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CIM 06 - Comunicaciones en Producción

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CIM 06 - Comunicaciones en Producción

  1. 1. COMUNICACIONES   Luis Pedraza. Automática (10/11)EN  PRODUCCIÓN  
  2. 2. Rueda  CIM  SME  Luis Pedraza. Automática (10/11)
  3. 3. COMUNICACIONES  •  Requisito  para  CIM.   •  Acceso  a  una  base  de  datos  única  para  toda  la  empresa   •  Centralizada   •  Distribuida   •  Es  necesario  desarrollar  una  base  de  datos  común  y  una  red  de   Luis  Pedraza.  Automática   (10/11)   comunicaciones   Base  de  Datos   Común   Red  Comun.   Base  de  Datos   Común   Sist.1   Base  de   Sist.3   Datos  Sist.1   Base  de   Sist.1   Sist.2   Datos  Sist.3   Sist.2   Sist.3   Base  de   Sist.1   Datos  Sist.1   Base  de   Base  de   Datos  Sist.3   Datos  Sist.2   Sist.3   Base  de   Datos  Sist.2   Sist.2  
  4. 4. COMUNICACIONES  •  Tipos  de  información  a  transmi=r   •  Formato  Binario  (100b)   •  Formato  Texto  (10kb)   •  Formato  Vectorial  (100kb)   Luis Pedraza. Automática (10/11) •  Formato  Imagen  (1Mb)   •  Formato  Video  (1Gb)  •  La  velocidad  de  transmisión  necesaria  depende   de  qué  :po  de  información  se  transmita   usualmente  en  la  empresa.  
  5. 5. COMUNICACIONES  •  Elementos  de  una  WAN  o  LAN.   •  Hardware   •  Envía  y  recibe  señales  eléctricas   •  So>ware   •  Manejo  de  datos   Luis Pedraza. Automática (10/11) •  Tratamiento  de  errores   •  Medio  de  transporte.   •  Transmite  las  señales  eléctricas  a  cada  uno  de  los  nodos  
  6. 6. COMUNICACIONES  •  Protocolos   •  Selección  de  caracterís:cas  eléctricas,  Dsicas  y  especificaciones  lógicas   para  una  combinación  de  HW,  SW  y  medio  de  transporte   •  Para  que  dos  sistemas  puedan  comunicarse  deben  tener  el  mismo   protocolo   Luis Pedraza. Automática (10/11) •  Sistemas  mul=-­‐protocolo     HOLA!     的!
  7. 7. COMUNICACIONES  •  Paquetes   •  Los  datos  se  agrupan  en  paquetes  para  su  transmisión   •  Dividiendo  mensajes  muy  extensos   •  Información  sobre:   Luis Pedraza. Automática (10/11) •  Dirección  fuente   •  Dirección  des:no   •  Datos   •  Control  de  errores  
  8. 8. COMUNICACIONES  •  Paquete  Ethernet   •  Cabecera   •  Indica  que  llega  un  nuevo  paquete   •  Dirección  de  des=no   •  Dirección  fuente   Luis Pedraza. Automática (10/11) •  Tipo  de  transmisión   •  Datos   •  CRC  (Código  de  error)  
  9. 9. Ejemplo:  Un  paquete  Ethernet  1)  Preámbulo.  Sincronización  de  receptores  y  test  de  colisión  2)  Start.  Iden=fica  el  fin  del  preámbulo  3)  Direcciones  de  des=no  y  origen  4)  Tipo.  Iden=fica  el  protocolo  usado  5)  Datos   Luis Pedraza. Automática (10/11)6)  Código  de  error.  CRC:  Comprobación  de  Redundancia  Cíclica     Preámbulo St Destino Origen Tipo Datos CRC 56-64 2 48 48 8 1400 32
  10. 10. COMUNICACIONES  •  TOPOLOGÍAS.   •  Forma  geométrica  de  colocar  las  estaciones  y  los   cables  que  las  conectan:   •  Punto  a  punto   Luis Pedraza. Automática (10/11) •  Se  unen  dos  estaciones  adyacentes  sin  pasar  por  una  intermedia   •  Mul=punto   •  Dos  o  mas  estaciones  comparten  un  cable   •  Topología  Lógica   •  Las  estaciones  pueden  comunicarse,  haya  o  no  conexión  ^sica   directa  entre  ellas  
  11. 11. Conexión  Física   Punto a punto Luis Pedraza. Automática (10/11) Multipunto
  12. 12. COMUNICACIONES  •  Análisis  de  topologías.   •  Coste  de  instalación  y  mantenimiento   •  Dificultad  de  incrementar  el  número  de  estaciones   •  Fallos  en  las  estaciones  o  en  el  medio  de   Luis Pedraza. Automática (10/11) comunicación   •  Facilidad  de  mantenimiento  y  establecimiento  de   encaminamientos  alterna=vos   •  Retardo  mínimo  introducido  por  la  red   •  Tráfico  de  información  que  puede  soportar   •  Bloqueos  y  conges=ones  
  13. 13. COMUNICACIONES  •  Topologías.   •  Estrella.   •  Bus.   •  Anillo.   Luis Pedraza. Automática (10/11) •  Árbol     •  Malla.  
  14. 14.  COMUNICACIONES  •  Topología  en  estrella.   •  Todas  las  estaciones  están  unidas  a  un  nodo  central  que  realiza   funciones  de  conmutación.   •  El  control  puede  estar:   •  En  el  nodo  central.   Luis Pedraza. Automática (10/11) •  En  una  de  las  estaciones  exteriores,  con  el  central  de   conmutador.   •  Distribuido  entre  las  estaciones.  
  15. 15. COMUNICACIONES  •  Análisis  de  la  topología  en  estrella.   •  Elevado  coste  del  nodo  central  y  de  las  líneas  e   instalación.   •  Buena  flexibilidad,  aunque  puede  haber  un  número   Luis Pedraza. Automática (10/11) máximo  de  estaciones  conectadas.   •  Fiable  ante  fallos  en  las  estaciones,  pero  no  frente  a   fallos  en  el  nodo  central.   •  Los  retardos  dependen  de  la  potencia  del  nodo   central.  Buena  respuesta  con  carga  moderada.  
  16. 16. COMUNICACIONES  •  Topología  en  BUS.   •  Todas  las  estaciones  comparten  un  mismo  canal  de  comunicaciones.   •  El  control  suele  ser  distribuido.   •  Las  estaciones  han  de  reconocer  su  dirección  para  recibir  un  mensaje.   •  El  cable  ha  de  presentar  una  impedancia  específica  en  sus  extremos   Luis Pedraza. Automática (10/11) (terminadores).  
  17. 17. COMUNICACIONES  •  Análisis  de  la  topología  en  BUS.   •  Coste  reducido.   •  Sencillas  de  instalar.   •  Muy  fácil  añadir  estaciones.   •  Inmunes  al  fallo  de  estaciones.   Luis Pedraza. Automática (10/11) •  Un  fallo  en  el  bus  inhabilita  el  funcionamiento  de  la   red.   •  Fallos  di^ciles  de  detectar  pero  fáciles  de  reparar.   •  Respuesta  excelente  con  poco  tráfico.   •  La  respuesta  disminuye  a  medida  que  aumenta  la   carga.   •  Se  usa  sobre  todo  en  redes  pequeñas  y  con  poco   tráfico.  
  18. 18. COMUNICACIONES  •  Topología  en  anillo.   •  Círculo  de  conexiones  punto  a  punto.   •  Se  conectan  mediante  una  unidad  de  acceso  y  un  repe=dor.   •  Se  suelen  u=lizar  dos  líneas.  Una  de  transmisión  y  otra  de   recepción.   Luis Pedraza. Automática (10/11) •  Se  suele  usar  control  distribuido.  
  19. 19. COMUNICACIONES  •  Análisis  de  la  topología  en  anillo.   •  Relación  coste-­‐modularidad  buena.   •  Instalación  complicada.   •  Facilidad  de  ampliación  de  la  red.   Luis Pedraza. Automática (10/11) •  No  influyen  los  fallos  en  las  estaciones  si  no   condicionan  la  capacidad  del  interfaz  al  anillo.   •  Muy  sensible  a  fallos  en  el  interfaz  y  en  el  anillo.   •  Retardo  grande  para  un  número  de  estaciones   elevado.   •  Bueno  para  pocas  estaciones  y  velocidades  elevadas.   •  Índice  de  errores  pequeño.   •  Tiempo  de  acceso  moderado.  
  20. 20. COMUNICACIONES  •  Topología  malla.   •  Cada  estación  está  conectada  con  todas  (red  completa)  o  varias   (red  incompleta).   •  La  estructura  puede  ser  regular  o  irregular   Luis Pedraza. Automática (10/11)
  21. 21. COMUNICACIONES  •  Análisis  de  la  topología  en  malla   •  El  coste  depende  del  número  de  estaciones.  Suele  ser  elevado   •  La  instalación  es  muy  compleja   •  Expansión  compleja  debido  al  número  de  conexiones   Luis Pedraza. Automática (10/11) •  Robusta  ante  fallos   •  Tráficos  elevados  con  retardos  bajos  
  22. 22. COMUNICACIONES  •  Control  de  acceso  al  medio  (MAC,  Medium  Access  Control)   •  Existe  un  recurso:  el  medio  de  transmisión  (cable  eléctrico,  óp=co,   rango  de  frecuencias…)   •  Las  estaciones  han  de  acceder  a  él   •  Se  rentabiliza  el  recurso  sin  disminuir  la  calidad  (aprovechamiento)   Luis Pedraza. Automática (10/11) •  Uso  de  técnicas  de  asignación  eficaces   •  Métodos  de  asignación   •  Repar=r.     •  Se  divida  la  capacidad  del  canal  en  varios  ‘subcanales’   •  Mul=plexión  (=empo  o  frecuencia)   •  BW=10  Mbps,  N=100  estaciones  ⇒BWi=100  kbps   •  Compar=r:  Con=enda,  Selección,  Reserva  
  23. 23. TÉCNICAS  DE  COMPARTICIÓN  •  Con:enda   •  Se  intenta  tomar  el  canal  y  se  establece  una  con=enda  con  los  que   también  quieren  u=lizarlo.   •  Se  suelen  producir  colisiones.   •  Son  técnicas  de  acceso  aleatorio.   Luis Pedraza. Automática (10/11)•  Selección   •  El  usuario  es  avisado  cuando  llega  su  turno  y  toma  el  control  hasta   que  acaba  de  transmi=r.   •  La  asignación  de  turnos  no  es  en  el  =empo.   •  Los  usuarios  son  avisados  por  turno  y  no  saben  cuando  volverán  a  serlo.  •  Reserva   •  Se  pide  que  se  haga  y  confirme  una  reserva.   •  El    usuario  conoce  cuando  puede  u=lizar  el  recurso.   •  Las  colisiones  se  producen  en  la  pe=ción,  no  en  la  transmisión.  
  24. 24. CONTIENDA  •  Con:enda  simple.  Transmisión  sorda.     •  ALOHA.     •  1970,  Universidad  de  Hawaii   •  Se  envía  un  mensaje  cuando  se  necesita   •  Si  hay  colisión  se  produce  una  retransmisión  ‘más  tarde’   Luis Pedraza. Automática (10/11) •  S-­‐ALOHA  (Slo2ed  ALOHA,  o  ALOHA  ranurado).   •  Los  mensajes  se  dividen  en  paquetes   •  Los  usuarios  están  sincronizados   •  Se  envía  al  principio  de  un  intervalo   •  Reduce  la  posibilidad  de  colisiones  
  25. 25. ALOHA  y  S-­‐ALOHA  Luis Pedraza. Automática (10/11)
  26. 26. ALOHA  •  Análisis  de  ALOHA   •  Volumen  de  tráfico  reducido,  es  decir,  nº  de  estaciones   bajo   •  A  mayor  tamaño  de  la  red,  mayor  posibilidad  de  colisiones   y  mayores  retardos   Luis Pedraza. Automática (10/11) •  Rendimiento  excelente  con  cargas  medias  y  bajas   •  Con  cargas  altas  aumentan  los  =empos  de  servicio   •  Las  colisiones  aumentan  la  carga  de  la  red   •  Esperas  de  acceso  largas  con  cargas  altas   •  Se  puede  añadir  una  nueva  estación.  Sólo  necesita   reconocer  su  dirección.  
  27. 27. CONTIENDA    Transmisión  con  escucha  (CSMA)   •  CSMA  (Carrier  Sense  Mul4ple  Access).   •  “Mirar  antes  de  cruzar”   •  Se  escucha  permanentemente  la  ac=vidad  del  canal.   •  Evita  colisiones  con  antelación.   Luis Pedraza. Automática (10/11) •  Se  pueden  producir  colisiones  al  transmi=r.   •  No  persistente  (CSMA-­‐NP).   •  Se  aplica  el  algoritmo  de  resolución  de  colisiones  sin   escuchar.   •  Persistente  (CSMA-­‐P)   •  Espera  y  se  man:ene  a  la  escucha  hasta  que  el  canal   esté  libre.  
  28. 28. CONTIENDA    Transmisión  con  escucha  (CSMA)   •  CSMA  1-­‐persistente   •  Se  envía  el  paquete  con  probabilidad  1,  en  cuanto  queda  libre  el   canal   •  CSMA  p-­‐persistente   Luis Pedraza. Automática (10/11) •  Existe  troceado  en  la  propagación  (sloned)   •  Se  retarda  el  envío  una  unidad  de  =empo  con  probabilidad  1-­‐p     •  Se  envía  el  paquete  con  probabilidad  p,  0<p<1   •  CSMA  con  retardo  prioritario   •  El  retardo  es  diferente  para  cada  usuario.  Prioridades   •  Round  Robin:  Cada  usuario  =ene  un  vector  de  retardos  
  29. 29. Contienda:  Análisis  •  Tiempo  de  frame  tf,  o  =empo  de  paquete:  =empo  promedio   que  toma  transmi=r  un  paquete  •  S,  desempeño  o  throughput:  número  promedio  de  paquetes   que  se  consigue  enviar  en  tf.     S  ≤  1   Luis Pedraza. Automática (10/11)•  G,  carga  del  canal:  número  total  de  paquetes  generados  en  tf.   Además  de  los  generados  por  el  usuario  hay  otros  como   consecuencia  de  las  colisiones.   S  ≤  G  
  30. 30. CSMA.  Comparativa  Luis Pedraza. Automática (10/11)
  31. 31. TRANSMISIÓN  CON  ESCUCHA  Y  DETECCIÓN  DE  COLISIONES  (CSMA-­‐CD)   •  Deja  de  transmi=r  si  se  detecta  colisión   •  Interferencias.   •  Nivel  de  tensión  en  la  red   •  Comparación  de  la  señal  recibida  con  la  transmi=da   •  Acknowledge:  ACK.   Luis Pedraza. Automática (10/11) •  Se  espera  confirmación  del  receptor   •  No  detecta  colisiones  sino  errores  en  la  transmisión   •  No  es  incompa=ble  con  la  anterior   •  Lento.  Hay  que  enviar  todo  el  mensaje  y  esperar  
  32. 32. TRANSMISIÓN  CON  ESCUCHA  Y  DETECCIÓN  DE  COLISIONES  (CSMA-­‐CD)  •  Métodos  de  retransmisión:   •  No  adapta=vo     •  el  retardo  en  transmi=r  tras  detectarse  una  colisión  no  depende  de  los   estados  anteriores   •  Adapta=vo   •  el  retardo  se  calcula  dependiendo  de  la  ac=vidad  anterior   Luis Pedraza. Automática (10/11) •  Local    (exponencial  binario  o  geométrico).   •  Global  (centralizado  o  distribuido).   •  Retardo  prioritario   •  tras  la  colisión  se  retarda  un  intervalo  dis=nto  para  cada  usuario   •  Prioridad  fija   •  Round  Robin   •  Reserva  tras  colisión   •  se  establece  un  sistema  de  reservas  si  se  produce  una  colisión  
  33. 33. Técnicas  de  Selección  •  La  selección  es  una  de  las  técnicas  de  compar=ción  más  empleadas.  •  No  hay  colisiones   Técnicas de selección Luis Pedraza. Automática (10/11) Daisy Chaining Polling (sondeo) Lista Paso de testigo (token) Hub-polling Token ring Token bus
  34. 34. SELECCIÓN  CON  CSMA-­‐CD  •  Técnicas  de  selección.   •  Daisy-­‐Chain.   •  Se  usa  en  buses  internos.   •  Se  envían  pulsos  a  través  de  un  hilo  extra.   •  Polling.   Luis Pedraza. Automática (10/11) •  Se  selecciona  a  un  usuario  enviándole  su  dirección.   •  Avisa  al  controlador  que  ha  finalizado.   •  Lista.   •  Se  selecciona  por  orden  de  lista.   •  Prioridades.  Estar  varias  veces  en  la  lista.   •  Hub-­‐Polling.   •  El  controlador  inicia  el  proceso  de  sondeo.   •  Cada  usuario  selecciona  al  siguiente.   •  El  úl=mo  avisa  al  controlador.  
  35. 35. PASO  DE  TESTIGO  •  Paso  de  tes=go  en  anillo  (Token  Ring)   •  El  tes=go  circula  constantemente   •  La  topología  impone  el  orden  de  paso   •  No  hay  prioridades   •  Control  distribuido   •  Si  se  pierde  el  tes=go,  la  red  se  bloquea   Luis Pedraza. Automática (10/11)•  Paso  de  tes=go  en  bus  (Token  Bus)   •  Hay  un  anillo  lógico   •  La  topología  no  impone  el  orden   •  Cada  estación  =ene  la  dirección  de  la  siguiente   •  El  retardo  depende  del  nº  de  estaciones  y  de  las  prioridades   •  Para  añadir  un  elemento  se  modifica  el  anillo  lógico  
  36. 36. Comparación  •  CSMA-­‐CD   •  Más  flexibilidad   •  Mayor  tráfico  de  información   •  No  es  determinista   Luis Pedraza. Automática (10/11)•  Paso  de  tes=go   •  Es  determinista   •  Menos  flexible  
  37. 37. Luis Pedraza. Automática (10/11)Comunicaciones  EL  MODELO  OSI  DE  ISO  
  38. 38. COMUNICACIONES  •  MODELO  ISO-­‐OSI.     •  ISO:  Interna4onal  Standards  Organiza4on   •  OSI:  Open  Systems  Interconnec4on  reference  model   •  Modelo  de  referencia  para  redes  de  comunicación   Luis Pedraza. Automática (10/11) •  Niveles  funcionales  o  capas.   •  Jerarquía  de  servicios.   •  Los  niveles  inferiores  proporcionan  servicios  a  los  superiores   •  Protocolos  de  Nivel  n.     •  Comunicación  virtual  entre  niveles  paralelos   •  NO  es  un  protocolo.  
  39. 39. COMUNICACIONES  • Arquitectura  OSI.   •  Orientados  a  la  aplicación.   •  (7)  Nivel  de  aplicación.  Proporciona  acceso   APLICACIÓN   uniforme  a  servicios  específicos   •  (6)  Nivel  de  presentación.  Establece  una  sintaxis  de   PRESENTACIÓN   transferencia   Luis Pedraza. Automática (10/11) •  Orientados  al  sistema.   SESIÓN   •  (5)  Nivel  de  sesión.  Establece,  man=ene  y  finaliza   las  sesiones  de  comunicación   TRANSPORTE   •  (4)  Nivel  de  transporte.  Transfiere  información  con   fidelidad   RED   •  Orientados  a  las  comunicaciones.   ENLACE   •  (3)  Nivel  de  red.  Proporciona  conexiones  de  red   •  (2)  Nivel  de  enlace.  Establece  y  finaliza  las  uniones   FÍSICO   •  (1)  Nivel  Dsico.  Regula  las  conexiones  ^sicas  para  la   transferencia  de  bits  
  40. 40. COMUNICACIONES  •  Modelo  de  Capas.  Ejemplo   •  Son  independientes:  se  puede  modificar  una  sin  afectar  al  resto   Luis Pedraza. Automática (10/11)
  41. 41. COMUNICACIONES  •  Interacción  entre  capas  en  el  modelo  OSI   Luis Pedraza. Automática (10/11)
  42. 42. COMUNICACIONES  •  OSI:  Nivel  Dsico.   •  Aspectos  eléctricos,  mecánicos  y  funcionales.   •  Transmisión  de  una  cadena  de  bits  por  el  canal  de   APLICACIÓN   transmisión.   PRESENTACIÓN   •  Especifica  cables,  conectores,  frecuencia  de  transmisión,   etc.   Luis Pedraza. Automática (10/11) SESIÓN   •  Codificación  Manchester  diferencial  (Ethernet):     •  Codificación  en  la  que  las  señales  de  datos  y  de  reloj  se   TRANSPORTE   combinan  para  formar  una  única  cadena  de  datos  auto-­‐ sincronizada  (en  cada  bit  se  puede  obtener  la  señal  de  reloj).     RED   •  “0"  o  "1",  se  representan  por  la  transición  en  cualquier  dirección   en  el  punto  medio  del  pulso,  y  el  otro  valor  se  representa  por  la   ENLACE   transición  al  inicio  del  pulso  y  una  transición  en  el  punto  medio   del  pulso.     FÍSICO   •  Nota:  En  la  codificación  Manchester  diferencial,  si  un  "1"  se   representa  por  una  transición,  un  "0"  se  representa  por  dos   transiciones,  y  viceversa.  
  43. 43. Codi[icación  Manchester  Codi[icación  Manchester  Diferencial   Luis Pedraza. Automática (10/11) • Una  transición  de  negativo  a   positivo  representa  un  1   • Una  transición  de  positivo  a   negativo  representa  un  0   • La  presencia  de  transición  es   importante,  pero  no  su  polaridad  
  44. 44. COMUNICACIONES  •  OSI:  Nivel  de  enlace.   APLICACIÓN   •  Se  comunica  con  la  capa  ^sica.   •  Detección  y  corrección  de  errores.   PRESENTACIÓN   •  Sincronización  a  nivel  de  paquete.   •  Fragmenta  y  ordena  en  paquetes  los  datos   SESIÓN   Luis Pedraza. Automática (10/11) enviados.   •  Funciones  básicas  de  control  de  flujo.   TRANSPORTE   •  Técnicas  de  control  de  acceso  al  medio  (MAC).   RED   ENLACE   FÍSICO  
  45. 45. COMUNICACIONES  •  El  nivel  de  enlace  del  modelo  OSI  se  divide  en  dos  subniveles   para  redes  locales:   •  Control  de  acceso  al  medio  (MAC).  Las  funciones  dependen  del   =po  de  red.  Definido  en  normas:  IEEE  802.3  (CSMA/CD),  IEEE   802.4  (Token  BUS),  IEEE  802.5  (Token  Ring)   Luis Pedraza. Automática (10/11) •  Control  de  enlace  lógico  (LLC),  para  tareas  de  seguridad.  Describe   el  protocolo  de  extremo  a  extremo,  lo  que  independiza  las   diferentes  redes  de  cara  a  enviar  información  al  nivel  de  red.   •  Quién  habla  con  quién   •  Cuándo  empieza  y  termina  el  enlace   •  IEEE  802.2   Enlace       LLC   MAC    
  46. 46. COMUNICACIONES  •  OSI:  Nivel  de  red.   •  Recibe  los  datos  del  nivel  de  transporte.   APLICACIÓN   •  Divide  los  mensajes  en  segmentos.   •  Responsable  de  que  los  datos  lleguen  a  su   PRESENTACIÓN   des=no  (direccionamiento).   •  Establece,  man=ene  y  termina   SESIÓN   Luis Pedraza. Automática (10/11) comunicaciones  entre  sistemas.   •  Añade  las  direcciones  hardware  de  origen   TRANSPORTE   y  des=no   •  Se  conoce  la  red  en  la  que  se  está.   RED   •  Enrutamiento  en  la  red;  selección  del   mejor  camino.   ENLACE   FÍSICO  
  47. 47. COMUNICACIONES   APLICACIÓN  •  OSI:  Nivel  de  transporte   (información)   •  Recoge  datos  del  nivel  de  sesión   Aplicación   PRESENTACIÓN   •  Divide  los  datos  en  mensajes   •  Pasa  los  mensajes  al  nivel  de  red   SESIÓN   •  Comprueba  la  integridad  de  los  datos   Luis Pedraza. Automática (10/11) TRANSPORTE   •  Evita  que  se  pierdan  o  dupliquen   mensajes   RED   Transporte (datos) •  Realiza  la  conexión  y  desconexión  de  la   comunicación   ENLACE     •  Si  hay  fallos  los  arreglan  las  capas     FÍSICO   inferiores   •  Abstrae  a  los  usuarios  de  los  detalles  ^sicos  de   la  comunicación  
  48. 48. COMUNICACIONES  •  OSI:  Nivel  de  sesión.   APLICACIÓN   •  Establece,  ges=ona  y  termina  sesiones  entre   aplicaciones.   PRESENTACIÓN   •  Es  el  interfaz  entre  el  usuario  y  la  red.   •  Iden=fica  la  fuente  y  el  des=no.   SESIÓN   •  Verifica  si  la  comunicación  es  adecuada.   Luis Pedraza. Automática (10/11) •  Existen  conexiones  y  desconexiones   TRANSPORTE   constantes  a  nivel  de  transporte.   •  Manda  bloques  de  sincronismo.   RED   Sincronización  del  intercambio  de  mensajes   entre  dos  usuarios   ENLACE   FÍSICO  
  49. 49. COMUNICACIONES  •  OSI:  Nivel  de  presentación.   APLICACIÓN   •  Es  el  menos  importante.   •  Proporciona  transparencia  respecto  al   PRESENTACIÓN   formato  de  datos.     •  Realiza  conversión  de  caracteres,  códigos,  etc.   SESIÓN   Luis Pedraza. Automática (10/11) •  Realiza  algunas  funciones  de  seguridad   (encriptación).   TRANSPORTE   RED   ENLACE   FÍSICO  
  50. 50. COMUNICACIONES  •  OSI:  Nivel  de  aplicación.   APLICACIÓN   •  También  se  llama  nivel  de  usuario.   •  Intercambio  de  información  entre  el  usuario  y   PRESENTACIÓN   el  sistema.   •  Soporte  de  los  programas  de  aplicación.  Claves   SESIÓN   Luis Pedraza. Automática (10/11) de  acceso,  transferencia  de  ficheros,  etc.   TRANSPORTE   RED   ENLACE   FÍSICO  
  51. 51. COMUNICACIONES  •  IEEE:  Ins4tute  of  Electrical  and  Electronics  Engineers    •  Comité  IEEE  802.   •  Grupos  de  trabajo   •  802.1  Arquitectura  e  Interconexión  de  Redes.   •  802.2  Nivel  de  Control  de  Enlace  Lógico  (LLC).   •  802.3  Método  de  acceso  CSMA/CD  (Ethernet).   Luis Pedraza. Automática (10/11) •  802.4  Token  Bus.   •  802.5  Token  Ring.   •  802.6  Redes  metropolitanas.  MAN.   •  802.7  Redes  locales  en  banda  ancha.   •  802.8  Comité  consul=vo  en  fibra  óp=ca   •  802.9  Redes  Integradas  de  Voz  y  Datos  (ISDN)   •  802.10  Seguridad  en  Redes  Locales   •  802.11  Redes  Locales  sin  Hilos  (Wifi)   •  802.12:  Demand-­‐Priority  Access   •  802.15:  Redes  de  Área  Personal  sin  Hilos  (Zigbee,  Bluetooth,  IRdata)   •  802.16:  Redes  Metropolitanas  de  Banda  Ancha  sin  Hilos  
  52. 52. Luis Pedraza. Automática (10/11)
  53. 53. COMUNICACIONES  •  Relación  OSI  /  IEEE  802   Luis Pedraza. Automática (10/11)
  54. 54. COMUNICACIONES  •  Relación  OSI  /  IEEE  802   Luis Pedraza. Automática (10/11)
  55. 55. REDES  •  Ethernet.   •  Desarrollada  por  Xerox  Corp.  en  1970.   •  Se  ha  conver=do  en  la  red  más  popular.  •  DecNet   Luis Pedraza. Automática (10/11) •  DECnet  desarrollada  por  Digital  Equipment   Corpora4on  (Digital)   •  La  primera  versión  data  de  1975,  comunicando  dos   minicomputadores  PDP-­‐11  •  Novell   •  Red  de  PCs    
  56. 56. REDES  •  ARCNET     •  Es  una  tecnología  de  redes  embebidas  indicada  para  aplicaciones  de  :empo  real  tanto   en  sector  industrial  como  comercial   •  Fue  originalmente  desarrollada  por  Datapoint  Corpora4on  como  una  LAN  de  alta   velocidad  y  se  encontraba  con  frecuencia  tanto  en  aplicaciones  en  fábrica  como  en   oficina   •  Si  diseño  fiable,  comportamiento  robusto  y  la  posibilidad  de  implementarlas  en   Luis Pedraza. Automática (10/11) disposi=vos  electrónicos  de  bajo  coste  la  convir=ó  en  la  alterna=va  para  redes  de   microcontroladores  embebidos   •  MAC:  Token  Ring  (topología  ^sica  en  estrella)   •  Cae  en  desuso  al  abaratarse  Ethernet  
  57. 57. ETHERNET  •  Adoptada  por  el  comité  IEEE  en  1980  dando  lugar  al   estándar  802.3  •  Estándar  que  define  el  protocolo  CSMA/CD  •  Familia  de  productos  para  redes  de  área  local  (LAN)     Luis Pedraza. Automática (10/11)•  Opera  sobre  cables  coaxiales,  cables  de  par  trenzado  y   fibra  óp=ca  •  Hay  definidas  tres  velocidades  de  transmisión:   •  10  Mbps—10Base-­‐T  Ethernet     •  100  Mbps—Fast  Ethernet   •  1000  Mbps—Gigabit  Ethernet   •  10-­‐Gigabit  Ethernet  está  en  desarrollo  
  58. 58. ETHERNET  •  Ethernet  physical  layer.   •  10Base5  Ethernet  sobre  Coaxial  Thick   •  10Base2  Ethernet  sobre  Coaxial  Thin   •  1Base5      Ethernet  sobre  par  trenzado  a  1Mbps.   Luis Pedraza. Automática (10/11) •  10BaseT  Ethernet  sobre  Par  Trenzado  a  10  Mbps   •  10Broad36  Ethernet  sobre  Banda  Ancha  (obsoleta)   •  10BaseF    Ethernet  sobre  fibra  óp:ca.  
  59. 59. ETHERNET  •  Ethernet  10Base5   •  Medio  ^sico:  coaxial.   •  Velocidad  de  transmisión:  10  Mbps.   •  Tipo  de  transmisión:  Banda  Base.   •  Longitud  de  segmento:  500m   Luis Pedraza. Automática (10/11) •  Distancia  mínima  entre  estaciones:   5m.   •  Nº  máximo  de  estaciones/segmento:   100   •  Nº  máximo  de  estaciones/red  :  1024   •  Nº  máx.  de  repe=dores  entre   estaciones  :  2   •  Longitud  máxima:  2800   •  Conector  de  15  pines.  
  60. 60. ETHERNET  •  Ethernet  10Base2   •  Medio  ^sico:  Coaxial  fino  RG58.   •  Velocidad  de  transmisión:  10  Mbps   •  Tipo  de  transmisión:  Banda  base.   Luis Pedraza. Automática (10/11) •  Longitud  de  segmento:  185  m.   •  Nº  máximo  de  estaciones  /  segmento:  30   •  Conectores  :  BNC  en  T  
  61. 61. ETHERNET  •  Ethernet  10BaseT   •  Medio  ^sico:  Par  trenzado,  UTP  (Unshielded  Twisted  Pair)  ó  STP  (Shielded   Twisted  Pair)   •  Longitud  máx.  del  segmento:  100-­‐150m.   •  HUB:  Conectores  RJ-­‐45.   •  Buena  relación  señal  ruido.  Comunicación  fiable  con  interferencias.   Luis Pedraza. Automática (10/11) •  El  concentrador  desconecta  los  enlaces  defectuosos.   UTP cable STP cable
  62. 62. COMUNICACIONES  •  10BaseF  Fibra  óp:ca.   •  FDDI  (Fiber  Distributed  Data   Interface).   •  Topología  :  Doble  anillo.   •  Acceso  al  medio:  Paso  de   tes=go.   Luis Pedraza. Automática (10/11) •  Velocidad:  100  Mbps.   •  Medio  ^sico:  fibra  óp=ca.   •  Máx.  número  de  estaciones:   500   •  Distancia  total  máxima:  100   km.   •  Dist.  máx.  entre  estaciones  :  2   km.  
  63. 63. COMUNICACIONES  •  Par  trenzado  (retardo  •pico  5  µs/km,  separación  entre  repe=dores  2  km)   •  Barato  y  sencillo  de  manejar   •  Limitado  en  velocidad  de  transmisión  y  distancia  máxima   •  Suscep=ble  a  interferencias  y  ruido   •  Dos  variantes:  apantallado  (STP)  y  sin  apantallar  (UTP)   •  Estándar  EIA-­‐568-­‐A  (1995),  cables  hasta  100  MHz  •  Coaxial  (retardo  4  µs/km,  distancia  1-­‐9  km)   Luis Pedraza. Automática (10/11) •  Menos  suscep=bles  a  interferencias   •  Mayores  distancias  •  Fibra  óp:ca  (5  µs/km,  distancia  máxima  40  km)   •  Medio  flexible  y  fino  capaz  de  confinar  un  haz  óp=co   •  Forma  cilíndrica  con  tres  secciones  concéntricas  (núcleo,  reves=miento  y  cubierta)   •  Gran  velocidad  de  transmisión  (Gbps)   •  Menor  tamaño  y  peso   •  No  vulnerables  a  interferencias  electromagné=cas   •  Menor  atenuación.  Menor  número  de  repe=dores  necesarios  •  Transmisión  inalámbrica:  repe=ción  y  transmisión  por  antenas  
  64. 64. COMUNICACIONES  •  802.5  Token  Ring   •  IBM.  1985.  Paso  de  tes=go.   •  Topología:  Estrella  ^sica-­‐anillo  lógico.   •  Velocidades  estándar:  4  y  16  Mpbs   •  Par  trenzado  apantallado  (STP)   Luis Pedraza. Automática (10/11) •  Nº  de  estaciones:  entre  72  y  256.  
  65. 65. COMUNICACIONES:  Interconexión  •  INTERCONEXION.   •  Repe:dores  (Repeaters)   •  Puentes  (Bridges)   •  Encaminadores  (Routers)   Luis Pedraza. Automática (10/11) •  Pasarelas  de  aplicaciones(Gateways)  
  66. 66. COMUNICACIONES:  Interconexión  •  Repe:dores   •  Interconexión  de  segmentos.   •  Extensión  de  longitud.   •  Regeneración  de  la  señal.   Luis Pedraza. Automática (10/11) •  No  filtran  el  tráfico.   •  Operan  al  nivel  ^sico.   PROGRAMA A PROGRAMA B APLICACIÓN APLICACIÓN PRESENTACIÓN PRESENTACIÓN SESIÓN SESIÓN TRANSPORTE TRANSPORTE RED RED ENLACE REPETIDOR ENLACE FISICO FISICO FISICO
  67. 67. COMUNICACIONES:   Interconexión  •  Puentes.   •  Enlace  y  segmentación  de  redes.   •  Conectar  más  disposi=vos  de  la  norma.   •  Nivel  de  enlace,  LLC/MAC,  de  OSI.   Luis Pedraza. Automática (10/11) •  Filtrado  de  paquetes  según  dirección.   •  Tablas  de  direcciones.   PROGRAMA A PROGRAMA B APLICACIÓN APLICACIÓN PRESENTACIÓN PRESENTACIÓN SESIÓN SESIÓN TRANSPORTE TRANSPORTE RED PUENTE RED ENLACE ENLACE ENLACE ENLACE FISICO FISICO FISICO FISICO
  68. 68. COMUNICACIONES:  Interconexión  •  Encaminadores.   •  Nivel  de  Red  (OSI).   •  Soporte  mul=protocolo.   •  Filtrado  de  Tramas  según  Dirección  (Internet)   •  Encaminamiento  adapta=vo.   Luis Pedraza. Automática (10/11) •  Búsqueda  del  camino  más  corto.   •  Caminos  alterna=vos  para  fallos  en  la  red.   •  Costes  de  transmisión.   •  Hasta  15000  paquetes/segundo  
  69. 69. ENRUTADORES  Y  PASARELAS   PROGRAMA A PROGRAMA B APLICACIÓN APLICACIÓN PRESENTACIÓN PRESENTACIÓN SESIÓN SESIÓN TRANSPORTE ENRUTADOR TRANSPORTE RED RED RED RED Luis Pedraza. Automática (10/11) ENLACE ENLACE ENLACE ENLACE FISICO FISICO FISICO FISICO PROGRAMA A PASARELA PROGRAMA B APLICACIÓN APLICACIÓN APLICACIÓN APLICACIÓN PRESENTACIÓN PRESENTACIÓN PRESENTACIÓN PRESENTACIÓN SESIÓN SESIÓN SESIÓN SESIÓN TRANSPORTE TRANSPORTE TRANSPORTE TRANSPORTE RED RED RED RED ENLACE ENLACE ENLACE ENLACE FISICO FISICO FISICO FISICO
  70. 70. PERFILES   •  OSI  admite  muchas  posibilidades  en  cada  nivel  =>  nº  enorme  de  combinaciones   •  Un  perfil  especifica  un  subconjunto  limitado  de  variantes  en  cada  nivel   •  Ejemplo:     •  Nivel  ^sico:  se  limitan  las  opciones  de  cableado   •  Nivel  aplicación:  se  limitan  las  funcionalidades   Luis Pedraza. Automática (10/11)  MAP  (aplicaciones)   TOP  (aplicaciones)  -­‐ Monitorización  y  control  de  fabricación   -­‐ Correo  electrónicos  (MHS/X.400)  -­‐ Adquisición  de  datos   -­‐ Transferencia  de  archivos  (FTAM)  -­‐ Control  de  calidad   -­‐ Electronic  Data  Interchange  (EDI)  -­‐ Control  numérico  distribuido  (DNC)   -­‐ Intercambio  de  datos  de  producto  -­‐ Sistemas  de  fabricación  flexible  (FMS)   -­‐ Procesamiento  de  textos  distribuido  -­‐ Células  y  líneas  de  fabricación   -­‐ MRP,  CAD,  CAE,  JIT  -­‐ Células  robo=zadas  -­‐ CAM,  CIM  

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