Módulo II:

1. Módulo II: Maestría en Ciencias de la Computación Conectividad y Redes I n g . J u l i o V á s c o n e z E . Ing. Julio Vásconez E., Msc.

2. Índice: • Comunicación de datos • Modelo de comunicación de datos • Problemática de la comunicación de datos • Definición de telemática. Evolución • Comunicación de datos a través de redes • Objetivos de las redes de computadores • Estructura y clasificación de las redes • Protocolos y arquitectura de protocolos • Modelo de tres capas • La arquitectura de protocolos TCP/IP • El modelo OSI • Normalizaciones • Organizaciones de normalización Ing. Julio Vásconez E., Msc.

3. Comunicación de datos Ing. Julio Vásconez E., Msc.

4. 1.1 Modelo de comunicación de datos • Objetivo de un sistema de comunicaciones: • Intercambiar información entre dos entidades Ing. Julio Vásconez E., Msc.

5. Modelo simplificado Ing. Julio Vásconez E., Msc.

6. 1.2 Problemática de la comunicación de datos • Trabajar con una computadora aislada • Anula el problema de comunicación • Surge la necesidad de comunicarse con otra computadora para compartir información y recursos de manera sencilla y eficiente. Ing. Julio Vásconez E., Msc.

7. 1.2 Problemática de la comunicación de datos (2) • ¿Qué medio de transmisión utilizar? • Cable • Fibra óptica • Radio • ¿Qué tipo de señal y modulación? • Analógica • AM, FM, PM • Digital: varios tipos de codificación digital • Manchester o Manchester Diferencial • Bipolar RZ • Bipolar NRZ Ing. Julio Vásconez E., Msc.

8. 1.2 Problemática de la comunicación de datos (3) • ¿Cómo se transmite la información? • simplex • half-duplex • duplex • ¿Quién tiene preferencia para transmitir? • Hay un maestro y varios esclavos • Todos pueden transmitir al mismo tiempo • ¿Qué sucede si los dos equipos quieren transmitir al mismo tiempo? • Se produce colisión Ing. Julio Vásconez E., Msc.

9. 1.2 Problemática de la comunicación de datos (4) • ¿Qué sucede si un equipo transmite a distinta velocidad que otro? • Hay que realizar un control de flujo entre emisor y receptor Ing. Julio Vásconez E., Msc.

10. 1.2 Problemática de la comunicación de datos (5) • ¿Qué tipo de errores se producen en la transmisión? • Errores debido a: • Ruido térmico (o ruido blanco) • Ruido inducido, por relés o ecos • Interferencias en radio-enlaces (diafonía) • Pérdidas de sincronismo en transmisiones digitales • ¿Cómo detectar los errores? • Añadir información redundante , CRC, bits de paridad • ¿Cómo tratar los errores? • Corregirlos en el receptor • Pedir la retransmisión al emisor • Si hay muchos errores, anular la comunicación Ing. Julio Vásconez E., Msc.

11. 1.2 Problemática de la comunicación de datos (6) • Al ampliar el sistema y unir todos los ordenadores de un edificio, tenemos una: • Red de área local (LAN) Ing. Julio Vásconez E., Msc.

12. 1.2 Problemática de la comunicación de datos (7) • ¿Cómo será la topología de la red? • Estrella, bus, anillo, matriz de conmutación ... • ¿Cómo acceder a un medio compartido sin problemas de colisión? • Testigo • MDF • MDT • Aloha • CSMA • ¿Cómo indico a quién van dirigidos los datos? • Direccionamiento físico (MAC address) Ing. Julio Vásconez E., Msc.

13. 1.2 Problemática de la comunicación de datos (8) • ¿Cómo se puede lograr comunicar LAN’s de otras sucursales que hay repartidas por todo el mundo? Ing. Julio Vásconez E., Msc.

14. 1.2 Problemática de la comunicación de datos (9) • Resulta muy costoso y problemático montar una red propia a nivel mundial. • Existen redes de área extensa (WAN) instaladas: • Solución: Conectarse a ellas. • ¿Cómo se puede enviar una gran cantidad de datos de forma eficiente? • Dividir los mensajes en paquetes. • Se hace necesario establecer un sistema de direccionamiento estándar y abierto a nivel mundial (ISO). Ing. Julio Vásconez E., Msc.

15. 1.2 Problemática de la comunicación de datos (10) • ¿Cómo viajan los datos por la red de unos nodos a otros? • Almacenamiento y reenvío • Algoritmos de enrutamiento • Una red está compuesta por muchos nodos interconectados entre sí que controlan el tráfico de datos. • Estos nodos reciben datos, los almacenan y los retransmiten al nodo vecino que consideren más oportuno según sea el destino de los datos, utilizando para ello un algoritmo de enrutamiento (routing). Ing. Julio Vásconez E., Msc.

16. 1.2 Problemática de la comunicación de datos (11) • ¿Qué sucede si un nodo se satura o se cae? • Evitar bloqueo de la red. • Proveer mecanismos para que los datos lleguen íntegros. • ¿Tiene la red capacidad de adaptarse dinámicamente a los cambios de tráfico en sus distintos puntos? • Algoritmos de enrutamiento fijo. • Enrutamiento adaptativo dinámicamente. • Se debe exigir a la red que proporcione una calidad mínima de servicio en la comunicación • Retardo de los datos, tasa de error ... • Si no la puede proporcionar no hay comunicación. Ing. Julio Vásconez E., Msc.

17. 1.2 Problemática de la comunicación de datos (12) • Pagar por utilizar los servicios de la WAN • Tarifación • ¿Qué seguridad pueden tener los datos transmitidos? • Evitar lecturas por personal no autorizado • Algoritmos de codificación • Detectar posibles adulteraciones de los datos • Poder enviar documentos firmados digitalmente • Firma digital: Utilizando datos cifrados con clave privada, el receptor descifra con clave pública • ¿Se pueden comunicar dos equipos que tengan distintas formas de representar o guardar los datos en memoria (PC y MAC)? • Conversión de datos a una sintaxis común Ing. Julio Vásconez E., Msc.

18. 1.2 Problemática de la comunicación de datos (13) • ¿Se pueden interconectar redes distintas? • Repetidores, puentes (bridges), routers, gateways, ... • ¿Qué aplicaciones proporcionan las redes? • Correo electrónico: texto, voz, imágenes • Acceso a bases de datos, reservas, transferencias, consultas • Transferencia de archivos • Terminal virtual • Servicio de directorio • Servidores de noticias • Diarios electrónicos • Servidores de archivos Ing. Julio Vásconez E., Msc.

19. 1.3 Tareas en los sistemas de comunicación • Utilización del sistema de transmisión • Implementación de la interfaz • Generación de la señal • Sincronización • Gestión del intercambio • Detección y corrección de errores • Direccionamiento y enrutamiento • Recuperación • Formato de mensajes • Seguridad • Gestión de red Ing. Julio Vásconez E., Msc.

20. Comunicación de datos a través de Redes Ing. Julio Vásconez E., Msc.

21. 2. Comunicación de datos a través de redes • Normalmente no es práctico la conexión mediante un enlace punto a punto: • Los dispositivos están muy alejados. • Muchos dispositivos necesitarían un gran número de conexiones no prácticas. • La solución es conectar cada dispositivo a una red de comunicación. • Red de computadoras: conjunto de ordenadores autónomos interconectados: • Autónomos: no necesitan de ningún otro ordenador para operar. • Interconectados: intercambio de información. Ing. Julio Vásconez E., Msc.

22. Compartición de recursos Archivos, datos, programas, CPU Independencia localización usuario y recurso Alta fiabilidad Duplicidad de ficheros Fallos en una CPU Copias de seguridad Ahorro Expansibilidad Medio de comunicación Acceso remoto a información Comunicaciones interpersonales Aspectos sociales: “free speech” Diversión interactiva Objetivos de las redes de computadoras Ing. Julio Vásconez E., Msc.

23. Criterios de clasificación: Por tecnología de transmisión. Por escala: Estructura y Clasificación de las redes Ing. Julio Vásconez E., Msc.

24. Redes multidifusión ( broadcast) Canal común compartido por varios ordenadores. La información se divide en paquetes: Información sobre destino en cada paquete Broadcasting: mensajes a todos los ordenadores Multicasting: ídem a varios simultáneamente Por tecnología de Transmisión Ing. Julio Vásconez E., Msc.

25. Redes punto a punto(point-to-point) Conexiones entre pares de ordenadores o dispositivos. Para alcanzar el destino los paquetes deben pasar por máquinas intermedias. Almacenamiento temporal de los paquetes en los nodos intermedios. Por tecnología de Transmisión (2) Ing. Julio Vásconez E., Msc.

26. LAN : Redes locales. MAN: Redes metropolitanas. WAN: Redes de área extensa. P o r e s c a l a nodos Ing. Julio Vásconez E., Msc.

27. Redes de área extensa (WAN, Wide Area Network) Elementos: hosts: conjunto de máquinas de usuario. subred (de comunicación): elementos de comunicación entre los hosts. Separación subred vs. host (simplicidad de diseño). Elementos de la subred: Líneas de transmisión Elementos de Conmutación (IMP) Datos almacenados temporalmente en IMP Algoritmo de encaminamiento P o r e s c a l a Subred Router Ing. Julio Vásconez E., Msc.

28. Extensa área geográfica. Requiere atravesar rutas de acceso público. Utiliza parcialmente circuitos proporcionados por proveedores de servicios de telecomunicación (PSTN). Se ha implementado con diferentes tecnologías: Conmutación de circuitos (ISDN). Conmutación de paquetes (X.25). Retransmisión de tramas (Frame Relay). Modo de Transferencia Asíncrono (ATM). R e d W a n Ing. Julio Vásconez E., Msc.

29. Cobertura pequeña: Típica de edificios o conjunto de edificios próximos. Normalmente pertenece a la entidad propietaria de los dispositivos conectados a la red. Mayor capacidad de transmisión de datos. Utilización de sistemas de difusión. Reciente introducción de sistemas de conmutación y ATM. R e d L a n Ing. Julio Vásconez E., Msc.

30. Redes de dimensiones reducidas: R e d L a n (2) Características: • Tamaño: Tiempo máximo de transmisión conocido. • Medio de transmisión: cable común (multidifusión). • Topologías: bus, anillo, árbol o estrella. • Necesitan de un mecanismo de control de acceso al medio (MAC, Medium Access Control). • No se suelen utilizar mecanismos de interconexión de redes ni nodos intermedios. Ing. Julio Vásconez E., Msc.