Fundamentos Basicos De Redes

Modelo OSI

Introducción: La situación era difícil, peor fue cuando se quiso unir entre sí a estas diferentes redes. Desde entonces, las empresas se dieron cuenta que necesitaban salir de los sistemas de networking propietarios, optando por una arquitectura de red con un modelo común que hiciera posible interconectar varias redes sin problemas.

Para solucionar este problema, la Organización Internacional para la Normalización (ISO o International Organization for Standarization) realizó varias investigaciones acerca de los esquemas de una red. Esta organización reconoció que era necesario crear un modelo que pudiera ayudar a los diseñadores a implementar redes que fueran capaces de comunicarse y trabajar en conjunto.

Definición: El modelo OSI (Open Systems lnterconnection; Interconexión de sistemas abiertos) este consta de siete capas, las cuales se encargan desde establecer la conexión física y velar para que los datos enviados no se pierdan o dañen, hasta controlar que los datos sean correctamente interpretados por diferentes aplicaciones.

Consta de 7 Capas las cuales son: 

• -7 Aplicación: Está conformada por las aplicaciones de software. Se relaciona con el acceso y transferencia de archivos.

• -6 Presentación: Es la forma en que los diferentes sistemas representan a los datos. Realiza trabajos de compresión y cifrado de la información.

• -5 Sesión: Maneja las conexiones reales entre los sistemas. Ordena los paquetes de datos y las comunicaciones de dos vías.

• -4 Transporte: Asegura que el paquete llegue a su destino. Se cerciora de que las tres capas debajo de ella hagan su tarea de manera eficiente, si no es así lleva a cabo la función de corrección de errores.

• -3 Red: Proporciona un esquema de direccionamiento. Ésta capa trabaja en conjunto con la dos para traducir las direcciones lógicas de los paquetes de datos. La capa tres es la más baja y su función no tiene nada que ver con el hardware. Aquí entra en juego la parte IP de TCP/IP.

• -2 Enlace de datos: No es física. Es un conjunto de reglas acerca de cómo se reciben y entregan los datos. Se involucra en el proceso de buscar una forma para que los componentes de la capa uno (tarjetas, cables, hubs, etcétera) se comuniquen con la tres. Las direcciones de las tarjetas de red son importantes.

• -1 Física: Se relaciona con los aspectos físicos de la red. Especifica cuáles son éstos, qué deben ser capaces de hacer y cómo llevar a cabo estas funciones.

• Ventajas:

•  El modelo OSI tiene las siguientes ventajas:

  • Divide la comunicación de red en partes mas pequeñas y sencillasNormaliza los componentes de red parapermitir el desarrollo y soporte de los productos de los diferentes fabricantes.Permite a los distintos tipos de harware y software de red comunicarse entre si de forma totalmente definida.Impide que los cambios en una capa puedan afectar a las demas capas de manera que se puedan desarrollar con más rápidez.

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  • Tipos de redes: Los tipos de red que podemos encontrar son 3:

    • Voz

    • Datos

    • Video

    • Clasificación: Según el lugar y el espacio que ocupen, las redes se pueden clasificar en alámbrica y inalámbrica a su vez estas se dividen en:

      • Red Lan: La red de área local (LAN) es aquella que se expande en un área relativamente pequeña. Comúnmente se encuentra dentro de un edificio o un conjunto de edificios contiguos. Asimismo, una LAN puede estar conectada con otras LAN a cualquier distancia por medio de una línea telefónica y ondas de radio. Las LAN son capaces de transmitir datos a velocidades muy altas, algunas inclusive más rápido que por línea telefónica, pero las distancias son limitadas. Generalmente estas redes transmiten datos a 10 megabits por segundo (Mbps).

        En comparación, Token Ring opera a 4 y 16 Mbps, mientras que FDDI y Fast Ethernet a una velocidad de 100 Mbps o más. Cabe destacar que estas velocidades de transmisión no son caras cuando son parte de la red local.

      • Red Wan: La red de área amplia (WAN) es aquella comúnmente compuesta por varias LAN interconectadas- en una extensa área geográfica- por medio de fibra óptica o enlaces aéreos, como satélites. El acceso a los recursos de una WAN a menudo se encuentra limitado por la velocidad de la línea de teléfono. Aún las líneas troncales de la compañía telefónica a su máxima capacidad, llamadas T1s, pueden operar a sólo 1.5 Mbps y son muy caras.

      • Red Man: Otro tipo de red que se aplica en las organizaciones es la red de área metropolitana o MAN (Metropolitan Area Network), una versión más grande que la LAN y que normalmente se basa en una tecnología similar a ésta.

        La red MAN abarca desde un grupo de oficinas corporativas cercanas a una ciudad y no contiene elementos de conmutación, los cuales desvían los paquetes por una de varias líneas de salida potenciales. Teóricamente, una MAN es de mayor velocidad que una LAN, pero diversas tesis señalan que se distinguen por dos tipos de red MAN.

        La primera de ellas se refiere alas de tipo privado, las cuales son implementadas en zonas de campus o corporaciones con edificios diseminados en un área determinada. Su estructura facilita fa instalación de cableado de fibra óptica.

        El segundo tipo de redes MAN se refiere a las redes públicas de baja velocidad, las cuales operan amenos de 2 Megabits por segundo en su tráfico como Frame Relay, ISDN (Integrated Services Digital Network; Red Digital de Servicios Integrados), Tl- E 1, entre otros..

      • Red Vlan y Wlan: Otro tipo de red que comienza a tomar auge es la WLAN (Wireless Local Area Network; Red de Area Local Inalámbrica), que se basa en la transmisión de datos mediante ondas de radio, microondas, satélites o infrarrojos. La velocidad de transmisión de las redes WLAN, surgidas experimentalmente a principios de los noventa, va de los 10 a los 100 Mbps, y son el complemento ideal para las redes fijas, por tener capacidad de enlazarse con las redes cableadas.

      • Topologías de redes:

      • La topología de una red es el patrón de interconexión entre los nodos y un servidor. Existe tanto la topología lógica (la forma en que es regulado el flujo de los datos), como la física, que es simplemente la manera en que se dispone una red a través de su cableado.

         

        Existen tres tipos de topologías: bus, estrella y anillo. Las topologías de bus y estrella se utilizan a menudo en las redes Ethernet, que son las más populares; las topologías de anillo se utilizan para Token Ring, que son menos populares pero igualmente funcionales.

      • -Topología de bus: Todas las computadoras están conectadas a un cable central, llamado el bus o backbone. Las redes de bus lineal son las más fáciles de instalar y son relativamente baratas. La ventaja de una red 10base2 con topología bus es su simplicidad.

        Una vez que las computadoras están físicamente conectadas al alambre, el siguiente paso es instalar el software de red en cada computadora. El lado negativo de una red de bus es que tiene muchos puntos de falla. Si uno de los enlaces entre cualquiera de las computadoras se rompe, la red deja de funcionar.

      • -Topología de estrella: Existen redes más complejas construidas con topología de estrella. Las redes de esta topología tienen una caja de conexiones llamada hub o concentrador en el centro de la red. Todas las PC se conectan al concentrador, el cual administra las comunicaciones entre computadoras.

        Es decir, la topología de estrella es una red de comunicaciones en la que las terminales están conectadas a un núcleo central. Si una computadora no funciona, no afecta a las demás, siempre y cuando el servidor no esté caído. Las redes construidas con topologías de estrella tienen un par de ventajas sobre las de bus.

        La primera y más importante es la confiabilidad. En una red con topología de bus, desconectar una computadora es suficiente para que toda la red se colapse. En una tipo estrella, en cambio, se pueden conectar computadoras a pesar de que la red esté en operación, sin causar fallas en la misma.

      • -Topología de anillo:En una topología de anillo (que se utiliza en las redes Token Ring y FDI), el cableado y la disposición física son similares a los de una topología de estrella; sin embargo, en lugar de que la red de anillo tenga un concentrador en el centro, tiene un dispositivo llamado MAU (Unidad de acceso a multiestaciones, por sus siglas en inglés).

        La MAU realiza la misma tarea que el concentrador, pero en lugar de trabajar con redes Ethernet lo hace con redes Token Ring y maneja la comunicación entre computadoras de una manera ligeramente distinta

        Todas las computadoras o nodos están conectados el uno con el otro, formando una cadena o circulo cerrado.

      •                                                                                                         Modelo TCP/IP

      • El modelo TCP/IP fue desarrollado por el departamento de defensa de los estados unidos al final de los 60's para asegurar la comunicación de los datos aun en las peores circunstancias.

        Desde entonces se ha convertido en el método utilizado para las comunicaciones en Internet.

         

        La versión original fue estandarizada en Septiembre de 1981. En 1992 la estandarización de la nueva generación de IP a menudo llamada IPng, fue soportada por el IETF(“Internet Engineering Task Forse”). IPng se conoce como IPv6.

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      • -Capa de Aplicación:Todas las funciones de las capas de aplicación, presentación , sesión del modelo OSI.

        Además la representación de los datos , encriptación y control de dialogo

      • Consta de los siguientes protocolos:

      • Ftp, TFTP, NFS, SMTP (Ver el glosario para definición)

         

        

      • Capa de transporte: 

      • TCP Y UDP

      • Segmentación de los datos de la capa superior de aplicación

      • Envió de los segmentos de un equipo a otro.

      • Control de flujo utilizando ventanas deslizantes

      • Confiabilidad por enumerar los segmentos y envíos de confirmación.

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      • Capa de Internet:

      • Esta capa hace uso del IP y este realiza las siguientes operaciones:

      • Define a un paquete y el esquema de direccionamiento

      • Transfiere datos entre la capa de Internet y capa de acceso a la red.

      • Enruta paquetes a los host remotos

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      • Acceso a la red: 

      • Las funciones de las capas de enlace de datos y física:

      • Procesos requeridos por IP para asegurar que un paquete llegue a su destino

      • Tecnologías LAN &WAN tales como 100 base TX & frame relay.

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      •                                                                                      Modelo TCP/IP versus Modelo OSI, Continúa

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      • Características de comunicación inalámbrica

      • Las redes inalámbricas utilizan ondas electromagnéticas para transportar información de un punto a otro sin necesidad de una conexión física. Las ondas de radio frecuencia a menudo se refieren como portadoras de radio, debido a que su única función consiste en entregar la energía que conllevan al receptor remoto.

        En la configuración típica de una WLAN, un dispositivo transmisor/receptor (denominado punto de acceso) se conecta a la red alambrada desde un punto fijo utilizando un cable Ethernet estándar.

        La distancia sobre la cual los dispositivos de radio frecuencia se pueden comunicar depende del diseño de los productos, las interacciones con los objetos típicos de construcción, y aún las personas pueden afectar la forma de propagación de las ondas.
        
        El punto de acceso o la antena asociada al punto de acceso usualmente se monta en un punto alto, sin embargo, puede colocarse en cualquier lugar práctico, siempre y cuando se obtenga la cobertura deseada.

         

        Los usuarios finales acceden la WLAN a través de adaptadores inalámbricos, implementados en tarjetas PC para computadoras portátiles (Laptops), adaptadores ISA o PCI para computadoras de escritorio (Desktops) o mediante adaptadores totalmente integrados en asistentes personales digitales (PDA, por las siglas de Personal Digital Assistant). Los adaptadores WLAN proporcionan la interfaz entre el sistema operativo de red del cliente y las ondas electromagnéticas por conducto de la antena. La naturaleza de la conexión inalámbrica es transparente al sistema operativo de red.

      • Aplicaciones de la red

      • Más que tratar de reemplazarla, la WLAN complementa a la tecnología LAN alámbrica, como lo muestran las siguientes datos: Cobertura inalámbrica para brindar acceso a usuarios con computadoras portátiles (y adaptadores inalámbricos) o PDAs en lugares públicos como restaurantes, cafés, aeropuertos y hoteles. 

        En ambientes dinámicos, las WLAN disminuyen los costos generados por movimientos, crecimientos y cambios, esto es, cuando alguna empresa se establece en instalaciones rentadas y necesita desplegar la red.

         

        Despliegue temporal de redes de acceso en hoteles y centros de convenciones, en donde el tendido de cableado no tendría sentido, pues la red se retirará una vez concluido el evento.
        
        Los asistentes a sitios de entrenamiento de los corporativos y los estudiantes en algunas universidades utilizan la red inalámbrica para tener acceso a la información, el intercambio de la misma, y el aprendizaje.

      • Estructura y funciones

      • Un sistema operativo de red debe soportar mecanismos que permitan a las aplicaciones comunicarse entre sí: por ejemplo, aplicaciones que permitan que múltiples equipos trabajen conjuntamente en una misma tarea, como un cálculo matemático. 
        
        Un sistema operativo de red también debe soportar múltiples procesadores, clusters de unidades de disco y aspectos de seguridad sobre los datos. Finalmente, un sistema operativo de red debe ser fiable y capaz de recuperarse rápidamente frente a un error.

         

        Dependiendo del fabricante del sistema operativo de red, el software de red de un equipo de sobremesa puede añadirse al propio sistema operativo del equipo o estar integrado en él. El software del sistema operativo de red está integrado en varios de los sistemas operativos más populares, incluyendo Microsoft
        
        Windows 2000, Windows NT, Windows 98, Windows 95 y Apple Macintosh.

      • Aplicaciones de la red, Continúa

      • -Alcance de las redes: El alcance de una red hace referencia a su tamaño geográfico. El tamaño de una red puede variar desde unos pocos equipos en una oficina hasta miles de equipos conectados a través de grandes distancias.

        El alcance de una red está determinado por el tamaño de la organización o la distancia entre los usuarios en la red.

        El alcance determina el diseño de la red y los componentes físicos utilizados en su construcción.

      • Componentes básicos de conectividad

      • Los componentes básicos de conectividad de una red incluyen los cables, los adaptadores de red y los dispositivos inalámbricos que conectan los equipos al resto de la red.
        
        Estos componentes permiten enviar datos a cada equipo de la red, permitiendo que los equipos se comuniquen entre sí.
        
        Algunos de los componentes de conectividad más comunes de una red son:

         

        • Adaptadores de red.

        • Cables de red.

        • Dispositivos de comunicación inalámbricos

        • -Dispositivos de comunicación inalambricos: Los componentes inalámbricos se utilizan para la conexión a redes en distancias que hacen que el uso de adaptadores de red y opciones de cableado estándares sea técnica o económicamente imposible. Las redes inalámbricas están formadas por componentes inalámbricos que se comunican con LANS.

          Excepto por el hecho de que no es un cable quién conecta los equipos, una red inalámbrica típica funciona casi igual que una red con cables: se instala en cada equipo un adaptador de red inalámbrico con un transceptor (un dispositivo que transmite y recibe señales analógicas y digitales). Los usuarios se comunican con la red igual que si estuvieran utilizando un equipo con cables. 

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