III ACTIVIDAD

III ACTIVIDAD: ARQUITECTURA DE RED, DISPOSITIVOS,

CAPAS DEL MODELO OSI Y CAPAS TCP/IP

ARQUITECTURA DE RED

Es el medio más efectivo en cuanto a costos para desarrollar e implementar un conjunto coordinado de productos que se puedan interconectar. La arquitectura es el “plan” con el que se conectan los protocolos y otros programas de software. Por lo tanto esto benéfico para los usuarios de la red y para los proveedores de hardware y software.

FUNCIONAMIENTO:

-Arquitectura SRA: Con la ASR se describe una estructura integral que provee todos los modos de comunicación de datos y con base en la cual se pueden planear e implementar nuevas redes de comunicación de datos.

Una red de comunicación de datos construida con base en los conceptos ARS consta de lo siguiente.

·         Computadora principal

·         Procesador de comunicación de entrada (nodo intermedio)

·         Controlador remoto inteligente (nodo intermedio o nodo de frontera)

·         Diversas terminales de propósito general y orientadas a la industria (nodo terminal o nodo de grupo)

·         Posiblemente redes de are local o enlaces de microcomputadora o macro computadora.

-Arquitectura de Red Digital (DRA): es una arquitectura de red distribuida de la Digital Equipamiento Corporación. Se le llama DECnet y consta de cinco capas.

El objetivo de la DECnet es permitir la interconexión generalizada de diferentes computadoras principales y redes punto a punto, multipunto o conmutadas de manera tal que los usuarios puedan compartir programas, archivos de datos y dispositivos de terminal remotos.

-Arcnet: La Red de computación de recursos conectadas (ARCNET, Attached Resource Computing Network) es un sistema de red banda base, con paso de testigo (token) que ofrece topologías flexibles en estrella y bus a un precio bajo.

Esta tiene un bajo rendimiento, soporta longitudes de cables de hasta 2000 pies cuando se usan concentradores activos y proporciona una red robusta que no es tan susceptible a fallos como Ethernet de cable coaxial si el cable se suelta o se desconecta.

-Ethernet:

Encapsulación de datos

·         Formación de la trama estableciendo la delimitación correspondiente

·         Direccionamiento del nodo fuente y destino

·         Detección de errores en el canal de transmisión

Manejo de Enlace

·         Asignación de canal

·         Resolución de contención, manejando colisiones

Codificación de los Datos

·         Generación y extracción del preámbulo para fines de sincronización

·         Codificación y decodificación de bits

Acceso al Canal

·         Transmisión / Recepción de los bits codificados.

·         Sensibilidad de portadora, indicando trafico sobre el canal

·         Detección de colisiones, indicando contención sobre el canal

       

VENTAJAS:

·         Centralización del control: Los accesos, recursos y la integridad de los datos son controlados por el servidor de forma que un programa cliente defectuoso o no autorizado no pueda dañar el sistema. Esta centralización también facilita la tarea de poner al día datos u otros recursos.

·         Escalabilidad: Se puede aumentar la capacidad de clientes y servidores por separado. Cualquier elemento puede ser aumentado o mejorado en cualquier momento, o se pueden añadir nuevos nodos a la red en este caso clientes y/o servidores.

·         Fácil mantenimiento: Al estar distribuidas las funciones y responsabilidades entre varios ordenadores independientes, es posible reemplazar, reparar, actualizar, o incluso trasladar un servidor, ante todos los cambios ocurridos podremos decir que sus clientes tienen la posibilidad de no verse afectados o ante lo contrario se afectarán mínimamente. Esta independencia de los cambios también se conoce como encapsulación.

·         Existen tecnologías, suficientemente desarrolladas, diseñadas para el paradigma de C/S que aseguran la seguridad en las transacciones, la amigabilidad del interfaz, y la facilidad de empleo.

DESVENTAJAS:

·         La congestión del tráfico ha sido siempre un problema en el paradigma de C/S. Cuando una gran cantidad de clientes envían peticiones simultaneas al mismo servidor, puede ser que cause muchos problemas para éste pues a mayor número de clientes, más problemas para el servidor. De lo contrario, en las redes P2P como cada nodo en la red hace también de servidor, cuantos más nodos hay, mejor es el ancho de banda que se tiene

·         El paradigma de C/S clásico no tiene la robustez de una red P2P. Cuando un servidor está caído, las peticiones de los clientes no pueden ser satisfechas. En la mayor parte de redes P2P, los recursos están generalmente distribuidos en varios nodos de la red. Aunque algunos salgan o abandonen la descarga; otros pueden todavía acabar de descargar consiguiendo datos del resto de los nodos en la red.

·         El software y el hardware de un servidor son generalmente muy determinantes. Un hardware regular de un computador personal puede no poder servir a cierta cantidad de clientes. Normalmente se necesitasoftware y hardware específico, sobre todo en el lado del servidor, para satisfacer el trabajo.

CARACTERISTICAS:

·         Separación de funciones. Dado que las redes separan a  los usuarios y los productos que se venden evolucionan con el tipo, debe haber una forma de hacer que las funciones mejoradas se adapten a la última. Mediante la arquitectura de red el sistema se diseña con alto grado de modularidad, de manera que los cambios se puedan hacer por pasos con un mínimo de perturbaciones.

·         Amplia conectividad. El objetivo de la mayoría de las redes es proveer conexión óptima entre cualquier cantidad de nodos, teniendo en consideración los niveles de seguridad que se puedan requerir.

·         Recursos compartidos. Mediante las arquitecturas de red se pueden compartir recursos tales como impresoras y bases de datos.

·         Administración de la red. Dentro de la arquitectura se debe permitir que el usuario defina, opere, cambie, proteja y de mantenimiento a la red.

·         Facilidad de uso. Mediante la arquitectura de red los diseñadores pueden centrar  su atención en las interfaces primarias de la red y por tanto hacerlas amigables para el usuario.

·         Normalización. Mientras mayor es la normalización, mayor es la colectividad y menor el costo.

·         Administración de datos. En las arquitecturas de red se toma en cuenta la administración de los datos y la necesidad de interconectar los diferentes sistemas de administración de bases de datos.

·         Interfaces. En las arquitecturas también se definen las interfaces como de persona a red, de persona y de programa a programa. De esta manera, la arquitectura combina los protocolos apropiados  y otros paquetes apropiados de software para producir una red funcional.

·         Aplicaciones. En las arquitecturas de red se separan las funciones que se requieren para operar una red a partir de las aplicaciones comerciales de la organización. Se obtiene más eficiencia cuando los programadores del negocio no necesitan considerar la operación.

DISPOSITIVOS

NIC

Es una tarjeta de expansión  de la computadora, la cual se encuentra ubicada dentro de la tarjeta madre; esta proporciona un puerto en la parte trasera de la PC. al cual se conecta el cable de la red.

SWITCH

Dispositivo diseñado para resolver problemas de rendimiento en la red, debido a anchos de banda pequeños y embotellamientos. El switch puede agregar mayor ancho de banda, acelerar la salida de paquetes, reducir tiempo de espera y bajar el costo por puerto.

Uno de los principales factores que determinan el éxito del diseño de una red, es la habilidad de la red para proporcionar una satisfactoria interacción entre cliente/servidor. El switch se encargará de hacer que ese mensaje llegue única y exclusivamente al segmento requerido, pues es un dispositivo que permite la interconexión de redes solo cuando esta conexión es necesaria.
Es utilizado en la topología de árbol. 


HUB

Es un dispositivo que permite centralizar el cableado de una red y poder ampliarla.

La mayoría de los concentradores detectan problemas típicos, como el exceso de trafico en cada puerto. Así, un concentrador basado en Ethernet, generalmente es más robusto que el cable coaxial basado en Ethernet. Incluso si la partición no se realiza de forma automática, un concentrador de solución de problemas la hace más fácil ya que las luces pueden indicar el posible problema de la fuente. Asimismo, elimina la necesidad de solucionar problemas de un cable muy grande con múltiples tomas.

-Este dispositivo tiene entradas RJ45.

-Existen dos tipos de hubs, Pasivos y Activos.

PASIVOS: No utilizan energía por que no regeneran la señal.

ACTIVOS: Utilizan energía por que estos regeneran la señal.

Este es utilizado en la topología malla.

REPETIDOR

Es un dispositivo electrónico que recibe una señal débil o de bajo nivel y la retransmite a una potencia o nivel más alto, de tal modo que se puedan cubrir distancias más largas sin degradación o con una degradación tolerable.

El repetidor funciona solamente en el nivel físico, es decir que sólo actúa sobre la información binaria que viaja en la línea de transmisión y que no puede interpretar los paquetes de información; este puede utilizarse como una interfaz entre dos medios físicos de tipos diferentes, es decir que puede, por ejemplo, conectar un segmento de par trenzado a una línea de fibra óptica. 

MODEM

Dispositivo que sirve para enviar una señal llamada moduladora mediante otra señal llamada portadora.

La distinción principal que se suele hacer es entre módems internos y módems externos, aunque recientemente han aparecido módems llamados "módems software", más conocidos como "winmódems" o "linuxmódems", que han complicado un poco el panorama. También existen los módems para XDSL, RDSI, etc. y los que se usan para conectarse a través de cable coaxial de 75 ohms (cable módems).


ROUTER


Es un conmutador de paquetes que establece rutas y opera en el nivel de red del modelo OSI. Este conmutador es  más ``inteligente'' que los switches, pues operan a un nivel mayor lo que los hace ser capaces de procesar una mayor cantidad de información. Esta mayor inteligencia, sin embargo, requiere más procesador, lo que también los hará más caros. A diferencia de los switches y bridges, que sólo leen la dirección MAC, los routers analizan la información contenida en un paquete de red leyendo la dirección de red, también leen cada paquete y lo envían a través del camino más eficiente posible al destino apropiado, según una serie de reglas recogidas en sus tablas. Entonces decimos que el router es la conexión vital entre una red y el resto de las redes.
Este es utilizado en la topología de árbol y malla.

BRIDGES (PUENTES)
Son equipos que unen 2  redes actuando sobre los protocolos  de mas bajo nivel es decir al TCP y el IP ya que estos producen las señales, con lo cual no se transmite el ruido.


GATEWAYS
Son equipos para interconectar redes de protocolos y arquitecturas completamente diferentes  a todos los niveles de comunicación, es decir que permiten comunicar equipos que tienen diferentes protocolos y arquitecturas. 

CAPAS DEL MODELO OSI

Open Systems Interconection (Interconexión de Sistemas Abiertos).

Es usado para describir el uso de datos entre la conexión Física de la red y la aplicación del usuario final es el mas usado para describir los entornos de la red.

La arquitectura por capas de este modelo proporciona ventajas que son:

-REDUCE LA COMPLEJIDAD

-ESTANDARIZA LAS INTERFACES

-FACILITA LA INGENIERIA MODULAR

-ASEGURA LA TECNOLOGIA INTER OPERABLE

-ACELERA LA EVALUACION

-SIMPLIFICA LA ENSEÑANZA Y EL APRENDIZAJE.

El modelo OSI se presenta en 7 capas, desde la inferior que es la capa física hasta la capa superior que es la aplicación.

CAPA FISICA: Define la conexión física de la red, es decir se encarga de todas las conexiones físicas de la computadora a la red, por ejemplo: los estándares de cable  de par trenzado que se debe usar para conectar una red.

CAPA DE ENLACE DE DATOS: Provee la transmisión  de los bits en frames de información y quien checa que los bits lleguen libres de errores a su destino y controla le secuencias de transmisión y los acuses del mensaje recibidos. También se encarga de volver a enviar los paquetes o frames que no han sido acusados por el otro extremo, es decir entrega los datos entre un nodo y otro de enlace de red.

CAPA DE RED: Define las rutas, destinos y caminos de llegada de un punto a otro de la red.

CAPA DE TRANPORTES: Maneja la entrega de archivos entre un punto y otro de la red, asegura la confiabilidad de los datos y se encarga de la conexión, reconocimiento y transmisión.

CAPA DE SESION: Establece conexiones lógicas entre puntos de la red y esta es la encargada de ordenar o decidir a donde deben ir los datos, además, indicar cuantos datos se enviaran o recibirán en cierto destino de la red.

CAPA DE PRESENTACION: Maneja los datos de la aplicación, los acomoda en un formato que pueda ser transmitido en una red, provee la presentación de datos y el formateo del código.

CAPA DE APLICACIÓN: Es el nivel ultimo del modelo OSI, el que aloja el programa de red interactuando con el usuario.

En este modelo solo las capas que tengan otra capa equivalente  en el nodo remoto podrán comunicarse, esto es, solo las capas que son iguales entre si se comunican entre si.

El protocolo de capa solo se interesa por la información de su capa y no por la de los demás.

Capas TCP/IP

El numero de capas y en cada una de ellas, sus servicios y funciones son variables con cada tipo de red, de esta manera cada capa se encarga exclusivamente de su nivel inmediatamente menor , a quien solicita servicios y del nivel inmediatamente mayor a quien devuelva los resultados.

Las capas con las que este cuenta son 4.

CAPA 1 o Capa de Enlace: Tiene acceso al medio, referente a la capa  1 (física) y 2 (enlace de datos), ambas pertenecientes al modelo OSI.

CAPA 2 o capa de Red: Internet, referente a la capa 3 (red) que pertenece al modelo OSI.

CAPA 3 o capa de Transporte: Permite el transporte de cualquier  tipo de información, referente a la capa 4 (Transporte) perteneciente del modelo OSI.

CAPA 4 o capa de Aplicación: Aplicación de propiedades, referente a las capas 5(sesión), 6 (presentación) y 7 (aplicación) pertenecientes al modelo OSI

PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN

Son reglas o pasos de un procedimiento, que debe utilizarse en una red, para que las computadoras que manejan lenguajes distintos puedan comunicarse y compartirse diferentes tipos de información, ya que si las computadoras están conectadas a una misma red, pero, utilizan diferentes protocolos no podría comunicarse.

Tiene dos niveles de comunicación lo cuales son:

-de alto nivel: Definen la forma en la que se comunican todas las aplicaciones.

-de bajo nivel: Definen la forma en que se pueden transmitir las señales.

En las redes los protocolos mas utilizados son: Ethernet, Token Ring y Arcnet.

Ethernet: es el más sencillo y utiliza la topología Bus Lineal.

Token Ring: Protocolo 1BM y este se basa en la topología de anillo.

Arcnet: Esta tiene una topología y un protocolo propio.

PROTOCOLOS.

-FTP o FILE TRANSFER PROTOCOL  (Protocolo de Transferencia de Archivos).

Su objetivo es promover el compartir archivos  entre computadoras ya sean programas  o datos.

En la transferencia por  FTP existen 3 tipos de datos: ASCII, EBCDIC e IMAGEN; 3 tipos diferentes de archivos: FILE-STRUCTURE, RECORD-STRUCTURE y PAGE-STRUCTURE y  3 modos de transferencia como son: STREAM MODE, BLOCK MODE y COMPRESSED MODE.

-HTTP o HYPER TEXTRANSFER PROTOCOL  (Protocolo para la Transferencia  de Hipertextos).

Es Útil para todos los sistemas de información distribuidos que tengan la necesidad de mostrar la información y pasarla por medio de una comunicación normal.

-IPX/SPX o INTERNETWORK PACKET EXCHANGE/SEQUENCE PACKET EXCHANGED.

Utilizado y registrado  por la compañía mundial de redes (NOVELL)

-NFS o NETWORK FILE SYSTEM (Sistema de Archivos de una Red).

 Es un sistema distribuido para archivos, se utiliza en las redes heterogéneas y el usuario  que  utiliza este solo ve el directorio cuando esta dentro de la red.

-POP 3 o POST OFFICE PROTOCOL VERSION 3.

Se encarga de administrar el correo en internet, un ejemplo son los mensajes que mandamos cuando chateamos a través del correo electrónico.

-SCP o SIMPLE COMUNICATION PROTOCOL.

Principalmente controla y administra en un alto porcentaje   el dialogo entre servidor y cliente.

-TCP/IP  o TRANSFER COMUNICATION PROTOCOL/INTERNET PROTOCOL.

Es un conjunto de protocolos es decir convenciones creadas para transmitir la colaboración y partición de de recursos entre mas ordenadores que están conectados entre si en la red o Network.

Permite a computadoras de  diferentes hardware  y presentaciones tener una comunicación entre si casi transparente, ya que constituye un tipo de lenguaje universal y tienen un transporte con funciones de seguridad. La arquitectura que estos proponen  ve iguales a todas las redes a conectarse, sin tomar en cuenta el tamaño, ya sean locales o estándar conectadas a una misma computadora.

Tiene una longitud de 32 bits e identifica a los demás equipos conectados a ella.