Redes p2 2012

REDES: Ordenadores 2ª Parte • Acceso al medio • Modelos y arquitecturas de protocolos en la comunicación Copyright. FVG. IES Barañáin 2

COMUNICACIÓN ENTRE ORDENADORES REDES ACCESO AL MEDIOSi se envía información a la vez entre dos ordenadores habráinterferencia entre las dos señales (se produce una colisión) queimpide el reconocimiento de los datos.El método utilizado de una máquina para acceder al medio detransmisión depende del hardware con que se construya la red.Existen tres formas de acceso al medio ( entrar en la conversacióncon los hots (computadoras en una red).TESTIGO, creado por IBM en 1970, ya en desusoCONTIENDA (negociación entre hosts) SIN COLISIÓN CON COLISION Copyright. FVG. IES Barañáin 3

COMUNICACIÓN ENTRE ORDENADORES: REDES ACCESO AL MEDIO: TESTIGOTESTIGO (TOKEN), sin colisiónSe usa para topologías en BUS, pero funcionando en anillo. Las estaciones fueradel anillo no reciben testigo MSAU (Unidad de Acceso a Múltiples Estaciones): p.e. un switch. Similar a una carrera de relevos, en una carrera de relevos, sólo corre quien tiene el testigo. Los demás esperan a recibirlo para correr. Copyright. FVG. IES Barañáin 4

COMUNICACIÓN ENTRE ORDENADORES: REDES ACCESO AL MEDIO: TESTIGOTESTIGO (TOKEN), sin colisiónSe usa para topologías en ESTRELLA, pero funcionando en anillo. Las estacionesfuera del anillo no reciben testigoToken passing,1. Un token (testigo, conjunto secuencial de bits) es pasado de computadora en computadora, y cuando una de ellas desea transmitir datos, debe esperar la llegada del token vacío, el cual tomará e introducirá los datos a transmitir, y enviará el token con los datos al destino.2. Una vez que la computadora destino recibe el token con los datos, lo envía de regreso a la computadora que los envió, y con el mensaje de que los datos fueron recibidos correctamente, y se libera de computadora en computadora hasta que otra máquina desee transmitir, y así se repetirá el proceso.3. El token pasa de máquina en máquina en un mismo sentido, esto quiere decir que si una computadora desea emitir datos a otro cliente que está detrás, el testigo deberá dar toda la vuelta hasta llegar al destino.4. Cada estación tiene un receptor y un transmisor que hace las funciones de repetidor de señal para la siguiente estación.5. Cada estación conoce la identidad de la estación siguiente y de su anterior Copyright. FVG. IES Barañáin 5

COMUNICACIÓN ENTRE ORDENADORES: REDES ACCESO AL MEDIO: CONTIENDACONTIENDA en redesLas estaciones negocian durante un periodo de tiempo, de acuerdocon un protocolo, para ver cual de ellas transmite primero.Estos sistemas pueden ser, sin colisiones, o bien admitiendocolisiones y detectándolas. En todo caso las estaciones realizanuna prueba sobre el medio para comprobar si está ocupado.CSMA – CA, Redes inalámbricasCSMA – CD, Redes Ethernet (por Xerox) Copyright. FVG. IES Barañáin 6

COMUNICACIÓN ENTRE ORDENADORES: REDES ACCESO AL MEDIO: CONTIENDASIN COLISIÓN, en redes inalámbricasESCUCHAR ANTES DE HABLAR (similar a la radio de los taxis)Si durante la prueba el medio está ocupado, existe un método dereserva, sobre la propia señal de ocupación. Cuando le llega el turnoreservado la estación trasmite. Este es el sistema CSMA -CA(Acceso múltiple sensible a la portadora), usado en redesinalámbricas.Cuando una estación quiere enviar datos, primero escucha el canalpara ver si alguien está transmitiendo. Si la línea esta desocupada, laestación transmite. Si está ocupada, espera hasta que esté libre Copyright. FVG. IES Barañáin 7

COMUNICACIÓN ENTRE ORDENADORES: REDES ACCESO AL MEDIO :CONTIENDACON COLISIÓN, en redes Ethernet (1)Las estaciones se comunican mediante mensajes cortos llamadospaquetes o tramas.Cualquier estación de la red puede transmitir su información encualquier momento, siempre y cuando el medio de transmisión (elcable) esté libre.Cuando una estación quiere transmitir una trama de datos, “escucha” (lo que envió) para determinar si hay o no tráfico en la red. Si la estación detecta que no hay tráfico, envía sus datos; en casocontrario, debe esperar para poder transmitir .CSMA-CD: Acceso Múltiple por Detección de Portadora conDetección de Colisiones Copyright. FVG. IES Barañáin 8

COMUNICACIÓN ENTRE ORDENADORES: REDES ACCESO AL MEDIO :CONTIENDACON COLISIÓN, en redes Ethernet (2)¿Qué ocurre cuando dos estaciones detectan que el medio detransmisión está libre y deciden transmitir a la vez?En este caso se produce una colisión, las dos señales se mezclan yse corrompen, con lo quedan inservibles.Como las estaciones escuchan la red a la vez que transmiten,detectan que ha habido una colisión, dejan de transmitir y debenvolver a enviar los datos. Para evitar coincidir otra vez, cadaestación espera un tiempo aleatorio antes de volver a transmitir.CSMA-CD: Acceso Múltiple por Detección de Portadora conDetección de Colisiones Copyright. FVG. IES Barañáin 9

COMUNICACIÓN ENTRE ORDENADORES: REDES ACCESO AL MEDIO :CONTIENDACON COLISIÓN, en redes Ethernet (3)Todas estas funciones se ejecutan en la tarjeta de red que hay queinstalar en cada estación. Para poder identificar cada estación, lastarjetas de red llevan una dirección única de 48 bits de longitud,llamada MAC (dirección física de la tarjeta de red).A todo paquete o trama que se transmite por la red se le añade ladirección de la estación a la que va dirigido. Cuando una estacióndetecta una trama en la red, lee la dirección y, si no es la suya, nohace caso de los datos.Este es el sistema CSMA-CD utilizado en redes Ethernet.CSMA-CD: Acceso Múltiple por Detección de Portadora conDetección de Colisiones Copyright. FVG. IES Barañáin 10

COMUNICACIÓN ENTRE ORDENADORES: REDES ACCESO AL MEDIO: CONTIENDACON COLISIÓN, en redes Ethernet (4)Diagrama de flujoCSMA-CD: Acceso Múltiple por Detección de Portadora conDetección de Colisiones Copyright. FVG. IES Barañáin 11

COMUNICACIÓN ENTRE ORDENADORES: REDES ARQUITECTURA. MODELO DE REFERENCIA: OSI, 1ARQUITECTURA DEL MODELO OSI.Modelo de referencia de SistemasOrganización, norma ISO. La idea era compatibilizar diferentestecnologías, en un sistema de redes. Se basa en el estudio de:(DECnet), (Systems Network Architecture) y TCP/IP (Arpanet)Modelo de protocolos OSI (Open System Interconection).Sirve como referencia para el diseño de sistemas de red.Garantiza la conectividad de las redes.Está formado de siete niveles.¿Cómo funciona?Los protocolos pasan a través de niveles inferiores , y sirvenpara que dialoguen entre si, niveles iguales Copyright. FVG. IES Barañáin 12

COMUNICACIÓN ENTRE ORDENADORES: REDES ARQUITECTURA. MODELO DE REFERENCIA: OSI, 2ARQUITECTURA DEL MODELO OSI.Modelo de referencia de Sistemas Desde que la información se elabora en un terminal de usuario ,utilizando una aplicación informática, hasta que aparece en otroterminal, vía red, es imprescindible que se realicen sobre ella unconjunto de adaptaciones. Para estructurarlas se, se definen modelode sistemas, que están formadas por capas o niveles. Cada nivelha de materializarse en un programa o conjunto de programas.. Copyright. FVG. IES Barañáin 13

COMUNICACIÓN ENTRE ORDENADORES: REDES ARQUITECTURA. MODELO OSI, 3ARQUITECTURA DEL MODELO OSI.Modelo de referencia de Sistemas¿Cómo funciona?Los protocolos pasan a través de niveles inferiores , y sirvenpara que dialoguen entre si, niveles igualesSe basa en estas dos premisas:1. Dividir la información procedente del nivel superior y a añadir a cada conjunto, la información para su reconocimiento en el nivel inferior.2. Agrupar la información procedente del nivel inferior y entregarla, ya estructurada, de acuerdo con lo que necesite el nivel superior. Copyright. FVG. IES Barañáin 14

COMUNICACIÓN ENTRE ORDENADORES: REDES ARQUITECTURA, MODELO OSI, 4ARQUITECTURA DEL MODELO OSI Copyright. FVG. IES Barañáin 15

COMUNICACIÓN ENTRE ORDENADORES: REDES ARQUITECTURA, MODELO OSI, 5ARQUITECTURA DEL MODELO OSI Copyright. FVG. IES Barañáin 16

COMUNICACIÓN ENTRE ORDENADORES: REDES ARQUITECTUA. MODELO OSI, 6ARQUITECTURA DEL MODELO OSIFuncionamiento. Copyright. FVG. IES Barañáin 17

COMUNICACIÓN ENTRE ORDENADORES: REDES ARQUITECTURA. MODELO OSI, 7ARQUITECTURA DEL MODELO OSIFuncionamiento Copyright. FVG. IES Barañáin 18

COMUNICACIÓN ENTRE ORDENADORES: REDES MODELO OSI, 8ARQUITECTURA DEL MODELO OSIFuncionamientoAPDU Unidad de datos en capa de aplicación (capa 7).PPDU Unidad de datos en la capa de presentación (capa 6).SPDU Unidad de datos en la capa de sesión (capa 5).TPDU (segmento) Unidad de datos en la capa de transporte (capa4).Paquete o Datagrama Unidad de datos en el nivel de red (capa 3).Trama Unidad de datos en la capa de enlace (capa 2).Bits Unidad de datos en la capa física (capa 1) Copyright. FVG. IES Barañáin 19

COMUNICACIÓN ENTRE ORDENADORES: REDES ARQUITECTURA. MODELO OSI, 9ARQUITECTURA DEL MODELO OSIFuncionamiento Copyright. FVG. IES Barañáin 20

COMUNICACIÓN ENTRE ORDENADORES: REDES MODELO TCP/IP, 1ARQUITECTURA DEL MODELO TCP- IPUna pila de protocolos llamada TCP-IP. Desarrollada por eldepartamento de defensa de EEUUEstándar propuesto para su utilización en internet.No sigue el modelo OSI y es anterior al modelo OSI Copyright. FVG. IES Barañáin 21

COMUNICACIÓN ENTRE ORDENADORES: REDES MODELO TCP/IP, 2ARQUITECTURA DEL MODELO TCP- IP Copyright. FVG. IES Barañáin 22

COMUNICACIÓN ENTRE ORDENADORES: REDES MODELO TCP/IP, 3ARQUITECTURA DEL MODELO TCP- IPUna pila de protocolos llamada TCP-IP.Estándar propuesto para su utilización en internet.No sigue el modelo OSI, es anterior al modelo OSI Copyright. FVG. IES Barañáin 23

COMUNICACIÓN ENTRE ORDENADORES: REDES MODELO TCP/IP, 4ARQUITECTURA DEL MODELO TCP- IPDividir la información en trozos o paquetes, que viajan de maneraindependiente hasta su destino, donde conforme van llegando se ensamblande nuevo para dar lugar al contenido original.  Estas funciones las realizan los protocolos TCP/IP: el Transmission Control Protocol , se encarga de fragmentar y unir los paquetes.  Internet Protocol , tiene como misión hacer llegar los fragmentos de información a su destino correcto. Copyright. FVG. IES Barañáin 24

COMUNICACIÓN ENTRE ORDENADORES: REDES MODELO TCP/IP, 5ARQUITECTURA DEL MODELO TCP- IPdividir mensajes en paquetesusar un sistema de direccionesenrutar datos por la reddetectar errores en las transmisiones de datos Copyright. FVG. IES Barañáin 25

COMUNICACIÓN ENTRE ORDENADORES: REDES MODELO TCP/IP, 6ARQUITECTURA DEL MODELO TCP- IPSoftware: TCP/IPEl protocolo TCP fragmenta la información en paquetes a los queañade una cabecera con la suma de comprobación. Copyright. FVG. IES Barañáin 26

COMUNICACIÓN ENTRE ORDENADORES: REDES MODELO TCP/IP, 7ARQUITECTURA DEL MODELO TCP- IPEl protocolo IP "ensobra" los paquetes y les añade entre otrosdatos la dirección de destino. Copyright. FVG. IES Barañáin 27

COMUNICACIÓN ENTRE ORDENADORES: REDES MODELO TCP/IP, 8ARQUITECTURA DEL MODELO TCP- IPPor último, de nuevo el protocolo TCP comprueba que lospaquetes hayan llegado intactos y procede a montar de nuevo elmensaje original. Copyright. FVG. IES Barañáin 28

COMUNICACIÓN ENTRE ORDENADORES: REDES MODELO TCP/IP, 9ARQUITECTURA DEL MODELO TCP- IPEncapsulamiento de datos Copyright. FVG. IES Barañáin 29

Actividades: 2ª parte.1. Analiza las diferencias entre las arquitecturas OSI y modelo TCP/IP.2. Averigua la dirección MAC de tu tarjeta de red (la de tu ordenador personal, y la de tu ordenador del aula). Abre la consola de comandos (Inicio/Ejecutar/escribe cdm) y escribe ipconfig /all La dirección MAC es la dirección física. Copyright. FVG. IES Barañáin 30

2ª ParteREDES: Ordenadores

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by Fco Villafranca Gracia on Feb 21, 2012

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