
Los computadores eran enormes
1947 Se inventa el transmisor de estado solido – semiconductor, y permitió la creación de
computadoras más pequeñas.
Década de
1950
Los computadores MainFrame (funcionaban con programas en tarjetas perforadas)
fueron más habituales en las grandes intitutciones. A finales de esta década la
Invención de los circuitos integrados (millones de transistores).
1957 El Departamento de los Estados Unidos crea ARPA
Década de
1960
En la década de 1960, los mainframes con terminales eran comunes, y los circuitos
integrados comenzaron a ser utilizados de forma generalizada.
1962 Paul Baran de RAND trabaja en redes de “Conmutación de Paquetes”

Fecha Descripción
1967 Larry Roberts publica el primer informe sobre ARPANET
1969 ARPANET se establece en UCLA, USB, U-Utah y Stanford
Década de
1970
Uso generalizado de circuitos digitales integrados; advenimiento de las PC digitales -
microcomputadores
1970 La Universidad de Hawaii desarrolla ALOHANET
1972 Ray Tomlinson crea un programa de correo electrónico para enviar mensajes
1973 Bob Kahn y Vint Cerf empiezan a trabajar en lo que posteriormente se transformaría en
TCP/IP. La red ARPANET pasa a ser internacional con conexiones a la Univesity
College en Londres, Inglaterra y el Establecimiento Real de Radar en Noruega.
1974 BBN abre Telnet, la primera versión comercial de la red ARPANET
1977 Applet Computer Company, presento el microcomputador, conocido como computador
personal.

• El 29 de octubre de 1969 se produjo, por primera vez en
la historia, el envío de un mensaje.
• La primera palabra enviada en un mensaje, a través de
internet, se resume a solo dos letras: "L" y "O".
La intención de Charley Kline,
un estudiante de la
Universidad de California, que
formaba parte del equipo
liderado por el profesor
Leonard Kleinrock en el
Laboratorio de Cómputo de la
UCLA, era enviar la palabra
"LOGIN" al Instituto de
Investigación de Stanford.

Fecha Descripción
Década de
1980
Uso generalizado de las computadores personales y de las microcomputadoras
basadas en Unix.
1981 IBM presento su primer computador personal, el equipo MAC de uso sencillo, se
difundieron a hogares y empresas.
Se asigna el termino de Internet a un conjunto de redes interconectadas.
1982 Los usuarios con computadores autónomos comenzaron a usar módems (punto-a-punto
o de acceso telefónico) para conectarse con otros computadores y compartir archivos.
Usaron tablero de boletines (computadoras centrales)
1982 ISO lanza el modelo y protocolos OSI; los protocolos desaparecen pero el modelo tiene
gran influencia.
1983 El protocolo de control de transmisión/Protocolo Internet (TCP/IP) se transforma en el
lenguaje universal de la Internet. ARPANET se divide en ARPANET y MILNET.
1984 Se introduce el servicio de Denominación de Dominio, la cantidad de hosts supera los
1000. Comienza el desarrollo de gateway y routers (para usar varias rutas).
1986 Se creo NSFNET (con velocidad de backbone de 56 kbps)
1987 La cantidad de hosts de Internet supera los 10.000

Fecha Descripción
1989 La cantidad de hosts de Internet supera los 100.000
1990 ARPANET se transforma en Internet
1991 Se crea la World Wide Web (WWW). Tim Berners-Lee desarrolla el código para la
WWW.
1992 Se organiza la Internet Society (ISOC). La cantidad de hosts de Internet supera el millón
1993 Aparece Mosaic, el primer navegador de Web de base gráfica
1996 La cantidad de hosts de Internet supera los 10 millones. La Internet abarca todo el
planeta.
1997 Se crea el registro Americano de Números de Internet (American Registry for Internet
Numbers - ARIN). Internet 2 se pone en línea.
La cantidad de usuario de Internet se duplica cada 6 meses (crecimiento exponencial)
1999 La red de backbone Internet 2 implanta IPv6. Las empresas más importantes se lanzan
a la convergencia entre video, voz y datos.
2001 La cantidad de hosts de Internet supera los 110 millones.

Historia de Internet
1991
Puesta en marcha
de la World Wide
Web
1993
La National Science
Foundation crea
INTERNIC (Internet
Network
Information Center)
InterNIC y Mosaic
1994
Nace el primer
directorio: Yahoo.
WWW crece de
manera
desmezurada.

• Las primeras redes fueron de tiempo compartido que
utilizaban mainframe y terminales conectadas (sobre
arquitectura de redes de IBM y de red Digital).
• Las redes de área local – LAN surgieron a partir de la
revolución de la PC, compartiendo recursos e información.
• Hubo la necesidad de interconectar a usuarios
geográficamente dispersos, aparecieron las redes de área
amplia WAN que interconectaban las LAN por medio de
líneas telefónicas normales (y otros medios de
transmisión) y así se dio la interconectividad de redes.
• Hoy un estándar de interconectividad de redes entre redes
es Internet.

Introducción
 A pesar de todos los datos en la actualidad
son los más valiosos

Introducción
 Cómo nos conectamos?

Tipos de redes

Internet / Intranet: ¿Cuál es la
diferencia?
 Básicamente, la localización de la Información y quién
accede a ella. Internet es público, global, abierto a
cualquiera que tenga una conexión.
 Las Intranet están restringidas a aquellas personas que
están conectadas a la red privada de la empresa.
 Además de eso, ambas funcionan esencialmente de la
misma manera, con la misma tecnología TCP/IP para
regular el tráfico de datos.
 Del mismo modo, desde el punto de vista de las
aplicaciones (e-mail, newsgroups y transferencia de
archivos FTP, además del Web), no existe ninguna
diferencia entre Internet e Intranet.

Internet / Intranet: ¿Cuál es la
diferencia?
Internet Intranet Extranet
Acceso Público Privado Semi-público
Usuarios Cualquiera Miembros de
una compañía
Grupo de
empresas
estrechamente
relacionadas
Información Fragmentada Propietaria Compartida
dentro de un
círculo de
empresas

Intranet
 Las intranets son redes privadas que se han
creado utilizando las normas y protocolos de
Internet. Aportan la interfaz de exploración del
World Wide Web (www) a la información y
servicios almacenados en una red de área local
(LAN) corporativa.
 Las intranets son atractivas por que disminuyen
el costo de mantenimiento de una red interna y,
al mismo tiempo, aumenta la productividad, ya
que ofrece a los usuarios acceso mas eficaz a la
información y a los servicios que necesitan.

Intranet
 Con el enorme crecimiento de Internet, un gran
numero de personas en las empresas usan
Internet para comunicarse con el mundo
exterior, para reunir información, y para hacer
negocios.
 A la gente no le lleva mucho tiempo reconocer
que los componentes que funcionan tan bien en
Internet serían del mismo modo valioso en el
interior de sus empresas y esa es la razón por la
que las Intranets se están haciendo tan
populares.

Intranet
 La Intranet esta basada en los estándares y
protocolos abiertos desarrollados en Internet.
 Estos estándares abiertos soportan aplicaciones
y servicios como correo electrónico (e-mail),
trabajo en grupo (work group), servicio de
directorio, seguridad, acceso a bases de datos,
compartición de información y administración de
sistema.
 La Intranet se beneficia del esfuerzo de la
industria entera y no de un solo fabricante.

Intranet
 Las Intranets también se pueden utilizar para
permitir a las empresas llevar a cabo
transacciones de negocio a negocio como:
hacer pedidos, enviar facturas, y efectuar
pagos.
 Para mayor seguridad, estas transacciones de
Intranet a Intranet (extranet) no necesitan nunca
salir a Internet, pero pueden viajar por líneas
alquiladas privadas. Son un sistema poderoso
para permitir a una compañía hacer negocios en
línea, por ejemplo, permitir que alguien en
Internet pida productos.

Intranet

Extranet
 Proporcionan un medio de incluir al mundo exterior, como
clientes y proveedores, así como un medio de obtener valiosa
investigación del mercado. Por ejemplo, una intranet de una
compañía puede estar vinculada a su sitio web externo (o
extranet).
 Las extranets son intranets llevadas al siguiente paso.
 Una intranet abarca la compañía, mientras que la extranet puede
abarcar el mundo.
 Las extranets pueden particionar y separar datos de la compañía
contenidos en la intranet de la compañía de los servicios web
ofrecidos al mundo mediante Internet.
 Unas pocas ventajas de una extranet para una compañía podría
ser el e-mail y los programas compartidos.

Arquitectura de
Internet/Intranet

Introducción
• El término arquitectura de red, en este contexto, se refiere
a las tecnologías que admiten la infraestructura y a los
servicios y protocolos programados que pueden trasladar
los mensajes en toda esa infraestructura. Debido a que
Internet evoluciona, al igual que las redes en general,
descubrimos que existen cuatro características básicas
que la arquitectura subyacente necesita para cumplir con
las expectativas de los usuarios: tolerancia a fallas,
escalabilidad, calidad del servicio y seguridad.

Escalable
• El hecho de que Internet se expanda a esta velocidad,
sin afectar seriamente el rendimiento de usuarios
individuales, es una función del diseño de los protocolos
y de las tecnologías subyacentes sobre la cual se
construye. Internet, hecho de una colección de redes
públicas y privadas interconectadas, tiene una estructura
jerárquica en capas para servicios de direccionamiento,
designación y conectividad.

Escalable

Introducción
• El procedimiento empleado para intercambiar
información en Internet sigue el modelo
cliente-servidor.
– Los servidores son computadoras donde se
almacenan datos.
– El cliente es la computadora que realiza la
petición al servidor para que éste le muestre
alguno de los recursos almacenados.

Modelo Cliente/Servidor

Introducción
• La arquitectura de internet se divide en:
– Hardware
– Software

El Hardware
• Hay muchos componentes que pueden formar
parte de una red, por ejemplo computadoras
personales, servidores, dispositivos de networking
y cables. Estos componentes se pueden agrupar
en cuatro categorías principales:
– Hosts
– Periféricos compartidos
– Dispositivos de networking
– Medios de networking

El Hardware

El Hardware: Dispositivos de Red
• Los dispositivos de networking son todos aquellos que se
conectan de forma directa a un segmente de red:
– Los dispositivos de usuario final (Finales):
• Incluyen los computadores, impresoras, escáneres, y demás
dispositivos que brindan servicios directamente al usuario.
– Los dispositivos de red (Intermedios):
• Son todos aquellos que conectan entre sí a los dispositivos de usuario
final, posibilitando su intercomunicación.

Dispositivos del Usuario Final

Tipos de dispositivos de
computación

Servidores
Especializados

Servidores
y Procesadores

Dispositivos del Usuario Final
• La tendencia es tener mayor movilidad

Dispositivos de Red

Dispositivos de Red de Intranet

Dispositivos de Red de Internet
Modem

Dispositivos de Red de Internet

El Sofware
• Sistema Operativo (tipo especial de programa
informático)
• Protocolos de Red (reglas para comunicarse)

Sistema Operativo

Sistema Operativo de Red
• Linux
• Unix
• Windows NT
• Etc.

Soporte de Sistemas operativos
• Toda la flia de Ms Windows superiores a XP
• Windows Mobile 6.5
• OS X 10.5 (Leopard)
• Mac OS X 10.6 (Snow Leopard)
• Android 2.2
• Linux (Fedora, Ubuntu, SUSE)
• iOS 4.1 (iphone)

Protocolos
• Los protocolos son específicos de las características del origen, el
canal y el destino del mensaje. Las reglas utilizadas para comunicarse
a través de un medio (por ejemplo, una llamada telefónica) no son
necesariamente las mismas que las que se utilizan para comunicarse
a través de otro medio (por ejemplo, una carta).
• Los protocolos definen los detalles de la transmisión y la entrega de
mensajes. Entre estos detalles se incluyen los siguientes aspectos:
– Formato de mensaje
– Tamaño del mensaje
– Sincronización
– Encapsulación
– Codificación
– Patrón estándar del mensaje

Protocolos

PROTOCOLOS
• Existen dos tipos de protocolos:
– protocolos de bajo nivel
• controlan la forma en que las señales se
transmiten por el cable o medio físico.
– y protocolos de red
• organizan la información (controles y datos) para
su transmisión por el medio físico a través de los
protocolos de bajo nivel.

PROTOCOLOS
• En Internet, los protocolos utilizados pertenecen
a una sucesión de protocolos o a un conjunto de
protocolos relacionados entre sí. Este conjunto
de protocolos se denomina TCP/IP.

PROTOCOLOS
• Entre otros, contiene los siguientes
protocolos:
• HTTP - FTP – ARP – ICMP – IP – TCP – UDP
– SMTP – Telnet - NNTP

PROTOCOLOS
Protocolos Transporte Red puerto
http tcp IP 80
ftp tcp IP 20 DATA Port
21 Control Port
Smtp tcp IP 25
587 (Alternativo
para clientes de
correo)
465 (SMTPS)
telnet Tcp IP 23
nntp tcp IP 19

Internet y sus Servicios
• Internet tienen muchos servicios, entre los más
difundidos:
– Correo Electrónico
– WWW (Word Wide web)
– Chat, Messenger
– Transferencia de Archivos
– Recursos
– Comercio Electrónico
– Buscadores
– Redes Sociales

• Los servicios han ido evolucionando y se los presenta
como la web2:
– El término Web 2.0 comprende aquellos sitios web que facilitan
el compartir información, la interoperabilidad, el diseño centrado
en el usuario1 y la colaboración en la World Wide Web.
– Un sitio Web 2.0 permite a los usuarios interactuar y colaborar
entre sí como creadores de contenido generado por usuarios en
una comunidad virtual.
– Ejemplos de la Web 2.0 son las comunidades web, los servicios
web, las aplicaciones Web, los servicios de red social, los
servicios de alojamiento de videos, las wikis, blogs, mashups y
folcsonomías.

Evolución de Internet

Internet 2
• Es una red de cómputo con capacidades
avanzadas separada de la Internet comercial
actual.
• Servicios del Internet 2:
– Telemedicina, bibliotecas digitales, laboratorios
virtuales, manipulación a distancia y visualización de
modelos 3.
– En los Estados Unidos el proyecto que lidera este
desarrollo es Internet2, en Canadá el proyecto
CA*net3, en Europa los proyectos TEN-155 y
GEANT, y en Asia el proyecto APAN.

Internet 2
• Es una red de cómputo con capacidades avanzadas
separada de la Internet comercial actual.
• Internet2 es una reingeniería de la estructura de internet
y el protocolo de comunicaciones TCP/IP para hacer
conexiones más rápidas, permitir mayor transmisión de
datos, hacerla más robusta, etc.
• Por el momento está limitada a una red de
universidades y escuelas pero se pretende que de ahí
salgan nuevas tecnologías para usarlas en todas partes.

Internet 2
• En Latinoamérica, las redes académicas de México CUDI,
Brasil, Argentina RETINA y Chile REUNA ya se han
integrado a Internet2.

Servicios de red de
datos y su relación
con el conjunto de los
protocolos TCP/IP

Introducción
• Los servicios de red:
• Utilizan la capa de Aplicación y la capa de
Transporte
• Requieren de puertos de conexión
• Ejecutan servicios asociados al sistema operativo
– demonios
• Independiente de la plataforma

Modelo TCP/IP
• El modelo TCP/IP (modelo de Internet – 60s)
• El modelo TCP/IP es un modelo de descripción de
protocolos de red creado en la década de 1965 por
DARPA, una agencia del Departamento de Defensa de
los Estados Unidos.
• Evolucionó de ARPANET, el cual fue la primera red de
área amplia y predecesora de Internet.
• EL modelo TCP/IP se denomina a veces como Internet
Model, Modelo DoD o Modelo DARPA.
• El estándar histórico y técnico de la Internet es el
modelo TCP/IP.

Modelo TCP/IP
• El Departamento de Defensa de EE.UU. (DoD) creó el
modelo de referencia TCP/IP porque necesitaba diseñar
una red que pudiera sobrevivir ante cualquier
circunstancia, incluso una guerra nuclear.
• TCP/IP se desarrolló como un estándar abierto.
• TCP/IP tiene cuatro capas de abstracción según se
define en el RFC 1122.
• Esta arquitectura de capas a menudo es comparada
con el Modelo OSI de siete capas.
• El modelo TCP/IP y los protocolos relacionados son
mantenidos por la Internet Engineering Task Force
(IETF).

Capas con el modelo TCP/IP y
OSI
• El modelo TCP/IP (modelo de Internet – 60s)
“Estándar Abierto”

Protocolos TCP/IP
• TCP/IP es una combinación de dos protocolos individuales TCP
y IP
– IP opera en la Capa 3 y es un servicio no orientado a conexión
que proporciona una entrega de máximo esfuerzo a través de una
red.
– TCP opera en la Capa 4, y es un servicio orientado a conexión
que suministra control de flujo y confiabilidad.
• Al unir estos protocolos, se suministra una gama de servicios
más amplia. Constituyen la base para un conjunto completo de
protocolos que se denomina conjunto de protocolos TCP/IP. La
Internet se basa en este conjunto de protocolos TCP/IP

Protocolos comunes TCP/IP
• El modelo TCP/IP es un modelo basado en protocolos

Capas con el modelo TCP/IP y OSI
• Comparación el modelo OSI y el TCP/IP

El modelo OSI y los protocolos del
modelo TCP/IP
• En algunos casos es conveniente relacionar los
protocolos con las capas del modelo OSI, para ver
más detalles de funcionalidad

El proceso de encapsulamiento
• La información se va formateando en Unidades de
datos de protocolo (PDU), a este proceso se llama
encapsulamiento
varios protocolos le agregan
información en cada nivel

La comunicación y las capas
• Proceso de envío y recepción de mensajes
Cuando se envían mensajes en una red,
el stack del protocolo de un host
funciona desde arriba hacia abajo.
HTTP

La comunicación: relación entre
el cliente/servidor
• Proceso de envío y recepción de mensajes es modelo
cliente/servidor

Direcciones TCP/IP
• Los puertos de origen y de destino se colocan dentro del segmento.
Los segmentos se encapsulan dentro de un paquete IP. El paquete
IP contiene la dirección IP de origen y de destino. La combinación
de la dirección IP de origen y de destino y del número de puerto de
origen y de destino se conoce como socket.
• El socket se utiliza para identificar el servidor y el servicio que
solicita el cliente.
• Cada día, miles de hosts se comunican con miles de servidores
diferentes. Los sockets identifican esas comunicaciones.

Número de Puertos TCP/IP
• Los números de puertos son los más importantes para los servicios y los
servidores.

La Capa de Transporte y Capa de
Aplicación
 Las redes de datos e Internet brindan soporte a la red
humana al proporcionar la comunicación continua y
confiable entre las personas, tanto de manera local como
alrededor del mundo.
 En un único dispositivo, las personas pueden utilizar
varios servicios como e-mails, la Web y la mensajería
instantánea para enviar mensajes o recuperar
información.
 Las aplicaciones como clientes de correo electrónico,
exploradores Web y clientes de mensajería instantánea
permiten que las personas utilicen las computadoras y
las redes para enviar mensajes y buscar información.
 Los datos de cada una de estas aplicaciones se
empaquetan, transportan y entregan al daemon de
servidor o aplicación adecuados en el dispositivo de
destino.

Aplicación
 Los procesos descritos en la capa de Transporte del modelo OSI aceptan los
datos de la capa de Aplicación y los preparan para el direccionamiento en la
capa de Red. La capa de Transporte es responsable de la transferencia de
extremo a extremo general de los datos de aplicación.

Aplicación
 La capa de transporte de TCP/IP se encarga
de transportar datos entre aplicaciones en
dispositivos Origen y Destino.
 El segmento TCP contiene recursos que
aportan confiabilidad, mientras que el
paquete IP y la trama Ethernet no los tienen.
 La capa de aplicación proporciona servicio
de red a las aplicaciones de los usuarios, a
partir de protocolos específicos: HTTP, FTP,
SMTP, SNMP, DNS, etc.

Introducción a la capa de transporte
• La capa de Transporte permite la segmentación
de datos y brinda el control necesario para
reensamblar las partes dentro de los distintos
streams de comunicación.
•La capa de Transporte
es el enlace entre la
capa de Aplicación y las
capas inferiores, que
son responsables de la
transmisión en la red.
•La capa de Transporte
es responsable de la
transferencia de
extremo a extremo
general de los datos de
aplicación.

Introducción a la capa de transporte
• Las tareas principales de la capa de transporte:
– Segmentar y reensamblar los datos provenientes de las capas
superiores, para permitir que múltiples aplicaciones comunicarse a
través de la red al mismo tiempo en un solo dispositivo.
– Establecer una conexión lógica y realiza un seguimiento de la
comunicación individual entre aplicaciones en los hosts origen y destino,
identificando los streams de las diferentes aplicaciones.
– Transportar y regular el flujo de información desde el origen hasta el
destino, si se requiere, todos los datos sean recibidos de manera de
forma confiable, precisa y en orden por la aplicación correcta.
– El control de extremo a extremo, empleando mecanismos de manejo de
error, como por ejemplo a través de las ventanas deslizantes (control de
flujo), los números de secuencia y acuses de recibo (confibilidad).

Rol y servicios de la Capa de
Transporte
• Comunicación continua y confiable

Multiplexación
• Múltiples aplicaciones pueden compartir la misma conexión de
transporte.
• Las distintas aplicaciones pueden enviar segmentos de datos
con un sistema basado en el principio "el primero que llega es
el primero que se sale". Estos segmentos se pueden encaminar
hacia el mismo destino o hacia distintos destinos. Esto se
denomina multiplexión de conversaciones de capas superiores.
• Varias conversaciones simultáneas de las capas superiores se
pueden multiplexar en una sola conexión.
• Multiplexión: método simple para la Capa 4 consiste en permitir
que haya diferentes conversaciones en un canal de
comunicaciones de forma simultánea.
• Para implementar la multiplexión, se puede etiquetar los
distintos tipos de conversaciones con números de puerto y
“segmentar” datos con esos números.

Multiplexado de conversaciones de
las capas superiores

Transporte
• Múltiples comunicaciones
•Esta capa acepta
datos de distintas
conversaciones y
los transfiere a las
capas inferiores
como secciones
manejables que
puedan ser
eventualmente
multiplexadas a
través del medio.
Los requerimientos de datos varían

Transporte
• Separación de múltiples comunicaciones

Control de las conversaciones
• Las funciones principales especificadas por todos los protocolos de la
capa de Transporte incluyen: Segmentación y reensamblaje y
Multiplexación de conversaciones
Algunos protocolos de
la capa de Transporte
proveen:
•conversaciones orientadas a
la conexión,
•entrega confiable,
•reconstrucción ordenada de
datos, y
•control del flujo.

Control de las conversaciones

Soporte de comunicación confiable
• Se han desarrollado diferentes protocolos de Transporte para
satisfacer diferentes requerimientos.
Administrar los
datos de
aplicación para
las
conversaciones
entre hosts

Funcionamiento de los protocolos
TCP - UDP
• Los dos protocolos más comunes de la capa de
Transporte del conjunto de protocolos TCP/IP son el
Protocolo de control de transmisión (TCP) y el
Protocolos de datagramas de usuario (UDP). Ambos
protocolos gestionan la comunicación de múltiples
aplicaciones. Las diferencias entre ellos son las
funciones específicas que cada uno implementa.

Establecimiento
• Una de las funciones de la capa de transporte es
establecer una sesión orientada a conexión entre
dispositivos similares en la capa de aplicación. Para
que se inicie la transferencia de datos, tanto las
aplicaciones emisoras como receptoras informan a
sus respectivos sistemas operativos que se iniciará
una conexión.
• Después de que se haya establecido toda la
sincronización, se establece la conexión y comienza
la transferencia de datos. Durante la transferencia,
los dos dispositivos siguen comunicándose con su
software de protocolo para verificar que estén
recibiendo los datos correctamente

Conexión típica entre sistemas
emisores y receptores.

Mantenimiento
• Un congestionamiento puede ocurrir durante la
transferencia de datos por dos razones:
– Primero, una computadora de alta velocidad es capaz de generar
tráfico más rápido que lo que la red tarda en transmitirla.
– Segundo, si varias computadoras requieren mandar datagramas
simultáneamente a un mismo destino, éste puede experimentar un
congestionamiento, aunque no se tenga un origen único.
• Cuando los datagramas llegan demasiado rápido como para que
un host o gateway los procese, se almacenan temporalmente en la
memoria. Si el tráfico continúa, tarde o temprano el host o el
gateway agota su memoria y debe descartar cualquier otro
datagrama que llegue.

Mantenimiento
En vez de permitir que se
pierda la información, el
destino puede enviar un
mensaje al origen
indicando que no está listo
("not ready").

Terminación de Sesión
•Al finalizar la transferencia de datos, el host
emisor envía una señal que indica que la
transmisión ha finalizado. El host receptor
ubicado en el extremo de la secuencia de datos
acusa recibo del fin de la transmisión y la
conexión se termina.

Intercambio de señales de tres vías
• TCP (Orientado a la conexión), requiere que se establezca una conexión antes de
que comience la transferencia de datos.
• Para que se establezca o inicialice una conexión, los dos hosts deben sincronizar
sus Números de secuencia iniciales (ISN: Initial Sequence Numbers).
• La sincronización se lleva a cabo a través de un intercambio de segmentos que
establecen la conexión al transportar un bit de control denominado SYN (para la
sincronización), y los ISN.

• La sincronización requiere que ambos lados envíen su propio ISN y recibir la
confirmación del cambio en un Acuse de Recibo (Acknowledgment; ACK) del otro
lado.
• La secuencia es la siguiente:
ISN

• Establecimiento de la conexión TCP

• Finalización de la conexión TCP

• Terminación de sesiones TCP

Uso de Ventanas
• El número de paquetes de datos que se permite que un emisor tenga pendientes
sin haber recibido un acuse de recibo se denomina "ventana". (aprovecha el
tiempo de espera en transmitir y recibir un ACK – nro del siguiente paquete
esperado)

Uso de Ventanas
• TCP que administran la interrelación entre tamaño de ventana,
pérdida de datos y congestión durante una sesión

Acuse de Recibo
• TCP suministra secuenciamiento de segmentos con un acuse de
recibo positivo de referencia de envió.

Reensamblaje de segmentos TCP
• Los números de secuencia TCP para reconstruir la corriente de
datos con los segmentos colocados en el orden correcto

Secuencia y Acuse de Recibo
Cada segmento se enumera antes de la transmisión.
En la estación receptora,
TCP reensambla los
segmentos hasta formar
un mensaje completo. Si
falta un número de
secuencia en la serie, el
segmento se vuelve a
transmitir. Los
segmentos para los
cuales no se acusa
recibo dentro de un
período determinado de
tiempo darán como
resultado una
retransmisión.

Administración de sesiones TCP
• Siga los pasos usados por el protocolo TCP en los que son
usados los números de secuencia y los números de confirmación
para administrar los intercambios en una conversación

Reensamblaje de segmentos UDP
• El proceso especificado por el protocolo UDP para
rearmar los PDUs en el dispositivo destino

El Protocolo de Datagrama de
Usuario (UDP)
• El Protocolo de datagrama de usuario (UDP: User Datagram
Protocol) es el protocolo de transporte simple, no orientado a
conexión de la pila de protocolo TCP/IP, descrito en la RFC 768.
• El UDP es un protocolo simple que intercambia datagramas como
"mejor intento“, sin acuse de recibo ni garantía de entrega. El
procesamiento de errores y la retransmisión deben ser manejados
por protocolos de capa superior.
• El UDP no usa: ventanas, ni acuses de recibo de modo que la
confiabilidad, de ser necesario, se suministra a través de
protocolos de la capa de aplicación. El UDP está diseñado para
aplicaciones que no necesitan ensamblar secuencias de
segmentos.

Protocolo de Datagrama de Usuario
(UDP)
• Los protocolos que usan UDP incluyen:
– TFTP (Protocolo trivial de transferencia de archivos)
– SNMP (Protocolo simple de administración de red)
– DHCP (Protocolo de configuración dinámica del host)
– DNS (Sistema de denominación de dominios)
• Los siguientes son los campos:

Campos del Segmento UDP
• Las siguientes son las definiciones de los campos de un
segmento UDP:
– Puerto origen: Número del puerto que realiza la llamada
– Puerto destino: Número del puerto al que se realiza la llamada
– Longitud: Número de bytes que se incluyen en el encabezado y
los datos
– Checksum (suma de comprobación): Suma de comprobación
calculada a partir de los campos del encabezado y de los datos.
– Datos: Datos de protocolo de capa superior.

Protocolo UDP
• Las características del protocolo UDP y los tipos de
comunicaciones para las que es más apropiado

Protocolo para el Control de la
Transmisión (TCP)
• El Protocolo para el control de la transmisión (TCP) es un
protocolo de orientado a conexión que suministra una transmisión
de datos full-duplex confiable. (se establece una conexión entre
ambos extremos antes de que se pueda iniciar la transferencia de
información), descrito en la RFC 793.
• TCP es responsable por la división de los mensajes en segmentos,
reensamblándolos en la estación destino, reenviando cualquier
mensaje que no se haya recibido y reensamblando mensajes a
partir de los segmentos.
• TCP suministra un circuito virtual entre las aplicaciones del usuario
final.
• Las características principales de TCP son: confiabilidad y control
de flujo. Pero esto incurre en el uso adicional de recursos al
agregar funciones adicionales.

Protocolo para el Control de la
Transmisión (TCP)
• Los protocolos que usan TCP incluyen:
– FTP (Protocolo de transferencia de archivos)
– HTTP (Protocolo de transferencia de hipertexto)
– SMTP (Protocolo simple de transferencia de correo)
– Telnet, ssh
• Los siguientes son campos de un segmento:

Campos del Segmento TCP
• Las siguientes son las definiciones de los campos de un segmento
TCP:
– Puerto origen: El número del puerto que realiza la llamada.
– Puerto destino: El número del puerto al que se realiza la llamada.
– Número de secuencia: El número que se usa para asegurar el secuenciamiento
correcto de los datos entrantes.
– Número de acuse de recibo: Siguiente octeto TCP esperado.
– HLEN: La cantidad de palabras de 32 bits del encabezado.
– Reservado: Establecido en cero.
– Bits de código: Funciones de control, como configuración y terminación de una
sesión.
– Ventana: La cantidad de octetos que el emisor está dispuesto a aceptar.
– Checksum (suma de comprobación): Suma de comprobación calculada a partir de
los campos del encabezado y de los datos.
– Indicador de mensaje urgente: Indica el final de la transmisión de datos urgentes.
– Opción: Una opción definida actualmente, tamaño máximo del segmento TCP.
– Datos: Datos de protocolo de capa superior.

Protocolos TCP - UDP
• Su Encapsulamiento:
Entre las aplicaciones que
utilizan UDP se incluyen:
•sistema de nombres de dominios
(DNS),
•streaming de vídeo, y
•Voz sobre IP (VoIP).
Las aplicaciones que
utilizan TCP son:
•exploradores Web,
•e-mail, y
•transferencia de archivos

Números de puerto TCP y UDP
• Tanto TCP como UDP utilizan números de puerto
(socket) para enviar información a las capas superiores.
Los números de puerto se utilizan para mantener un
registro de las distintas conversaciones que atraviesan
la red al mismo tiempo.
Ej: FTP 20 (para datos) y 21 (para control), son puertos
estándares.
• A las conversaciones que no involucran ninguna
aplicación que tenga un número de puerto bien
conocido, se les asignan números de puerto que se
seleccionan de forma aleatoria dentro de un rango
específico por encima de 1023.

Direccionamiento del Puerto
• El rol que interpretan los números de puerto en los
protocolos TCP y UDP.

• Los números de puerto tienen los siguientes rangos asignados:
Los números inferiores a 1024 corresponden a números de puerto bien
conocidos
0 - 1023
Los números de puerto registrados son aquellos números que están
registrados para aplicaciones específicas de proveedores. La mayoría
de estos números son superiores a 1023.
1.024 - 49.151
Los números superiores a 49.151 son números de puerto asignados de
forma dinámica (privados)
49.152 - 65.535

• Rango de Puertos:
IANA es un organismo de estándares responsable de la asignación de varias normas de
direccionamiento.
http://www.iana.org

• h
• Algunos puertos son reservados, tanto en TCP como en UDP,
aunque es posible que algunas aplicaciones no estén
diseñadas para admitirlos.

• Los sistemas finales utilizan números de puerto para seleccionar la aplicación
adecuada. El host origen asigna de forma dinámica los números del puerto de
origen. Estos números son siempre superiores a 1023.

• El direccionamiento de puertos en el Host :
A veces es necesario conocer las conexiones TCP activas que están abiertas y en
ejecución en el host de red.

Capa de Transporte
• Segmentación y Reensamblaje: Divide y
vencerás.
•Dividir los datos de
aplicación en
secciones garantiza
que los datos se
transmitan dentro de
los límites del medio
y que los datos de
distintas
aplicaciones puedan
ser multiplexados en
el medio.
•TCP y UDP
gestionan la
segmentación de
forma distinta.

Protocolo TCP: Comunicación con
confiabilidad
• La diferencia clave entre TCP y UDP es la confiabilidad
• Mecanismo de confiabilidad de TCP como parte de una sesión

Aplicación y funcionamiento de los
mecanismos de TCP
• El rol de los números de puerto al establecer sesiones TCP y al
dirigir segmentos hacia procesos del servidor
Un servidor individual no puede tener dos
servicios asignados al mismo número de puerto
dentro de los mismos servicios de la capa de
Transporte.
Ya cuando un puerto se utiliza se considera
abierto

Aplicación y funcionamiento de
los mecanismos de TCP
• Describa la forma en que los servidores
usan los números de puerto para identificar
un proceso de capa de aplicación
específico y para dirigir los segmentos al
servicio o aplicación apropiado

Aplicación y funcionamiento de
los mecanismos de TCP
• Siga los pasos mientras el protocolo UDP y los
números de puerto son usados en la comunicación
cliente-servidor.

Análisis de la comunicación
• Protocolo TCP de enlace de tres vías (Wireshark)
PASO 1

PASO 2

PASO 3

• Terminación de la sesión TCP

Introducción a la Capa de
Aplicación
• La mayoría de nosotros experimentamos Internet a
través de World Wide Web, servicios de e-mail y
programas para compartir archivos. Éstas y muchas
otras aplicaciones proporcionan la interfaz humana a
la red subyacente, lo que nos permite enviar y recibir
información con relativa facilidad.
• Es importante conocer cómo una aplicación puede
formatear, transmitir e interpretar mensajes que se
envían y reciben a través de la red.

La interfaz entre las redes
humana y de datos
• Las aplicaciones proporcionan los medios para generar y recibir
datos que pueden ser transportados sobre la red
Es la capa que proporciona la interfaz entre las aplicaciones que
utilizamos para comunicarnos.

Introducción
• Los aspectos de representación, codificación y control de diálogo
se administran en la capa de aplicación en lugar de hacerlo en las
capas inferiores individuales, como sucede en el modelo OSI.
• Este diseño garantiza que el modelo TCP/IP brinda la máxima
flexibilidad, en la capa de aplicación, para los desarrolladores de
software.
• Protocolos (Existen muchos protocolos de capa de aplicación y siempre
se desarrollan protocolos nuevos:
• Sistema de denominación de dominios (DNS)
• Protocolo de configuración dinámica de host (DHCP)
• Protocolo de transferencia de archivos (FTP)
• Protocolo de transferencia de hipertexto (HTTP)
• Protocolo simple de transferencia de correo (SMTP)
• Protocolo simple de administración de red (SNMP)
• Telnet, ssh, rlogin

Protocolos de la capa de Aplicación
Estos protocolos especifican la información de control y formato
necesaria para muchas de las funciones de comunicación de Internet
más comunes.
Los protocolos de capa de
aplicación se utilizan para
intercambiar los datos entre los
programas que se ejecutan en
los hosts de origen y destino.

Componentes de la Capa de
Aplicación
• Los componentes: las aplicaciones, los servicios y los
protocolos, hacen posible la comunicación sólida a través de
la red de información.
•Las aplicaciones
proporcionan a las
personas una forma de
crear mensajes.
•Los servicios de la
capa de aplicación
establecen una interfaz
con la red.
•Los protocolos
proporcionan las
reglas y los formatos
que regulan el
tratamiento de los
datos.

Modelo OSI y TCP/IP
• La mayoría de los protocolos de capa de aplicación de TCP/IP se
desarrollaron antes de la aparición de computadoras personales,
interfaces del usuario gráficas y objetos multimedia, por eso el
modelo OSI permite diferenciar los protocolos.
Codificación y conversión de
datos (MPEG).
La funcionalidad de los protocolos de capa de aplicación de TCP/IP se adaptan aproximadamente
a la estructura de las tres capas superiores del modelo OSI.

Software de la Capa de Aplicación
• Cada programa ejecutable (explorador WEB) cargado a un
dispositivo se denomina proceso.
Dentro de la capa de
Aplicación, existen dos
formas de procesos o
programas de software
que proporcionan acceso
a la red: aplicaciones y
servicios.
Servicios: son transparentes
para el usuario, estos servicios
son los programas que se
comunican con la red y
preparan los datos para la
transferencia.

La Capa de Aplicación y sus
componentes
• Como se mencionó anteriormente, la capa de Aplicación utiliza
los protocolos implementados dentro de las aplicaciones y
servicios.
"Telnet" nos podemos referir a la aplicación, el servicio, o el protocolo.

Funciones del protocolo de capa de
Aplicación
• Para que las comunicaciones sean exitosas, deben coincidir los
protocolos de capa de aplicación implementados en el host de origen
y destino.
Los servicios de la
capa de Aplicación
deben implementar
protocolos múltiples
Son utilizados tanto
por los dispositivos de
origen como de
destino durante una
sesión de
comunicación.
Un protocolo puede
especificar cómo se establece
la conexión de redes y otro
describir el proceso para la
transferencia de datos cuando
el mensaje se pasa a la
siguiente capa inferior.

El modelo Cliente / Servicio
• En el modelo cliente-servidor, el dispositivo que solicita información se
denomina cliente y el dispositivo que responde a la solicitud se
denomina servidor.
Los procesos de cliente y servidor
se consideran una parte de la capa
de Aplicación.

Servidores
• En un contexto general de redes, cualquier dispositivo que responde a
una solicitud de aplicaciones de cliente funciona como un servidor, Un
servidor generalmente es una computadora que contiene información
para ser compartida con muchos sistemas de cliente.
•Diferentes tipos de
aplicaciones del
servidor tienen
diferentes
requerimientos para el
acceso de clientes
(cuentas,
autenticación,
permisos, etc).
•En una red cliente-
servidor, el servidor
ejecuta un servicio o
proceso, a veces
denominado daemon
de servidor.
Los daemons (ejecutados en segundo plano, fuera del control
directo del usuario) se describen como servidores que "escuchan"
una solicitud del cliente, porque están programados para
responder cada vez que el servidor recibe una solicitud para el
servicio proporcionado por el daemon.

Los procesos de Servidores
• Una única aplicación puede emplear diferentes servicios de la capa de
Aplicación, así lo que aparece para el usuario como una solicitud para
una página Web puede, de hecho, ascender a docenas de solicitudes
individuales. Y, para cada solicitud, pueden ejecutarse múltiples
procesos.
• Los servidores generalmente tienen múltiples clientes que solicitan
información al mismo tiempo.
Solicitudes individuales del cliente pueden manejarse en forma simultánea y separada para
que la red sea exitosa (dependen del soporte de las funciones de la capa inferior).

Redes y Aplicaciones entre
Pares(P2P)
• Las redes punto a punto tienen dos formas distintivas: diseño de redes
punto a punto y aplicaciones punto a punto (P2P).
• A diferencia del modelo cliente/servidor, que utiliza servidores dedicados,
las redes punto a punto descentralizan los recursos en una red.
En una red entre
pares, dos o más
computadoras están
conectadas a través
de una red y pueden
compartir recursos
(por ejemplo,
impresora y
archivos) sin tener
un servidor
dedicado.

Data Centers

Definición
• Se denomina centro de procesamiento de datos (CPD) a
aquella ubicación donde se concentran todos los
recursos necesarios para el procesamiento de la
información de una organización.
• Un Centro de Procesamiento de Datos (CPD) es el
conjunto de recursos físico, lógicos, y humanos
necesarios para la organización, realización y control de
las actividades informáticas de una empresa.
• También se conoce como centro de cómputo en
Latinoamérica, centro de cálculo en España o centro de
datos por su equivalente en inglés data center.

Ubicación y Función
• Un CPD es un edificio o sala de gran tamaño usada para
mantener en él una gran cantidad de equipamiento
electrónico.
• Suelen ser creados y mantenidos por grandes
organizaciones con objeto de tener acceso a la
información necesaria para sus operaciones.
• Por ejemplo, un banco puede tener un data center con el
propósito de almacenar todos los datos de sus clientes y
las operaciones que estos realizan sobre sus cuentas.
Prácticamente todas las compañías que son medianas o
grandes tienen algún tipo de CPD, mientras que las más
grandes llegan a tener varios.

Ubicación

Ubicación y Función
• Entre los factores más importantes que motivan la
creación de un CPD se puede destacar el garantizar la
continuidad del servicio a clientes, empleados,
ciudadanos, proveedores y empresas colaboradoras,
pues en estos ámbitos es muy importante la protección
física de los equipos informáticos o de comunicaciones
implicados, así como servidores de bases de datos que
puedan contener información crítica.

Ubicación
• Local Físico.
• Iluminación.
• Tratamiento Acústico.
• Seguridad Física del local.
• Suministro Eléctrico.

Formas de Ubicación
• Dependiente de la dirección de la empresa.
• Dependiente del departamento de administración o
financiero.
• Ubicación independiente.
• Ubicación descentralizada o distribuida.

Función
• Servidores:

Funciones
• Explotación de sistemas o aplicaciones.
• Soporte técnico a usuarios.
• Gestión y administración del propio Centro de
Procesamiento de Datos.

Diseño
 El diseño de un centro de procesamiento de datos
comienza por la elección de su ubicación geográfica, y
requiere un equilibrio entre diversos factores:
 Coste económico: coste del terreno, impuestos municipales,
seguros, etc.
 Infraestructuras disponibles en las cercanías: energía eléctrica,
carreteras, acometidas de electricidad, centralitas de
telecomunicaciones, bomberos, etc.
 Riesgo: posibilidad de inundaciones, incendios, robos,
terremotos, etc.

Diseño
 Una vez seleccionada la ubicación geográfica es
necesario encontrar unas dependencias adecuadas para
su finalidad, ya se trate de un local de nueva
construcción u otro ya existente a comprar o alquilar.
 Algunos requisitos de las dependencias son:
 Doble acometida eléctrica.
 Muelle de carga y descarga.
 Montacargas y puertas anchas.
 Altura suficiente de las plantas.
 Medidas de seguridad en caso de incendio o inundación:
drenajes, extintores, vías de evacuación, puertas ignífugas, etc.
 Aire acondicionado, teniendo en cuenta que se usará para la
refrigeración de equipamiento informático.
 Almacenes.
 Orientación respecto al sol (si da al exterior), Etc.

Diseño
 Aún cuando se disponga del local adecuado, siempre es
necesario algún despliegue de infraestructuras en su
interior:
 Falsos suelos y falsos techos.
 Cableado de red y teléfono.
 Doble cableado eléctrico.
 Generadores y cuadros de distribución eléctrica.
 Acondicionamiento de salas.
 Instalación de alarmas, control de temperatura y humedad con
avisos SNMP o SMTP.
 Facilidad de acceso (pues hay que meter en él aires
acondicionados pesados, muebles de servidores grandes, etc).

Diseño
 Una parte especialmente importante de estas
infraestructuras son aquellas destinadas a la seguridad
física de la instalación, lo que incluye:
 Cerraduras electromagnéticas.
 Torniquetes.
 Cámaras de seguridad.
 Detectores de movimiento.
 Tarjetas de identificación.
 Etc.

Diseño
 Una vez acondicionado el habitáculo se procede a la
instalación de las computadoras, las redes de área local,
etc.
 Esta tarea requiere un diseño lógico de redes y
entornos, sobre todo en áreas a la seguridad.
 Algunas actuaciones son:
 Creación de zonas desmilitarizadas (DMZ).
 Segmentación de redes locales y creación de redes virtuales
(VLAN).
 Despliegue y configuración de la electrónica de red: pasarelas,
encaminadores, conmutadores, etc.
 Creación de los entornos de explotación, pre-explotación,
desarrollo de aplicaciones y gestión en red.
 Creación de la red de almacenamiento.
 Instalación y configuración de los servidores y periféricos, etc.

Diseño
 Luego de acuerdo al negocio, se define un nivel
(Tier), que define el alcance del centro de datos.
 Estos Tiers son definidos por Uptime Institute,
Inc
 Crear y promover los conocimientos y lineamientos necesarios
que debe cumplir un Data Center para garantizar su
disponibilidad y continuidad.
 Define el desempeño de un Data Center en 4 niveles

Clasificación Tier
 Tier I: Infraestructura básica
 Tier II: Infraestructura con componentes
redundantes
 Tier III: Infraestructura con Mantenimiento
simultáneo
 Tier IV: Infraestructura Tolerante a Fallas

Rendimiento Tier

Estandar TIA-942
• Brinda los requerimientos y lineamientos
necesarios para el diseño e instalación de Data
Center o centros de cómputo.
• Aprobado por:
– TIA (Telecomunications Industry Association)
– ANSI (American National Standards Institute)

Norma TIA-942
• Requerimientos de los diferentes elementos de
un Data Center:
– Estructura
– Ubicación
– Acceso
– Protección contra incendios
– Equipos
– Redundancia

Estructura de un Data Center

Aplicación de los TIER
• A nivel de Arquitectura
• A nivel de Telecomunicaciones
• A nivel de Eléctrico
• A nivel de Mecánico

Telecomunicaciones
• Tier 1:
– Un solo proveedor, una sola ruta de cableado.
• Tier 2:
– Redundancia en equipos críticos, fuentes de poder, procesadores
• Tier 3:
– Dos proveedores, dos cuartos de entrada de servicio
– Rutas y áreas redundantes
• Tier 4:
– Áreas aisladas

Site
• Generalmente, todos los grandes servidores se suelen concentrar en
una sala denominada "sala fría", "nevera", "pecera" (o site).
• Esta sala requiere un sistema específico de refrigeración para
mantener una temperatura baja (entre 21 y 23 grados centígrados),
necesaria para evitar averías en las computadoras a causa del
sobrecalentamiento.
• Según las normas internacionales la temperatura exacta debe ser 22,3
grados centígrados.
• La "pecera" suele contar con medidas estrictas de seguridad en el
acceso físico, así como medidas de extinción de incendios adecuadas
al material eléctrico, tales como extinción por agua nebulizada o bien
por gas INERGEN, dióxido de carbono o nitrógeno, aunque una
solución en auge actualmente es usar sistemas de extinción por medio
de agentes gaseosos, como por ejemplo Novec 1230.

Data Center
• Los Centros de Datos contienen muchos protocolos de
transmisión de red para la comunicación entre los equipos
electrónicos.
• Ethernet y Fibre Channel son las redes dominantes:
– Ethernet proporciona una Red de Área Local(LAN) entre usuarios
e infraestructura de computación.
– Mientras que Fibre Channel proporciona conexiones entre
servidores y almacenamiento para crear una Red de Área de
Almacenamiento (SAN)

Demo
Topología

Demo Topología
La consolidación de recursos en data centers implica una mejor
distribución de clusters de servidores, y la reubicación de servidores en
las ya existentes o en nuevas instalaciones.

Tolerancia a
Fallos

Introducción
 En los sistemas que precisan de una alta disponibilidad
según las tareas que realiza, debe de funcionar aun
cuando falle alguno de sus componentes. O sea que
ante una falla, otro componente o un procedimiento
especial, puede tomar el control para minimizar los
efectos del fallo.
 Un sistema falla cuando deja de proveer el servicio que
debe prestar. Por lo tanto, un sistema es tolerante a
fallas, si continua proveyendo los servicios especificados
aun en presencia de fallas de hardware o errores de
software.
 Internet es un sistema tolerante a fallos ya que cuenta
con hadware y software específicos para este servicio.

Falla de Componentes
• Los componentes del hardware pueden y de
hecho fallan:
– Estaciones de trabajo.
– Servidores.
– Conmutadores.
– Repetidores.
– Puentes (bridges).
– Enrutadores (routers).
– Concentradores (hubs).
– Conectores.

Que significa tolerancia a
fallas?
•Utilizar software y hardware para protegerse ante fallas de
los equipos, interrupciones en el funcionamiento de las
computadoras y pérdida de datos que proporcione
redundancia ante posibles eventos negativos.

Tolerancia a Fallas
• Características de tolerancia a fallas:
– Unidades de disco redundantes.
– Tolerancia a falla del servidor.
– Redundancia en el medio de comunicación y en
los dispositivos de la red.
– Seguimiento de las transacciones.
– Copias de seguridad de los datos.
– Opciones de reconstruir la situación ante
desastres.

Redes Redundantes

 Acceso
 Distribución
 Núcleo
 Capa 2
 Capa 3
 Capa 2/3
Diseño con “Building Block”

• Combinar tolerancia a fallos con
redundancia de dispositivos
• Redes redundantes que cubren
fallos conmutando
automáticamente de dispositivos
primarios a secundarios
• Prácticas de administración que
reducen las fallas no debidas a
dispositivos.
• HSRP permite cubrir fallos
automáticamente.
Alta disponibilidad

Protocolo HSRP (Hot Standby
Routing Protocol)
• Administra la redundancia de dispositivos
en capa 3.
• Ambos dispositivos son vistos como uno
único, con una misma dirección.
• Mantiene uno solo de los dispositivos
como activo y pasiva el otro.
• Si el dispositivo activo cae,
inmediatamente activa el otro.
ACCESO
DISTRIBUCIÓN
CORE

Sistema de Almacenamiento
tolerante a fallas
• Copia de discos
– Con la copia del disco, hay dos unidades
independientes para cada disco de datos
(imagen).
• Duplicación de discos
– Este método de tolerancia a falla, consiste en
poner un adaptador o un controlador por cada
uno de los discos duros.

Discos RAID
 Por lo general, el término tolerancia a fallos está
asociado al almacenamiento en RAID (Redundant Array
of Independent Disks).
 Los RAID (a excepción de RAID 0) utilizan la
técnica Mirroring (en espejo) que permite la escritura
simultánea de los datos en más de un disco del array.

Discos RAID
 RAID es una forma de almacenar los mismos datos en
distintos lugares (por tanto de modo redundante) en
múltiples discos duros. Al colocar los datos en discos
múltiples, las operaciones I/O (input/output, de entrada y
salida) pueden superponerse de un modo equilibrado,
mejorando el rendimiento del sistema.

RAID 0
• RAID 0: Este tipo de arreglo utiliza una técnica llamada "striping", la cual
distribuye la información en bloques entre los diferentes discos.
• Es el único nivel de RAID que no duplica la información, por lo tanto no se
desperdicia capacidad de almacenamiento. Se requieren mínimo dos
discos
• Ambientes donde implementarlo: Es una buena alternativa en sistemas
donde sea más importante el rendimiento que la seguridad de los datos. Es
decir ambientes que puedan soportar una pérdida de
tiempo de operación para
poder reemplazar el disco que falle y reponer toda la información.

RAID 1
• Este nivel de RAID usa un tipo de configuración conocido como
"mirroring“.
• Así mismo, también se puede duplicar el controlador de disco
(duplexing).
• Se desperdicia el 50% de la capacidad y sólo maneja dos discos.
• Ambientes donde implementarlo: RAID-1 está diseñado para
sistemas donde la disponibilidad de la información es esencial y su
reemplazo resultaría difícil y costoso

RAID 3
• RAID 3: Conocido también como "striping con paridad dedicada",
utiliza un disco de protección de información separado para
almacenar información de control codificada.
• Se requieren mínimo tres discos y se utiliza la capacidad de un
disco para la información de control.
• Está especialmente recomendado para aplicaciones que requieran
archivos de datos de un gran tamaño (vídeo, imágenes, DataWare
House).

RAID 5
• Este nivel de RAID es conocido como "striping con paridad
distribuida", ya que la información se reparte en bloques como
RAID-0, pero un bloque de cada disco se dedica a la paridad.
• Se requieren mínimo tres discos.
• Ambientes donde implementarlo: Es recomendable para
aplicaciones intensas de entrada/salida y de
lectura/escritura, tal como procesamiento de transacciones.

RAID 10
• Es un nivel de arreglo de discos, donde la información se distribuye en
bloques como en RAID-0 adicionalmente, cada disco se duplica como
RAID-1 , creando un segundo nivel de arreglo. Se conoce como
"striping de arreglos duplicados“
• Se requieren, dos canales, dos discos para cada canal y se utiliza el
50% de la capacidad para información de control.
• Ambientes donde implementarlo: Ideal para sistemas de misión crítica
donde se requiera mayor confiabilidad de la información, ya que
pueden fallar dos discos inclusive (uno por cada canal) y los datos
todavía se mantienen en línea. Es apropiado también en escrituras
aleatorias pequeñas.

Clusters
 El término clúster se aplica a los conjuntos o
conglomerados de computadoras construidos mediante
la utilización de hardware comunes y que se comportan
como si fuesen una única computadora.
 Hoy en día desempeñan un papel importante en la
solución de problemas de las ciencias, las ingenierías y
del comercio moderno.
 Simplemente, un clúster es un grupo de múltiples
ordenadores unidos mediante una red de alta velocidad,
de tal forma que el conjunto es visto como un único
ordenador, más potente que los comunes de escritorio.

Clusters
 De un clúster se espera que presente combinaciones de
los siguientes servicios:
1. Alto rendimiento
2. Alta disponibilidad
3. Balanceo de carga
4. Escalabilidad

Continuidad de los Servicios

Virtualización

Introducción
 La virtualización se ha convertido en nuestros
días en una herramienta indispensable en casi
todos los ámbitos. Tanto en el mundo
empresarial como para los usuarios domésticos
la virtualización lo está invadiendo todo porque
aporta numerosas ventajas como el ahorro de
costes energéticos, de hardware, de
mantenimiento…

Qué es?
 En Informática, virtualización es la creación -a través de
software- de una versión virtual de algún recurso
tecnológico, como puede ser una plataforma de
hardware, un sistema operativo, un dispositivo de
almacenamiento u otros recursos de red.
 Dicho de otra manera, se refiere a la abstracción de los
recursos de una computadora, llamada Hypervisor o
VMM (Virtual Machine Monitor) que crea una capa de
abstracción entre el hardware de la máquina física (host)
y el sistema operativo de la máquina virtual (virtual
machine, guest), dividiéndose el recurso en uno o más
entornos de ejecución.

Función
 Esta capa de software (VMM) maneja, gestiona y arbitra los cuatro
recursos principales de una computadora (CPU, Memoria,
Almacenamiento y Conexiones de Red) y así podrá repartir
dinámicamente dichos recursos entre todas las máquinas virtuales
definidas en el computador central. Esto hace que se puedan tener
varios ordenadores virtuales ejecutándose en el mismo ordenador
físico.
 La máquina virtual en general simula una plataforma de hardware
autónoma incluyendo un sistema operativo completo que se ejecuta
como si estuviera instalado. Típicamente varias máquinas virtuales
operan en un computador central. Para que el sistema operativo
“guest” funcione, la simulación debe ser lo suficientemente grande
(siempre dependiendo del tipo de virtualización).
 Existen diferentes formas de virtualización: es posible virtualizar el
hardware de servidor, el software de servidor, virtualizar sesiones
de usuario, virtualizar aplicaciones y también se pueden crear
máquinas virtuales en una computadora de escritorio.

Proveedores
 Entre los principales proveedores de software que han
desarrollado tecnologías de virtualización integrales
(que abarcan todas las instancias: servidor,
aplicaciones, escritorio) se encuentran, por ejemplo
VMware y Microsoft.
 Estas compañías han diseñado soluciones específicas
para virtualización, como VMware Server y Windows
Server 2008 Hyper-V para la virtualización de
servidores.
 Si bien la virtualización no es un invento reciente, con la
consolidación del modelo de la Computación en la
nube, la virtualización ha pasado a ser uno de los
componentes fundamentales, especialmente en lo que
se denomina infraestructura de nube privada.

Virtualizadores
 VMware Workstation
 VMware Server
 VMware vSphere
 Windows Server 2008 R2 Hyper-V
 Oracle VM VirtualBox
 Parallels Desktop
 Virtual Iron
 Mac-on-Linux
 Win4BSD
 Win4Lin Pro
 openvz
 Oracle VM
 XenServer
 Microsoft Virtual PC

Tipos de Virtualización
 En términos generales existen 2 tipos de virtualización, por el uso del
los hipervisores:
 Virtualización tipo 1 (de primer nivel)
 Hipervisor tipo 1: También denominado nativo, un hosted o
bare metal (sobre el metal desnudo), es software que se
ejecuta directamente sobre el hardware, para ofrecer la
funcionalidad descrita (funciones tanto de sistema operativo
como las de virtualización).
 Virtualización tipo 2 (de segundo nivel)
 Hipervisor tipo 2: También denominado hosted, es
software que se ejecuta sobre un sistema operativo para
ofrecer la funcionalidad descrita.

Hipervisor Tipo 1
Algunos de los hipervisores tipo 1 más conocidos son los siguientes:
VMware ESXi (gratis), VMware ESX (de pago), Xen (libre), Citrix
XenServer (gratis), Microsoft Hyper-V Server (gratis).

Hipervisor Tipo 2
Algunos de los hipervisores tipo 2 más utilizados son los siguientes: Oracle:
VirtualBox (gratis), VirtualBox OSE (libre), VMware: Workstation (de pago),
Server (gratis), Player (gratis), QEMU (libre), Microsoft: Virtual PC, Virtual
Server.

Computación en la Nube
• La computación en la nube, concepto conocido también
bajo los términos servicios en la nube, informática en la
nube, nube de cómputo o nube de conceptos, del inglés
cloud computing, es un paradigma que permite ofrecer
servicios de computación a través de Internet.

• En este tipo de computación todo lo que puede ofrecer un sistema
informático se ofrece como servicio,1 de modo que los usuarios
puedan acceder a los servicios disponibles "en la nube de Internet" sin
conocimientos (o, al menos sin ser expertos) en la gestión de los
recursos que usan. Según el IEEE Computer Society, es un
paradigma en el que la información se almacena de manera
permanente en servidores de Internet y se envía a cachés temporales
de cliente, lo que incluye equipos de escritorio, centros de ocio,
portátiles, etc.
• La computación en la nube son servidores desde internet encargados
de atender las peticiones en cualquier momento.

Modelo de Capas de Cloud
Computing
• Los proveedores de cloud computing ofrecen sus servicios de
acuerdo con varios modelos fundamentales: la infraestructura como
servicio (IaaS), plataforma como servicio (PaaS) y software como
servicio (SaaS) , donde la IaaS es la más básica y cada uno es un
modelo abstracto de los detalles de los modelos más bajos.
• Otros componentes claves se describen en un modelo de
taxonomía completa publicada en 2009 (XaaS), como son:
Strategy-as-a-Service, Collaboration-as-a-Service, Business
Process-as-a-Service, Database-as-a-Service, etc.
• En 2012, network as a service (NaaS) y communication as a
service (CaaS) fueron incluidos oficialmente por la UIT (International
Telecommunication Union), como parte de los modelos básicos de
computación en nube, reconocidos como categorías de los servicio
de telecommunication-centric cloud ecosystem.

Modelo de Capas de Cloud
Computing

Cloud computing types

CloudComputingSampleArchitecture
El motor que se encuentra realmente tras el ya tan conocido “cloud computing”
es la virtualización.

Cloud Computing…¿qué hay detrás?
• El motor que se encuentra realmente tras el ya tan conocido “cloud
computing” es la virtualización.
• El hecho de que los hipervisores puedan crear máquinas virtuales
tan perfectas que simulan a un ordenador real hasta el último
detalle, permite ejecutar cualquier software, bajo cualquier sistema
operativo.
• Pero el hipervisor tiene el privilegio y el poder de eliminar y crear
máquinas virtuales según sea necesario. Esto significa que se
puede crear un servidor web, de ficheros o de correo tan pronto
como sea necesario, destruyéndolo de nuevo en cuanto ya no se
requiera. Esto liberará los recursos de la máquina física para que
puedan ser utilizados en otro propósito o para otra máquina virtual
diferente.

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Email:marcoap@usfx.edu.bo
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Ing. Marco Antonio. Arenas Porcel

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