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Ingenieria Industrial
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Curso Introductorio
Maestría en Ingeniería Industrial
Parte I
INFORMATICA Y REDES DE
COMUNICACIONES
Universidad Nacional Experimental Politécnica
“Antonio José de Sucre”
Vicerrectorado Puerto Ordaz
Departamento de Post-Grado
MsC. Charlo González
REDES DE
COMUNICACIONES
Universidad Nacional Experimental Politécnica
“Antonio José de Sucre”
Vicerrectorado Puerto Ordaz
Departamento de Post-Grado
SUMARIO
Redes de transmisión de datos
Clasificación de las redes de transmisión de datos
Modelo de referencia OSI
Elementos de una red de computo
Redes de alta velocidad
Fundamentos de Frame Relay
Fundamentos de ATM
Fundamentos de TCP/IP
Fundamentos de Internet
Universidad Nacional Experimental Politécnica
“Antonio José de Sucre”
Vicerrectorado Puerto Ordaz
Departamento de Post-Grado
¿POR QUÉ LAS REDES DE
TELECOMUNICACIONES?
INTERCAMBIO LARGA DISTANCIA
NECESIDADES
COMPARTIR
DIVULGAR
VENTAS
COMPRAS
CONSULTASINFORMACION
EDUCACION
¿QUÉ ES UNA RED DE
DATOS?
Las redes de computadoras, son
grupos de computadoras
interconectadas mediante el uso de
sistemas de comunicaciones con la
finalidad de intercambiar
información, o más generalmente
compartir recursos entre ellas.
CONFIGURACIONES DE REDES DE
TRANSMISIÓN DE DATOS
CONFIGURACIÓN PUNTO A PUNTO:
Se caracteriza porque la información parte
de un origen y llega solo a un destino.
ORIGEN
O
DESTINO
DESTINO
U
ORIGEN
CONFIGURACIONES DE REDES DE
TRANSMISIÓN DE DATOS
CONFIGURACIÓN PUNTO MULTI-PUNTO:
Se caracteriza porque la información partede un origen y llega hasta varios destinos.
TOPOLOGÍA DE REDES DE
TRANSMISIÓN DE DATOS
La topología o arquitectura de un circuito decomunicación de datos identifica comoestán interconectadas varias ubicacionesdentro de la red.
Las topologías más comunes son:
» Punto a punto
» Estrella
» Bus o Muchas caídas
» Anillo o circuito
» Malla.
TOPOLOGÍA DE REDES:
PUNTO A PUNTO
»Este tipo de conexión de red permiteconectar dos computadores para latransmisión de datos entres ellos. Existeun punto de partida y uno de llegada.
TOPOLOGÍA DE REDES:
PUNTO A PUNTO
La desventaja de esta topología radica en quese requiere un medio de transmisión (Tx)dedicado para cada par de computadoras. Alcrecer el numero de computadoras crece elnumero de conexiones.
TOPOLOGÍA DE REDES:
ESTRELLA
Todas las computadoras se conectan a unpunto central.
En forma general el centro de la red de estrellase llama concentrador. La función delconcentrador es tomar la información desdeun emisor y los direcciona hacia el destinoadecuado.
TOPOLOGÍA DE REDES:
ESTRELLA
» El concentrador debe ser muy rápido paraprocesar las solicitudes de las computadorasconectadas a él.
» Debe establecer el orden en que seatenderán las solicitudes.
» La desconexión de una máquina no afecta alas demás.
TOPOLOGÍA DE REDES:
BUS
» Tiene un cable muy largo que sirve de canalde comunicación entre todas lascomputadoras. Cualquier computadoraconectada al canal puede enviar informaciónpor él y todas las demás las recibirán.
TOPOLOGÍA DE REDES:
BUS
» Debe haber una perfecta coordinación paraasegurarse que solo una computadora envíeinformación cada vez.
»En este tipo de conexión se debe instalarterminales en el cable utilizado como mediode transmisión para evitar mal funcionamientode la red por reflexión de ondas en cables noterminados adecuadamente.
TOPOLOGÍA DE REDES:
ANILLO
Las computadoras están conectadas en anilloy se tiene un ciclo cerrado. El nombre deanillo proviene del hecho que lascomputadoras se disponen en circulo a travésde la conexión de ellas con el cable utilizadocomo medio de transmisión.
TOPOLOGÍA DE REDES:
ANILLO
La forma de circulo o anillo se refiere a laconexión lógica y no a la física.
La información viaja dentro del anillo en unsolo sentido por lo cual no hay riesgos decolisiones entre los datos.
Si se rompe el anillose pierde lacomunicación enla red.
TOPOLOGÍA DE REDES:
MALLA
La red de Malla tiene la característica de que
todas las computadoras están conectadas
entre sí.
Este hecho permite que la información viaje
por diferentes vías hacia un mismo destino.
Es decir existen vías de comunicación
redundante.
La información al igual que antes se envía
desde una computadora hacia otra(s) y
viceversa.
TOPOLOGÍA DE REDES:
MALLA
CLASIFICACIÓN DE LAS
TECNOLOGÍAS DE RED
El objetivo principal de las redes de computo es
permitir la comunicación de datos entre sistemas
computacionales de una organización. Considerando
las distancias existentes entre estos sistemas, las
tecnologías para redes se clasifican de acuerdo al área
de cobertura para la que fueron diseñadas.
CLASIFICACIÓN DE LAS
TECNOLOGÍAS DE RED
Tipo de Red = función de la distancia
CLASIFICACIÓN DE LAS
TECNOLOGÍAS DE RED
La clasificación es la siguiente:
LAN: Redes de Área Local (Local Área Network).
MAN: Redes de Área Metropolitana (Metropolitan
Área Network).
WAN: Redes de Área Amplia (Wide Área Network).
LAN: Redes de Área Local
(Local Área Network)
Una Red de Área Local (LAN), es un
conjunto de computadoras o dispositivos
de procesamiento conectadas entre sí en
forma física y lógica con la finalidad de
optimizar sus recursos y emular el proceso
de un sistema de computo único.
LAN: Redes de Área Local
(Local Área Network)
Corta distancia, desde algunos metros a pocoskilómetros.
LAN provee una comunicación de alta velocidadcomprendida entre 4 y 10 Mbps
Permiten a los usuarios intercambiar archivos ycompartir además el uso de dispositivos remotoscomo impresoras, plotters, etc.
Tiene la finalidad de optimizar sus recursos yemular el proceso de un sistema de computoúnico.
MAN: Redes de Área Metropolitana
(Metropolitan Área Network)
Una MAN cubre una gran área geográfica comouna ciudad, es decir es una versión de LANmas grande, se basa en una tecnologíasimilar.
Cobertura que comprende desde unoskilómetros hasta cientos de kilómetros.
Velocidad de transmisión de unos cuantos Kbpsa Gbps.
Una red MAN puede ser utilizada parainterconectar varias redes LAN distribuidas.
Una WAN está compuesta por varias LAN.
WAN: Redes de Área Amplia
(Wide Área Network)
Se extiende sobre un área geográfica extensa,a veces un país, o un continente.
Cobertura en áreas geográficamente muyamplias.
Velocidad de transmisión es variable y dependeen gran manera de los medios físicos por loscuales viaje la información, la arquitectura oplataforma sobre la cual lo realice y el protocoloutilizado para tal fin.
Una red WAN está compuesta por varias redesMAN.
ELEMENTOS DE UNA RED
DE COMPUTO
Como se ha mencionado, al interconectardos o mas computadoras se tiene una red.
Los elementos que posee una red básica sonmuy simples y poseen funcionescaracterísticas.
Conforme mejora la tecnología estoselementos constitutivos van evolucionandocon ella haciéndose cada vez mas versátiles ypotentes.
ELEMENTOS DE UNA RED
TIPO LAN
Los elementos básicos que componen una
red de telecomunicaciones de datos son:
El Servidor
Estaciones de trabajo
Tarjeta de interfase de red
Medio de Transmisión (cableado)
Sistema Operativo de Red
ELEMENTOS DE UNA RED
TIPO LAN
El Servidor:
Sistema de computo principal en el que se ejecutaun software especializado para proveer accesocompartido a los usuarios de la red.
Debe tener alta capacidad de procesamientopara responder a los requerimientos de lasestaciones de trabajo.
Disco duro de gran capacidad para almacenar elsistema operativo de la red, las aplicacionesespecificas y los archivos de los usuarios.
ELEMENTOS DE UNA RED
TIPO LAN
Estaciones de trabajo:
Sistemas de computo de los usuarios quecomparten los recursos del servidor, realizanun proceso distribuido y se interconectan ala red mediante una tarjeta de interfase dered.
Existen estaciones de trabajo que nocuentan con discos duros por lo querequieren de una memoria PROM dearranque, llamadas terminales tontas.
ELEMENTOS DE UNA RED
TIPO LAN
Tarjeta de interfase de red:
La tarjeta de interfase de red o NIC ( NetworkInterfase Card), se utiliza para interconectar lared, el servidor y las estaciones de trabajo.
Puede estar tanto en el interior como en elexterior del sistema de computo. El adaptadorserá el apropiado para la topología que se deseeusar y debe cumplir con los protocolos adecuadospara evitar conflictos con el resto de nodos o conotros dispositivos conectados a la computadora.
Cableado:
Es el medio físico a través del cual viaja lainformación en la red y todos suscomponentes y partes constitutivas.
Es utilizado para la interconexión de lasestaciones de trabajo con el servidor de lared.
Normalmente se puede utilizar cabletelefónico trenzado (conocido como UTP),cable coaxial, fibra óptica.
ELEMENTOS DE UNA RED
TIPO LAN
Sistema Operativo:
Es el conjunto de programas y protocolos decomunicaciones que permiten a variascomputadoras interconectadas en una redcompartir recursos de una manera organizada,eficiente y transparente.
El sistema operativo de red permite: Servidoresde archivos, servidores de impresión y servidores decomunicaciones.
ELEMENTOS DE UNA RED
TIPO LAN
Sistema Operativo: (Cont.)
Tiene el control del acceso a los recursos en aspectos tales como:
a) Cuales son los recursos disponibles para el usuario.
b) Que puede hacer el usuario con estos recursos.
c) Que privilegios y derechos tiene cada usuario.
d) Prevenir accesos múltiples.
Entre los sistemas operativos de red comerciales se puedenmencionar: LAN manager de Microsoft, Netware deNOVELL, OS/2 LAN Server de IBM, Pathwoks de DEC,VINES de Banyan, entre otros.
ELEMENTOS DE UNA RED
TIPO LAN
Comunicación Sincrónica
Concepto: Es el proceso de comunicación
en el cual la transmisión tiene
sincronismo a nivel de mensaje, esto es,
cuando existe regularidad entre los
caracteres de un bloque de mensaje.
El sincronismo esta dado por una señal
de reloj cuya frecuencia es fija.
Comunicación Sincrónica
B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0
Cadena de bits a enviar
Señal de Sincronismo
d
B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0
Cadena de bits a enviar
Señal de Sincronismo
d
Cada bits se transmite con un ciclo de la señal
de sincronismo
Comunicación Sincrónica
Las principales características de lacomunicación sincrónica son:
a) Los datos se almacenan temporalmente en unregistro (buffers) antes de su transmisión.Cuando el bloque de datos está listo se envía.
b) Los datos se transfieren en bloques y no carácterpor carácter
c) Los pulsos de sincronización de los Modemsregulan el espacio de los bits y no el adaptador.
d) Existe un esquema definido y uniforme para latransmisión de los bits del mensaje.
Comunicación Asincrónica
Concepto: Se conoce con el nombre de
comunicación asincrónica al proceso de
transmisión que no tiene sincronismo a nivel de
mensaje pero sí existe sincronismo a nivel de
carácter.
Para sincronizar el byte, se utilizan dos bits de
control. A estos bits se les llama bits de START
y STOP, lo cual hace que a esta modalidad se le
conozca como START/STOP.
Stop B7 B6 ..... B2 B1 Start
Mensaje a enviar
Comparación entre Comunicación
Sincrónica y Asincrónica
Stop B7 B6 ..... B2 B1 Start
Mensaje a enviar
B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0
Cadena de bits a enviar
Señal de Sincronismo
d
B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0
Cadena de bits a enviar
Señal de Sincronismo
d
Dispositivos de Conectividad de
redes LAN’s
¿Porqué interconectar las redes LAN’s?
Dispositivos de Conectividad de
redes LAN’s
Las redes LAN’s independientes tienen utilidadlimitada, no permiten el intercambio deinformación con entes externos.
La interconexión de redes LAN’s entre sí, tiene lafinalidad de globalizar el intercambio deinformación.
Para efectuar la interconexión es necesario el usovarios elementos de red que facilitan el proceso deinterconexión.
Dispositivos de conectividad de
redes LAN’s
Repetidor:Este dispositivo es muy rápido. Facilita laprolongación de las líneas de transmisión en cuantoa su longitud. Es un elemento que no poseeinteligencia para el enrutamiento de la informacióno el procesamiento de la señal.
Repetidor Repetidor
Cable Coaxial
Cable Coaxial
Entrada Salida
Dispositivos de conectividad de
redes LAN’s
Puente:Este dispositivos realiza la transferencia depaquetes entre las redes.
Él permite el intercambio de información entre losnodos por medio de direcciones físicas. El puente seutiliza normalmente al dividir una gran red dentrode áreas pequeñas, con lo que se reduce la carga deltrafico y se incrementa el rendimiento.
Dispositivos de conectividad de
redes LAN’sPuente:
Es un dispositivo hardware que se utiliza paraextender redes LAN, reenviando cuadros correctosy completos. No reenvía interferencias ni otrosproblemas. Cualquier par de computadoras de laLAN extendida puede comunicarse sin enterarseque hay un puente entre ellas.
Dispositivos de conectividad de
redes LAN’s
Enrutador:
El componente de hardware básico para conectarredes heterogéneas es el enrutador. Físicamente, losenrutadores semejan puentes.
Un enrutador es una computadora de propósitoespecial dedicada a interconectar redes.
El enrutador puede interconectar diferentes tiposde redes.
Dispositivos de conectividad de
redes LAN’s
Enrutador. Red
Tipo 3
Red
Tipo 1
Red
Tipo 2
Enrutador
Dispositivos de conectividad de
redes LAN’s
Compuerta:
Se utilizan en los casos donde computadoras dediferentes manufacturas y tecnologías debencomunicarse. Se emplea como interfase deprotocolos de redes diferentes.
Compuerta
Manejo de protocolos
Dispositivos de conectividad
para redes WAN
Según se ha visto en las láminas anteriores,las redes WAN cubren amplias áreas de unaregión.
Dado lo largo del recorrido que tienen querealizar las señales que contienen lainformación hasta cada destino, sedeterioran sus características eléctricas.
Es necesario entonces utilizar otrosmecanismos que permitan a pesar de estosgrandes recorridos evitar los errores que esproducen en la información.
Dispositivos de conectividad de
redes WAN
Modems:
Es un dispositivo electrónico que tiene lacapacidad de transferir la informacióndigital proveniente de un PC, a una señalanalógica llamada portadora. De estamanera la señal que se obtiene a la salida delmodem es apta para ser transmitida por unmedio físico hasta el receptor.
Dispositivos de conectividad de
redes WAN
Modems:
El nombre de modem proviene de lacombinación de las palabrasMOdulador/DEModulador.
Normalmente se utilizan como medio detransmisión las líneas telefónicas analógicasexistentes en las ciudades.
Los modems pueden ser internos al PC oexternos al mismo.
Dispositivos de conectividad de
redes WAN
Modems:
Modems
Remoto
Modems
Local
Red TelefónicaRed Telefónica
Central Telefónica
Dispositivos de conectividad de
redes WAN
Multiplexores.
Los multiplexores se utilizan con la finalidadde poder transmitir información provenientede diferentes fuentes por un solo canal detransmisión.
Mu
ltiplex
or/
Dem
ultip
lexor
Señal 1
Señal 2
Señal 3
Multip
lexo
r/
Dem
ultip
lexo
r
Señal 1
Señal 1
Señal 1
Un solo cable
Dispositivos de conectividad de
redes WAN
Multiplexores:
Dispositivos de conectividad de
redes WAN
ConcentradoresEstos dispositivos reparten un único canal decomunicaciones de cierta capacidad entre sub-canales de entrada, cuya suma de velocidades essiempre mayor al valor de dicha capacidad.
Dispositivos de conectividad de
redes WAN
Concentradores:
Estándares en redes LAN’s
A continuación se caracterizan losestándares que la IEEE (Institute ofElectrical and Electronics Engineers), definepara las redes LAN.
1. Ethernet
2. Token Ring.
3. 100VGAnyLAN.
4. FDDI.
Estándares en redes LAN’s
Ethernet:
Este estándar utiliza acceso múltiple consensibilidad de portadora, con detección decolisión (mejor conocido como CSMA/CD).
Soporta velocidades de 10 Mbps.
El medio de transmisión más utilizado escable coaxial grueso de 50 ohm.
Comúnmente emplea topología tipo bus,aunque pude utilizar estrella.
Estándares en redes LAN’s
Ethernet: Pueden ser utilizados otros medios de
transmisión según se menciona a continuación:
a) 10 Base 5:
emplea topología física de bus utilizandocable coaxial grueso.
Las estaciones están conectadas al medioa través de transceptores, la distanciamáxima cubierta es de 500 metros.
Para mayores distancias se debe emplearrepetidores.
Estándares en redes LAN’s
Ethernet:
b) 10 Base 2: también utiliza topología de buspero con cable coaxial delgado y conectoresBNC, soporta también velocidades detransmisión de datos de 10 Mbps. Empleaseñalización en banda base.
c) 10 Broad 36: emplea velocidades de 10 Mbpssobre topología de bus con cable coaxial de 75Ohm. Emplea señalización en broadband.
Estándares en redes LAN’s
Ethernet:
d) 10 Base 5: su velocidad de transmisión esde 1 Mbps. A diferencia de los estándaresanteriores utiliza topología en estrella concable UTP.
e) 10 Base T: este emplea topología enestrella con cable UTP con señalización enbanda base. Su velocidad es 10 Mbps. Esmuy utilizada actualmente.
Estándares en redes LAN’s
Ethernet:
f) 10 Base F: este emplea fibra óptica, lo quela hace muy inmune al ruido porinterferencias electromagnéticas.
Estándares en redes LAN’s
Token Ring:
Utiliza topología lógica de anillo, perofísicamente utiliza topología en estrella.
La velocidad de transmisión de datos es de4 Mbps o 16 Mbps.
El método de acceso es Token Passing.
Estándares en redes LAN’s
100VGAnyLAN
Soporta topología Ethernet y Token Ring.
Es una tecnología para alta velocidad, 100Mbps.
El método de acceso utilizado es el llamadoDPAM (Método de Acceso Prioritario porDemanda).
Estándares en redes LAN’s
FDDI:
Utiliza topología lógica de anillo y método deacceso Token Passing, pero permitetransmisión de datos a 100 Mbps y su mediode transmisión es fibra óptica, lo cual la haceóptima para grandes distancias.
MODELO DE REFERENCIA OSI
El modelo de referencia OSI fue creado conla finalidad de estandarizar los productos autilizar en redes de comunicaciones de datos.
En el pasado existió el gran inconveniente deque cada fabricante trabajaba por separado,y no existía compatibilidad entre equipos dediferentes marcas.
Si un cliente compraba equipos a unfabricante quedaba comprometido encontinuar con esa marca en crecimientos yexpansiones futuras.
MODELO DE REFERENCIA OSI
MODELO DE REFERENCIA OSI
Descripción de los niveles
NIVEL FISICO
Se relaciona con la transmisión de bit. Los estándares especifican niveles de señal, conectores de cable y el cable.
MODELO DE REFERENCIA OSI
Descripción de los niveles
NIVEL DE ENLACE DE DATOS
Proporcionará Sincronización del emisor y
el receptor; Control del envío y recepción
de datos; Detección y recuperación de los
errores de transmisión ocurridos entre
los puntos; Mantenimiento de las
condiciones de los enlaces.
MODELO DE REFERENCIA OSI
Descripción de los niveles
NIVEL DE RED
Este nivel establece como se va a transmitir
cada unidad de información. Son tres las
posibles formas de establecer conmutación
entre dos puntos: Conmutación de Circuitos,
Conmutación de Mensajes y Conmutación de
paquetes.
MODELO DE REFERENCIA OSI
Descripción de los niveles
NIVEL DE TRANSPORTE
Las principales funciones de este nivel son:Conversión de direcciones de transporte adirecciones de red.Detección de errores y control de calidadde servicio.Recuperación de errores.Segmentación.Acelerar la transferencia de datos.
MODELO DE REFERENCIA OSI
Descripción de los niveles
NIVEL DE SESION
Empieza y termina la sesión de lacomunicación.El objetivo de este nivel es permitir quelas unidades funcionales del nivel depresentación puedan organizar ysincronizar su diálogo y gestionar elintercambio de datos.
MODELO DE REFERENCIA OSI
Descripción de los niveles
NIVEL DE PRESENTACION
Convierte los datos en sintaxis apropiadapara los dispositivos de pantalla(caracteres establecidos y gráficas) ycodifíca / decodifica datos comprimidos.
MODELO DE REFERENCIA OSI
Descripción de los niveles
NIVEL DE APLICACION
Este nivel básicamente ofrece a una
aplicación de usuario o persona que esté
ante una terminal (estación de trabajo),
los medios necesarios para acceder a los
nivel inferiores de forma transparente.
