1UnidadCaracterizacin de redes locales

Conocer las fuentes de informacinde estndares.

Identificar los distintos tipos de redes. Identificar los elementos de una red. Reconocer las distintas topologas de red. Conocer la composicin

de la arquitectura de red estndar OSI.

En esta Unidad aprenderemos a:

Las familias de protocolos. Las topologas de red. El modelo de referencia OSI

para redes. Los dispositivos que se pueden

conectar a las redes.

Y estudiaremos:

Caracterizacin de redes locales1

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Las redes de rea local se organizan como un conjunto organizado de protocolos de comunicacin que operan sobre una topologa bien definida que les indican cmo se conectan los ordenadores de la red.

En esta unidad estudiaremos algunos modelos bsicos de redes de rea local as como algunas de sus implementaciones, especialmente de las redes TCP/IP como ncleo tec-nolgico de Internet y del modelo de referencia internacional estndar OSI.

d 1. IntroduccinLos ordenadores son mquinas especializadas en procesar informacin de acuerdo con las instrucciones recogidas en un programa. Sin embargo, no siempre la informacin se produce o se almacena en el lugar donde se procesa. Esto aade la necesidad de transportar los datos desde su lugar de origen o almacenamiento hasta el de su proceso, originando una comunicacin.

La base de cualquier comunicacin es una transmisin de seal. Las redes de orde-nadores vienen a cubrir estos dos aspectos: transmisin y comunicacin. A travs del cableado de la red se pueden transmitir seales elctricas adecuadas a la naturaleza del cable, pero la red no solo debe entregar esta seal en su destino, sino que adems debe garantizar que la informacin que origin el emisor llega al receptor, de modo que el mensaje permanezca ntegro durante el recorrido.

d 2. Redes de rea localUna red de rea local (LAN, Local Area Network) es un conjunto de elementos fsicos y lgicos que proporcionan interconexin entre dispositivos en un rea privada y restringi-da. La red de rea local tiene entre otras las siguientes caractersticas:

Una restriccin geogrfica: el mbito de una oficina, de la planta de un edificio, un edificio entero, e incluso, un campus universitario: depende de la tecnologa con que est construida.

La velocidad de transmisin debe ser relativamente elevada.

La red de rea local debe ser privada, toda la red pertenece a la misma organizacin.

Fiabilidad en las transmisiones. La tasa de error en una red de rea local debe ser muy baja.

Desde el punto de vista operativo, la principal funcin de una red consiste en que los ordenadores de la red puedan compartir recursos mediante el intercambio de paquetes de datos entre los distintos equipos conectados a la lnea de transmisin.

Hay dos maneras fundamentales de conexin de ordenadores personales en una red dependiendo de la ubicacin de los recursos. La forma bsica consiste en hacer que todos los ordenadores pongan a disposicin de los dems los recursos de que disponen, fundamentalmente discos e impresoras. Bajo esta concepcin de red, ningn ordenador est privilegiado, todos tienen las mismas funciones.

Tecnolgicamente este modo de organizacin es muy simple, pero se hace muy difcil el control de los recursos, puesto que los accesos cruzados son posibles en cualquier direccin. A este tipo de redes se les llama redes entre iguales.

Teleinformtica o Telemtica: es la tcnica que trata de la comu-nicacin remota entre procesos. Para ello, debe ocuparse tanto de la interconectabilidad fsi-ca forma del conector, tipo de seal, parmetros elctricos, etc., como de las especifi cacio-nes lgicas: protocolos de comu-nicacin, deteccin y correccin de errores, etc.

VocabularioA

Tasa de error en una transmisin: es la proporcin entre los bits errneos y los bits totales trans-mitidos. En la jerga profesional, cuando la tasa de error de una transmisin se dispara, se dice que la lnea tiene ruido.

VocabularioA

Una red entre iguales, peer-to-peer o p2p: es una red en la que todos los nodos se compor-tan como clientes y servidores simultneamente de modo que cualquier servicio es brindado a la red directamente al cliente que lo solicita sin necesidad de intermediarios.

VocabularioA

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1Caracterizacin de redes locales

Un segundo modo de organizar la red consiste en privilegiar al menos a uno de los ordenadores aadindoles capacidades en forma de servicios, por ello a estos ordena-dores se les llama servidores o servers. El resto de los ordenadores de la red solicitarn servicios a estos servidores que estarn altamente especializados en la funcin para la que fueron diseados, creando as una estructura centralizada en la red.

Este tipo de organizacin es mucho ms fcil de controlar puesto que la administracin de los servicios de la red est centralizada, lo que permite automatizar en mayor grado el trabajo del administrador. Los servidores de red llevan incorporado un sistema de cuentas y contraseas de entrada que restringe los accesos a usuarios no autorizados. A este tipo de organizacin se le llama cliente-servidor.

Act iv idades

1. Identificacin de la red de rea local del aula.Utiliza la red de rea local del aula para habituarte a trabajar en su entorno.Consigue una cuenta de usuario en alguna de las estaciones de la red e inicia una sesin con esa cuenta. Describe los nodos y servicios que puedes ver a travs de la red y con los que trabajars de ordinario.Crea un mapa lgico de estos ser-vicios (discos, impresoras, pgi-nas web tiles). Prueba la fun-cionalidad de cada uno de estos servicios.

2. Aplicacin p2p.Instala en un ordenador una apli-cacin p2p para practicar la des-carga de algunos ficheros.

3. Una instalacin de red quiere aadir dos impresoras a la red. Cada impre-sora se conecta a la red a travs de su interfaz de red. Sobre la primera impresora se desea que puedan impri-mir todos los usuarios de la red, pero sobre la segunda impresora se quie-ren mantener unas ciertas restriccio-nes. Qu modelo de red cliente/servidor o peer to peer sera el ms apropiado para cada una de las impresoras? Razona la respuesta.

Fig. 1.1. Tres vistas de un armario de servidores. En el centro, vista lateral con las puertas del armario quitadas para facilitar la instalacin. A la izquierda y a la derecha, dos vistas frontales.

Red cliente-servidor: es aquella red en la que los ordenadores de la red tienen una funcin especfi ca como cliente o como servidor, pero no como ambos a la vez.

Vocabulario A

La tecnologa peer to peer, aunque extraordinariamente fl exible, entraa unos riesgos importantes: supone una fuente frecuente de transmisin de virus y malware, puede llegar a con-sumir gran parte del ancho de banda de que dispongamos y puede generar problemas lega-les por violacin de la propie-dad intelectual.

En la direccin http://video.google.com/videoplay?docid=-7012884909062999701&q= sgae puedes visualizar la videograbacin de una con-ferencia sobre la tecnologa p2p. Tambin puedes consul-tar la sede web del Registro de la Propiedad Intelectual (www.mcu.es/ propiedadInt/C E / R e g i s t r o P r o p i e d a d /RegistroPropiedad.html).

Seguridad

Utiliza la informacin que pue-des encontrar en Wikipedia (es.wikipedia.org) por la voz peer to peer para descubrir los distin-tos tipos de redes punto a punto que hay, as como sus diversos campos de aplicacin.

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d 3. Redes de rea extensaUna red de rea extensa o extendida (WAN, Wide Area Network) es una red que inter-comunica equipos en un rea geogrfica muy amplia.

Las transmisiones en una WAN se realizan a travs de lneas pblicas. La capacidad de transmisin de estas lneas suele ser menor que las utilizadas en las redes de rea local. Adems son compartidas por muchos usuarios a la vez, lo que exige un acuerdo en los modos de transmisin y en las normas de interconexin a la red.

Las tasas de error en las transmisiones en las redes de rea extensa son mayores unas mil veces superior que su equivalente en las redes de rea local.

d 4. Otras redesNos dedicaremos en los siguientes epgrafes a explicar brevemente las caractersticas de otras redes: las redes metropolitanas (MAN), redes de rea personal (PAN) y las redes de rea local inalmbricas (WLAN).

d 4.1. Redes metropolitanas

Una red metropolitana es una red de distribucin de datos para un rea geogrfica en el entorno de una ciudad. Este tipo de redes es apropiado, por ejemplo, para la distri-bucin de televisin por cable en el mbito de la poblacin sobre la que se extiende geogrficamente la red. Las compaas operadoras de cable compiten activamente con las de telefona, proporcionando a travs del cable toda una oferta de servicios entre los que se encuentran TV, vdeo, Internet y la telefona tradicional.

En la confi guracin del acceso a Internet intervienen de forma decisiva dos parmetros: la puerta por defecto del ordena-dor desde el que se va a nave-gar y, si se utiliza un servidor Proxy, la direccin de red de este servidor Proxy.

En las instalaciones de Internet domsticas, el proveedor asigna automticamente la puerta por defecto y no es necesario la confi guracin de ningn servi-dor Proxy.

Truco

Laboratorio

Utilizacin de los servicios de Internet

El profesional de redes debe tener accesible en todo momento una conexin a Internet. La web es el lugar de informacin por antonomasia para los tcnicos de sistemas y redes. Con esta prctica se tratar de ensayar una conexin para poder familiarizarnos con los servicios de la web.

En primer lugar habr que hacerse con una conexin a Internet o utilizar la co-nexin de banda ancha del aula. Posteriormente, realiza las siguientes tareas:

1. Aprende a configurar las estaciones del aula para conseguir utilizar la conexin a Internet. Esto depender de tu instalacin concreta. La informacin necesaria de cmo hacerlo debe proporcionrtela el administrador de tu red.

2. Utiliza los servicios bsicos de Internet, especialmente la navegacin por pgi-nas web y prueba la carga y descarga de ficheros mediante ftp. Puedes familia-rizarte con la pgina web de la Asociacin de Internautas, que ser una sede web que tendrs que consultar frecuentemente en tu vida profesional (www.internautas.org).

3. Aprende a utilizar las tcnicas de bsqueda en los buscadores ms importan-tes. Puedes empezar tus bsquedas en Google (www.google.es).

4. Configura una cuenta de correo electrnico y prueba a intercambiar mensajes con otros usuarios de las estaciones del aula. Puedes conseguir cuentas de co-rreo electrnico gratuitas en Google, Yahoo o en MSN.

Las posibilidades de las redes de rea extendida son enor-mes: distintos tipos de redes de rea local que interconectan, equipamientos de diversos fabri-cantes, multitud de protocolos de comunicacin, posibilidad de diferentes lneas de transmisin, etc. Las tecnologas tambin son muchas: Red Digital de Servicios Integrados (RDSI o ISDN), Frame Relay, ATM, X.25 o las redes de satlites.

Internet es un ejemplo de red de servicios estructurada sobre una red de rea extensa de alcance mundial que utiliza todas las tecnologas a que aludamos en el prrafo anterior.

Ampliacin

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Fig. 1.2. Operacin con un Pocket-PC a travs de su pantalla tctil en una aplicacin cartogrfi ca sobre sistema operativo de Microsoft.

d 4.2. Redes de rea personal

La revolucin del PC consisti fundamentalmente en llevar la Informtica a los escritorios. Anteriormente Informtica era sinnimo de grandes mquinas y grandes costes: era totalmente impensable la idea original de los fundadores de Microsoft que consista en un ordenador, una persona, de ah el nombre de Ordenador Personal (PC, Personal Computer), que ya utiliz Xerox desde 1972, aunque se populariz cuando IBM puso en el mercado su IBM PC en 1981.

Esta necesidad de conexin de todos estos dispositivos informticos personales, en al-gunos casos domsticos, ha llevado a desarrollar una tecnologa de redes que recibe el nombre genrico de Redes de rea Personal (PAN, Personal Area Network).

Las redes PAN tienen algunas caractersticas que las hacen peculiares. Mencionamos aqu algunas de ellas:

La configuracin de acceso a la red debe ser muy sencilla o incluso automtica.

El radio de accin de la red debe ser geogrficamente muy limitado, con objeto de que dos redes no colisionen fcilmente entre s.

El medio de transmisin por excelencia, aunque no de modo exclusivo, es el inalmbrico.

Los costes tanto de instalacin como de explotacin de la red deben ser pequeos y en algunos casos sin coste, como en el caso de la conexin de ratones inalmbricos, im-presoras por infrarrojos, Bluetooth o Wi-Fi, etc. Por ejemplo, la instalacin domstica de una red Wi-Fi es muy barata, pero el servicio de conexin a Internet que se proporciona a travs de esa red inalmbrica tiene el coste exigido por el proveedor de Internet.

d 4.3. Redes inalmbricas

La comodidad de una instalacin sin cables junto con el descenso significativo de los costes de fabricacin ha redundado en un importante auge de las comunicaciones tele-mticas inalmbricas. Ms adelante desarrollaremos exhaustivamente estas tecnologas, pero de momento mencionaremos Bluetooth e Infrarrojos para bajas tasas de transferen-cia, Wi-Fi para redes de rea local y WiMAX para redes metropolitanas. Todas estas tecnologas se agrupan bajo el nombre WLAN (Wireless Local Area Network).

Una WLAN tiene muchas ventajas pero tambin inconvenientes:

Al ser areo el medio de transmisin y, por tanto abierto a cualquier dispositivo que se encuentre en las cercanas, las redes inalmbricas exponen una mayor superficie de ataque, lo que brinda ms posibilidades a los crackers.

Como el canal de transmisin es compartido por todas las estaciones, los sistemas inalmbricos tienen que multiplexar las seales de transmisin repartiendo el ancho de banda del canal entre todas las estaciones inalmbricas, lo que frecuentemente produce situaciones de congestin.

La seguridad es siempre importante en toda comunicacin, pero cobra un especial relieve en las redes inalmbricas. Esto, a veces, complica las instalaciones, reduciendo la gran ventaja que tienen de no tener que instalar cables para conectar en red los equipos.

Hacker: es un neologismo que designa a la persona que est en la cspide de conocimien-to de una profesin informti-ca. Los hackers no son piratas. Cuando un hacker roba informa-cin o asalta equipos o redes se convierte en un daino cracker. Las leyes de los distintos pases legislan como delito algunas de las actuaciones de crackers, que quedan penalizadas por la ley.

Vocabulario A

Vocabulario ARed cableada: es aquella red en la que las transmisiones fsicas de los mensajes de la red se realizan a travs de cables metlicos o de fi bra ptica.

Red inalmbrica: es aquella red en la que las seales transmitidas que son ondas de radio utilizan el espacio como medio de transmisin, sin que sean necesarios tendi-dos de cableado.

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d 5. Caractersticas de la LANSalvo las redes p2p, cualquier red de rea local est muy lejos de parecerse a una conjuncin catica de ordenadores. Toda la estructura de la red est organizada por la posicin geogrfica de sus nodos, los servicios que provee, la custodia segura de la informacin, etc.

La organizacin de estndares IEEE proporciona una definicin oficial del concepto de red de rea local del siguiente modo:

Una red de rea local se distingue de otros tipos de redes de datos en que las comunicaciones estn normalmente confinadas a un rea geogrfica limita-da tal como un edificio de oficina, una almacn o un campus; utilizando un ca-nal de comunicacin de velocidad moderada o alta y una tasa de error baja.

En esta definicin de la IEEE se observan claramente los elementos esenciales de cual-quier red de rea local: mbito, seguridad y velocidad.

Otro elemento que caracteriza profundamente a una red es el conjunto de protocolos que utiliza para comunicarse.

Denominamos protocolo abierto a aquel que se acoge a los estndares internacionales y que es implementado por muchos fabricantes. Frente a este, tenemos el protocolo ce-rrado o propietario, que es diseado por compaas concretas y se exigen licencias de uso a cuantos fabricantes quieran incorporarlos a sus sistemas de comunicacin.

Otras caractersticas que aparecen frecuentemente en las redes de rea local y que estn relacionadas entre s son:

Los canales de transmisin suelen ser de tipo multiacceso. Los nodos utilizan un nico canal para comunicarse con el resto de los equipos que componen la red. Todos los paquetes de red, que los nodos escriben en el canal, son enviados indistintamente a todos los nodos de la red o bien a subconjuntos concretos de estos equipos.

Act iv idades

4. Comunicaciones en redes PAN.Utiliza los telfonos mviles, ordenadores porttiles y palms o pocket-pc que dispongan de tecnologas de infrarrojos o Bluetooth para ensayar conexiones punto a punto o multipunto entre ellos, transferir mensajes y ficheros o valerse de las posibilidades de utilizacin de sus servicios remotos.Tendrs que ayudarte de los manuales de usuario de estos dispositivos o de su ayuda en lnea.Haz una prueba de cobertura en cada una de las tecnologas. Para ello, intenta hacer una conexin colocando los dos dispositivos uno al lado del otro.Repite el procedimiento varias veces alejando los dispositivos progresiva-mente. El lmite de cobertura ser el punto en donde ya no puedas realizar la conexin.Compara ahora la cobertura de cada una de las tecnologas inalmbricas.

5. Cmo se pueden clasificar las redes de ordenadores en funcin de su ubica-cin geogrfica?

6. Qu problemas presentan las redes inalmbricas? Qu ventajas tienen?

Ten en cuenta que la tecnologa de infrarrojos es altamente direc-cional, es decir, los dispositivos no solo tienen que estar cerca sino que adems deben poder verse en lnea recta enfrentando sus ventanas de emisin/recepcin.

Consejo

S M R _ R L _ A A b a d _ 0 1 _EstandaresAsociaciones.docDocumento que contiene infor-macin sobre:

1. Estndares de red.2. Asociaciones de estndares.

CEO

Host o nodo: es un ordenador con capacidad de interactuar en red o capaz de alojar algn tipo de servicio de red.

Estndar: es un conjunto de reglas que regulan algn aspec-to de una comunicacin para que los productos de distintos fabricantes logren la interopera-bilidad entre ellos. Los estnda-res se recogen en documentos que se hacen ofi ciales cuando una asociacin de estndares internacionales lo aprueba.

Protocolo: es el conjunto de reglas que dos ordenadores deben seguir, y que por tanto comparten, para que puedan entenderse.

VocabularioA

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1Caracterizacin de redes locales

d 6. Topologas de redLa topologa de una red es la propiedad que indica la forma fsica de la red, es decir, el modo en que se disponen los equipos y el sistema de cableado que los interco-necta para cumplir su funcin. Aunque es posible especificar tres topologas bsicas, que describiremos a continuacin, en las instalaciones reales se suelen mezclar variastopologas.

d 6.1. Topologa en estrella

En las redes que tienen su topologa en estrella, las estaciones se conectan entre s a travs de un nodo especialmente privilegiado que ocupa la posicin central de la red, formando con el resto de las estaciones una estrella (Figura 1.3. A). A este nodo se le denomina estacin concentradora de la estrella.

Puesto que a cada nodo le llega un nico cable de red, las conexiones suelen ser ms estructuradas que en el caso del cableado en bus. Sin embargo, el problema de la topo-loga en estrella se presenta en el entorno del concentrador ya que todos los segmentos deben terminar en l, produciendo una importante madeja de cables.

Las lneas de comunicacin suelen ser multipunto, a diferencia de las redes WAN en donde la conexin suele ser punto a punto a travs de centrales de conmutacin o equipamientos de funcionalidad semejante.

El tipo de red depende del tipo de cableado. Un cableado apropiado para el acceso a una red WAN como el cable de pares telefnico, no tiene la calidad requerida para cumplir las especificaciones de velocidad en una red de rea local.

El tipo de red tambin depende de la topologa y de los protocolos utilizados. Las redes de rea local admiten cualquier topologa, mientras que las redes WAN suelen ser ma-llas de nodos y centrales conmutadoras. Difcilmente una red en anillo puede constituir el ncleo de una gran red de rea extensa, los anillos ms grandes no pueden superar los 200 km de permetro.

Act iv idades

7. Identificacin de los servidores y las estaciones de una instalacin.Sobre una instalacin de red real identifica los ordenadores que tienen la funcin de servidores y aquellos otros que hacen de clientes. Localiza las zonas de la instalacin que son cliente-servidor, las distribuidas y, si las hubiera, las islas de informacin. Puedes realizar esta identificacin sobre la red del aula o laboratorio o programar una visita a las insta-laciones de una empresa que tenga un despliegue informtico en red.

8. Una interconexin de ordenadores en que cada uno se puede comuni-car con cualquier otro sin interme-diarios, es propio de una red de rea local o de una red de rea extensa?

9. Enumera en una doble lista un con-junto de protocolos de red y otro conjunto de servicios de red.Te ayudan estas listas a compren-der las diferencias entre servicio y protocolo?

Estudia algunas pginas de informacin sobre protocolos de red para que puedas descubrir sus funciones ms importantes y algunos ejemplos de protocolos estndar que se utilizan en las comunicaciones con redes de ordenadores. Puedes empezar tu bsqueda en Wikipedia por la voz protocolo de red.

Otra pgina de inters es http://fmc.axarnet.es/redes/tema_06.htm y http://vgg.uma.es/redes

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S M R _ R L _ A A b a d _ 0 1 _Organizacion_Red.doc

Documento que contiene infor-macin sobre:

1. Modo de organizacin de una LAN, sistemas.

2. Sistemas distribuidos frente a centralizados.

3. Factores que hacen necesa-ria la LAN.

CEO

La ventaja principal de una red en estrella reside en la seguri-dad. El concentrador tiene las funciones tanto de intercomuni-cador entre dos estaciones como de aislador de los problemas que pudieran surgir en cualquie-ra de los segmentos, de modo que si un segmento se deteriora, solo l se queda sin el servicio de red. Aunque un segmento se rompa o funcione incorrectamen-te el resto de la red permanece en buen estado.

Ampliacin

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d 6.2. Topologa en anillo

Una red en anillo conecta todos sus equipos en torno a un anillo fsico (Figura 1.3, B). Tampoco presenta problemas de congestin de trfico, sin embargo, una rotura del anillo produce el fallo general de la red. Un ejemplo concreto de red en anillo es la red Token Ring, que sigue el estndar IEEE 802.5. Las redes en anillo utilizan protocolos libres de colisiones con tcnicas de paso por testigo.

d 6.3. Topologa en bus

Los puestos de una red en bus se conectan a una nica lnea de transmisin (bus) que recorre la ubicacin fsica de todos los ordenadores (Figura 1.3, C). Esta red es muy simple en su funcionamiento, sin embargo es muy sensible a problemas de trfico o a las roturas de los cables. Ethernet sobre cable coaxial es un ejemplo de red con topologa en bus que sigue el estndar IEEE 802.3.

Las redes de rea local con topologa en bus son las ms sencillas de instalar. No re-quieren dispositivos complicados para realizar las conexiones fsicas entre nodos. Todos los equipos que se conectan a la red lo hacen a travs de componentes pasivos o que requieren poca electrnica.

El medio de transmisin que forma la red es un nico bus multiacceso compartido por todos los nodos, debindose establecer una contienda para determinar quin tiene de-rechos de acceso a los recursos de comunicacin en cada instante. Este sistema de contienda determina el tipo de red.

A

B

C

Nodo central

BusTerminador de bus

Anillo

Nodo perifrico

Fig. 1.3. Esquema de topologa de red en estrella (A), anillo (B) y bus (C).

La red local en anillo tradicional ha sido la red Token Ring que se rige por el estndar IEEE 802.5. Busca informacin en la web sobre esta red para estudiar las caractersticas ms especfi cas de la tecnologa que emplea. Fjate especialmente en que es una red poco sensible a la con-gestin de trfi co.

Puedes buscar por la voz Token Ring en Wikipedia o en http://fmc.axarnet.es/redes/tema_03_m.htm

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S M R _ R L _ A A b a d _ 0 1 _OtrasTopologiasRed.doc

Documento que contiene infor-macin sobre:

1. Topologas de red menos comunes.

2. Topologas mixtas.

CEO

El bus tiene una estructura lineal. Con el fi n de evitar ecos o refl exiones no deseados que perjudiquen las condiciones elctricas de transmisin, los extremos de este bus deben estar terminados con unos aco-pladores de impedancia elctri-ca o terminadores, especfi cos para el tipo de cable de que se trate. Son tpicos los cables coaxiales RG-58 con terminado-res de 50 .

La ruptura del bus impide total-mente la comunicacin entre dos nodos de la red, lo que hace que esta topologa sea muy sensible a las averas en los cables o a problemas en las conexiones de los nodos a la red. Es convenien-te, por tanto, que los cables de datos vayan protegidos conve-nientemente.

Ampliacin

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1Caracterizacin de redes locales

d 7. Familias de protocolosEl estudio de las tecnologas de redes se simplifica estructurando las distintas tecnologas involucradas en las comunicaciones en familias de protocolos de comunicacin en las que se definen perfectamente las relaciones de unos con otros.

d 7.1. Conceptos preliminares

Es habitual que los protocolos estn expuestos pblicamente como normativas o reco-mendaciones de las asociaciones de estndares. Los fabricantes que se ajustan a estas normativas tienen la seguridad de ser compatibles entre s en aquellos aspectos regula-dos por el protocolo.

s A. El concepto de capa o nivel

Con el fin de simplificar la complejidad de cualquier red, los diseadores de redes han convenido estructurar las diferentes funciones que realizan y los servicios que proveen en una serie de niveles o capas.

Adems, en esta estructuracin tambin se consiguen normalizar o estandarizar las tcnicas de comunicacin favoreciendo la conectividad entre equipos de diversos fabri-cantes que comparten estndar.

Las capas estn jerarquizadas. Cada capa se construye sobre su predecesora. El nmero de capas y, en cada una de ellas, sus servicios y funciones varan con cada tipo de red. Sin embargo, en cualquier red, la misin de cada capa es proveer servicios a las capas superiores hacindoles transparentes el modo en que esos servicios se llevan a cabo. De esta manera, cada capa debe ocuparse exclusivamente de su nivel inmediatamente inferior, a quien solicita servicios, y del nivel inmediatamente superior, a quien devuelve resultados.

Act iv idades

10. Identificacin de la topologa de red de una instalacin real.Seguimos trabajando sobre la instalacin de red de rea local de ejercicios anteriores. Ahora identifica los rasgos topolgicos de la red. Si es una red grande, ten en cuenta que probablemente la instalacin no siga una topolo-ga concreta y perfectamente definida, sino que participar de una mezcla de topologas bsicas.

11. Comenta qu problemas se pueden generar en una red de cada topologa estu-diada cuando se rompe uno de los segmentos de red, por ejemplo, la conexin entre dos estaciones contiguas en un anillo, el bus de una red en rbol, etc.

12. Cmo se llaman los estndares de la red Ethernet? Y el de la red Token Ring?

Ejemplo

Imaginemos un viaje en tren. El viajero debe adquirir un billete, utiliza un servicio concreto. Pero para llegar a su destino no basta con adquirir el billete. La compaa ferroviaria debe con-ducirle al tren y situarle en su asiento. A su vez, el tren requiere fl uido elctrico procedente de la compaa elctrica para que se pueda producir el fenmeno del transporte. Cada uno de estos

acontecimientos pertenece a una capa. Solo pueden solicitarse servicios a las capas adyacentes, por ejemplo, el viajero no puede pedir a la compaa elctrica el fl uido, solo el tren es el que est capacitado para alimentarse elctricamente de los tendidos de tensin elctrica.

Protocolo: es un conjunto de reglas perfectamente organi-zadas y convenidas de mutuo acuerdo entre los participan-tes en una comunicacin, cuya misin es regular algn aspecto de esta.

Vocabulario A

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s B. La interfaz entre capas

Hemos asentado que dos capas consecutivas establecen relaciones de comunicacin. Podemos afirmar que estas relaciones son las nicas que existen en las redes estructu-radas como sucesin ordenada de capas. Esto nos lleva a definir el modo en que cada capa negocia los servicios y se comunica con las capas adyacentes. Llamamos interfaz o interface de capa a las normas de intercomunicacin entre capas.

s C. La arquitectura de una red

La arquitectura de red es el conjunto organizado de capas y protocolos que la red utiliza para producir sus comunicaciones entre nodos.

Esta organizacin de la red debe estar suficientemente clara como para que los fabri-cantes de software o hardware puedan disear sus productos con la garanta de que funcionarn en comunicacin con otros equipos que sigan las mismas reglas, es decir, sern interoperables.

Se dice que dos equipos son interoperables cuando siendo de distinta tecnologa o de distintos fabricantes funcionalmente compatibles entre s.

Obsrvese que no se han incluido en la arquitectura los interfaces. Ello es debido a que la estructura de capas los oculta totalmente. Un interface concreto requiere ser conocido exclusivamente por las dos capas adyacentes a las que separa.

s D. Los sistemas abiertos

El concepto de sistema abierto fue propuesto inicialmente por la ISO (Internacional Organization for Standardization) como aquel sistema compuesto por uno o ms or-denadores, el software asociado, los perifricos, los procesos fsicos, los medios de transmisin de la informacin, etc., que constituyen un todo autnomo capaz de realizar un tratamiento de la informacin.

d 7.2. Familias de protocolos usuales

OSI define un modelo de referencia para el estudio de las redes del que nos ocupare-mos ms adelante en profundidad. Sin embargo, las redes comerciales no son totalmen-te OSI, participan de su modo de estructurar los protocolos, pero cada compaa disea la red de acuerdo con las tecnologas de las que es propietaria.

Aqu vamos a registrar unas breves referencias de algunas de estas familias ms comu-nes, aunque la ms extendida desde el advenimiento de Internet es, sin duda alguna, la familia TCP/IP.

s A. Familia NetWare

NetWare, fabricado por Novell, ha sido el sistema operativo de red ms utilizado a nivel mundial. Su alto rendimiento, su capacidad de crecimiento (escalabilidad) y, funda-mentalmente, la optimizacin de los recursos requeridos tanto en las estaciones clientes como en las servidoras, han promocionado su utilizacin masiva.

En el ejemplo del epgrafe ante-rior, existe una forma concreta de solicitar un billete: hay que dirigirse a la ventanilla, esperar un turno, solicitar un destino, etc. Para subirse al tren hay que averiguar el nmero de andn, desplazarse hasta el mismo, bus-car el asiento, etc.

Ejemplo

En la prctica profesional es muy importante fi jarnos en cmo los distintos elementos de la red proporcionados por los fabri-cantes cumplen con los estnda-res internacionales. En ocasio-nes, se venden dispositivos que implementan una funcionalidad no recogida en un estndar concreto que an est en fase de aprobacin. En este caso, hay que asegurarse de que el dispositivo se podr actualizar al nuevo estndar una vez que haya sido terminado de defi nir y aprobado por las organiza-ciones internacionales de estn-dares.

Consejo

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1Caracterizacin de redes localesLos servidores NetWare han sido tradicionalmente dedicados, es decir, no pueden ac-tuar como clientes. El resto de las estaciones son exclusivamente clientes de estos servi-dores. NetWare utiliza un protocolo propietario desarrollado por Novell, denominado IPX/SPX (Internetwork Packet eXchange/Sequenced Packet eXchange, Intercambio de paquetes entre redes/Intercambio secuencial de paquetes), derivado de la red de Xerox XNS (Xerox Network Service, Servicio de red de Xerox) de Xerox.

Algunos sistemas operativos como Windows, incorporan protocolos clnicos del IPX. En concreto los sistemas de Microsoft lo llaman NWLink (Figura 1.4).

NWLink no basta para beneficiarse de los servicios proporcionados por un servidor NetWare. IPX o NWLink son protocolos equivalentes de la capa de red en OSI. Para conseguir la utilizacin de los servicios necesitan crear sesiones basadas en estos ser-vicios, lo que se consigue incorporando un REDIRECTOR. En estaciones Windows, este redirector se denomina Servicio cliente de NetWare (Figura 1.5), aunque Windows Vista ya no incorpora los protocolos de la red NetWare de modo nativo.

Fig. 1.4. Instalacin y confi guracin de los protocolos NetWare en una estacin Windows XP.

Fig. 1.5. Instalacin y confi guracin de redirectores de red para redes NetWare (a la izquierda) y para redes Microsoft (a la derecha) en una estacin Windows conviviendo sobre la misma interfaz de red.

Protocolo NetWare sobre Windows Nmero que identifica la red

En la figura de la izquierda se ven instalados los protocolos IPX/SPX propios de la red Net-Ware (NWLink en Microsoft) y TCP/IP. Obsrvese que ambos protocolos pueden convivir perfectamente sobre el mismo interfaz de red (en nuestro caso una tarjeta de red Broadcom NetXtreme).

A la derecha configuramos un nmero de red, que la identi-fica unvocamente y adems elegimos el tipo de trama (ni-vel 2 de OSI) que escuchar nuestra red.

Caracterizacin de redes locales1

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s B. Familia NetBeui

Microsoft dispone de diversos sistemas operativos para resolver las comunicaciones en las redes de rea local, todos ellos pensados para convivir en una red. Los sistemas ope-rativos de Microsoft son una base para la construccin de redes entre iguales utilizando NetBeui, que es un protocolo desarrollado por IBM en 1985.

Algunos protocolos se encargan exclusivamente de la manipulacin de datos, otros en cambio, se ocupan del intercambio de mensajes entre las aplicaciones de red. NetBeui es un protocolo que controla tanto los datos como los mensajes entre aplicaciones. Cuando un sistema operativo de red implementa el protocolo NetBeui, los servicios son alcanzados a travs del interfaz NetBIOS que acta como su REDIRECTOR nativo.

Fig. 1.6. Instalacin y confi guracin del interfaz NetBIOS para redes NetWare y TCP/IPen Windows.

Como NetBIOS es una interfaz de software que separa dos niveles de red, puede recibir peticiones de las capas superiores de la red y comunicar con los niveles inferiores con independencia de la tecnologa de estas capas inferiores. Por ello, si el fabricante del software de la red lo ha programado, podr utili-zarse el interfaz NetBIOS en su red. En el caso de la figura, se ha conectado NetBIOS tanto a la red NetWare (NWLink) como a la red TCP/IP.

s C. Familia AppleTalk

AppleTalk es el nombre de la red entre iguales, diseada por Apple Computer Corpora-tion, para su utilizacin en ordenadores Macintosh. El diseo original se pens para per-mitir la comparticin de ficheros y de impresoras entre los usuarios de la red de modo que su configuracin fuera muy sencilla y permitiera a cualquier usuario no experto en redes beneficiarse de los servicios de red.

El primer diseo de AppleTalk fue una sencilla red que resolva la conexin de un Macin-tosh a una impresora. Sin embargo, con AppleTalk se pueden confeccionar redes muy amplias y complejas. Apple siempre ha tratado de conservar la facilidad de instalacin y configuracin en sus desarrollos liderando la tecnologa Plug & Play.

Actualmente el sistema operativo de Apple est fundamentado en un ncleo UNIX y, por tanto, sin abandonar totalmente AppleTalk, la red nativa que incorpora es una red TCP/ IP, que es la especfica de los sistemas UNIX.

Actualmente, aunque todos los sistemas Windows de Microsoft hablan NetBeui, lo ms fre-cuente, adems de recomen-dado, es construir redes de sis-temas de Microsoft utilizando TCP/IP, protocolo que tambin incorporan como nativo.

Truco

Plug & Play o enchufar y listo: es una tecnologa que han incor-porado muchos fabricantes de dispositivos que facilitan la labor de configuracin a los usuarios al conseguir que los parmetros necesarios se asignen de modo automtico evitando colisiones entre los distintos dispositivos de hardware. Un ejemplo usual de dispositivo plug & play es el pen-drive que se conecta al puerto USB de un PC.

VocabularioA

19

1Caracterizacin de redes locales

Fig. 1.7. Instalacin y confi guracin de la red TCP/IP en Windows y en Linux.

s D. Familia TCP/IP

El sistema operativo UNIX se ha comunicado en red utilizando un conjunto de protocolos que se ha extendido mundialmente. De hecho, esta familia de protocolos se ha conver-tido en un estndar de facto.

La tecnologa TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol, Protocolo de con-trol de la transmisin/Protocolo de Internet), est definida en un conjunto de documentos denominados RFC (Request For Comments) o Peticin de comentarios.

La importancia de TCP/IP es tan grande que la mayor parte de las redes hablan TCP/IP, sin perjuicio de que adems puedan incorporar otras familias nativas de protocolos. En este libro la mayor parte de los ejemplos sobre configuracin de redes se llevarn a cabo siguiendo la tecnologa propuesta por esta familia de protocolos, por ello, le prestaremos mucha ms atencin.

Direccin IP, mscara de redy puerta de enlace

Direccin IP, mscara de redy puerta de enlace

Interfaz de red

Interfaz de red

Eleccin del protocolo TCP/IP

Invest igacin @Cuando en la prctica profesional se deben adquirir dispositivos de red o decidir sobre los sistemas operativos que se instalarn en los equipos es frecuente tener que tomar las decisiones en funcin de los protocolos que admiten. Todos estos protocolos estn recogidos en los RFC, por eso es conveniente que te familiarices con este tipo de documentos leyendo algunos de ellos. Puedes encontrar informacin por la voz request for

comments en Wikipedia. En la web http://www.faqs.org/rfcs/ puedes encontrar muchos de estos documentos. Por ejemplo, el comentario RFC 821, que puedes leer en la web anterior (http://www.faqs.org/rfcs/rfc821.html) y que fue publicado en 1982 explica cmo es el protocolo SMTP utilizado en el envo de correo electrnico.

RFCS o Request For Comments son un conjunto de comenta-rios sobre Internet que comen-zaron a publicarse en los albo-res de Internet (originalmente ARPANET) en 1969 y que reco-gen propuestas de estandariza-cin de protocolos de red. Se pueden encontrar en www.ietf.org o en www.rfc-editor.org.

Vocabulario A

Caracterizacin de redes locales1

20

d 8. El modelo de referencia OSIOSI es el nombre del modelo de referencia de una arquitectura de capas para redes de ordenadores y sistemas distribuidos, propuesta por la ISO como estndar de interco-nexin de sistemas abiertos.

d 8.1. Descripcin bsica de OSI

OSI realmente no es una arquitectura de red sino un modelo de referencia, es decir, un punto de mira desde el que calibrar cmo deben relacionarse unas redes con otras por contraste con un modelo terico, que es OSI. El modelo propuesto por OSI estructura los servicios de red en siete capas o niveles.

La primera capa es la ms cercana al medio fsico de transmisin mientras que la spti-ma capa es la ms cercana a las aplicaciones de usuario.

Cuando un usuario necesita transmitir datos a un destino, el sistema de red va aadien-do informacin de control (cabeceras) para cada uno de los servicios que utilizar la red para ejecutar la orden de transmisin.

Act iv idades

13. Identificacin de las familias de protocolos de una red de rea local.Sobre la red de rea local objeto de nuestro estudio en estos ejercicios, iden-tifica las familias de protocolos que se utilizan en las comunicaciones entre nodos. Para ello debers iniciar una sesin en cada ordenador, especialmente en los servidores, para averiguar los protocolos de red instalados a partir de las fichas de caractersticas de conexiones de red.

14. Cul es la familia de protocolos de red ms utilizada en la actualidad?

15. Qu es y para qu sirve un RFC?

16. Cul es el protocolo de red nativo para las redes de ordenadores de Micro-soft? Puede convivir este protocolo con otros de otras familias?

7 Nivel de aplicacin

6 Nivel de presentacin

5 Nivel de sesin

4 Nivel de transporte

3 Nivel de red

2 Nivel de enlace

1 Nivel fsicoBits

Trama

Paquete

Segmento o TPDU

SPDU

PPDU

APDU

Datos de usuario

AH 7

PH 6

SH 5

TH 4

NH 3

DH 2 DT

Bits 1

Fig. 1.8. Cabeceras asociadas a cada nivel OSI (a la izquierda) y su correspondenciaen la jerarqua de niveles del modelo OSI (a la derecha).

21

1Caracterizacin de redes localesLas cabeceras que cada capa aade a los datos que le llegan de su capa inmedia-tamente superior llevan la informacin de control necesaria para el interfaz y para la propia capa.

Estas cabeceras, que son especficas en cada nivel, reciben los nombres de AH (Appli-cation header), PH (Presentation header), etc. El nivel 2 incorpora dos campos uno de inicio DH y otro de final DT, que delimitan la trama.

Cada nivel maneja una unidad de datos que coincide con la informacin que le pasa la capa inmediatamente superior junto con las cabeceras que la propia capa inserta para el gobierno de la comunicacin con su capa homloga en el ordenador de destino. En la Figura 1.8 derecha, se enumeran los nombres especficos que reciben algunas de es-tas unidades de datos. Cada nivel tiene su propia unidad de datos de protocolo: APDU (Application Protocol Data Unit) en el nivel de aplicacin, PPDU (Presentation Protocol Data Unit), etc.

Los siete niveles de OSI reciben los siguientes nombres de menor a mayor: fsico, enlace, red, transporte, sesin, presentacin y aplicacin.

d 8.2. Niveles OSI orientados a la red

Los niveles inferiores estn ms prximos a la red, de hecho la capa fsica se ocupa del hardware. Se dice que las capas fsica, de enlace y de red estn orientadas a la red. Al subconjunto de estas tres capas inferiores se le llama subred.

s A. El nivel fsico o nivel 1

La capa fsica se ocupa de definir las caractersticas mecnicas, elctricas, funcionales y de procedimiento para poder establecer y liberar conexiones entre dos equipos de la red. Es la capa de ms bajo nivel, por tanto, se ocupa de las transmisiones de los bits.

Por ejemplo, debe garantizar la compatibilidad de los conectores, cuntos pines tiene cada conector y la funcin de cada uno de ellos, el tipo de sistema de cableado que utilizar, la duracin de los pulsos elctricos, la modulacin si la hubiera, el nmero de voltios de cada seal, el modo de explotacin del circuito, etc.

s B. El nivel de enlace de datos o nivel 2

La misin de la capa de enlace es establecer una lnea de comunicacin libre de errores que pueda ser utilizada por la capa inmediatamente superior: la capa de red.

S M R _ R L _ A A b a d _ 0 1 _TiposServiciosOSI.doc

Documento que contiene infor-macin sobre:

1. Servicios orientados a la conexin.

2. Servicios sin conexin o de datagramas.

CEO

Ejemplo

Si deseamos enviar un mensaje en papel y es necesario segmentarlo en diversas porciones, cada trozo deber ir acompaado de una etiqueta identifi cativa con el fi n de poder recons-truir en el destino el mensaje original. La informacin de numeracin de estas etiquetas podra ser la cabecera de cada porcin (Figura 1.8, izquierda).

Caracterizacin de redes locales1

22

Como el nivel fsico opera con bits, la capa de enlace debe fraccionar el mensaje en bloques de datos de nivel 2 o tramas (frames). Estas tramas sern enviadas en secuencia por la lnea de transmisin a travs de los servicios de transmisin que ofrece la capa fsica, y quedar a la escucha de las tramas de confirmacin que genere la capa de enlace del receptor.

El nivel de enlace tambin se ocupar del tratamiento de los errores que se produzcan en la recepcin de las tramas, de eliminar tramas errneas, solicitar retransmisiones, descartar tramas duplicadas, adecuar el flujo de datos entre emisores rpidos y recep-tores lentos, etc.

s C. El nivel de red o nivel 3

La capa de red se ocupa del control de la subred. La principal funcin de este nivel es la del encaminamiento, es decir, el tratamiento de cmo elegir la ruta ms adecuada para que el bloque de datos del nivel de red (paquete) llegue a su destino. Cada destino est identificado unvocamente en la subred por una direccin.

Otra funcin importante de esta capa es el tratamiento de la congestin. Cuando hay muchos paquetes en la red, unos obstruyen a los otros generando cuellos de botella en los puntos ms sensibles. Un sistema de gestin de red avanzado evitar o paliar estos problemas de congestin.

Fig. 1.9. Modelo de comunicaciones entre capas para los niveles OSI orientados a la red.

Un protocolo est en el mismo nivel de red tanto en el emisor como en el receptor. Esto supone que la comunicacin en el ni-vel fsico es vista por el nivel de red N como si la comunicacin se llevara a cabo mediante un pro-tocolo de comunicacin virtual de nivel N. As por ejemplo, en la capa de red, el emisor interpreta que est utilizando una comunicacin mediante un protocolo de red, aun-que la nica comunica-cin real es la transmisin fsica.

Entre el emisor y el receptor se establecen comunicaciones utilizando protocolos determinados. El mismo protocolo debe estar representado tanto en el emisor como en el receptor.

Capa fsica

Interfaz capas 2/1

Capa de enlace

Interfaz capas 3/2

Capa de red

Capa fsica

Interfaz capas 2/1

Capa de enlace

Interfaz capas 3/2

Capa de redProtocolo de red

Protocolo de enlace

Protocolo fsico

EMISOR RECEPTOR

Encaminamiento o enrutamien-to: es la tcnica por la que se evalan y deciden las rutas disponibles para transportar un paquete de datos desde su ori-gen en una red hasta su destino en otra red distinta. En la jerga profesional, se suele decir por dnde sale el paquete?

VocabularioA

23

1Caracterizacin de redes locales

d 8.3. La capa de transporte

La capa de transporte es una capa de transicin entre los niveles orientados a la red (subred) y los niveles orientados a las aplicaciones.

La capa de transporte lleva a cabo las comunicaciones entre ordenadores peer to peer, es decir, es el punto en donde emisor y receptor cobran todo su sentido: un programa emisor puede conversar con otro receptor. En las capas inferiores esto no se cumple. Por ejemplo, en el nivel inferior hay transporte de tramas, pero puede ser que para llegar al receptor haya que pasar por varios ordenadores intermedios, que redirijan las comunicaciones o que cambien de red los diferentes paquetes, etc. En el nivel de trans-porte estos sucesos se hacen transparentes: solo se consideran fuente, destino y tipo de servicio solicitado.

d 8.4. Niveles OSI orientados a la aplicacin

Las capas situadas por encima de este nivel de abstraccin del transporte estn orien-tadas a las aplicaciones y, por tanto, la terminologa utilizada est exenta de todo lo que tiene que ver con el transporte de datos, se centra ms bien en las funciones de aplicacin.

s A. El nivel de sesin o nivel 5

Esta capa permite el dilogo entre emisor y receptor estableciendo una sesin, que es el nombre que recibe las conexiones en esta capa. A travs de una sesin se puede llevar a cabo un transporte de datos ordinario (capa de transporte). La capa de sesin mejora el servicio de la capa de transporte.

s B. El nivel de presentacin o nivel 6

La capa de presentacin se ocupa de la sintaxis y de la semntica de la informacin que se pretende transmitir, es decir, investiga en el contenido informativo de los datos. Esto es un indicativo de su alto nivel en la jerarqua de capas.

Si deseamos transferir un fi chero por una lnea telefnica que por su excesivo volumen tardar una hora en efectuar el transporte, y la lnea telefnica tiene cadas cada quince minutos, ser imposible transferir el fi chero. La capa de sesin se podra encargar de la resincronizacin de la transferencia, de modo que en la siguiente conexin se transmitieran datos a partir del ltimo bloque transmitido sin error.

Ejemplo

Si el ordenador emisor utiliza el cdigo ASCII para la representacin de informacin alfa-numrica y el ordenador receptor utiliza EBCDIC, no habr forma de entenderse salvo que la red provea algn servicio de conversin y de interpretacin de datos. Este es un servicio propio de la capa de presentacin.

Ejemplo

Caracterizacin de redes locales1

24

Otra funcin de la capa de presentacin puede ser la de comprimir los datos para que las comunicaciones sean menos costosas, o la de encriptacin de la informacin que ga-rantiza la privacidad de la misma.

s C. El nivel de aplicacin o nivel 7

Es la capa superior de la jerarqua OSI. En esta capa se definen los protocolos que uti-lizarn las aplicaciones y procesos de los usuarios. La comunicacin se realiza utilizan-do protocolos de dilogo apropiados. Cuando dos procesos que desean comunicarse residen en el mismo ordenador utilizan para ello las funciones que le brinda el sistema operativo. Sin embargo, si los procesos residen en ordenadores distintos, la capa de aplicacin disparar los mecanismos necesarios para producir la conexin entre ellos, sirvindose de los servicios de las capas inferiores.

Fig. 1.10. Ficha de confi guracin para que una transmisin de datos por telfono comprima las cabeceras del protocolo PPP, servicio tpico del nivel de presentacin en el modelo de red OSI.La eleccin de la puerta de enlace es una funcin utilizada por la capa 4 de red, que deber ser resuelta por el nivel 3.

Funcin de nivel OSI 3(transporte)

Funcin de nivel OSI 6(presentacin)

Si un usuario de la red quiere comunicarse con otro en la misma o distinta red, elegir un sistema de comunicacin concreto sobre el que pueda intercambiar mensajes. Por ejemplo, podra hacerlo mediante el correo electrnico o a travs de un sistema de mensajera electrnica instantnea; tambin podra elegir una

aplicacin de transmisin de voz; si tuviera que transmitir infor-macin grfica podran compartir una pizarra digital, etc. Cada uno de estos sistemas utilizar su propio conjunto de protocolo de aplicacin de nivel 7.

Ejemplo

17. Si OSI es un modelo de arquitectura que no se utiliza comercialmente, por qu es tan importante conocer este modelo con cierta profundidad?

18. Cmo se llaman los siete niveles OSI?

19. Describe una caracterstica concreta de cada uno de los niveles OSI.

20 Qu es una trama de red? Y un paquete de red? Y una N-PDU?

Act iv idades

25

1Caracterizacin de redes locales

Contina...

Analoga del modelo OSI con una operacin de distribucin logstica

Este ejemplo pretende describir con la mayor precisin las funcio-nalidades de los niveles OSI con una analoga de la actividad humana ordinaria. El ejemplo consistir en descomponer en fases el transporte de una mercanca desde el lugar de produccin hasta el lugar de venta. Supongamos que una cooperativa agr-cola tiene como cliente habitual un mercado de abastos de fruta

situado en una ciudad de otro pas. Las frutas deben ser recogi-das en la cooperativa y trasladadas al mercado de abastos.

Vamos a descomponer el proceso de transporte tal y como es visto por la cooperativa clasifi cando los eventos producidos por analoga en las diferentes capas de OSI. Los datos que apare-cern, aunque son orientativos y tienen un fi n exclusivamente didctico, pueden sernos tiles para clarifi car los conceptos abstractos.

Ejemplo

Eventos Observaciones

Nivel 7o de aplicacin

La cooperativa recoge los frutos que aportan los agricultores, negocia un precio de venta con el mercado de abastos y decide proceder al transporte de la mercanca.

Este evento est en contacto directo con los usuarios de la comunicacin: el comprador y el vendedor. La aplicacin sera una operacin comercial de compraventa, que no se puede llevar a cabo sin un fenmeno de transporte.

Nivel 6o de presentacin

Una vez recogidas las frutas deben empaque-tarse y presentarse como cestas con un peso bruto determinado. Adems hay que colocar las cestas de modo que ocupen un espacio m-nimo con el fin de facilitar el transporte. Las cajas con las cestas van precintadas.

Este evento se ocupa de que las frutas tengan un aspecto (presentacin) determinado cara al consumidor. Adems lleva incorporado un pro-ceso de compresin para facilitar el transporte. El precinto de cada caja sirve de encriptacin, hace que la carga tenga privacidad.

Nivel 5o de sesin

El comprador y el vendedor se ponen de acuer-do en enviar todos los lunes, mircoles y viernes 10 toneladas de fruta, sin embargo, la semana que viene habr una excepcin: el viernes es festivo y la fruta se transportar en lunes, mir-coles y jueves. Los pagos se harn con letras de cambio con un vencimiento a treinta das.

En este evento se abre una sesin en que se especifica cmo sern los envos, es decir, se establece el dilogo sobre cmo proceder para efectuar el transporte. Adems se negocia el sistema de pago.

Nivel 4o de transporte

Ya es lunes. Hoy hay que efectuar un transporte de fruta. Llamamos a la compaa de transpor-tes para que recoja la fruta. Se compromete a entregar la fruta en el mercado de abastos en el plazo fijado de antemano y en las debidas condiciones de salubridad. Comprueba que el terminal de descarga del mercado de abastos tiene previsto que llegar una carga de fruta de diez toneladas en pocas horas.

En este evento se efecta una conexin. Se ne-gocia la calidad de servicio con parmetros como el plazo de entrega de la carga, el buen estado de la misma, etc. Para cumplir el pla-zo de entrega la capa inmediatamente inferior deber elegir medios de comunicacin apro-piados, suficientemente rpidos (avin o vas terrestres amplias y poco congestionadas, etc.). Adems comprueba que el destinatario puede ofrecer este servicio: en el mercado hay un lu-gar para la fruta.

Caracterizacin de redes locales1

26

. . .Cont inuacin

Ejemplo

Eventos Observaciones

Nivel 3o de red

La compaa de transportes determina las rutas posibles para efectuar el traslado de la carga, as como la tecnologa de transporte ms ade-cuada. Elige el siguiente sistema: cinco tonela-das viajarn en avin y las otras cinco toneladas por carretera en camin. Adems se decide el rumbo que debe seguir el avin para evitar una zona de borrasca y las carreteras apropiadas para evitar atascos de trfico. La carga que ir en avin debe empaquetarse en un contenedor especial para la bodega del avin. La carga que viaja por carretera se empaqueta en ca-jas de cartn acinturadas con plstico. Tanto el contenedor areo como cada una de las cajas llevan adheridas las etiquetas que identifican al aeropuerto de destino, o la direccin del termi-nal de descarga destinatario.

En este evento se estudian las rutas. A partir de esta capa ya se tienen en cuenta las tecnolo-gas fsicas o lgicas de bajo nivel que sern utilizadas para producir el fenmeno de trans-porte. Se seleccionan las rutas ms adecuadas. Hay un fraccionamiento de la carga por ne-cesidades del servicio de transporte. La carga se encapsula de un modo apropiado para la tecnologa de transporte. Adems cada unidad de carga (contenedor o caja) lleva la direccin de origen y destino (aeropuerto o mercado, que es donde llegan los medios de transporte). Adems las rutas han sido elegidas de acuerdo con ciertos criterios de eficacia: poca conges-tin de trfico, mejora en las condiciones de vuelo, etc.

Nivel 2o de enlace

Al contenedor de avin se le aade un control de seguridad, se observa que tiene un peso ex-cesivo y se reparte en dos contenedores ms pequeos. Se instalan uno a cada lado de la bodega de la aeronave para distribuir propor-cionalmente la carga. A la otra mitad de la car-ga, la que viaja por carretera, se la distribuye en diez camiones frigorficos. Cada uno se pre-cinta por seguridad. Cada unidad de carga lle-va su etiquetado de origen y destino. Cada ca-min registra la temperatura habida en el viaje. Si no es la prevista, el termmetro del camin frigorfico servir de prueba para declarar in-servible la carga y pedir una nueva carga.

En este evento se expresa el equivalente a los controles de errores: el termmetro, los precin-tos de seguridad, etc. La carga ha de repartirse para hacer posible el transporte en ese avin concreto en el que viajar o en los camiones fri-gorficos, que tienen una tara y un peso mximo autorizado, es decir, debemos ajustarnos a la tecnologa concreta de bajo nivel que se utiliza-r. Si se ha producido error se pedir una devo-lucin y reposicin de la carga (retransmisin).

Nivel 1o fsico

Tanto el avin por va area como los camio-nes por va terrestre, transportarn la carga al lugar de destino.

Aqu es donde se produce realmente el trans-porte de la carga.

27

1Caracterizacin de redes locales

d 9. Elementos de la redCon este epgrafe vamos a terminar de componer el mapa de conocimientos necesarios para el tcnico de redes. Ya se ha estudiado la necesidad de la red y los problemas que viene a resolver, los estndares a los que se acogen estas redes, sus tipos y topologas. Nos falta por completar una lista con los elementos que componen estas redes y que se irn estudiando con detalle en las siguientes unidades.

d 9.1. El cableado, la conectorizacin y los espacios en los que se localiza fsicamente la red

Es el elemento ms especfico de la red aunque en ocasiones, como en el caso de las redes inalmbricas, es inexistente y se sustituye por antenas de radiacin.

El cableado puede ser de cobre o de fibra ptica, pero no solo nos hemos de fijar en los cables, sino tambin en los conectores. No todos los conectores pueden ser termi-nadores de cualquier cable. Cada tipo de cableado lleva su propio sistema de conec-torizacin.

d 9.2. Los dispositivos especficos de red

Son mquinas altamente especializadas en alguna funcin de red. Algunos de estos dispositivos trabajan en alguno de los niveles de red, pero otros absorben funciones de ms de una capa.

Entre estos dispositivos estn los mdems para realizar conexiones remotas mediante lneas telefnicas, concentradores y repetidores para regenerar la seal elctrica en dis-tintos segmentos de red, conmutadores para el intercambio selectivo de tramas de datos entre diferentes segmentos de la red, encaminadores para transportar paquetes entre redes y, por ltimo, las pasarelas, que son los dispositivos que operan en los niveles ms altos de OSI. Algunos ejemplos de pasarelas podran ser los dispositivos de filtrado de contenidos de Internet, analizadores de antivirus, pasarelas de telefona, cortafuegos, analizadores de intrusos, etc.

Servidor Web,FTP, Correo,MySQL y Jabber

ServidorAntiSpamy AntiVirus

Equipo salnMultifuncin

Porttil deGemma

Punto deaccesoinalmbrico

Router

Internet

Porttil deSergio

Fig. 1.11. Esquema de una red domstica real en la que se signifi can los diferentes elementos de la red.

El sistema de cableado tiene que recorrer los recintos sobre los que se asientan los ordena-dores que deben comunicarse entre s. Esto defi ne un conjunto de espacios, armarios y cuar-tos de comunicaciones en los que se instalan algunos disposi-tivos de red especializados y se practica parte de la conectori-zacin estructurando el sistema de cableado.

Ampliacin

Caracterizacin de redes locales1

28

d 9.3. Nodos de la red

Los nodos pueden estar conectados a la red mediante cable o de modo inalmbrico. Cada nodo requiere al menos un interfaz de red que es soportado mediante una tarjeta de red o, de un modo ms general, algn dispositivo fsico sobre el que pueda interac-tuar el software de la red. Estar tarjetas o dispositivos de red debern poseer el interfaz apropiado para la conexin del cable o antena que una el nodo al resto de la red.

d 9.4. Software de red

Todos los dispositivos activos en la red tienen que ejecutar operaciones informticas avanzadas para cumplir lo establecido por los protocolos de red por lo que tienen que tener una cierta capacidad de proceso conducida por el software correspondiente. A este software se le denomina software de red.

En el estadio superior se sitan las aplicaciones que proporcionan los servicios avan-zados de la red, aunque estas aplicaciones se proporcionan frecuentemente por los sis-temas operativos: correo electrnico, mensajera electrnica, software de colaboracin y publicacin electrnica, etc. En este nivel se encuentran los programas cliente que manejan directamente los usuarios de la red.

Algunas otras aplicaciones que se utilizan en diferentes niveles son los gestores de red, los recopiladores de estadsticas, analizadores de congestin, etc.

Fig. 1.12. Grfi cos proporcionados por NTOP, una aplicacin de uso libre para gestionarlas estadsticas de trfi co de red.

Por extensin, nodo en Telemtica suele atribuirse a cualquier dis-positivo activo conectado a una red. El trmino host suele aso-ciarse a un nodo que aloja un servicio de red y que es propor-cionado a los clientes a travs de la red a la que se conecta, por ello, un host siempre es un nodo. Por ejemplo, son nodos las estaciones cliente, los servi-dores, los encaminadores, etc.

VocabularioA

Este software de red puede ser muy variado. En el nivel inferior se posicionan los controladores de los interfaces de conexin, por ejemplo, de las tarjetas de red o de los mdems. Por encima de este software se debe ejecu-tar la parte del sistema operativo que provee los servicios bsicos de comunicacin: confeccin de tramas, recuperacin de errores, direccionamiento de red, enca-minamiento, etc.

Ampliacin

29

1Caracterizacin de redes locales

Comprueba tu aprendizaje

s 1. Conocer las fuentes de informacinde estndares

1.1. Ejercicio de refuerzoConsulta las sedes web de las asociaciones de estn-dares ms importantes y elabora una jerarqua de car-petas de hiperenlaces URL favoritos a las pginas de mayor inters, de novedades, de recursos, etc.Puedes aadir estos hipervnculos a tu carpeta de favo-ritos del explorador de Internet que uses habitualmente porque los utilizars con frecuencia.

1.2. Ejercicio de investigacin: buscar informacin sobre un protocolo concretoBusca en Internet informacin sobre los RFC de los pro-tocolos SMTP, POP e IMAP que son utilizados por las aplicaciones de gestin de correo electrnico. En qu nmeros de RFC se detallan estos protocolos?

s 2. Identificar los distintos tipos de redes

2.1. CuestinClasifica las redes que intervienen en las circunstancias que se citan a continuacin segn sean PAN, WAN, LAN, MAN o WLAN. Razona la respuesta.a. Una conexin por mdem a Internet.b. Un televisor recibe una transmisin televisiva por cable.c. Un receptor de radio recibe por su antena la radiodi-

fusin de un programa musical.d. Un ordenador se conecta a una red para imprimir

por una impresora de red.e. Una agenda electrnica sincroniza el correo electr-

nico utilizando Bluetooth.f. Varios usuarios comparten una conexin a Internet

sin necesidad de cables.g. Dos campus universitarios en la misma ciudad, pero

distantes, se conectan mediante fibra ptica.

2.2. CuestinA continuacin se va a especificar un conjunto de palabras, siglas y acrnimos. Se trata de que relacio-nes cada uno de ellos con los distintos tipos de redes. Razona la respuesta.a. Wi-Fi.b. Ethernet.c. Frame-Relay.d. X.25.e. Token Ring.f. Ondas de radio.

g. WiMAX.h. Bluetooth.

2.3. Ejercicio de refuerzo para actividad en grupoDescribe los factores que haran necesaria la introduc-cin de una red de rea local en el flujo de trabajo de una oficina bancaria. Se propone la discusin de resul-tados en una tormenta de ideas.

s 3. Identificar los distintos elementos de una red

3.1. CuestinDe los elementos que se enumeran a continuacin, di cules son dispositivos activos de interconexin de red y cules no. Razona la respuesta.a. Encaminador.b. Punto de acceso inalmbrico.c. Cable coaxial.d. Conmutador.e. Armario de comunicaciones.f. Disco duro.g. Sistema operativo de red.h. Mdem.i. Conexin ADSL.j. Router ADSL.

3.2. Ejercicio de refuerzo: descripcin de elementos y utiliza-cin de herramienta grficaDibuja con una aplicacin informtica de tratamiento de grficos un ejemplo hipottico de red en el que aparezcan clientes, servidores, algunos dispositivos de red que interconecten clientes con servidores, un encaminador para la conexin a Internet, un punto de acceso inalmbrico y varios clientes inalmbricos.Identifica cada elemento del grfico con su corres-pondiente rtulo. En los nodos de red con sistema operativo aade en un rtulo qu sistema operativo debe llevar.

s 4. Reconocer las distintas topologas de red

4.1. CuestinAverigua si son verdaderas o falsas las siguientes afir-maciones:a. Una red en anillo es ms rpida que una red en bus.b. Una red en bus en ms rpida que una red en anillo.c. La rotura del anillo de una red impide totalmente la

comunicacin en toda la red.

Caracterizacin de redes locales1

30

Comprueba tu aprendizaje

d. La rotura de un segmento de red en una red en rbol impide la comunicacin en toda la red.

e. Una red en bus es muy sensible a la congestin pro-vocada por exceso de trfico.

f. Una red en bus se adapta mejor a la estructura de cableado de un edificio.

g. Una red en anillo se adapta mejor a la estructura de un campus.

h. Todas las redes metropolitanas son anillos.

4.2. Ejercicio de refuerzo: descripcin de topologas y utili-zacin de herramienta grficaUtilizando como herramienta una aplicacin de grfi-cos, dibuja un ejemplo de cada tipo de topologa que conozcas. Despus piensa algunas analogas y diferen-cias entre esas topologas.

4.3. Ejercicio de refuerzo para actividad en grupoSobre las redes diseadas en el ejercicio anterior pro-pn algn ejemplo concreto de instalacin para cada una de esas topologas.

Comenta estas ideas en grupo para contrastar las dife-rentes opiniones que se manifiesten.

Descubrirs que aunque hay topologas que se prestan ms que otras a algunas circunstancias, no se puede afirmar rotundamente que a cada topologa le corres-ponda un tipo de instalacin.

s 5. Conocer la composicin de la arquitectura de red estndar OSI

5.1. Ejercicio de repasoRealiza un grfico que describa la estructura de siete niveles de la arquitectura OSI para redes de ordenado-res. Escribe en cada capa el nombre que la identifica y agrpalas en funcin de que estn orientadas a la red o al usuario.

5.2. Ejercicio de refuerzo: comprender bien cmo se estruc-tura un modelo de capasImagina una estructura en forma de capas semejante a la realizada en el texto para la cooperativa agrcola que describa un proceso de distribucin de prensa escrita.Algunos elementos que puedes considerar a la hora de estructurar las operaciones de logstica de prensa escrita en capas son los siguientes:a. Los peridicos deben estar impresos a cierta hora.b. Se agrupan formando paquetes.c. El etiquetado de los paquetes de peridicos describe

los destinos y las rutas de transporte.d. Los camiones que transportan estos paquetes tienen

como destino ciudades.e. La distribucin a quioscos o puntos de venta se realiza en

furgonetas desde la central de transporte de la ciudad.f. Se puede considerar el proceso de devolucin de

peridicos no vendidos.