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5/11/2018 ARQUITECTURA DE REDES - slidepdf.com
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UNIDAD III “ Arquitectura E interconexión de Redes”
OBJETIVO: Describir la estructura de las redes actuales y su interconexión con otro tipos, mediante el análisis desu topología, arquitectura y dispositivos de conexión.
Antes de continuar, debemos comprender que la finalidad de la red de computadoras esproporcionar una serie de servicios a los usuarios de manera efectiva como son:
1. Acceso, este servicios de acceso a la red comprenden tanto la verificación de la identidad del usuario
para determinar cuales son los recursos de la misma que puede utilizar, como servicios para permitirla conexión de usuarios de la red desde lugares remotos.
2. Ficheros, el servicio de ficheros consiste en ofrecer a la red grandes capacidades de almacenamientopara descargar o eliminar los discos de las estaciones. Esto permite almacenar tanto aplicacionescomo datos en el servidor, reduciendo los requerimientos de las estaciones. Los ficheros deben sercargados en las estaciones para su uso.
3. Impresión, este servicio permite compartir impresoras entre múltiples usuarios, reduciendo así elgasto. En estos casos, existen equipos servidores con capacidad para almacenar los trabajos enespera de impresión. Una variedad de servicio de impresión es la disponibilidad de servidores de fax.
4. Correo, el correo electrónico, aplicación de red más utilizada que ha permitido claras mejoras en lacomunicación frente a otros sistemas. Este servicio además de la comodidad, ha reducido los costosen la transmisión de información y la rapidez de entrega de la misma.
5. Información, los servidores de información pueden bien servir ficheros en función de sus contenidoscomo pueden ser los documentos hipertexto, como es el caso de esta presentación. O bien, puedenservir información dispuesta para su proceso por las aplicaciones, como es el caso de los servidores debases de datos.
6. Otros, generalmente existen en las redes más modernas que poseen gran capacidad de transmisión,en ellas se permite transferir contenidos diferentes de los datos, como pueden ser imágenes osonidos, lo cual permite aplicaciones como: estaciones integradas (voz y datos), telefonía integrada,servidores de imágenes, videoconferencia de sobremesa, etc.
Concepto de Arquitectura
La arquitectura de red es el medio más efectivo en cuanto a costos para desarrollar e implementar un conjuntocoordinado de productos que se puedan interconectar. La arquitectura es el “plan” con el que se conectan losprotocolos y otros programas de software. Estos son benéficos tanto para los usuarios de la red como para losproveedores de hardware y software.
Características de la Arquitectura
Separación de funciones. Dado que las redes separa los usuarios y los productos que se venden evolucionan conel tipo, debe haber una forma de hacer que las funciones mejoradas se adapten a la ultima. Mediante la arquitecturade red el sistema se diseña con alto grado de modularidad, de manera que los cambios se puedan hacer por pasoscon un mínimo de perturbaciones.
Amplia conectividad. El objetivo de la mayoría de las redes es proveer conexión optima entre cualquier cantidad denodos, teniendo en consideración los niveles de seguridad que se puedan requerir.
Recursos compartidos. Mediante las arquitecturas de red se pueden compartir recursos tales como impresoras ybases de datos, y con esto a su vez se consigue que la operación de la red sea mas eficiente y económica.
Administración de la red. Dentro de la arquitectura se debe permitir que el usuario defina, opere, cambie, proteja yde mantenimiento.
Facilidad de uso. Mediante la arquitectura de red los diseñadores pueden centra su atención en las interfacesprimarias de la red y por tanto hacerlas amigables para el usuario.
Normalización. Con la arquitectura de red se alimenta a quienes desarrollan y venden software a utilizar hardware ysoftware normalizados. Mientras mayor es la normalización, mayor es la colectividad y menor el costo.
Administración de datos. En las arquitecturas de red se toma en cuenta la administración de los datos y lanecesidad de interconectar los diferentes sistemas de administración de bases de datos.
Interfaces. En las arquitecturas también se definen las interfaces como de persona a red, de persona y deprograma a programa. De esta manera, la arquitectura combina los protocolos apropiados (los cuales se escribencomo programas de computadora) y otros paquetes apropiados de software para producir una red funcional.
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UNIDAD III “ Arquitectura E interconexión de Redes”
OBJETIVO: Describir la estructura de las redes actuales y su interconexión con otro tipos, mediante el análisis desu topología, arquitectura y dispositivos de conexión.
Aplicaciones. En las arquitecturas de red se separan las funciones que se requieren para operar una red a partir delas aplicaciones comerciales de la organización. Se obtiene mas eficiencia cuando los programadores del negocio nonecesitan considerar la operación.
Topologías de Red
Cuando se menciona la topología
de redes, se hace referencia a la forma geométrica en que están distribuidaslas estaciones de trabajo y los cables que las conectan. Su objetivo es buscar la forma más económica y eficazde conexión para, al mismo tiempo, aumentar la fiabilidad del sistema, evitar los tiempos de espera en latransmisión, permitir un mejor control de la red y lograr de forma eficiente el aumento del número de lasestaciones de trabajo.
Dentro de las topologías que existen, las más comunes son:
Aunque no son las más comunes también existen otras topologías generadas por las combinaciones entre las yamencionadas anteriormente como es el caso de:
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OBJETIVO: Describir la estructura de las redes actuales y su interconexión con otro tipos, mediante el análisis desu topología, arquitectura y dispositivos de conexión.
Por lo tanto, no hay que confundir los términos de Arquitectura con lo de Topología ni mucho menos el terminoprotocolo ya que este último consiste precisamente en:
Protocolo de Redes
Los protocolo de red son una o más normas standard que especifican el método para enviar y recibir datos entrevarios ordenadores. Su instalación esta en correspondencia con el tipo de red y el sistema operativo que lacomputadora tenga instalado.No existe un único protocolo de red, y es posible que en un mismo ordenador coexistan instalados varios de ellos,pues cabe la posibilidad que un mismo ordenador pertenezca a redes distintas. La variedad de protocolos puedesuponer un riesgo de seguridad: cada protocolo de red que se instala en un sistema queda disponible para todoslos adaptadores de red existentes en dicho sistema, físicos (tarjetas de red o módem) o lógicos (adaptadores
VPN). Si los dispositivos de red o protocolos no están correctamente configurados, se puede dar acceso nodeseado a los recursos de la red. En estos casos, la regla de seguridad más sencilla es tener instalados el númerode protocolos indispensable; en la actualidad y en la mayoría de los casos debería bastar con sólo TCP /IP. Dentro de la familia de protocolos se pueden distinguir
Protocolos de transporte:
ATP (Apple Talk Transaction Protocol) NetBios/NetBEUI TCP (Transmission Control Protocol)
Protocolos de red: DDP (Delivery Datagram Protocol)
IP (Internet Protocol) IPX (Internet Packed Exchange) NetBEUI Desarrollado por IBM y Microsoft.
Protocolos de aplicación:
AFP (Appletalk File Protocol) FTP (File Transfer Protocol) Http (Hyper Text transfer Protocol)
Dentro de los protocolos antes mencionados, los más utilizados son:IPX/SPX, protocolos desarrollados por Novell a principios de los años 80 los cuales sirven de interfaz entre elsistema operativo de red Netware y las distintas arquitecturas de red. El protocolo IPX es similar a IP, SPX es
similar a TCP por lo tanto juntos proporcionan servicios de conexión similares a TCP/IP.
NETBEUI/NETBIOS (Network Basic Extended User Interface / Network Basic Input/Output System)NETBIOS es un protocolo de comunicación entre ordenadores que comprende tres servicios (servicio de nombres,
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servicio de paquetes y servicio de sesión, inicialmente trabajaba sobre el protocolo NETBEUI, responsable deltransporte de datos. Actualmente con la difusión de Internet, los sistemas operativos de Microsoft más recientespermiten ejecutar NETBIOS sobre el protocolo TCP/IP, prescindiendo entonces de NETBEUI.
APPLE TALK es un protocolo propietario que se utiliza para conectar computadoras Macintosh de Appleen redes locales.
TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) este protocolo fue diseñado a finales de losaños 60, permite enlazar computadoras con diferentes sistemas operativos. Es el protocolo que utiliza la red deredes Internet.
Por tanto, hablar de arquitecturas se refiere al diseño de cualquier parte de un sistema de computo, o deun sistema entero que incluye hardware y software en cuanto a la comunicación de los datos y como se dijo alprincipio es el medio más efectivo en cuanto a costos a desarrollar e implementar… etc.
Los tipos más comunes que existen son los siguientes:
Arcnet
La Red de computacion de recursos conectadas (ARCNET, Attached Resource Computing Network) es un sistemade red banda base, con paso de testigo (token) que ofrece topologias flexibles en estrella y bus a un precio bajo.
Las velocidades de transmision son de 2.5 Mbits/seg. ARCNET usa un protocolo de paso de testigo en unatopologia de red en bus con testigo, pero ARCNET en si misma no es una norma IEEE. En 1977, Datapointdesarrollo ARCNET y autorizo a otras compañias. En 1981, Standard Microsystems Corporation (SMC) desarrolloel primer controlador LAN en un solo chip basado en el protocolo de paso de testigo de ARCNET. En 1986 seintrodujo una nueva tecnologia de configuracion de chip.
ARCNET tiene un bajo rendimiento, soporta longitudes de cables de hasta 2000 pies cuando se usanconcentradores activos. Es adecuada para entrornos de oficina que usan aplicaciones basadas en texto y dondelos usuarios no acceden frecuentemente al servidor de archivos. Las versiones mas nuevas de ARCNET soportancable de fibra optica y de par-trenzado. Debido a que su esquema de cableado flexible permite de conexiónlargas y como se pueden tener configuraciones en estrella en la misma red de area local (LAN Local AreaNetwork). ARCNET es una buena eleccion cuando la velocidad no es un factor determinante pero el precio si. Ademas, el cable es del mismo tipo del que se utiliza para la conexión de determinales IBM 3270 a computadoras
centrales de IBM y puede que va este colocado en algunos edificios. ARCNET proporciona una red rebusta que no es tan susceptible a fallos como Ethernet de cable coaxial si el cablese suelta o se desconecta. Esto se debe particularmente a su topologia y a su baja velocidad de transferencia. Siel cable que une una estacion de trabajo a un concentrador se desconecta o corta, solo dicha estacion de trabajose va a abajo, no la red entera. El protocolo de paso de testigo requiere que cada transaccion sea reconocida, demodo no hay cambios virtuales de errores, aunque el rendimiento es mucho mas bajo que en otros esquemas deconexión de red.
ARCNET Plus, una version de 20 Mbits/seg que es compartible con ARCNET a 2.5 Mbits/seg. Ambas versionespueden estar en la misma LAN. Fundamentalmente, cada nodo advierte de sus capacidades de transmision aotros nodos, de este modo si un modo rapido necesita comunicarse con uno lento, reduce su velocidad a la masbaja durante esa sesion ARCNET Plus soporta tamaños de paquetes mas grandes y ocho veces mas estaciones.Otra nueva caracteristica en la capacidad de conectar con redes Ethernet, anillo con testigo y Protocolo de control
de transmision/Protocolo Internet (TCP/IP, Transmission Control Protocol/Internet Protocol) mediante el uso depuentes (bridges) y encaminadores (routers). Esto es posible porque la version nueva soporta la norma decontrol de enlace logico IEEE 802.2.Metodo de acceso a la ARCnet.- ARCnet utiliza un protocolo de bus de token que considera a la red como un anillo logico. El permiso paratransmitrir un token se tiene que turnar en el anillo logico, de acuerdo con la direccion de la tarjeta de interfaz dered de la estacion de trabajo, la cual debe fijarse entre 1 y 255 mediante un conmutador DIP de 8 posiciones.Cada tarjeta de interfaz de red conoce su propia modo con la direccion de la estacion de trabajo a la cual le tieneque pasar la ficha. El moso con la direccion mayor cierra el anillo pasando la ficha al modo con la direccionmenor.
Ethernet Desarrollado por la compañía XERTOX y adoptado por la DEC (Digital Equipment Corporation), y la Intel,
Ethernet fue uno de los primero estándares de bajo nivel. Actualmente es el estándar mas ampliamente usado. Ethernet esta principalmente orientado para automatización de oficinas, procesamiento de datos
distribuido, y acceso de terminal que requieran de una conexión económica a un medio de comunicación localtransportando trafico a altas velocidades
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Este protocolo esta basado sobre una topología bus de cable coaxial, usando CSMA/CD para acceso almedio y transmisión en banda base a 10 MBPS. Además de cable coaxial soporta pares trenzados. También esposible usar Fibra Optica haciendo uso de los adaptadores correspondientes.
Además de especificar el tipo de datos que pueden incluirse en un paquete y el tipo de cable que sepuede usar para enviar esta información, el comité especifico también la máxima longitud de un solo cable (500
metros) y las normas en que podrían usarse repetidores para reforzar la señal en toda la red.
Funciones de la Arquitectura Ethernet
Encapsulacion de datos Formación de la trama estableciendo la delimitación correspondiente Direccionamiento del nodo fuente y destino Detección de errores en el canal de transmisión
Manejo de Enlace Asignación de canal Resolución de contención, manejando colisiones
Codificación de los Datos Generación y extracción del preámbulo para fines de sincronización Codificación y decodificación de bits
Acceso al Canal Transmisión / Recepción de los bits codificados. Sensibilidad de portadora, indicando trafico sobre el canal Detección de colisiones, indicando contención sobre el canal
Formato de Trama En una red ethernet cada elemento del sistema tiene una dirección única de 48 bits, y la información es
transmitida serialmente en grupos de bits denominados tramas. Las tramas incluyen los datos a ser enviados, ladirección de la estación que debe recibirlos y la dirección de la estación que los transmite
Cada interface ethernet monitorea el medio de transmisión antes de una transmisión para asegurar queno esté en uso y durante la transmisión para detectar cualquier interferencia.
En caso de alguna interferencia durante la transmisión, las tramas son enviadas nuevamente cuando elmedio esté disponible. Para recibir los datos, cada estación reconoce su propia dirección y acepta las tramas con
esa dirección mientras ignora las demás. El tamaño de trama permitido sin incluir el preámbulo puede ser desde 64 a 1518 octetos. Las tramas
fuera de este rango son consideradas invalidas
TOKEN RING
Las redes Token Ring originalmente fueron desarrolladas por IBM en los años 1970s, con topología lógica enanillo y técnica de acceso de paso de testigo.El primer diseño de una red de Token-Ring es atribuido a E. E. Newhall en 1969. IBM publicó por primera vez sutopología de Token-Ring en marzo de 1982, cuando esta compañía presento los papeles para el proyecto 802 delIEEE. IBM anunció un producto Token-Ring en 1984, y en 1985 éste llegó a ser un standard de ANSI/IEEE,debido al apoyo de la primera empresa informática mundial.
La red Token-Ring es una implementación del standard IEEE 802.5, en el cual se distingue más por su método detransmitir la información que por la forma en que se conectan las computadoras. El IEEE (Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos), ha desarrollado una serie de estándares (IEEE 802.X)en los que se definen los aspectos físicos (cableado, topología física y eléctrica) y de control de acceso al mediode redes locales. Estos estándares se han reconocido internacionalmente (ANSI, ISO, etc.), y adoptado por ISOen una serie equivalente ISO 8802.X.
La norma 802.5 que ha realizado el IEEE defina redes con anillo lógico en un anillo físico (también se puedeconfigurar el anillo lógico sobre una topología física de estrella) y con protocolo MAC de paso de testigo (TokenRing). La norma prevé distintos niveles de prioridad (codificados mediante unos bits incluidos en el testigo). Lasvelocidades de transmisión normalizadas son de 1,4, 16, 20 y 40 Mbit/s (la más común es de 16 Mbit/s), existendiferentes tipos de cableado: UTP, STP y cable coaxial. Hasta finales de 1988, la máxima velocidad permitida en este tipo de redes era de 4 Mbps, con soporte físico depar trenzado. En esa fecha se presentó la segunda generación Token Ring-II, con soporte físico de cable coaxial
y de fibra óptica, y velocidades de hasta 16 Mbps. Sin embargo, las redes antiguas, con cable de par trenzado,debían recablearse si se querían utilizar las prestaciones de las de segunda generación, lo cual representa unbuen ejemplo de la importancia que las decisiones sobre cableado tienen en la implantación de una red de árealocal.
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TOPOLOGÍA UTILIZADAEn la topología de red en anillo las estaciones se conectan formando un anillo. Cada estación está conectada a lasiguiente y la última está conectada a la primera. Cada estación tiene un receptor y un transmisor que hace lafunción de repetidor, pasando la señal a la siguiente estación del anillo. No hay una computadora host central
que guarde todos los datos. Las comunicaciones fluyen en una sola dirección alrededor del anillo. En estatopología los datos se distribuyen con un orden preestablecido
Esquemas de la Red Token Ring
Los datos en Token-Ring se transmiten a 4 ó 16mbps, depende de la implementacion que se haga. Todas lasestaciones se deben de configurar con la misma velocidad para que funcione la red. Cada computadora seconecta a través de cable Par Trenzado ya sea blindado o no a un concentrador llamado MAU(Media Access Unit),y aunque la red queda fisicamente en forma de estrella, lógicamente funciona en forma de anillo por el cual davueltas el Token. En realidad el MAU es el que contiene internamente el anillo y si falla una conexiónautomáticamente la ignora para mantener cerrado el anillo.En este tipo de red la comunicación se da por el paso de un token o testigo, que se puede conceptualizar comoun cartero que pasa recogiendo y entregando paquetes de información.
Características Topología: anillo lógico, estrella física. Toda la información viaja en una sola dirección a lo largo del circulo formado por el anillo. El anillo no representa un medio de difusión sino que una colección de enlaces punto a punto individuales. Cada estación se conecta a otras. Cada nodo siempre pasa el mensaje, si este mensaje es para él, entonces lo copia y lo vuelve a enviar. Número máximo de nodos por red 260. El arreglo tiene un bit de verificación, a simple vista, este mecanismo podría parecer menos fuerte que el
mecanismo usado para la topología en caso de fallas. En la implementación es posible diseñar anillos que permitan saltar a un nodo que este fallando. Resultan más caras que las ethernet, pero son más estables.
Ventajas No requiere de enrutamiento. Requiere poca cantidad de cable. Fácil de extender su longitud, ya que el nodo esta diseñado como repetidor, por lo que permite amplificar la señal
y mandarla mas lejos.
Desventajas Altamente susceptible a fallas. Una falla en un nodo deshabilita toda la red (esto hablando estrictamente en el concepto puro de lo que es una
topología de anillo). El software de cada nodo es mucho más complejo.
FUNCIONAMIENTO:
Método de Acceso:
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El método de acceso es conocido como token passing o Paso de testigo y consiste en que una sola estaciónpuede transmitir en determinado instante y es precisamente la que posea en ese momento el Token, este es elencargado de asignar los permisos para transmitir los datos.La información que viaja en el recorre una sola dirección a lo largo de la red. No requiere de enrutamiento, yaque cada paquete es pasado a su vecino y así consecutivamente, por ejemplo, tenemos tres estaciones de
trabajo A, B, C, etc., si una estación A transmite un mensaje, este pasa a B, independientemente de si va dirigidoa la B o a otra, luego por C ,etc.
El Token se mantiene circulando constantemente a través de todo el anillo mientras ninguna estación necesitatransmitir. Cuando alguna maquina desea enviar o solicitar datos hacia la red debe esperar a que le llegue elToken vacío, cuando le llega adjunta el mensaje al Token y este activa una señal indicando que el bus estaocupado. El mensaje continúa su recorrido en orden, hasta llegar a la estación destino. La estación que mandópuede chequear si el token encontró a la estación destino y si entregó la información correspondiente (Acuse derecibo), en estos casos cuando la otra computadora recibe la información el Token regresa a la estación origenque envió el mensaje con un mensaje de que fue recibida la información. Luego se libera el Token para volver aser usado por cualquiera otra computadora. Un dispositivo tiene que esperar hasta que el token llega a ese lugarpara poder adjuntar el mensaje que desea mandar hacia otra estación de trabajo.Si en un momento dado el token esta ocupado atendiendo una llamada y otra maquina desea ocupar la red,envía un comando de espera antes de darle entrada a la nueva petición (por lo general, transcurren solo unas
fracciones de segundo).
Aquí debido a que una computadora requiere el Token para enviar información no hay colisiones.El token es un paquete físico especial, que no debe confundirse con un paquete de datos. Ninguna estaciónpuede retener el token por más de un tiempo dado (10 ms).El problema reside en el tiempo que debe esperar una computadora para obtener el Token sin utilizar. El tokencircula muy rápidamente, pero obviamente esto significa que la mayor parte de las veces, los dispositivos tendránque esperar algo antes de poder mandar un mensaje.
La eficiencia en este sistema se debe a que las comunicaciones siempre viajan en una misma dirección y elsistema únicamente permite que una información este viajando por el cable en un momento dado.Cabe mencionar que si algún nodo de la red se cae (termino informático para decir que esta en malfuncionamiento o no funciona para nada) la comunicación en todo el anillo se pierde.Igual a como sucede en la tecnología Ehernet, el sistema Token Ring también utiliza paquetes de información otramas en las cuales se incluye la información de control de la comunicación. El acceso al medio es deterministapor el paso del testigo, a diferencia de otras redes de acceso no determinístico, estocástico, como Ethernet.El problema con Ethernet es que la distribución del acceso al medio es aleatoria, por lo que puede ser injusta,perjudicando a un computador durante un periodo de tiempo. En algunos casos es muy importante garantizar unacceso igualitario al medio, de modo de garantizar que siempre podremos transmitir, independientemente de lacarga. Por razones de justicia en el acceso, típicamente estas redes se organizan en anillo, de modo de que eltoken pueda circular en forma natural.
En cada anillo hay una estación supervisora que se encarga de inspeccionarlo. Cualquier estación puede llegar aser supervisora. La responsabilidad de ésta es: vigilar el testigo, tomar decisiones en caso de ruptura del anillo,limpieza del anillo de tramas mutiladas, observar la presencia de tramas huérfanas.
APPLE TALK
ORIGEN Apple Talk es una colección de protocolos que fue desarrollada por Apple Computer a principios de los añosochenta, de manera conjunta con la computadora de Macintosh. El propósito de AppleTalk era permitir a usuariosmúltiples compartir recursos, como archivos e impresoras, es decir, el montaje de lo que hoy conocemos comouna red. AppleTalk fue diseñado con una interface de red transparente. Es decir, que en la interacción entre computadorasclientes y servidores se requiere poca interacción por parte del usuario. Además, el funcionamientos real de losprotocolos AppleTalk es invisible para el usuario final. Apple Talk ofrece por sí mismo una velocidad detransferencia de 230 Kb/seg. (Kilobit por segundo).Existen dos versiones de Apple Talk
i. AppleTalk Fase 1, que es la primera especificación de AppleTalk, se desarrolló a principios de los ochentaestrictamente para el uso de workgroups en áreas locales. El Fase 1 por consiguiente tiene dos limitaciones
claves: el segmento de red puede contener no más de 32 nodos activos, y puede soportar sólo las redes de cortaextensión.
ii. AppleTalk Fase 2, que es la segunda mejora de la implementación AppleTalk, se diseñó para el uso en inter-redesmás grandes. El Fase 2 elimina las limitaciones de AppleTalk Fase 1 y ofrece varias mejoras sobre él . En
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particular, el Fase 2 permite la combinación de múltiples estaciones en un único segmento de red y soportaambos tipos: redes de corta extensión y las redes extendidas.COMPONENTESLas redes AppleTalk son colocadas jerárquicamente. Cuatro componentes básicos forman la base de una red AppleTalk
1. Sockets,2. Nodos,3. Redes, y4. Zonas.
Figura 1. Organización jerárquica de una inter-red AppleTalk. Socket Un socket de AppleTalk es una única, localización direccionable en un nodo (de Apple Talk). Es el punto lógico en
el cual la capa superior de Apple Talk realiza procesos de software e interactúa con el DDP (visto más adelante)de la capa de red. Estos procesos, son conocidos como sockets clients. Los sockets clients poseen uno o mássockets, que son utilizados para el envío y la recepción de datagramas. Los sockets pueden ser asignadosestáticamente o dinámicamente. Los sockets asignados estáticamente son reservados para el uso de ciertosprotocolos u otros procesos. Los sockets asignados dinámicamente son asignados por el DDP para los sockets clients que lo soliciten. Un nodo de AppleTalk puede contener hasta 254 sockets diferentes.
Figura 2. Los socket client utilizan socket para enviar y recibir datagramas. Nodos Un nodo es un dispositivo que está conectado a la red (computadora macentosh, un impresor, una PC, unruteador, o cualquier dispositivo similar). Dentro de cada nodo de AppleTalk existen numerosos procesos a nivelde software llamados sockets. Como se mencionó anteriormente, la función que tinen estos sockets es la
identificación de un proceso que se esté ejecutando en un dispositivo. Cada nodo en AppleTalk corresponde auna sola red y a una zona específica.Redes Una red de AppleTalk consiste en un solo cable lógico y múltiples nodos conectados. Este cable lógico estácompuesto de un solo cable físico o de múltiples cables físicos interconectados usando bridges (puentes) orouters (rutedores).Las redes de AppleTalk pueden ser de 2 tipos:
1. De Corta Extensión: Un red AppleTalk de corta extensión es un segmento físico de red que es diferenciado conun solo número de red que puede variar entre 1 y 1,024. Una "red 100" y una "red 562", por ejemplo, son dosnúmeros de red válidos para una red de corta extensión. Cada número de nodo en una red de corta extensióndebe ser único, y un segmento de red de este tipo no puede tener más de una Zona de AppleTalk configurada enél. (Una zona es un grupo lógico de nodos o de redes).
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Figura 3. A una red AppleTalk de Corta Extensión se le asignada un sólo número de red. 2. Extendidas: Una red AppleTalk extendida es un segmento físico de red en el que pueden asignarse múltiples
números de redes. Esta configuración es conocida como cable range o rango de cable. Los rangos de cable AppleTalk pueden indicar un solo número de red o múltiples números consecutivos de (especies de subredes)redes. El rango de cable "Red 3-3" y el "Red 3-6", por ejemplo, son numeraciones válidas de una red extendida. Así como en otros protocolos, como TCP/IP o IPX, cada combinación de número de red y número de nodo en unared extendida debe ser único, y su dirección debe ser única para propósitos de identificación. Las redesextendidas pueden tener múltiples zonas AppleTalk configuradas en un solo segmento de red, y los nodos en lasredes extendidas pueden pertenecer a cualquier zona asociada con la red extendida.
Figura 4. A una red AppleTalk Extendida se le pueden asignar múltiples números de red. Zonas Una zona de AppleTalk es un grupo lógico de nodos o de redes que se definen cuando el administrador de la redconfigura la red. Los nodos o las redes no necesitan estar físicamente inmediatos para pertenecer a la mismazona.
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Figura 5. Para formar una Zona AppleTalk los nodos o las redes no necesitan estar físicamentecontiguas. CAPAS: FÍSICA Y ENLACE DE DATOSLas cuatro aplicaciones principales de acceso al medio que existen en los protocolos AppleTalk son:
1. EtherTalk,2. LocalTalk,3. TokenTalk, y4. FDDITalk.
DIRECCIONES DE RED AppleTalk utiliza direcciones para identificar y localizar dispositivos en una red de una manera similar al utilizadopor otros protocolos comunes como TCP/IP e IPX. Estas direcciones son asignadas dinámicamente y estáncompuestas de tres elementos:
1. Número de red (Network Number). Un valor de 16 bits que identifica un red AppleTalk específica (extendidaso no extendidas).
2. Número de nodo (Nodo Number). Un valor de 8 bits que identifica un nodo particular AppleTalk conectado enuna red específica.
3. Número de socket (Socket Number). Un numero de 8 bits que identifica un socket específico, en ejecución,en un nodo de la red.Las direcciones de AppleTalk normalmente están escritas como valores decimales separados por un punto. Porejemplo, 10.1.50 significa Red 10, Nodo 1, Socket 50. También como 10.1, socket 50.
Figura 7. Una dirección de red AppleTalk, está constituida de tres números distintivos.
FDDI
Las redes FDDI (Fiber Distributed Data Interface - Interfaz de Datos Distribuida por Fibra )surgieron a mediados de los años ochenta para dar soporte a las estaciones de trabajo de alta
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velocidad, que habían llevado las capacidades de las tecnologías Ethernet y Token Ring existenteshasta el límite de sus posibilidades.
Las redes FDDI utilizan un mecanismo de transmisión de tokens similar al de las redes TokenRing, pero además, acepta la asignación en tiempo real del ancho de banda de la red, mediante ladefinición de dos tipos de tráfico:
1. Tráfico Síncrono : Puede consumir una porción del ancho de banda total de 100 Mbps de una redFDDI, mientras que el tráfico asíncrono puede consumir el resto.
2. Tráfico Asíncrono : Se asigna utilizando un esquema de prioridad de ocho niveles. A cada estaciónse asigna un nivel de prioridad asíncrono.
El ancho de banda síncrono se asigna a las estaciones que requieren una capacidad detransmisión continua. Esto resulta útil para transmitir información de voz y vídeo. El ancho de bandarestante se utiliza para las transmisiones asíncronasFDDI especifica una LAN de dos anillos de 100 Mbps con transmisión de tokens, que usa un medio de
transmisión de fibra óptica.
Aunque funciona a velocidades más altas, FDDI es similar a Token Ring. Ambas configuracionesde red comparten ciertas características, tales como su topología (anillo) y su método de acceso almedio (transferencia de tokens).Una de las características de FDDI es el uso de la fibra óptica como medio de transmisión. La fibraóptica ofrece varias ventajas con respecto al cableado de cobre tradicional, por ejemplo:
Seguridad: la fibra no emite señales eléctricas que se pueden interceptar. Confiabilidad: la fibra es inmune a la interferencia eléctrica. Velocidad: la fibra óptica tiene un potencial de rendimiento mucho mayor que el del cable de cobre.
Existen dos clases de fibra: monomodo (también denominado modo único); y multimodo. La fibra
monomodo permite que sólo un modo de luz se propague a través de ella, mientras que la fibramultimodo permite la propagación de múltiples modos de luz. Los modos se pueden representarcomo haces de rayos luminosos que entran a la fibra en un ángulo determinado.
INTERCONEXION DE REDES
OBJETIVO: Identificar los elementos que intervienen en la interconexión de redes, mediante la revisión de suscaracterísticas y funciones
1. ¿Qué es la interconexión de redes?Cuando se diseña una red de datos se desea sacar el máximo rendimiento de sus
capacidades. Para conseguir esto, la red debe estar preparada para efectuarconexiones a través de otras redes, sin importar qué caracterí sticas posean.
El objetivo de la Interconexión de Redes (internetworking) es dar un servicio decomunicación de datos que involucre diversas redes con diferentes tecnologías deforma transparente para el usuario. Este concepto hace que las cuestiones técnicasparticulares de cada red puedan ser ignoradas al diseñar las aplicaciones queutilizarán los usuarios de los servicios.
Los dispositivos de interconexión de redes sirven para superar las limitaciones físicas
de los elementos básicos de una red, extendiendo las topologías de esta.
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UNIDAD III “ Arquitectura E interconexión de Redes”
OBJETIVO: Describir la estructura de las redes actuales y su interconexión con otro tipos, mediante el análisis desu topología, arquitectura y dispositivos de conexión.
Algunas de las ventajas que plantea la interconexión de redes de datos, son: Compartición de recursos dispersos. Coordinación de tareas de diversos grupos de trabajo. Reducción de costos, al utilizar recursos de otras redes. Aumento de la cobertura geográfica.
Tipos de Interconexión de redes
Se pueden distinguir dos tipos de interconexión de redes, dependiendo del ámbito deaplicación:
Interconexión de Área Local (RAL con RAL)Una interconexión de Área Local conecta redes que están geográficamente cerca,
como puede ser la interconexión de redes de un mismo edificio o entre edificios,creando una Red de Área Metropolitana (MAN)
Interconexión de Área Extensa (RAL con MAN y RAL con WAN)
La interconexión de Área Extensa conecta redes geográficamente dispersas, porejemplo, redes situadas en diferentes ciudades o países creando una Red de ÁreaExtensa (WAN)
2. Dispositivos de interconexion de redes.
Concentradores (Hubs)
El término concentrador o hub describe la manera en que las conexiones de cableadode cada nodo de una red se centralizan y conectan en un único dispositivo. Se sueleaplicar a concentradores Ethernet, Token Ring, y FDDI(Fiber Distributed DataInterface) soportando módulos individuales que concentran múltiples tipos defunciones en un solo dispositivo. Normalmente los concentradores incluyen ranuraspara aceptar varios módulos y un panel trasero común para funciones deencaminamiento, filtrado y conexión a diferentes medios de transmisión (por ejemploEthernet y TokenRing).
Los primeros hubs o de "primera generación" son cajas de cableado avanzadas queofrecen un punto central de conexión conectado a varios puntos. Sus principalesbeneficios son la conversión de medio (por ejemplo de coaxial a fibra óptica), yalgunas funciones de gestión bastante primitivas como particionamiento automáticocuando se detecta un problema en un segmento determinado.
Los hubs inteligentes de "segunda generación" basan su potencial en lasposibilidades de gestión ofrecidas por las topologías radiales (TokenRing y Ethernet).Tiene la capacidad de gestión, supervisión y control remoto, dando a los gestores dela red la oportunidad de ofrecer un período mayor de funcionamiento de la redgracias a la aceleración del diagnóstico y solución de problemas. Sin embargo tienenlimitaciones cuando se intentan emplear como herramienta universal de
configuración y gestión de arquitecturas complejas y heterogéneas.
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UNIDAD III “ Arquitectura E interconexión de Redes”
OBJETIVO: Describir la estructura de las redes actuales y su interconexión con otro tipos, mediante el análisis desu topología, arquitectura y dispositivos de conexión.
Los nuevos hubs de "tercera generación" ofrecen proceso basado en arquitecturaRISC (Reduced Instructions Set Computer) junto con múltiples placas de altavelocidad. Estas placas están formadas por varios buses independientes Ethernet,TokenRing, FDDI y de gestión, lo que elimina la saturación de tráfico de los actuales
productos de segunda generación.
A un hub Ethernet se le denomina "repetidor multipuerta". El dispositivo repitesimultáneamente la señal a múltiples cables conectados en cada uno de los puertosdel hub. En el otro extremo de cada cable está un nodo de la red, por ejemplo unordenador personal. Un hub Ethernet se convierte en un hub inteligente (smart hub)cuando puede soportar inteligencia añadida para realizar monitorización y funcionesde control.
Los concentradores inteligentes (smart hub) permiten a los usuarios dividir la red en
segmentos de fácil detección de errores a la vez que proporcionan una estructura decrecimiento ordenado de la red. La capacidad de gestión remota de los hubsinteligentes hace posible el diagnóstico remoto de un problema y aísla un punto conproblemas del resto de la RAL, con lo que otros usuarios no se ven afectados.
El tipo de hub Ethernet más popular es el hub 10BaseT. En este sistema la señalllega a través de cables de par trenzado a una de las puertas, siendo regeneradaeléctricamente y enviada a las demás salidas. Este elemento también se encarga dedesconectar las salidas cuando se produce una situación de error.
A un hub TokenRing se le denomina Unidad de Acceso Multiestación (MAU)Multiestation Access Unit). Las MAUs se diferencian de los hubs Ethernet porque lasprimeras repiten la señal de datos únicamente a la siguiente estación en el anillo yno a todos los nodos conectados a ella como hace un hub Ethernet. Las MAUspasivas no tienen inteligencia, son simplemente retransmisores. Las MAUs activas nosólo repiten la señal, además la amplifican y regeneran. Las MAUs inteligentesdetectan errores y activan procedimientos para recuperarse de ellos.
Repetidores
El repetidor es un elemento que permite la conexión de dos tramos de red, teniendocomo función principal regenerar eléctricamente la señal, para permitir alcanzardistancias mayores manteniendo el mismo nivel de la señal a lo largo de la red. Deesta forma se puede extender, teóricamente, la longitud de la red hasta el infinito.
Un repetidor interconecta múltiples segmentos de red en el nivel físico del modelo dereferencia OSI. Por esto sólo se pueden utilizar para unir dos redes que tengan losmismos protocolos de nivel físico.
Los repetidores no discriminan entre los paquetes generados en un segmento y losque son generados en otro segmento, por lo que los paquetes llegan a todos los
nodos de la red. Debido a esto existen más riesgos de colisión y más posibilidades decongestión de la red.
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UNIDAD III “ Arquitectura E interconexión de Redes”
OBJETIVO: Describir la estructura de las redes actuales y su interconexión con otro tipos, mediante el análisis desu topología, arquitectura y dispositivos de conexión.
Se pueden clasificar en dos tipos: Locales: cuando enlazan redes próximas. Remotos: cuando las redes están alejadas y se necesita un medio intermedio
de comunicación.
Normalmente la utilización de repetidores está limitada por la distancia máxima de lared y el tamaño máximo de cada uno de los segmentos de red conectados. En lasredes Ethernet, por problemas de gestión de tráfico en la red, no deben existir másde dos repetidores entre dos equipos terminales de datos, lo que limita la distanciamáxima entre los nodos más lejanos de la red a 1.500 m. (enlazando con dosrepetidores tres segmentos de máxima longitud, 500 m).
Ventajas:Incrementa la distancia cubierta por la RAL.
Retransmite los datos sin retardos.Es transparente a los niveles superiores al físico.Desventajas:
Incrementa la carga en los segmentos que interconecta.
Los repetidores son utilizados para interconectar RALs que estén muy próximas,cuando se quiere una extensión física de la red. La tendencia actual es dotar de másinteligencia y flexibilidad a los repetidores, de tal forma que ofrezcan capacidad degestión y soporte de múltiples medios físicos, como Ethernet sobre par trenzado(10BaseT), ThickEthernet (10Base5), ThinEthernet (10Base2), TokenRing, fibra
óptica, etc.Puentes (Bridges)
Son elementos inteligentes, constituidos como nodos de la red, que conectan entre sí dos subredes, transmitiendo de una a otra el tráfico generado no local. Al distinguirlos tráficos locales y no locales, estos elementos disminuyen el mínimo total depaquetes circulando por la red por lo que, en general, habrá menos colisiones yresultará más difícil llegar a la congestión de la red.
Operan en el Nivel de Enlace del modelo de referencia OSI, en el nivel de trama MAC(Medium Access Control, Control de Acceso al Medio) y se utilizan para conectar oextender redes similares, es decir redes que tienen protocolos idénticos en los dosniveles inferiores OSI, (como es TokenRing con TokenRing, Ethernet con Ethernet,etc) y conexiones a redes de área extensa.
Se encargan de filtrar el tráfico que pasa de una a otra red según la dirección dedestino y una tabla que relaciona las direcciones y la red en que se encuentran lasestaciones asignadas.
Las redes conectadas a través de bridge aparentan ser una única red, ya que
realizan su función transparentemente; es decir, las estaciones no necesitan conocerla existencia de estos dispositivos, ni siquiera si una estación pertenece a uno u otrosegmento.
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UNIDAD III “ Arquitectura E interconexión de Redes”
OBJETIVO: Describir la estructura de las redes actuales y su interconexión con otro tipos, mediante el análisis desu topología, arquitectura y dispositivos de conexión.
Un bridge ejecuta tres tareas básicas: Aprendizaje de las direcciones de nodos en cada red. Filtrado de las tramas destinadas a la red local. Envío de las tramas destinadas a la red remota.
Se distinguen dos tipos de bridge: Locales: sirven para enlazar directamente dos redes físicamente cercanas. Remotos o de área extensa: se conectan en parejas, enlazando dos o más
redes locales, formando una red de área extensa, a través de líneas telefónicas.Se puede realizar otra división de los bridges en función de la técnica de filtrado yenvío (bridging) que utilicen:
Spanning Tree Protocol Bridge o Transparent Protocol Bridge (Protocolo de Arbol en Expansión o Transparente, STP).
Estos bridges deciden qué paquetes se filtran en función de un conjunto de tablas dedirecciones almacenadas internamente. Su objetivo es evitar la formación de lazosentre las redes que interconecta. Se emplea normalmente en entornos Ethernet.
Source Routing Protocol Bridge (Bridge de Protocolo de Encaminamiento porEmisor, SRP).El emisor ha de indicar al bridge cuál es el camino a recorrer por el paquete quequiere enviar. Se utiliza normalmente en entornos TokenRing.
Source Routing Transparent Protocol Bridge (Bridge de Protocolo deEncaminamiento por Emisor Transparente, SRTP).
Este tipo de bridges pueden funcionar en cualquiera de las técnicas anteriores. Ventajas de la utilización de bridges:
Fiabilidad. Utilizando bridges se segmentan las redes de forma que un fallosólo imposibilita las comunicaciones en un segmento.
Eficiencia. Segmentando una red se limita el tráfico por segmento, noinfluyendo el tráfico de un segmento en el de otro.
Seguridad. Creando diferentes segmentos de red se pueden definir distintosniveles de seguridad para acceder a cada uno de ellos, siendo no visible por unsegmento la información que circula por otro.
Dispersión. Cuando la conexión mediante repetidores no es posible debido a laexcesiva distancia de separación, los bridges permiten romper esa barrera dedistancias.Desventajas de los bridges:
Son ineficientes en grandes interconexiones de redes, debido a la grancantidad de tráfico administrativo que se genera.
Pueden surgir problemas de temporización cuando se encadenan variosbridges.
Pueden aparecer problemas de saturación de las redes por tráfico de difusión.Las aplicaciones de los bridges está en soluciones de interconexión de RALs
similares dentro de una interconexión de redes de tamaño pequeño-medio, creandouna única red lógica y obteniendo facilidad de instalación, mantenimiento ytransparencia a los protocolos de niveles superiores. También son útiles en
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UNIDAD III “ Arquitectura E interconexión de Redes”
OBJETIVO: Describir la estructura de las redes actuales y su interconexión con otro tipos, mediante el análisis desu topología, arquitectura y dispositivos de conexión.
conexiones que requieran funciones de filtrado. Cuando se quiera interconectarpequeñas redes.
Encaminadores (Routers)
Son dispositivos inteligentes que trabajan en el Nivel de Red del modelo dereferencia OSI, por lo que son dependientes del protocolo particular de cada red.Envían paquetes de datos de un protocolo común, desde una red a otra.Convierten los paquetes de información de la red de área local, en paquetes capacesde ser enviados mediante redes de área extensa. Durante el envío, el encaminadorexamina el paquete buscando la dirección de destino y consultando su propia tablade direcciones, la cual mantiene actualizada intercambiando direcciones con losdemás routers para establecer rutas de enlace a través de las redes que losinterconectan. Este intercambio de información entre routers se realiza mediante
protocolos de gestión propietarios.Los encaminadores se pueden clasificar dependiendo de varios criterios: En función del área:
o Locales: Sirven para interconectar dos redes por conexión directa de los mediosfísicos de ambas al router.
o De área extensa: Enlazan redes distantes. En función de la forma de actualizar las tablas de encaminamiento
(routing):o Estáticos: La actualización de las tablas es manual. o Dinámicos: La actualización de las tablas las realiza el propio router
automáticamente. En función de los protocolos que soportan:
o IPXo TCP /IPo DECneto AppleTalk o XNSo OSIo X.25
En función del protocolo de encaminamiento que utilicen:
Routing Information Protocol (RIP)
Permite comunicar diferentes sistemas que pertenezcan a la misma red lógica. Tienen tablas de encaminamiento dinámicas y se intercambian información según lanecesitan. Las tablas contienen por dónde ir hacia los diferentes destinos y elnúmero de saltos que se tienen que realizar. Esta técnica permite 14 saltos comomáximo.
Exterior Gateway Protocol (EGP)
Este protocolo permite conectar dos sistemas autónomos que intercambien mensajesde actualización. Se realiza un sondeo entre los diferentes routers para encontrar el
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destino solicitado. Este protocolo sólo se utiliza para establecer un camino origen-destino; no funciona como el RIP determinando el número de saltos.
Open Shortest Path First Routing (OSPF)
Está diseñado para minimizar el tráfico de encaminamiento, permitiendo una totalautentificación de los mensajes que se envían. Cada encaminador tiene una copia dela topología de la red y todas las copias son idénticas. Cada encaminador distribuyela información a su encaminador adyacente. Cada equipo construye un árbol deencaminamiento independientemente.IS-ISEncaminamiento OSI según las normativas: ISO 9575, ISO 9542 e ISO 10589. Elconcepto fundamental es la definición de encaminamiento en un dominio y entrediferentes dominios. Dentro de un mismo dominio el encaminamiento se realiza
aplicando la técnica de menor coste. Entre diferentes dominios se consideran otrosaspectos como puede ser la seguridad. Otras variantes de los routers son:
Router MultiprotocoloTienen la posibilidad de soportar tramas con diferentes protocolos de Nivel de Red deforma simultánea, encaminándolas dinámicamente al destino especificado, a travésde la ruta de menor coste o más rápida. Son los routers de segunda generación. Noes necesario, por tanto, tener un router por cada protocolo de alto nivel existente enel conjunto de redes interconectadas. Esto supone una reducción de gastos deequipamiento cuando son varios los protocolos en la red global.
Brouter (bridging router)Son routers multiprotocolo con facilidad de bridge. Funcionan como router paraprotocolos encaminables y, para aquellos que no lo son se comportan como bridge,transfiriendo los paquetes de forma transparente según las tablas de asignación dedirecciones.
Operan tanto en el Nivel de Enlace como en el Nivel de Red del modelo de referenciaOSI. Por ejemplo, un Brouter puede soportar protocolos de encaminamiento ademásde source routing y spanning tree bridging. El Brouter funciona como un routermultiprotocolo, pero si encuentra un protocolo para el que no puede encaminar,entonces simplemente opera como bridge.
Las caracterí sticas y costes de los Brouter, hacen de estos la solución más apropiadapara el problema de interconexión de redes complejas. Ofrecen la mayor flexibilidaden entornos de interconexión complejos, que requieran soporte multiprotocolo,source routing y spanning tree e incluso de protocolos no encaminables. Sonaconsejables en situaciones mixtas bridge/router. Ofrecen la mayor flexibilidad enentornos de interconexión complejos, que requieran soporte multiprotocolo.
TrouterEs una combinación entre un router y servidor de terminales. Permite a pequeñosgrupos de trabajo la posibilidad de conectarse a RALs, WANs, modems, impresoras, y
otros ordenadores sin tener que comprar un servidor de terminales y un router. Elproblema que presenta este dispositivo es que al integrar las funcionalidades de
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OBJETIVO: Describir la estructura de las redes actuales y su interconexión con otro tipos, mediante el análisis desu topología, arquitectura y dispositivos de conexión.
router y de servidor de terminales puede ocasionar una degradación en el tiempo derespuesta.
Ventajas de los routers:
Seguridad. Permiten el aislamiento de tráfico, y los mecanismos deencaminamiento facilitan el proceso de localización de fallos en la red.
Flexibilidad. Las redes interconectadas con router no están limitadas en sutopología, siendo estas redes de mayor extensión y más complejas que las redesenlazadas con bridge.
Soporte de Protocolos. Son dependientes de los protocolos utilizados,aprovechando de una forma eficiente la información de cabecera de los paquetes dered.
Relación Precio / Eficiencia. El coste es superior al de otros dispositivos, en
términos de precio de compra, pero no en términos de explotación y mantenimientopara redes de una complejidad mayor. Control de Flujo y Encaminamiento. Utilizan algoritmos de encaminamiento
adaptativos (RIP, OSPF, etc), que gestionan la congestión del tráfico con un controlde flujo que redirige hacia rutas alternativas menos congestionadas.
Desventajas de los routers: Lentitud de proceso de paquetes respecto a los bridges. Necesidad de gestionar el subdireccionamiento en el Nivel de Enlace. Precio superior a los bridges.
Por su posibilidad de segregar tráfico administrativo y determinar las rutas máseficientes para evitar congestión de red, son una excelente solución para una graninterconexión de redes con múltiples tipos de RALs, MANs, WANs y diferentesprotocolos. Es una buena solución en redes de complejidad media, para separardiferentes redes lógicas, por razones de seguridad y optimización de las rutas.
Pasarelas (Gateways)
Estos dispositivos están pensados para facilitar el acceso entre sistemas o entornossoportando diferentes protocolos. Operan en los niveles más altos del modelo dereferencia OSI (Nivel de Transporte, Sesión, Presentación y Aplicación) y realizanconversión de protocolos para la interconexión de redes con protocolos de alto niveldiferentes.Los gateways incluyen los 7 niveles del modelo de referencia OSI, y aunque son máscaros que un bridge o un router, se pueden utilizar como dispositivos universales enuna red corporativa compuesta por un gran número de redes de diferentes tipos.Los gateways tienen mayores capacidades que los routers y los bridges porque nosólo conectan redes de diferentes tipos, sino que también aseguran que los datos deuna red que transportan son compatibles con los de la otra red. Conectan redes dediferentes arquitecturas procesando sus protocolos y permitiendo que los dispositivos
de un tipo de red puedan comunicarse con otros dispositivos de otro tipo de red. A continuación se describen algunos tipos de gateways:
Gateway asíncrono
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OBJETIVO: Describir la estructura de las redes actuales y su interconexión con otro tipos, mediante el análisis desu topología, arquitectura y dispositivos de conexión.
Sistema que permite a los usuarios de ordenadores personales acceder a grandesordenadores (mainframes) asíncronos a través de un servidor de comunicaciones, utilizando líneas telefónicas conmutadas o punto a punto. Generalmente estándiseñados para una infraestructura de transporte muy concreta, por lo que son
dependientes de la red. Gateway SNA
Permite la conexión a grandes ordenadores con arquitectura de comunicaciones SNA(System Network Architecture, Arquitectura de Sistemas de Red), actuando comoterminales y pudiendo transferir ficheros o listados de impresión.
Gateway TCP /IPEstos gateways proporcionan servicios de comunicaciones con el exterior vía RAL oWAN y también funcionan como interfaz de cliente proporcionando los servicios deaplicación estándares de TCP/IP. Gateway PAD X.25
Son similares a los asíncronos; la diferencia está en que se accede a los servicios através de redes de conmutación de paquetes X.25. Gateway FAX
Los servidores de Fax proporcionan la posibilidad de enviar y recibir documentos defax.
Ventajas: Simplifican la gestión de red. Permiten la conversión de protocolos.
Desventajas:
Su gran capacidad se traduce en un alto precio de los equipos. La función de conversión de protocolos impone una sustancial sobrecarga en
el gateway, la cual se traduce en un relativo bajo rendimiento. Debido a esto, ungateway puede ser un cuello de botella potencial si la red no está optimizada paramitigar esta posibilidad.Su aplicación está en redes corporativas compuestas por un gran número de RALs dediferentes tipos.
Conmutadores (Switches)Los conmutadores tienen la funcionalidad de los concentradores a los que añaden lacapacidad principal de dedicar todo el ancho de banda de forma exclusiva a cualquiercomunicación entre sus puertos. Esto se consigue debido a que el conmutador noactúa como repetidor multipuerto, sino que únicamente envía paquetes de datoshacia aquella puerta a la que van dirigidos. Esto es posible debido a que los equiposconfiguran unas tablas de encaminamiento con las direcciones MAC (nivel 2 de OSI)asociadas a cada una de sus puertas.
Esta tecnología hace posible que cada una de las puertas disponga de la totalidad delancho de banda para su utilización. Estos equipos habitualmente trabajan conanchos de banda de 10 y 100 Mbps, pudiendo coexistir puertas con diferentesanchos de banda en el mismo equipo.
Las puertas de un conmutador pueden dar servicio tanto a puestos de trabajopersonales como a segmentos de red (hubs), siendo por este motivo ampliamente
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UNIDAD III “ Arquitectura E interconexión de Redes”
OBJETIVO: Describir la estructura de las redes actuales y su interconexión con otro tipos, mediante el análisis desu topología, arquitectura y dispositivos de conexión.
utilizados como elementos de segmentación de redes y de encaminamiento detráfico. De esta forma se consigue que el tráfico interno en los distintos segmentosde red conectados al conmutador afecte al resto de la red aumentando de estamanera la eficiencia de uso del ancho de banda.
Hay tres tipos de conmutadores o técnicas de conmutación: Almacenar - Transmitir. Almacenan las tramas recibidas y una vez chequeadas se
envían a su destinatario. La ventaja de este sistema es que previene del malgasto deancho de banda sobre la red destinataria al no enviar tramas inválidas o incorrectas.La desventaja es que incrementa ligeramente el tiempo de respuesta del switch.
Cortar - Continuar. En este caso el envío de las tramas es inmediato una vezrecibida la dirección de destino. Las ventajas y desventajas son cruzadas respecto a Almacenar -Transmitir. Este tipo de conmutadores es indicado para redes con pocalatencia de errores.
Híbridos. Este conmutador normalmente opera como Cortar -Continuar, peroconstantemente monitoriza la frecuencia a la que tramas inválidas o dañadas sonenviadas. Si este valor supera un umbral prefijado el conmutador se comporta comoun Almacenar -Transmitir. Si desciende este nivel se pasa al modo inicial.En caso de diferencia de velocidades entre las subredes interconectadas elconmutador necesariamente ha de operar como Almacenar-Transmitir.
Esta tecnología permite una serie de facilidades tales como:
Filtrado inteligente. Posibilidad de hacer filtrado de tráfico no sólo basándose en
direcciones MAC, sino considerando parámetros adicionales, tales como el tipo deprotocolo o la congestión de tráfico dentro del switch o en otros switches de la red. Soporte de redes virtuales. Posibilidad de crear grupos cerrados de usuarios, servidos
por el mismo switch o por diferentes switches de la red, que constituyan dominiosdiferentes a efectos de difusión. De esta forma también se simplifican los procesosde movimientos y cambios, permitiendo a los usuarios ser ubicados o reubicados enred mediante software. Integración de routing. Inclusión de módulos que realizan función de los routers(encaminamiento), de tal forma que se puede realizar la conexión entre varias redesdiferentes mediante propios switches.
3. Tendencias tecnológicas y del mercado
Las principales tendencias del mercado de sistemas de interconexión de redes sonlas siguientes:
Tendencias de encaminamientoEl mercado está en expansión, cada vez hay más ofertas de productos y ademásestos incorporan nuevas facilidades de encaminamiento. Tanto los fabricantes deconcentradores como los de multiplexores están incorporando en sus productoscapacidades de encaminamiento, unos con redes de área metropolitana y extensa, yotros incorporando facilidades de interconexión de RALs.
Equipos de interconexión a bajo costeLos fabricantes están presentando equipos de bajo coste que permiten lainterconexión de dependencias remotas. Las soluciones de encaminamiento son de
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OBJETIVO: Describir la estructura de las redes actuales y su interconexión con otro tipos, mediante el análisis desu topología, arquitectura y dispositivos de conexión.
diversos tipos: integradas en servidores de red, en concentradores, en pequeñosequipos router, etc. Todos estos productos son fáciles de gestionar, operar ymantener.
Routers multiprotocolo
Estos dispositivos han permitido a los usuarios transportar protocolos diferentessobre la misma infraestructura de red, lo cual permitiría ahorrar en costes de lainfraestructura de transmisión y una potencial mejora de la interoperabilidad.
Interconexión de LAN/WAN bajo SwitchersLos conmutadores han evolucionado rápidamente dotándose de altas capacidades yvelocidad de proceso. Pensados para soportar conmutación ATM (AsynchronousTransfer Mode, Modo de Transferencia Asíncrono) bajo una arquitectura punto apunto, han logrado gran implantación como mecanismo de interconexión de redes deárea local heterogéneas, Token Ring y Ethernet en un mismo dominio. Esto seconsigue dado que el conmutador permite la segmentación de la red en subredes
conectadas a cada uno de sus puertos que puede gestionar de maneraindependiente. Capacidad de gestión
Los fabricantes están dotando a sus dispositivos de interconexión con mayorescapacidades de gestión que permitan la monitorización de la red mediante estacionesde gestión y control de los dispositivos de la red, enviando comandos por la reddesde la estación de gestión hasta el dispositivo de la red para cambiar/inicializar suconfiguración. Análisis de las necesidades del comprador
Las razones para proceder a la adquisición de sistemas de interconexión de redespueden estar determinadas por diferentes factores. Es labor del responsable decompras la realización de un análisis de necesidades existentes dentro de suorganización que permita determinar las necesidades actuales y futuras de losusuarios y las limitaciones o restricciones que ha de plantearse respecto aldimensionamiento de la red y de los dispositivos de interconexión. Es necesario teneren cuenta y analizar en profundidad los costes y beneficios asociados para obtenerargumentos de peso en la toma de decisiones.
En la fase de análisis de necesidades, fase inicial del proceso de adquisición, hay quetener en cuenta todos aquellos requisitos, limitaciones y restricciones que afecten,entre otros, a los siguientes puntos:
Ventajas de la interconexión de redesHay que determinar si algunas de las ventajas que proporciona la interconexión deredes es aplicable a las necesidades de la organización. La interconexión de redesproporcionan diferentes ventajas:
o Compartición de recursos dispersos o de otras redes.o Extensión de la red y aumento de la cobertura geográfica.o Segmentación de una red.o Separación entre redes.o Conversión de protocolos.
Antes de segmentar una red es recomendable realizar un estudio de flujos de datos,porque puede suceder que al realizar la partición en segmentos se aumente el tráficoen los segmentos en vez de disminuirlo.
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Número de redes que van a ser conectadas y topología de las redesEl conocimiento del número de redes a interconectar y las características específicasde cada uno de ellas, permitirá dimensionar correctamente tanto la estructura de lared final como los elementos necesarios para realizar la interconexión.
También se han de analizar las necesidades de adquisición de nuevas redes oinfraestructura de red para poder dar soporte a la futura red.
Es necesario delimitar claramente el tipo de redes existentes (Ethernet, TokenRing,FDDI, etc), su topología (estrella, bus, anillo, etc), su distribución espacial en elentorno de operación (localización y distancias). Es recomendable realizar planos delentorno en cuestión.
Características del entorno físico de operación
La interconexión de redes exige por lo general el tendido de cableado en lasdependencias por las que se extienden las redes y ello es una labor cuyacomplejidad, impacto y coste depende de varios factores. Entre éstos habrá queconsiderar el área cubierta por las redes y por su interconexión (ubicaciones,departamentos y edificios a interconectar), sus topologías, las peculiaridadesconstructivas de los locales o edificios, y otras cuestiones que pueden afectar no sóloal coste sino incluso a la viabilidad de la implantación de la interconexión de redes.
Estimación del coste de adquisición, operación y mantenimientoEl coste de adquisición de dispositivos de interconexión de red tiene varioscomponentes, directos e indirectos. Todos ellos han de ser tenidos en cuenta si se
quiere realizar una previsión razonable de fondos.Los principales factores de coste son los siguientes:
Dispositivos físicos de la red: medio de transmisión, elementos de conexión de losnodos, etc.
Dispositivos lógicos de la red: sistemas de gestión, control y mantenimiento.
Instalación: acondicionamiento de locales, canalización, tendido de cables, conexiónde dispositivos, etc.
Costes indirectos: redimensionamiento de nodos pasivos y activos, elementoscomplementarios, etc.
En ningún caso debe despreciarse a priori la importancia de ningún tipo de costes.
El responsable público de adquisición deberá de disponer de una estrategia de redesperfectamente elaborada para poder satisfacer las necesidades que se puedanplantear en un futuro. Cuando una red está instalada, ésta crece de formacontinuada, aumentando en equipos anteriormente no considerados y llegando a
lugares no contemplados, soportando nuevas aplicaciones..., lo cual demandarácapacidades no imperativas inicialmenteFactores relevantes en el proceso de adquisición
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UNIDAD III “ Arquitectura E interconexión de Redes”
OBJETIVO: Describir la estructura de las redes actuales y su interconexión con otro tipos, mediante el análisis desu topología, arquitectura y dispositivos de conexión.
En la definición del objeto del contrato y los requisitos inherentes al mismo, así comoen la valoración y comparación de ofertas de los licitadores pueden intervenirmuchos factores y de muy diversa índole.
Es de suma importancia que todos los factores relevantes que intervienen en elproceso de contratación queden debidamente recogidos en el pliego deprescripciones técnicas que regule el contrato. Así mismo, es conveniente que lassoluciones ofertadas por los licitadores sean recogidas en los cuestionariosdisponibles a tal efecto:De empresaEconómicosTécnicos particulares
No obstante y a título orientativo en este apartado se hace mención deaquellos factores, que entre los anteriores, pueden intervenir en el proceso deadquisición de equipos y sistemas de interconexión de redes y cuyo seguimientodebe efectuarse exhaustivamente:
Número de puertas disponiblesCuando se decide seleccionar un dispositivo de interconexión no sólo hay que teneren cuenta el número de puertas necesarias; hay que pensar en el crecimiento futuro.Interesa dejar un número de puertas disponibles para tener siempre capacidad decrecimiento. Es importante definir un tanto por ciento de puertas libres respecto a las
utilizadas. Este porcentaje varía de una implantación a otra y normalmente estácondicionado también por el coste de los dispositivos. Algunos de los dispositivosnecesitan conexión remota o local de consola, por lo que habrá que tener en cuentaque el dispositivo presente esta característica.
Gestión disponibleSNMPCMIPCMOTLa complejidad de las redes impone la necesidad de utilizar sistemas de gestióncapaces de controlar, administrar y monitorizar las redes y los dispositivos deinterconexión. Los routers son dispositivos que necesitan que se realicen funcionesde gestión. En los otros dispositivos es recomendable que tengan esta facilidad.
Es conveniente analizar si la gestión del dispositivo ofertada es propietaria o esabierta, tendiendo siempre a la última opción.Pruebas de aceptación finalEn función de los elementos técnicos que intervienen y del alcance abarcado, sedefinen distintos tipos de pruebas sobre los siguientes entornos de una red de datos:
1º Operativa de Red:
Se distingue entre lo que es un funcionamiento normal de la red y el funcionamientoo reacción de ésta ante los diversos fallos que puedan producirse. Entendiendo por
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UNIDAD III “ Arquitectura E interconexión de Redes”
OBJETIVO: Describir la estructura de las redes actuales y su interconexión con otro tipos, mediante el análisis desu topología, arquitectura y dispositivos de conexión.
funcionamiento normal, aquél en el que los equipos y la red se encuentran enóptimas condiciones.Funcionamiento normal.Se realizarán las comprobaciones de las siguientes funcionalidades:
o Comunicaciones entre Puertos. Comprobar las comunicaciones a través de una red. Comprobar las comunicaciones con redes externas. Comprobar la existencia de derechos de acceso a los distintos puertos de las tarjetas
de los diferentes equipos.o Configuraciones dinámicas. Comprobar que las inserciones o extracciones de tarjetas de una red, no afectan al
funcionamiento de la misma. Comprobar que la extracción o inserción de una tarjeta router, no afecta al
funcionamiento de las redes locales conectadas a ese router.
Comprobar que un cambio en la configuración de una tarjeta, no afecta alfuncionamiento del resto de la red.Funcionamiento ante fallos.
Se realizarán pruebas destinadas a la comprobación de cómo reacciona la red, en elcaso de que se produzcan fallos en distintos elementos de la misma.
o Comprobar que las redes siguen funcionando aisladamente, después de la caída deun ramal.
o Comprobar el funcionamiento de las redes ante la caída de una tarjeta de un equipo.
2ª Gestión de Red
Funcionamiento propio del sistema de gestión:o Comprobar el funcionamiento de la red ante la caída del sistema de gestión.o Comprobar que existe un control de accesos al sistema de gestión de red, con
distintos niveles de seguridad.Monitorización de la red.
o Comprobar que el sistema de monitorización gráfica responde en tiempo real a loseventos que ocurren en la red.
o Comprobar que se pueden visualizar distintos niveles dentro de la topología de lared.Tratamiento de alarmas
o Comprobar que el fallo, y posterior recuperación de elementos de la red, provoca lasalarmas adecuadas.
o Comprobar la existencia de herramientas de prueba remota.o Comprobar la existencia de distintos niveles de alarmas, y que pueden ser definidas
por el usuario.Informes y estadísticas. Analizar con las herramientas disponibles la actividad de la red y la creación deinformes sobre la misma.
Actividad de Aprendizaje
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UNIDAD III “ Arquitectura E interconexión de Redes”
OBJETIVO: Describir la estructura de las redes actuales y su interconexión con otro tipos, mediante el análisis desu topología, arquitectura y dispositivos de conexión.
REALIZA EL SIGUIENTE CUESTIONARIO EN REDES DE COMPUTADORAS
TEMA: ARQUITECTURA E INTERCONEXION DE REDES
1.- DESCRIBE DE MANERA DE RESUMEN LOS DIFERENTES SERVICIOS QUEPROPORCIONAN LAS REDES DE COMPUTADORAS A LOS USUARIOS:2.- EN QUE CONSISTE EL TERMINO ARQUITECTURA?3.- DESCRIBE CUALES SON LAS CARACTERISTICAS DEL TERMINO ARQUITECTURA?4.- DESCRIBE CUAL ES LA DIFERENCIA ENTRE LOS TERMINOS, ARQUITECTURA,TOPOLOGIA Y PROTOCOLO EN LAS REDES DE COMPUTADORAS?5.- MENCIONA CUALES SON LOS TIPOS MAS COMUNES DE ARQUITECTURAS?6.- DESCRIBE LAS CARACTERISTICAS Y FUNCIONES DE CADA UNA DE LA ARQUITECTURAS,APOYANDOTE DE CUADROS SINOPTICOS O ESQUEMAS.7.-. ¿EXPLICA EN QUE CONSISTE LA INTERCONEXIÓN DE REDES?8.- QUE TIPOS DE INTERCONEXIÓN EXISTEN?9.- REALIZA UN CUADRO COMPARATIVO DE LAS CARACTERÍSTICAS Y FUNCIONESDE LOS DISPOSITIVOS DE INTERCONEXIÓN DE REDES.
10.- REALIZA UN RESUMEN EN CUANTO A LAS TENDENCIAS TECNOLÓGICAS Y DEMERCADO.
