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CAPITULO                                  1INTRODUCCIÓN A LAS REDES DE ORDENADORES
INTRODUCCIÓN A LAS REDES DE COMPUTADORESBREVE HISTORIA DE LAS COMUNICACIONES:Se han desarrollado mecanismos y sistemas des...
transmisión y mantenerlo mientras dura el intercambio de datos. En lugar de ello, se empaquetanlos bits que deben transmit...
probabilidad de error, el porcentaje de bits erróneos que llegan a destino.Nivel de enlaceEl nivel de enlace es el primero...
manera universal de codificar la información. Dicha codificación puede tener propiedades deeficiencia (por medio de la com...
hub y a él estánconectados todos los pc, la información pasa por el hub para luego ir asudestino.-Árbol: Tiene un nodo tro...
plásticos, por el que se envían pulsos de luz que representan los datos a transmitir.El haz de luz queda completamente con...
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1 introduccion a las redes de computadores

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Unidad 1

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1 introduccion a las redes de computadores

  1. 1. CAPITULO 1INTRODUCCIÓN A LAS REDES DE ORDENADORES
  2. 2. INTRODUCCIÓN A LAS REDES DE COMPUTADORESBREVE HISTORIA DE LAS COMUNICACIONES:Se han desarrollado mecanismos y sistemas desde que el ser humano tiene capacidad decomunicarse, permitiendo con ello el establecimiento de comunicaciones a grandes distancias.Unode estos ejemplos es el teléfono el cual no se constituyo como el primer sistema detelecomunicación, pero si forma parte como uno de los más antiguos que se conocen y utilizan.Este artefacto surge como idea de Alexander Graham Bell quien presentó su máquina eléctricaparlante logrando comunicaciones a distancias entre estos aparatos unidos por un hilo eléctrico,en el año de 1878.Debido a que su uso fue creciendo, fue preciso buscar la manera de interconectarlos todos, peropor este modelo presentado era un problema para incluir un nuevo aparato a la red, de aquí aque compañías ofrecieron un servicio de conmutación. De este modo, cada aparato disponía deuna sola conexión y no era necesario establecer ninguna variación en la misma para incorporarnuevos aparatos a la red.La red telefónica constituye una red de conmutación de circuitos. Parallevar a cabo una comunicación, es preciso establecer un circuito entre los dos extremos pormedio de la red. Mientras dura la comunicación, se ocupan unos recursos en exclusiva, aunque nohaya intercambio de información. Las compañías cobran el uso de los recursos por tiempo deocupación. La red telefónica es analógica, ubicua, trabaja con la técnica de conmutación decircuitosAparecen los primeros ordenadores:Para la década de los sesenta aparecen los primeros ordenadores comerciales, con la característicade que eran grandes y costosos, poco potentes usados por grandes empresas y organismosespeciales, pero hoy día su uso se ha hecho necesario al tenerlos en maquinas mas personales y alalcance de todosEl uso de MODEMLos primeros módems eran de 300 bps y generaban dos tonos diferentes: uno para el 1 lógico yotro para el 0. En la actualidad, van a 56.000 bps, que es el máximo que permite la red telefónicaconvencional actual. Los módems no sólo servían para poder alejar los terminales pasivos de losordenadores centrales, también permitían interconectar ordenadores entre sí. Permitiendo conello formar las redes de computadores.Las redes de datosPronto las grandes empresas presionaron a las compañías telefónicas del momento para quedesarrollaran redes pensadas para transportar datos, cuyo sistema de tarifación se ajustara altráfico de datos real y permitiera más velocidad que los escasos 300 o 1.200 bps que se lograbanutilizando la red telefónica. La respuesta fueron las redes de conmutación de paquetes.El envío de datos no necesariamente debe llevarse a cabo en tiempo real (las transmisiones devoz, sí). Por tanto, no es preciso establecer el camino entre los dos puntos antes de empezar la
  3. 3. transmisión y mantenerlo mientras dura el intercambio de datos. En lugar de ello, se empaquetanlos bits que deben transmitirse y se dan a la central más próxima para que los envíe cuando puedaa la siguiente, y así sucesivamente hasta que lleguen al destino. Si cuando un paquete llega a unacentral todos los enlaces con la siguiente están ocupados, no pasa nada, lo hace esperarponiéndolo en una cola para enviarlo cuando haya un enlace disponible.Las redes de área localCuando empezó a ser habitual disponer de más de un ordenador en la misma instalación, aparecióla necesidad de interconectarlos para poder compartir los diferentes recursos: dispositivos caros,tales como impresoras de calidad, un disco duro que almacenara los datos de la empresa, unequipo de cinta para realizar copias de seguridad, etc. El diseño de las redes de área local siguiócaminos completamente diferentes de los que se siguieron para las redes de gran alcance. En lasredes de área local se necesita, habitualmente, establecer comunicaciones “muchos a uno” y “unoa muchos”, lo que es difícil de conseguir con las redes de conmutación, pensadas parainterconectar dos estaciones. ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS (EL MODELO OSI)Cuando el CCITT (Comité Consultivo Internacional Telegráfico y Telefónico, ahora conocidocomo UIT, Unión Internacional de Telecomunicaciones) y la ISO(Organización Internacional deNormalización) propusieron la torre OSI (Modelo de interconexión de sistemas abiertos), en elmercado había muchas arquitecturas de protocolos, unas propietarias, otras abiertas, perotodas diferentes.La torre OSI pretendía ser un modelo básico de referencia, un marco para el desarrollo deestándares que permitieran la interoperabilidad completa.Definición:El modelo OSI, afronta el problema de las comunicaciones de datos y las redes informáticasdividiéndolo en niveles. Cada participante de la comunicación incorpora como mínimo uno delos mismos, y los equipos terminales los incorporan todos.Los niveles de la torre se comunican en dos direcciones:• Horizontal. La comunicación horizontal sólo se da entreniveles homónimos.• Vertical. La comunicación vertical sólo se da entre nivelesadyacentes de un mismo sistema.NIVELES DEL MODELO OSINivel físicoEl nivel físico se encarga de las tareas de transmisión físicade las señales eléctricas (o electromagnéticas) entre losdiferentes sistemas. Las limitaciones del nivel físico(equipos de transmisión y recepción, medios detransmisión, amplificadores, etc.) imponen otras al resto delsistema: por un lado, limitan la velocidad de transmisión (enbits por segundo) y, por otro, hacen aparecer una
  4. 4. probabilidad de error, el porcentaje de bits erróneos que llegan a destino.Nivel de enlaceEl nivel de enlace es el primero de la torre OSI que se basa en software, algoritmos yprotocolos. Su misión principal es dar fiabilidad a la transmisión de las señales eléctricas oelectromagnéticas que proporciona el nivel físico, confiere una estructura a los bits: seagrupan en pequeños bloques denominados tramas, que contienen los bits de mensaje, losbits añadidos para detectar errores y diferentes campos de control, tales como el número detrama. Además del control de errores, el nivel de enlace lleva a cabo otra tarea importante: elcontrol de flujo. El receptor debe procesar las tramas a medida que las recibe. El nivel deenlace no sólo sirve para controlar líneas punto a punto, sino también para controlar líneascompartidas por diferentes terminales (redes de área local). El nivel de enlace se ocupa deque los bits lleguen de una lado a otro, por lo tanto, sólo permite interconectar dos máquinasNivel de redEl nivel de red es el que permite que pueda haber másde dos máquinas involucradas en las interconexiones. Sisólo se tuviese el nivel de enlace, esto no sería posible.Para poder interconectar más de dos máquinas,necesitamos identificarlas y conectarlas de algunamanera. Ésta es la tarea del nivel de red. El modelo OSI,sólo habla de redes de conmutación de paquetes. En elnivel de red se distingue entre estaciones terminales ynodos de conmutación:Los nodos de conmutación disponen de diferentesenlaces hacia otros nodos o hacia terminales, y son los que permiten que los paquetes viajenpor la red desde una estación terminal a otra.Nivel de transporteEl nivel de transporte permite una conexión fiable sobre cualquier tipo de red (fiable o no). Enlas redes de conmutación de paquetes en modo datagrama es donde este nivel revela suimportancia, puesto que es el responsable de controlar las posibles deficiencias de lastransmisiones. La función principal de este nivel consiste en asegurar la calidad de transmisiónentre los terminales que utilizan la red, lo que implica recuperar errores, ordenarcorrectamente la información, ajustar la velocidad de transmisión de la información (control deflujo), etc.Nivel de sesión, Nivel de presentación y Nivel de aplicaciónEstos tres niveles se suelen explicar de manera conjunta, puesto que existen pocos ejemplosprácticos de protocolos de sesión y de presentación. Además, la arquitectura Internet delegatodos los trabajos por encima de transporte a la aplicación. No obstante, en el modeloOSIestán definidos como tres niveles diferentes e independientes, con atribuciones propias.Elnivel de sesión es, en teoría, el encargado de gestionar las conexiones de larga duración, larecuperación de caídas de red de manera transparente y los protocolos de sincronía entreaplicaciones. El nivel de presentación se encarga de conseguir que las diferentes plataformas(sistemas operativos, procesadores, etc.) se puedan entender al conectarse por medio de unamisma red. Dicho de otra manera, soluciona el problema de la heterogeneidad definiendouna
  5. 5. manera universal de codificar la información. Dicha codificación puede tener propiedades deeficiencia (por medio de la compresión, por ejemplo), propiedades de confidencialidad (pormedio de la criptografía), etc.En el nivel de aplicación residen los programas. En este nivelpodemos encontrar servidores, clientes que acceden a estos últimos, aplicaciones quetrabajan según un modelo simétrico (peer-to-peer), etc. TIPOS DE REDES Y TOPOLOGÍASTIPOS DE REDES RED DE ÁREA Interconexión de una o varias computadoras y periféricos. LOCAL (LAN) Extensión: Desde 10 metros a 1 kilómetro, su velocidad va de 10 a 100 MBps. RED DE ÁREA Es una red de alta velocidad (banda ancha) que da Según METROPOLITAN cobertura en un área geográfica extensa, Tamaño máximo Tamaño A (MAN): de 10 kilómetros. RED DE ÁREA Red de computadoras capaz de cubrir distancias desde AMPLIA (WAN) unos 100 hasta unos 1000 km, suministrando de servicio a un país o un continente, tamaño entre 100 y 1000 kilómetros. según su REDES Son las redes donde lo datos llegan a todas las maquinas de latecnología de BROADCAST red, un solo canal de comunicación transmisión REDES POINT- Son aquellas donde hay muchas conexiones entre parejas TO-POINT individuales de maquinas.según en tipo TRANSMISIÓN Los datos solo pueden ir en un sentido. de SIMPLEXtransferencia : Los datos pueden ir en ambos sentidos pero solo en uno a la de datos: HALF-DUPLEX vez. FULL-DUPLEX Los datos pueden ir en ambos sentidos a la vez. TOPOLOGÍAS DE RED:-Bus: Todas las maquinas están conectadas a unúnico cable por dondepasa toda la información, estallega a todas las maquinas. Tienen un switch al final.-Anillo: Es un anillo cerrado donde cada nodo oPCesta conectado consus nodos adyacentesformando un anillo. La información se transmitedenodo en nodo.-Anillo doble: En lugar de un anillo, hay dos paraaumentar la fiabilidadde la red.-Estrella: Es un nodo central q normalmente es un
  6. 6. hub y a él estánconectados todos los pc, la información pasa por el hub para luego ir asudestino.-Árbol: Tiene un nodo troncal q suele ser un hub desde el q seramifican los demás nodos.-Malla completa: Todos los nodos se comunican directamente entre si. MEDIOS DE TRANSMISIÓNSe entiende el material físico cuyas propiedades de tipo electrónico, mecánico, óptico, o decualquier otro tipo se emplea para facilitar el transporte de información entre terminales distantegeográficamente.Su uso depende del tipo de (costo, facilidad de instalación, ancho de bandasoportado y velocidades de transmisión máxima permitidas). MEDIOS GUIADOSLos medios de transmisión guiados están constituidos por un cable que se encarga de laconducción de las señales desde un extremo al otro.Cable CoaxialConsiste de un núcleo sólido de cobre rodeadopor un aislante, una combinación de blindaje yalambre de tierra y alguna otra cubierta protectora.El cable coaxial no interfiere con señalesexternas y puede transportar de formaeficiente señales en un gran ancho de banda conmenor atenuación que un cable normalelcoaxial tiene una limitación para transportarseñales de alta frecuencia en largas distancias ya que a partir de unacierta distancia el ruido superará a la señal.Cable UTPEs una forma de conexión en la que dos aisladores sonentrelazados para darle mayor estética al terminado del cable yaumentar la potencia y la diafonía de los cables adyacentes.El cable de Par Trenzado debe emplear conectores RJ45 para unirsea los distintos elementos de hardware que componen la red.Fibra ÓpticaEs un medio de transmisión empleado habitualmente en redes dedatos; un hilo muy fino de material transparente, vidrio o materiales
  7. 7. plásticos, por el que se envían pulsos de luz que representan los datos a transmitir.El haz de luz queda completamente confinado y se propaga por el núcleo de la fibra con un ángulode reflexión por encima del ángulo límite de reflexión total.Las fibras se utilizan ampliamente en telecomunicaciones, ya que permiten enviar gran cantidadde datos a una gran distancia, con velocidades similares a las de radio y/o cable. Son el medio detransmisión por excelencia al ser inmune a las interferencias electromagnéticas. MEDIOS NO GUIADOSMEDIOS NO GUIADOSONDAS DE RADIO Las ondas de radio son fáciles de generar, pueden viajar distancias muy largas y penetrar edificios sin problema, de modo que se utilizan mucho en la comunicación tanto en interiores como en exteriores. Las ondas de radio también son omnidireccionales, lo que significa que viajan en todas las direcciones desde la fuente, por lo que el transmisor y el receptor no tienen que alinearse físicamente. Se identifica a las ondas electromagnéticas en el espectro de frecuenciasMICROONDAS comprendido entre 1 y 300 GHz, Son unidireccionales, alineamiento de las antenas parabólicas, Telecomunicaciones de larga distancia, propagación de Líneas vistas (Visión directa), No siguen la curvatura de la tierra.INFRAROJOS Los enlaces infrarrojos se encuentran limitados por el espacio y los obstáculos. El hecho de que la longitud de onda de los rayos infrarrojos sea tan pequeña, hace que no pueda propagarse de la misma forma en que lo hacen las señales de radio. Es por este motivo que las redes infrarrojas suelen estar dirigidas a oficinas o plantas de oficinas de reducido tamaño.

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