Redes de Computadores

Capitulo 1

• Importancia de las redes

 Una red de computadoras, también llamada red de ordenadores o red informática, es un conjunto de equipos informáticos conectados entre sí por medio de dispositivos físicos que envían y reciben impulsos eléctricos, ondas electromagnéticas o cualquier otro medio para el transporte de datos para compartir información y recursos. Este término también engloba aquellos medios técnicos que permiten compartir la información.

La finalidad principal para la creación de una red de computadoras es compartir los recursos y la información no importa el sitio donde se encuentre el otro usuario, asegurar la confiabilidad y la disponibilidad de la información, aumentar la velocidad de transmisión de los datos y reducir el coste general de estas acciones.

• Elementos de una red

1. Medio: Es el canal por donde pasa la información de datos.
2. Reglas: Es el protocolo de comunicación que van a seguir los medios informáticos para comunicarse.
3. Mensajes: Es la información que es manipulada por las reglas y viaja por el medio.
4. Dispositivo: son todos los elementos de la red físicos que permiten la comunicación entre los elementos de la red.

• QOS Calidad de Servicio

Son las tecnologías que garantizan la transmisión de cierta cantidad de información en un tiempo dado. Calidad de servicio es la capacidad de dar un buen servicio. Es especialmente importante para ciertas aplicaciones tales como la transmisión de vídeo o voz.

• LAN

Es la interconexión de una o varias computadoras y periféricos. Su extensión está limitada físicamente a un edificio o a un entorno de 200 metros.

• MAN

Es una red de alta velocidad (banda ancha) que da cobertura en un área geográfica extensa, proporciona capacidad de integración de múltiples servicios mediante la transmisión de datos, voz y vídeo.

• WAN

Es un tipo de red de computadoras capaz de cubrir distancias desde unos 100 hasta unos 1000 km, proveyendo de servicio a un país o un continente o cualquier red en la cual no estén en un mismo edificio todos sus miembros (sobre la distancia hay discusión posible).

Capitulo 2

Modelo OSI

es el modelo de red descriptivo, que fue creado por la Organización Internacional para la Estandarización (ISO) en el año 1984. Es un marco de referencia para la definición de arquitecturas en la interconexión de los sistemas de comunicaciones.

Nivel Fisico

Es la capa que se encarga de las conexiones físicas de la computadora hacia la redm tanto en lo que se refiere al medio físico.

Medios Guiados.

• Cable Coaxial
• Cable Par Trenzado
• Fibra Óptica

Medios No Guiados

• Radio
• Infrarrojo
• Microondas
• Láser
• Redes Inalambricas

Nivel Enlace de Datos

Actúa como intermediaria entre la capa de red y la física, codificando las tramas recibidas desde la capa de red para su transmisión desde la capa física, controlando el acceso al medio y los posibles errores en la transmisión.

La capa de enlace de datos prepara los datos para ser colocados en el medio encapsulando el paquete de la Capa 3 en una trama.

Una trama tiene un encabezado y una información final que incluye las direcciones del enlace de datos de origen y de destino, calidad de servicio, tipo de protocolo y valores de secuencia de verificación de tramas.

Nivel  de Red

Es un nivel o capa que proporciona conectividad y selección de ruta entre dos sistemas de hosts que pueden estar ubicados en redes geográficamente distintas. Es el tercer nivel del modelo OSI y su misión es conseguir que los datos lleguen desde el origen al destino aunque no tengan conexión directa. Ofrece servicios al nivel superior (nivel de transporte) y se apoya en el nivel de enlace, es decir, utiliza sus funciones.

Nivel  de Transporte

Se encarga de efectuar y asegurar el transporte de los datos de la máquina origen a la máquina destino, independizándolo del tipo de red física que se esté utilizando. En el modelo de Internet los protocolos de transporte también determinan a que aplicación van destinados los datos.

Nivel  de Sesión 

Establece, gestiona y finaliza las conexiones entre usuarios (procesos o aplicaciones) finales. Se encarga de controlar la sesión, la concurrencia y la reanudación en caso de interrupción.

Nivel  de 

Presentación

Se encarga de la representación de la información. Esta capa es la primera en trabajar más el contenido de la comunicación que la forma en que se establece la misma. En ella se tratan aspectos tales como la semántica y la sintaxis de los datos transmitidos, de manera que aunque distintos equipos puedan tener diferentes representaciones internas de caracteres, números, sonido o imágenes, los datos lleguen de manera reconocible. Además permite cifrar los datos y comprimirlos.

Nivel  de Aplicacion

ofrece a las aplicaciones (de usuario o no) la posibilidad de acceder a los servicios de red y define los protocolos que utilizan las aplicaciones para intercambiar datos, como correo electrónico (POP y SMTP), gestores de bases de datos y servidor de ficheros (FTP). Hay tantos protocolos como aplicaciones distintas y puesto que continuamente se desarrollan nuevas aplicaciones el número de protocolos crece sin parar.

Modelo TCP/IP

Es un conjunto de protocolos. La sigla TCP/IP significa "Protocolo de control de transmisión/Protocolo de Internet" . 

TCP / IP utiliza el cliente / servidor modelo de comunicación en el que un usuario de la computadora (un cliente) solicita y se ofrece un servicio (como el envío de una página web) por otro equipo (un servidor) en la red. TCP / IP es principalmente de punto a punto, es decir, cada comunicación es de un punto (o anfitrión PC) en la red a otro punto o al ordenador principal. TCP / IP y las aplicaciones de más alto nivel que lo utilizan colectivamente se dice que es "apátrida", ya que cada petición de cliente se considera una solicitud nueva ajeno a cualquier anterior (a diferencia de las conversaciones telefónicas ordinarias que requieren una conexión dedicada para la duración de la llamada). Ser apátrida libera las rutas de red para que todos puedan usarlos de forma continua. 

Comparación entre TCP/IP y Modelo OSI

Similitudes 

Ambos se dividen en capas 

Ambos tienen capas de aplicación, aunque incluyen servicios muy distintos 

Ambos tienen capas de transporte y de red similares 

Se supone que la tecnología es de conmutación por paquetes (no de conmutación por circuito) 

¡Hay que conocer los dos! 

Diferencias 

TCP/IP combina las funciones de la capa de presentación y de sesión en la capa de aplicación 

TCP/IP combina la capas de enlace de datos y la capa física del modelo OSI en una sola capa 

TCP/IP parece ser más simple porque tiene menos capas 

Los protocolos TCP/IP son los estándares en torno a los cuales se desarrolló la Internet, de modo que la credibilidad del modelo TCP/IP se debe en gran parte a sus protocolos. 

En comparación, las redes típicas no se desarrollan normalmente a partir del protocolo OSI, aunque el modelo OSI se usa como guía 

Capitulo 5

Modelo OSI Red

Especifica el direccionamiento y los procesos que permiten que los datos de la capa de transporte sean empaquetados y transportados la encarcelación de la capa de red permite que su contenido pase al destino dentro de una red.

La capa 3 utiliza cuatro procesos básicos:

* Encapsulamiento

* Enrutamiento

* Desencapsulamiento

Protocolos de capa de red

* ipv4

* ipv6

* ipx

* apple talk

* clns decnet

IPV4 Caracteristicas Basicas

* Sin Conexion: No establece conexion antes de enviar los paquetes de datos.

Maximo Esfuerzo: No se usan encabezados para garantizar la entrega de paquetes.

Medios Independientes: operan independoente del medio que lleva los datos.

Encabezado de IPV4

dirección IP origen

dirección IP destino

tiempo de existencia (TTL)

tipo de servicio (ToS)

protocolo, y desplazamiento del fragmento.

Dirección IP destino

El campo de Dirección IP destino contiene un valor binario de 32 bits que representa la dirección de host de capa de red de destino del paquete.

Dirección IP origen

El campo de Dirección IP origen contiene un valor binario de 32 bits que representa la dirección de host de capa de red de origen del paquete.

Tiempo de vida TTL

El tiempo de vida (TTL) es un valor binario de 8 bits que indica el tiempo remanente de "vida" del paquete. El valor TTL disminuye al menos en uno cada vez que el paquete es procesado por un router (es decir, en cada salto). Cuando el valor se vuelve cero, el router descarta o elimina el paquete y es eliminado del flujo de datos de la red.

Protocolo

Este valor binario de 8 bits indica el tipo de relleno de carga que el paquete traslada. El campo de protocolo permite a la Capa de red pasar los datos al protocolo apropiado de la capa superior.

Los valores de ejemplo son:

01 ICMP,

06 TCP, y

17 UDP.

División de redes :

En lugar de tener todos los hosts conectados en cualquier parte a una vasta red global, es más práctico y manejable agrupar los hosts en redes específicas. Históricamente, las redes basadas en IP tienen su raíz como una red grande. Como esta red creció, también lo hicieron los temas relacionados con su crecimiento. Para aliviar estos problemas, la red grande fue separada en redes más pequeñas que fueron interconectadas. Estas redes más pequeñas generalmente se llaman subredes.

las redes pueden agruparse basadas en :

* ubicación geográfica

* propósito y propiedad

Gateway

El gateway, también conocido como gateway por defecto, es necesario para enviar un paquete fuera de la red local. Si la porción de red de la dirección de destino del paquete es diferente de la red del host de origen, el paquete tiene que hallar la salida fuera de la red original. Para esto, el paquete es enviado al gateway. Este gateway es una interfaz del router conectada a la red local. La interfaz del gateway tiene una dirección de capa de Red que concuerda con la dirección de red de los hosts. Los hosts están configurados para reconocer que la dirección es un gateway.

Gateway por defecto

El gateway por defecto está configurado en el host. En una computadora con Windows, se usan las herramientas de las Propiedades del Protocolo de Internet (TCP/IP) para ingresar la dirección IPv4 del gateway por defecto. Tanto la dirección IPv4 de host como la dirección de gateway deben tener la misma porción de red (y subred si se utiliza) de sus respectivas direcciones.

Protocolos de Enrutamiento

El enrutamiento requiere que cada salto o router a lo largo de las rutas hacia el destino del paquete tenga una ruta para reenviar el paquete. De otra manera, el paquete es descartado en ese salto. Cada router en una ruta no necesita una ruta hacia todas las redes. Sólo necesita conocer el siguiente salto en la ruta hacia la red de destino del paquete.

La tabla de enrutamiento contiene información que un router usa en sus decisiones al reenviar paquetes. Para las decisiones de enrutamiento, la tabla de enrutamiento necesita representar el estado más preciso de rutas de red a las que el router puede acceder. La información de enrutamiento desactualizada significa que los paquetes no pueden reenviarse al siguiente salto más adecuado, causando demoras o pérdidas de paquetes.

IPV6

RESUMEN IPv6:

El (IPv6)es una versión (IP), diseñada para reemplazar a (IPv4) que actualmente está implementado en la gran mayoría de dispositivos que acceden a Internet.

Diseñado por Steve Deering de Xerox PARC y Craig Mudge, IPv6 fue destinado a ir sustituyendo a IPv4 poco a poco, cuyo límite en las direcciones de red está empezando a restringir el crecimiento de Internet y su uso. Empezando el año 2010, la IANA (Agencia Internacional de Asignación de Números de Internet) repartió en Asia las últimas 33 millones de direcciones que quedaban.

IPv4 posibilita 4.294.967.296 (232) direcciones de red diferentes, y no alcanzaría para dar una dirección a cada persona, vehículo, teléfono etc. del planeta. En cambio, IPv6 admite 340.282.366.920.938.463.463.374.607.431.768.211.456 (2128 o 340 sextillones de direcciones) (670 mil billones) de direcciones por cada milímetro cuadrado de la superficie de La Tierra.

CAMBIOS Y NUEVAS CARACTERÍSTICAS

La mayoría de los protocolos de transporte y aplicación necesitan pocos o ningún cambio para operar sobre IPv6, este protocolo en muchos aspectos es una extensión conservadora de IPv4 las excepciones son los protocolos de aplicación que integran direcciones de capa de red, como FTP o NTPv3.

El tamaño de una subred en IPv6 es de 264 (máscara de subred de 64-bit), el cuadrado del tamaño de la Internet IPv4 entera. Así, las tasas de utilización del espacio de direcciones será probablemente menor en IPv6.

IPX

El protocolo Intercambio de Paquetes Entre Redes (IPX) es la implementación del protocolo IDP (Internet Datagram Protocol) de Xerox. Es un protocolo de datagramas rápido orientado a comunicaciones sin conexión que se encarga de transmitir datos a través de la red, incluyendo en cada paquete la dirección de destino.

Pertenece a la capa de red (nivel 3 del modelo OSI) y al ser un protocolo de datagramas es similar (aunque más simple y con menor fiabilidad) al protocolo IP del TCP/IP en sus operaciones básicas pero diferente en cuanto al sistema de direccionamiento, formato de los paquetes y el ámbito general.

Este protocolo (IPX) fue creado por el ing. Alexis G.Soulle.

Apple Talk

La familia de protocolos de Apple AppleTalk es el nombre de la red entre iguales, diseñada por Apple Computer Corporation, para su utilización en computadoras con el sistema operativo de esta empresa. El diseño original se pensó para permitir que se compartan archivos e impresoras entre los usuarios de la red, de modo que su configuración fuera muy sencilla, lo que permitiría beneficiarse a cualquier usuario no experto de los servicios de red.

Estrategia de Apple Talk

Proveer una Interfaz gráfica y fácil de usar a todo tipo de ambientes de red. 

Soportar conexiones con LocalTalk, EtherTalk y TokenTalk. 

Soportar conexiones con Dec, IBM, HP, TCP/IP, Novell, Lan Manager, etc. 

Apegarse lo más posible al modelo ISO/OSI.

clns decnet

servicio de red sin conexión es simplemente una capa de red OSI servicio de datagrama que no requiere un circuito para ser establecida antes de los datos se transmiten y enruta mensajes a sus destinos de forma independiente de los demás mensajes. [ 1 ] [ 2 ] Como tal, es un " best-effort "en lugar de un" fiable servicio "delivery. CLNS no es un Internet de servicios, pero proporciona capacidades en un entorno de red OSI similares a las proporcionadas por el Protocolo Internet (IP) y el Protocolo de datagramas de usuario (UDP).