TEMA 1: Fundamentos de Redes

Introducción

Redes de ordenadores → Conjunto de computadoras autónomas interconectadas.

Concepto telemática y teleinformática.

Telemática: Técnica que trata de la comunicación remota entre procesos.
Teleinformática: Comunicación remota entre Pcs para el intercambio de información.

¿Que necesitamos para comunicar PCs?

Especificaciones lógicas: protocolos de comunicación, detección y corrección de errores, compatibilidad de distintas redes, etc.
Especificaciones físicas: forma del conector, tipo de señal, parámetros eléctricos, etc.

Transmisión y comunicación

Transmisión

• Proceso por el que se transportan señales de un lugar a otro.
• Las señales son de naturaleza diversa que se manifiestan como magnitudes físicas, principalmente electromagnéticas y mecánicas: luminosas, eléctricas, acústicas, etc.
• La transmisión se ocupa del transporte de datos. Corresponde al nivel más bajo.

Comunicación

Es el proceso por el que se transporta información sabiendo que esta información viaja por una señal que se transmite.

Transmisión vs Comunicación

• Transmisión → Transporte de la señal física.
• Comunicación → Transporte de los datos.
• Si hay comunicación existe transmisión pero no siempre que se transmite se está comunicando.

Circuitos de datos

Para que se produzca una comunicación es necesaria una fuente de información, un destinatario y un canal a través del cual se transmitan los datos.

Definición

• Conjunto de dos vías de transmisión de datos asociadas para transmitir datos en ambos sentidos entre dos puntos.
• Establece tanto el camino y el modo, como la tecnología utilizada por la información que circula por una red de datos, con objeto de alcanzar un destino receptor.

Componentes

• Equipos terminales de datos o ETD
  • Es aquel componente del circuito de datos que hace de FUENTE o DESTINO de la información.
  • Principal cometido: ser ORIGEN o DESTINO de una comunicación.
• Equipos terminales de circuito de datos o ECD
  • Es el componente de un circuito de datos que adecua las señales que viajan por el canal de comunicaciones convirtiéndolas a un formato asequible al ETD
• Línea de circuitos de datos
  • Dos ECD cualesquiera en un circuito de datos se unen a través de una línea de datos.
  • La línea de datos viene caracterizada por parámetros que la habilitan o no para según qué transmisiones.
  • La calidad de una línea está regulada a través de normas internacionales.
• El enlace de datos
  • Está constituido por los ECD y las líneas que los interconectan considerados como un conjunto.

Esquema de un circuito de datos

Emisores y receptores (EDT)

• El emisor es el ETD que se encarga de proporcionar la información.
• El receptor es el elemento terminal de la comunicación que recibe la información procedente de un emisor.
• Cada emisor es inseparable de su receptor.
• Podemos encontrar:
  • Un receptor y múltiples emisores.
  • Un emisor y múltiples receptores.

Múltiples emisores y múltiples receptores.

Tipo de terminales

Terminales simples autónomos

• Terminal simple o terminal tonto: Es aquel que no posee autonomía. Está totalmente controlado por un proceso que le es ajeno. Con esto necesitamos un monitor y teclado a ratón únicamente para trabajar.
• Terminal autónomo: Tiene una cierta capacidad de proceso independiente. Este tipo de terminal posee su propio procesador y memoria con el fin de poder ejecutar algunas tareas previamente establecidas.

Terminales de propósito general y específico

• Terminal de propósito general: Es aquel que puede desarrollar una amplia variedad de funciones.
• Terminal de propósito específico: Cumple exclusivamente la función concreta para la que fue diseñado. Esto no quiere decir que su función sea siempre la misma y no se pueda cambiar, de echo hay terminales de propósito específico que son programables. Esto significa que una vez asignada una función ésta no cambiará hasta que se le asigne otra.

El transductor – ECD

• Un transductor es un dispositivo encargado de transformar la naturaleza de la señal.
• La señal física que más se utiliza en telemática es la señal eléctrica, debido a su facilidad de transporte, gobierno y transformación, así como su rapidez de transporte.

El canal

• Es el elemento del sistema de comunicación que se encarga del transporte de la señal sobre la que viaja la información que emisor y receptor pretenden intercambiar.
• Cada canal es adecuado para la señal que transporta.

Explotación de los circuitos de datos

Tipos de comunicaciones en cuanto a su explotación

• Comunicación simplex: La comunicación siempre se efectúa exclusivamente en una dirección: de emisor a receptor.
• Comunicación halfduplex(semiduplex): La comunicación puede ser bidireccional pero no simultánea. Cuando el emisor transmite el receptor recibe pero no puede emitir también.
• Comunicación duplex: La comunicación es bidireccional y simultánea.

Tipos de transmisiones

• Transmisiones síncronas y asíncronas: Sincronismo: procedimiento por el que un emisor y un receptor se ponen de acuerdo sobre el instante preciso en el que comienza o acaba una información que se ha puesto en el canal.
• Transmisión síncrona: Al comienzo de la transmisión se envía bit de control para configurar los relojes de cada ETD y establecer duración de tramas. ¡Cuidado con los errores de sincronismo!
• Transimisión asíncrona: En este tipo de transmisión cada palabra posee delimitadores que indican cuando comienza la información y cuando finaliza.

1. Transmisión serie y paralela

• Serie: La transmisión se da por una única línea de datos, secuencialmente, bit a bit. Canal a velocidad constante negociada por el emisor y el receptor.
• Paralelo: Se transmite simultáneamente un grupo de bits, uno por cada línea del mismo canal. Los agrupamientos de bits suelen ser caracteres u otras asociaciones en función del tipo de canal.

La modulación

• La modulación trata de convertir la frecuencia de la señal no su naturaleza.
• El modulador es el dispositivo encargado de efectuar la modulación.
• En telecomunicaciones, la modulación es la operación por la que se pasa de la señal digital a una equivalente analógica. La demodulación es el proceso inverso.
• El dispositivo que modula y demodula la señal digital y analógica respectivamente se llama modem.

La multiplexación

• La multiplexión es una técnica utilizada en comunicación por la que se hace convivir en un canal señales procedentes de emisores distintos.
• Se trata de hacer compartir un canal físico, estableciendo sobre él varios canales lógicos.
• Existen dos modos básicos de multiplexión:
  • En la frecuencia
  • En el tiempo

En frecuencia (FDM)

• Se establecen diferentes niveles lógicos de forma que cada uno transmite señales de frecuencia en un ancho de banda específico.
• Además se establecen bandas de seguridad entre dos bandas de frecuencia consecutivas para evitar interferencias.

En tiempo (TDM)

• Los canales lógicos se asignan repartiendo el tiempo de uso del canal físico entre los distintos emisores estableciendo slots o ranuras temporales.
• Cada emisor utiliza el tiempo que tiene asignado para transmitir y debe esperar a su siguiente ranura para volver a hacerlo.

Líneas de comunicación

Topología

• Un aspecto a tener en cuenta es la forma en la que conectan los terminales, topología. Dibujo que forma la red.
• Tenemos:
  • Líneas punto a punto.
  • Líneas multipunto

Privacidad

• Según su grado de privacidad:
  • Se dice que una línea es privada cuando tiene un propietario no público.
  • Las líneas denominadas públicas son las de titularidad pública.

Estandarización

• Definición: Adaptación o adecuación a un modelo, normalización.
• La estandarización es necesaria ya que existen multitud de fabricantes y componentes y estos deben seguir modelos concretos de funcionamiento.

Estándar de facto

• Un estándar de facto es aquel patrón o norma que se caracteriza por no haber sido consensuada ni legitimada por un organismo de estandarización al efecto.

Estándar de iure

• Estándar que ha sido desarrollado por algún comité u organismo de estandarización, sacado a la luz para su posterior uso en componentes.

Redes de ordenadores

Introducción

• Conjunto de ordenadores conectados entre sí.
• Ventajas:
  • Compartir información, abaratamos costes, repartimos el trabajo, facilita la comunicación.
• Desventajas:
  • Ataques a la información, mal uso o uso excesivo de la red.

Clasificación de los sistemas informáticos

Sistemas aislados

• Ordenadores que o se conectan con ningún otro ordenador ni comparten información con ellos.

Sistemas en red

• Tenemos varios ordenadores conectados entre sí gracias al uso de un medio de conexión concreto.

Sistemas distribuidos

• Todos los PCs están conectados y compartiendo información.

Clasificación de las redes de ordenadores

Según los servicios que brindan

Redes Cliente-Servidor

• Ofrece servicios.

Redes entre iguales (peer to peer)

• Todos los PCs de la red ofertan y demandan información y recursos.

Redes de ordenadores según el área geográfica que ocupan

• Red de área personal (PAN)
• Red de área local (LAN)
• Red de área de campus (CAN)
• Red de área metropolitana (MAN)
• Red de área extensa (WAN)

Arquitectura de una red

• Define: La forma en la que se conectan los nodos o host de red, el proceso que quieran seguir cuando quieran comunicarse con otro host.

Topología

• La topología de una red refiere la forma física de la misma.

Topologías en redes cableadas

• Bus: Ordenadores conectados a un mismo medio físico.
• Estrella: Existe un nodo que centraliza todo el paso de la información.
• Anillo: Los ordenadores se conectan de dos en dos.
• Malla
• Árbol: Varias líneas de buses se conectan a un bus central que propaga la señal a estos.
• Mixta: Comparten al menos dos topologías.

Topología física y topología lógica

• Física: La red forma un dibujo concreto según la conexión de los cables.
• Lógica: Se diseña para que funcione al igual que otra topología física.

Método de acceso al medio

• Dicta las reglas que deben seguir los host de una red a la hora de usar el medio para transmitir información.

Protocolo o familias de protocolos

• Conjunto de reglas que establecen la comunicación y regulan algún aspecto de esta.

Capas o niveles

• La arquitectura se divide en capas o niveles.
• Cada capa desempeña una función.

Interfaz

• Establecen los servicios y operaciones que la capa inferior ofrece a la superior.

Modelo de referencia OSI

• Es el modelo de referencia creado por la ISO que siguen muchos fabricantes para el desarrollo de una arquitectura de red constituida por capas.

OSI – Modelo teórico

• Constituido por 7 capas

Capas OSI

• Aplicación
• Presentación
• Sesión
• Transporte
• Red
• Enlace
• Físico

Grupos de capas

• Niveles orientados a la red: físico, enlace de datos y red.
• Niveles orientados a la aplicación: sesión, presentación y aplicación.
• Capa de transporte, permite comunicación entre los grupos antes enunciados.

OSI aplicado a la búsqueda de una URL

Arquitectura TCP/IP

Estructura de la arquitectura TCP/IP

• Prescinde de las capas de Presentación y Sesión.
• Unifica las capas de enlace y física en una única capa llamada red.

Protocolos TCP/IP

Protocolo NetBEUI

• NetBEUI: Interfaz Extendida de Usuario de NetBIOS
• NetBIOS basado en la identificación por nombre del PC y los mensajes eran enviados a todos los equipos a la vez

Protocolo NetWare

• Protocolo de servicio muy fiable en cuanto seguridad, acceso continuado a la red y a los recursos de información.
• Basado en SPX/IPX.

Protocolo AppleTalk

• Actualmente ha sido sustituido por TCP/IP para conseguir compatibilidad total con todos los equipos.

Protocolo TCP/IP

• TCP= Protocolo de control de transmisión
• IP= Protocolo de Internet.