APUNTES REDES LOCALES

APUNTES REDES LOCALES

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Índice

Conceptos básicos de redes

IIntroducción, aplicaciones de las redes de ordenadores, sistemas de comunicaciones, redes, tipos de redes.

Modelos de red

Capas de protocolos, la pila de protocolos TCP/IP, el modelo OSI.

Dispositivos de conexión y VLANs

Introducción, adaptadores de red, repetidores y concentradores, segmentacion de redes, puentes y conmutadores, rúters, VLANs.

Conmutación

Introducción, redes de conmutación de circuitos, conmutación de paquetes, redes de datagrama, redes de circuitos virtuales.

Capa de enlace de datos

Introducción, servicios de la capa de enlace, tipos de enlace, direccionamiento en la capa de enlace.

CONCEPTOS BÁSICOS DE REDES

Introducción: los ordenadores evolucionaron muy rápido; un único ordenador se vio remplazado por un gran número de ordenadores separados peor interconectados, a esto se le conoce como redes de ordenadores. Las redes pueden ser de distinta topología, tamaño y tecnología; el ejemplo más popular de red es Internet.Aplicaciones de las redes de ordenadores: hay dos tipos de aplicaciones.

• Aplicaciones empresariales: se usan en empresas, ya que, de alguna manera se necesita distribuir la información de ordenador a ordenador. La capacidad de compartir es datos es más importante que compartir recursos físicos. Las redes conocidas como VPN permiten unir varias redes individuales situadas en distitas ubicaciones. Los datos se almacenan en ordendores potentes llamados servidores, en cambio, cuando son ordenadores básicos se llaman clientes, pero todas se interconectan mediante una red y a esto se le llama modelo cliente-servidor. Una aplicación web, un servidor proporciona páginas web basadas en la información almacenada. Para comunicarse se utiliza el e-mail y para llamadas se utiliza la telefonía IP/ voz sobre IP; las videoconferencias para las reuniones, los escritores compartidos para ver e interactuar con una pantalla, el e-commerce es para realizar negocios electrónicamente.
• Las aplicaciones domésticas: el acceso a Internet permite a los usuarios conectividad a los ordenadores remotos. El acceso a la inforamación remota puede hacerse de varias formas, como navegar en la World Wide Web, ver el periódico online, descargar artículos. La comunicación de igual a igual sirve para comunicarse directamente entre sí sin tener que interactuar con un servidor, se utiliza con frecuencia para compartir música y videos; la mensajería instantánea se usa para intercambiar mensajes de texto en tiempo real. Las redes sociales, el flujo de informción mediante las relaciones que los usuarios se declaran entre sí; los grupos de usuarios pueden trabajar de forma conjunta para crear contenido. Pagar facturas, administrar cuentas bancarias y gestionar inversiones se puede hacer desde el móvil. Los programas de televisión llegan a través de sistemas IPTV. Para enviar información por toda la casa se usan las redes por cableado electrónico.

Sistemas de comuniaciones: está compuesto por una combinación de hardware y de software. Un sistema de comunicaciones tiene 5 componentes.

• Mensaje: informción que desea comunicar.
• Emisor: el dispositivo que envia el mensaje.
• Receptor: dispositivo que recibe el mensaje.
• Medio de transmisión: camino físico por el que viaja el mensaje.
• El protocolo: conjunto de reglas que gobierna la comunicación de los datos y representa un acuerdo entre los dispositivo.

También se pueden representar en 5 tipos.

• Textos.
• Números.
• Imágenes.
• Audios.
• Videos.

Hay diferentes tipos de flujos de datos.

• Simplex: la comunicación es unidireccional.
• Half-duplex: cada estación puede dar y recibir, pero no al mismo tiempo.
• Full-duplex: ambas estaciones pueden dar y recibir simultáneamente.

Redes: hay varios tipos de redes.

• Redes de área local: suele ser de propiedad privada que conecta varios hosts; dependiendo de la situación puede ser tan simple como 2 PCs y una impresora en un domicilio o extenderse en toda una empresa. La mayoría de LANs están conectados por un conmutador.
• Redes de área amplia: también es una interconexión de dispositivos capaces de comunicarse. Una WAN tiene una covertura geográfica mucha más amplia e interconecta dispositivos de conexión y por último suele pertenecer a una compañía de telecomunicaciones que prestan sus servicios que los contratan, dentro de las WAN existen 2 tipos: WAN punto a punto (es una red que conecta 2 dispositivos de interconexión remotos mediante un enlace punto a punto) y WAN conmutada (tiene más de 2 extremos).
• Interredes: sirve para no tener una LAN o una WAN aisladas.
• Conmutación: consiste en una serie de nodos interconectados; un conmutador es un dispositivo capaz de establecer una conexión temporal entre 2 o más dispositivos que están conectados al conmutador. Hay 2 tipos de redes conmutadas: redes de conmutación de circuitos ( siempre se dispone de una conexión dedicada, llamada circuito, entre los 2 extremos en comunicación) y redes de conmutación de paquetes (la comunicación entre 2 extremos se hace mediante bloques de datos denominados paquetes)
• Internet: está compuesta por miles de redes LAN y WAN unidas por dispositivos de conexión y estaciones de conmutación.
• Tecnologías de acceso a Internet: hay distintos tipos; conexión mediante líneas telefónicas: se puede hacer de 2 formas (servicio de marcación y servicio DSL), conexión mediante redes de cable, conexión mediante redes inalámbricas, conexión directa a Internet.

MODELOS DE RED

Capas de protocolos: cuando la comunicación es compleja probablemente necesitaremos dividir la tarea entre capas.

• Unidad de protocolo de capas: solo necesitas cambiar el software de reconocimiento en la tercera capa; a esto se le llama modularidad.
• Conexiones lógicas entre capas iguales: aunque dentro de cada componente del sistema de comunicación real se produce "en vertical" entre una capa y su capa inmediatamente inferior/superior, podemos considerar que existe una comunicación virtual "en horizontal" entre capas de igual nivel en distintos componentes del sistema.

La pila de protocolos TCP/IP: conjunto de protocolos organizados en capas.

• Arquitectura en capas: la interret está compuesta por 3 redes a las que se denominan enlaces.

Breve descripción de cada capa: hay 5 capas.

• Capa física: es la respinsable de transportar los bits a través de enlaces.
• Capa de enlace de datos: es la responsable en tomar el paquete y de moverlo a través de ese enlace.
• Capa de red: es la responsable de crear una conexión entre el host origen y el host detino.
• Capa de transporte: se encarga de dar servicio a la capa de aplicación.
• Capa de aplicación: dónde se intercambian mensajes.

Direccionamento: hay 4 tipos.

• Direcciones físicas.
• Direcciones lógicas.
• Números de puerto.
• Direcciones específicas de las aplicaciones.

Encapsulado y desencapsulado: hay varios tipos.

• Encapsulado en el host origen.
• Conmutador del primer enlace.
• Encapsulado y desencapsulado en el rúter.
• Conmutaddor del segundo enlace.
• Desencapsulado en el host de destino.

El modelo OSI.

• Definición y capas: Su propósito es facilitar la comunicación entre sistemas que son diferentes, sin necesidad de realizar cambios en el software o en el hardware que los implementa. Hay 7 capas; (capa física, capa de enlace, capa de red, capa de transporte, capa de sesión, capa de presentación y la capa de aplicación).

DISPOSITIVOS DE CONEXIÓN Y VLANS

Introducción: para interconectar hosts se usan diferentes dispositivos de conexión.Adaptadores de red: es un componente hardware que le permite a un host conectarse físicamente a una red a través de su medio de transmisión. Repetidores o concentradores: al proceso de degradación de la calidad de la señal se le denomina atenuación, limita la distancia que pueden recorrer las señales antes de que la integridad de los datos se vea comprometida. Un repetidor recibe una señal y regenra el patrón de bits original para evitare que la atenuación lo debilite o lo corrompa. En las topologías en estrella los repetidores son dispositivos multipuerto a los que se llaman concentradores.Segmentación de redes: consiste en la división de una red muy poblada de equipos en varias porciones. Un segmento es una parte de una red que está separada del resto de la red. Tiene dos efectos positivos:

• Aumenta el ancho de banda disponible en una red.
• Permite separar dominios de colisión.

Puentes y conmutadores:

• Puentes: regenera las señales que recibe.
• Puentes transparentes: opera de forma que los ordenadores que conecta son completamente ajenos a su existencia.
• Conmutadores de capa de enlace: dispone de más puertos de salida y es capaz de procesar más rápidamente las tramas que recibe.

Rúters: es un dispositivos de 3 capas, como dispositivo de capa física regenera la señal que recibe, como dispositivo de capa de enlace comprueba las direcciones físicas contenidas en el paquete y como dispositivo de capa de red examina las direcciones lógicas de capa de red.

• Conmutadores de capa de red: es un rúter con un diseño mejorado que ofrece un rendimiento superior.

LANs virtuales: es una red de área local definida mediante software.

• Definición de la pertenencia: números de puerto, direcciones MAC, direcciones IP, direcciones IP multicast, combinaciones.
• Configuración.

1) Configuración manual: el administrador de la red usa el software VLAN para asignar manualmente a las estaciones en diferentes VLANs en la fase de puesta en marcha de la red.2) Configuración automática: las estaciones se conectan o desconectan automáticamente de una VLAN usando un criterio definido por el administrador.3) Configuración semiautomática: normalmente la inicialización de la red se hace manualmente y las migraciones se hacen automáticamente.

• Conmutación entre conmutadores: hay 3 métodos.

1) Mantenimiento de tablas: cuando una estación envía una trama de broadcast a los miembros de su grupo, el conmutador crea una entrada en una tabla donde registra la VLAN a la que pertenece esa estación.2) Etiquetado de tramas: cuando una trama vieja entre 2 conmutadores, se le añade un encabezado adicional que define la VLAN de destino de esa trama.3) Multiplexación por división en el tiempo: el enlace de conexión entre los conmutadores se divide en múltiples canales temporales compartidos.

Ventajas de las VLANs:1) Reducción de costes y de tiempos: pueden reducir el coste de migrar estaciones de un grupo a otro. 2) Creación de grupos de trabajo virtuales: permiten establecer grupos de trabajos visrtuales.3) Seguridad: proporcionan medidas de seguridad adicionales a las ya existentes.

CONMUTACIÓN

Introducción: un conmutador es un dispositivo capaz de establecer una conexión temporal entre 2 o más dispositivos que estés conectados al conmutador.Redes de conmutación de circuitos: consiste en un conjunto de conmutadores interconectaoos mediante enlaces físicos.Las 3 fases de la comunicación:

• Establecimiento de la conexión.
• Transferencia de datos.
• Liberación de la conexión.

Conmutación de paquetes: el mensaje debe dividirse en paquetes de tamaño fijo o variable.

• Redes de datagramas: cada paquete se trata de forma independiente a todos los demás.
• Tabla de encaminamiento.

Redes de circuitos virtuales: es una mezcla entre una red de conmutación de circuitos y una red de datagramas. Presentan características de ambas.

• Direccionamiento: hay 2 tipos.
• Direcciones globales
• Identificadores de circuitos virtuales.

Las 3 fases de la comunicación:

• Fase de establecimiento de la conexión: solicitud, confirmación.
• Fase de transferencia de datos.
• Fase de la liberación de la conexión.

CAPA DE ENLACE DE DATOS

Introducción: la TCP/IP no define ningún protocolo para la capa física ni para la capa de enlace de datos.

• Nodos y enlaces: en la capa de enlace la comunicación es de nodo a nodo.

Servicios de la capa de enlace:

• Entramado.
• Control de flujo.
• Control de errores.
• Control de congestión.

Tipos de enlace:

• Enlace punto a punto.
• Enlace de difusión.

Direccionamiento en la capa de enlace: hay varios tipos.

• Dirección unicast.
• Dirección multicast.
• Dirección broadcast.

También hay varios protocolos de resolución de direcciones:

• Protocolo ARP.
• Paquete ARP.