Fundamentos de Informática E.U.P. Universidad de Sevilla

Capítulo 2 (apartado 2.7):

Arquitectura y Tecnología de Computadores

2

Bibliografía básica de referencia:

“Fundamentos de Informática para Ingeniería Industrial”,

Fernando Díaz del Río et al.

INDICE

2.7 Redes de Ordenadores

Nota Importante:

ESTAS DIAPOSITIVAS CONSTITUYEN SÓLO UN RESUMEN DEL

CONTENIDO DE ESTE TEMA. EL ALUMNO DEBERÁ CONSULTAR LA

BIBLIOGRAFÍA PARA AMPLIAR CONOCIMIENTOS.

ES DECIR, EL ALUMNO PODRÁ SER EVALUADO TANTO DEL CONTENIDO

DE ESTAS DIAPOSITIVAS COMO DEL CONTENIDO DISPONIBLE EN LAS

FUENTES BIBLIOGRÁFICAS DE REFERENCIA.

Índice

3

Concepto de red

Red: Sistema de interconexión de ordenadores que permite compartir información y recursos.

Una red, supone la unión de todos aquellos elementos (ordenadores y dispositivos variados, como impresoras, lectoras de cinta, etc.) que antes trabajaban de manera aislada.

4

Componentes de una red

Servidor

Estación de

trabajo

Estación de

trabajo

Estación de

trabajo

Estación de

trabajo

Estación de

trabajo

Estación de

trabajo

Estación

(scanner)

Estación

(impresora)

Conmutador

Subred 2

Subred 1

5

Componentes de una red (II)

Nodo o estación: cada computador conectado a una red de comunicación donde un usuario puede trabajar.

Un nodo empleado por un usuario para desarrollar su trabajo se le llama estación de trabajo.

Servidor: Estación encargada de realizar tareas de gestión de la red, de los usuarios, de la seguridad y llevan a cabo el control del almacenamiento y la recuperación de la información. Dos tipos: dedicado y no dedicado.

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Líneas de comunicación: Son el medio de transmisión por el que se transportan los mensajes entre los elementos de una red: cables, wi-fi, bluetooth, infrarojos, etc.

Elementos de conmutación: Permiten la interconexión de dos redes distintas. Encaminan los mensajes que circulan entre las redes: encaminamiento. En función de su capacidad de toma de decisiones de encaminamiento existen distintos tipos de elementos: enrutadores (routers), conmutadores (switch) o concentradores (hub).

Componentes de una red (III)

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Enlace de comunicación: Entidad lógica (programa) que se encarga de gestionar la transmisión entre estaciones por medio de una red.

Según la difusión: punto a punto (unicast), multipunto (multicast) y disfusión (broadcast).

En comunicaciones unicast:

Siempre hay un emisor y un receptor.

Posibilidad de intercambio de papeles: unidireccional, semi-duplex y full-duplex

Enlace multipunto Enlace punto a punto

Enlaces de comunicación

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Modems y adaptadores de red

Modem (Modulador-Demoludador): Realiza la conversión de señal digital a analógica (modulación) y viceversa (demodulación), para adaptarse a redes de tipo telefónico.

Adaptador de red o tarjeta de red: Dispositivo que permiten al ordenador conectarse a una red de ordenadores (digital).

Red

telefónica

Señal demodulada

Señal modulada

MODEM

9

Topología de redes

Estrella: Las estaciones están conectadas a un elemento (servidor, conmutador, etc...) y todas las transmisiones pasan por él.

Transmisión 1 Transmisión 3

Transmisión 2

10

Topología de redes (II)

Bus: Todas las estaciones se conectan a un mismo cable.

Elementos de conexión al bus

Terminadores (muchas veces necesarios para que la señal no

rebote al final del bus)

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Topología de redes (III)

Anillo: Conjunto de cables que conecta todas las estaciones formando un anillo cerrado. Los mensajes van pasando de estación en estación hasta que llegan a su destino. Conexiones simultáneas.

Transmisión 3

Transmisión 2

Transmisión 1

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Cobertura de la red

Redes de área local (LAN, “Local Area Network”): Pequeñas, dentro de una oficina o edificio. Digital. Alta velocidad. Pocos errores.

Redes metropolitanas (MAN, “Metropolitan Area Network”): Interconectan una serie de redes locales dentro de un área geográfica mayor: polígono industrial, ciudad, campus, etc. Digital. Mayor velocidad. Más errores.

Redes de gran alcance (WAN, “Wide Area Network”): Conectan redes de distintas ciudades, países, o incluso continentes. Digital y analógica. Velocidad diversa. Alta tasa de errores.

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Software de red

El envío de la información en el formato correcto para el tipo de red en el que se opera.

Controlar en qué momento se puede transmitir la información para que otros la puedan recibir, y no se distorsione por las transmisiones de otros ordenadores.

Repetir la información en el caso de que esta llegue de forma defectuosa, y controlar que no se reciban datos repetidos.

Elegir el destino con corrección. Esto puede implicar el envío de la información a través de nodos de interconexión, que a su vez se conecten con otros que alcancen a la red en la que está el ordenador al que se quiere enviar los datos.

Troceado de los datos, para mandarlos por partes, en caso de que los datos a transmitir sean muy numerosos. Como consecuencia, también se debe controlar que las partes que llegan a un ordenador se puedan recomponer para formar el conjunto de datos original.

Cifrado y compresión de datos enviados a través de la red con objeto de que los datos sean solamente legibles por el ordenador destino, y de que éstos ocupen lo menos posible, para que puedan llegar cuanto antes.

Homogeneización de los datos para que no importe el tipo de red del que provengan.

La tarea de transmitir y recibir datos correctamente es

compleja. Problemas que resolver, entre otros:

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Software de red (II)

Software de red: Conjunto de programas especializados en las tareas mencionadas anteriormente.

Es actualmente una parte del sistema operativo, y por eso, un servicio que todos los programas (aplicaciones) de una misma máquina pueden utilizar.

Los programadores no tienen que hacerse cargo de la problemática de envío de datos. Se divide el problema en niveles.

ESTACIÓN 1

SISTEMA OPERATIVO

Software de red.

Hardware

Tarjeta de red

o MODEM

Red

Aplicación 1

SISTEMA OPERATIVO

Software de red.

Hardware

Tarjeta de red

o MODEM

Aplicación 2

ESTACIÓN 2

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Software de red (III)

Abordar el problema por niveles aporta sencillez a la aplicación del programador. El software de red está también dividido en niveles.

Pila de protocolos: conjunto de niveles del soft. de red. Cada nivel se encarga de:

Gestionar el protocolo de comunicación que resuelve el problema planteado en el nivel.

Aportar una serie de servicios al nivel superior para que este pueda utilizarlos.

Direccionamiento: cada nivel de cada máquina tiene una dirección única.

Nivel 1

Nivel 2

Nivel n

Aplicación

...

Red

Soft de red

Nivel 1

Nivel 2

Nivel n

Aplicación

...

Soft de red

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El modelo OSI

Modelo OSI (Interconexión de sistemas abiertos, Open System Interchange): propuesta de estandarización de los niveles de comunicación:

Físico: Transmisión de bits, características físicas y mecánicas.

Enlace: Formato de mensajes. Mantenimiento del enlace, detección de errores.

Red: Encaminamiento de mensajes. Prestaciones de la red. Resolución de congestiones en la red.

Transporte: Ensamblado y desensamblado de datos en partes.

Sesión: Control del diálogo entre aplicaciones en una misma máquina.

Presentación: Formato y transformación de los datos enviados por las aplicaciones. Encriptado.

Aplicación: Problemática de tratamiento de los datos propios de la aplicación que los maneja.

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Internet

Internet (INTERconnected NETworks o redes interconectadas): Es un conjunto de miles de redes dispersas, que conectan a millones de ordenadores y cuyos usuarios pueden intercambiar recursos informáticos.

Estas redes se conectan mediante líneas telefónicas convencionales, líneas de datos de alta velocidad, satélites o fibra óptica.

Internet está estructurada de tal manera que las redes a ella conectadas se dividen en dos niveles:

Primer nivel: subredes y usuarios domésticos.

Segundo nivel: nodos de interconexión muy rápidos, que conectan todas las anteriores a una red muy rápida o red troncal.

Red troncal

Red nivel 1 Red nivel 1

Red nivel 1

Red nivel 1

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TCP/IP

El protocolo que comunica todas estas redes es TCP/IP. Sigue parcialmente el modelo OSI

TCP: Se encarga de trocear la información en paquetes y de reconstruirlos, cuando se recogen de la red; es decir, no envía información, sólo la “mete dentro de un sobre” y “la saca del sobre” al llegar a su destino.

IP: Encaminar los datos, averiguar cuál es el mejor camino para que un paquete TCP llegue a su destino. Es que es un protocolo dinámico: es capaz de detectar si algún ordenador (o rutador, conmutador, etc.) está averiado y enviar los datos por rutas alternativas.

Direcciones de internet

Necesitamos identificar destinatario y emisor de la información.

Direcciones IP: Numero binario de 32 bits. Se representa dividiéndolo en 4 grupos de 8 bits, pasados a decimal, y separados por puntos. Ej: 192.168.1.32

Privadas: asignadas por la empresa o gestor de red. Pertenecen a uno de estos rangos:

192.168.0.0 – 192.168.255.255 : 65536 direcciones diferentes

10.0.0.0 – 10.255.255.255 : 16777216 direcciones diferentes

172.16.0.0 – 172.31.255.255 : 1048576 direcciones diferentes

Públicas: asignadas por la IANA

Necesaria para poder usar Internet

Se asignan de forma dinámica a los usuarios domésticos

Una IP pública puede ser compartida por varios ordenadores

DNS

Direcciones del sistema de dominios (DNS). Funciona como un listín telefónico

Asocia direcciones IP con nombres más sencillos de recordar.

Jerarquiza los ordenadores y servicios existentes en la red. Un servidor pertenece a un departamento, que a su vez pertenece a una

corporación, que a su vez está en un país.

Las asigna un organismo internacional: InterNIC. Hay organismos nacionales que se encargan de lo mismo para dominios primarios locales. Ej: En España ESNIC, gestiona dominios acabados en .es

Dominios internacionales: .COM, .ORG, .NET

+34 95 455 6449

Departamento de ATC

Universidad de Sevilla

Sevilla

España

www atc us es

Universidad de Sevilla

España

Departamento de ATC

Servidor web

Otros protocolos y servicios usados en Internet

DHCP: Protocolo que permite que un proveedor de servicios de Internet asigne una dirección IP dinámica a un ordenador.

Los proveedores de Internet envían por DHCP la dirección IP pública al router o al PC del usuario.

Si se usa un router, éste envía a su vez por DHCP direcciones IP privadas a todos los PC’s de la red interna (intranet).

HTTP: El protocolo por el que se transmiten páginas web a un navegador

FTP / TFTP: Servicios y protocolos de transferencia de ficheros. TFTP es usado junto con BOOTP en el arranque remoto de sistemas empotrados.

ONO lo usa para enviar los parámetros de velocidad al cablemódem.

SSH: Servicio que permite usar de forma remota un sistema usando comunicaciones encriptadas para mayor seguridad. Usa comandos de texto.

P. ej: consolas de monitorización de sistemas remotos.

POP: Permite leer el correo de un servidor remoto.

SMTP: Permite enviar correo a través del un servidor remoto.