T2. Caracterización de Redes Locales

Antecedentes

Vídeo introducción

A principios de los 70 con la popularización de equipos informáticos en las empresas y universidades aparece la necesidad de compartir información más allá de las rudimentarias conexiones punto a punto entre dos HOST por RS232, RS485 o incluso RTB.

Para ello comienzan las primeras pruebas de creación de redes multipunto que permitan compartir recursos, archivos e impresoras fundamentalmente).

Posteriormente, el número de servicios a compartir ha ido incrementándose poco a poco hasta encontrarnos en algún caso equipos de personas que trabajan enteramente en remoto, quedando sus equipos locales como terminales de acceso compartidos.

Mapa conceptual de la unidad

Modelo para las comunicaciones

En cualquier comunicación se pueden distinguir los 6 componentes que se indican a continuación:

El fuente es el origen del cual procede la información. Normalmente es una persona.

El emisor es el elemento que se encarga de transformar la información proporcionada por la fuente para adaptarla al canal o medio por el cual se transmitirá.

El canal o medio es el elemento por el cual se transmite la información. Este puede ser algún tipo de cable o, en el caso de comunicaciones inalámbricas, el aire.

El ruido es cualquier perturbación sobre el medio que afecte a la información. Esto hace que la información llegue con modificaciones.

El receptor es el elemento que se encarga de extraer la información del canal y transformarla para que pueda ser interpretada correctamente por el destino.

El destino es el lugar o entidad que consume la información. Normalmente es una persona.

Características de Redes Locales. Ventajas e inconvenientes.

Una red local se caracteriza fundamentalmente en su velocidad y distancia de transmisión, capacidad de nodos y compatibilidad con el medio y con redes "vecinas" a las que conectarse.

Tipo	Ventajas	Inconvenientes
Conexión PP	Simplicidad	Complejidad
	conex pto a pto	conex múltiples
	Seguridad y coste	Seguridad, velocidad y
		coste múltiples saltos
Red local	Flexibilidad	Seguridad
	Admin centralizada
	Escalabilidad
	Tolerancia a fallos
	ORGANIZACIÓN

Tipos. Clasificación de las redes.

Las redes pueden clasificarse según múltiples características. Veremos las más relevantes.

Vídeo

Clasificación por su distribución espacial:

La distribución espacial marca en gran medida el tipo de red a utilizar e incluso la tecnología ya que no es lo mismo querer conectar nodos a escasos metros que a miles de kilómetros.

• PAN (Personal Area Network): Un ejemplo típico es las conexiones bluetooth entre auriculares y móviles.
• LAN (Local Area Network): P.e. red de equipos de una clase o de un hogar.
• CAN (Campus): P.e. red de un campus universitario donde existen distintos edificios con distintas LAN. Nuestro centro por proximidad de unos edificios a otros funcionan como una única red local (172.18.118.0 con máscara 255.255.254.0).
• MAN (Metropolitan): habitual en pequeños municipios que proporcionan wifi a sus ciudadanos.
• WAN (Wide): es una red de área extensa. Normalmente es una red heterogénea de redes. ¿Cuál es el ejemplo más conocido?

Nota: en este módulo (asignatura) nos centraremos fundamentalmente en LAN y WAN ya que son las más importantes a nivel empresarial y por tanto las que más trabajo nos van a reportar 🤑.

Clasificación por titularidad:

• Redes públicas: internet.
• Redes privadas: red wifi de casa o conexión punto a punto de sedes de un banco.

Según el medio de transmisión:

• Cableadas:
• eléctricas: por pares de cobre trenzado
• ópticas: por fibras
• Inalámbricas: por aire a través de ondas de radio, normalmente microondas.

Según la libertad de uso:

• libres: como el wifi y el bluetooth.
• licenciadas: como la radio y televisión, donde hay que adquirir una licencia para su utilización.

Componentes de una red.

En toda red tenemos diversos componentes hardware y software que entran en juego.

De forma resumida:

Hardware de red	Software de red
Topología (física)	Topología lógica
Servidor/res	Servicio
Cliente/tes	Protocolo
Medios (cables) y conectores	Interpretación de señales (drivers)
Tarjetas de red	Drivers del S.O.

Descripción de la terminología:

• DTE (Equipo terminal de datos): equipos informáticos. Es el equipo emisor y/o receptor de los datos.
• DCT (Terminal circuito de datos): tarjetas de red y modems. Es el dispositivo de adaptación del bus de datos interno al canal de transmisión.
• Canal o línea de transmisión: es el medio por el cual viajan los datos del equipo A al B y viceversa. Puede ser con conductores eléctricos, fibra o aire. Se compone de:
  • Conectores. P.e. en coaxial bnc, en pares trenzados rj45, en fibra los conectores SC, LC, FC y ST, y en wifi las propias antenas
  • Medio: P.e. cable coaxial, pares trenzados (UTP, STP, …), fibras monomodo y multimodo, y aire.

Topologías de red.

Topología (física):

Topologías y otro

La topología de la red es el camino físico que une los distintos HOST de una red. A día de hoy, la habitual es la topología en estrella, pero por motivos históricos nos podemos encontrar aún:

• Bus

• Anillo

• Estrella

• Malla

• Árbol

• Mixta: normalmente estrella-bus o estrella-anillo.

  

Topologías lógicas de red:

Una vez establecido el medio en el apartado de topología de red, la topología lógica de red consiste en la forma de acceso al medio de cada HOST.

Puede ser:

• Lógica de BUS: cada HOST envía la información a todos HOST de la red y no existe orden alguno para realizarlo. Las redes Ethernet utilizan esta topología.
• Transmisión de token: los HOST sólo pueden transmitir cuando tienen el token en su poder, y al finalizar (por tiempo o por necesidad) pasan el token al siguiente nodo de la red.

Organización de internet

Arquitecturas de red:

La arquitectura de red es el diseño de una red de comunicaciones. Es un marco para la especificación de los componentes físicos de una red y de su organización funcional y configuración, sus procedimientos y principios operacionales, así como los protocolos de comunicación utilizados en su funcionamiento.

Fuente: Wikipedia

Ejercicios

Ver moodle

Protocolos de comunicación.

Un protocolo es el conjunto de reglas que se establecen para la comunicación entre dos elementos, p.e. comunicación alumno-alumno, alumno-profesor o profesor-director.

En informática, las comunicaciones establecen unos protocolos en forma de escalera, proporcionando las capas inferiores servicios de abstracción a los superiores, o dicho de otro modo, cada capa resuelve un problema distinto.

Es importante recordar que las capas sólo se comunican con capas de su mismo nivel.

Familia de protocolos:

Pese a que todos los protocolos que hemos visto hasta ahora son estructurados en las pilas de protocolos, la realidad es que históricamente las distintas compañias de software realizaban implementaciones propietarias en forma de familias.

Las más conocidad históricamente son NetWare de Novell con gran peso desde los 70 hasta mediados de los 90 cuando fue desplazado poco a poco por la familia TCP/IP de origen UNIX.\

Todavía resisten algunos servicios de las familias AppleTalk (de Apple Computer) y NetBeui (de IBM/Microsoft). El más reseñable es el protocolo SMB de compartición de carpetas para Windows dada la extensa difusión de dicho S.O. y no por méritos reseñables frente a NFS.

Modelo de capas

Vídeo

Descripción de capas:

1. Capa física: se encarga de las características eléctricas, mecánicas, funcionales y de procedimiento para mover bits de datos.
2. Capa de enlace: realiza el control de flujo, secuenciación, control de errores y retransmisión cuando sea necesario.
3. Capa de red: proporciona conectividad y selección de ruta entre dos sistemas de hosts que pueden estar ubicados en redes geográficamente distintas.
4. Capa de transporte: garantiza que dos sistemas puedan comunicarse entre sí mediante una transmisión de datos segura, fluida y transparente de extremo a extremo.
5. Capa de sesión: proporciona los mecanismos para controlar el diálogo entre las aplicaciones.
6. Capa de presentación: garantiza que los datos sean legibles.
7. Capa de aplicación: utiliza los datos para ofrecer al usuario un servicio (p.e. whatsapp).

Las 2 primeras van estrechamente relacionadas y NO están definidas en el modelo TCP/IP a propósito. Es el motivo de su éxito.

Las 3 últimas van estrechamente relacionadas y se delegan como “capa de aplicación” en el modelo TCP/IP, esto es, se dejan en mano del creador de la aplicación concreta.

Analogía del modelo de capas:

Otra analogía:

Capa	ISO	TCP/IP	Analogía
7	Aplicación	Aplicación	Texto (idea)
6	Presentación		Papel o Msg de Whatsapp o foto o vídeo
5	Sesión		Sobre o chat o video llamada
4	Transporte	UDP, TCP	Carta o Carta certificada o doble check de whatsapp
3	Red	IP	Apartado de correos o nickname de Telegram
2	Enlace	Ethernet, Wifi,	Dirección real del apartado o nº tlf real
1	Física	Fibra,...	Calle y edificio o Phone o Huawei

¿Cómo recordar los nombre de todas la capas? Fácil:

Please        | Physical Layer
Do            | Data Link Layer
Not           | Network Layer
Tell (the)    | Transport Layer
Secret        | Session Layer
Password (to) | Presentation Layer
Anyone        | Application Layer

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Otras capas

En la actualidad, fuera del modelo OSI nos encontramos que abundante bibliografía hace referencia a las siguientes capas:

• Capa 0: Medio físico. Tratado especialmente en bibliografía que analiza las calidades de fibras para la transmisión de la luz.
• Capa 8: muy a menudo se hace referencia a errores de capa 8, haciendo alusión a aquellos errores de comunicaciones provocados por el usuario de la misma.
• Capa 9: Es una referencia a los “jefes” o la “empresa” u “organización” donde se encuentra la red de comunicaciones. A menudo son referidos los errores de capa 9 a las malas decisiones tomadas en contra de toda lógica y recomendación técnica (p.e. utilizar la IP 1.1.1.1 para comunicación interna con los routers de Movistar o Vodafone).
• Capa 10: Es una referencia a las decisiones políticas y normativas que condicionan la estructura de la red. P.e. recientemente ha salido a la luz un borrador de norma europea donde se estudia impedir normativamente las comunicaciones cifradas extremo a extremo... Gran Hermano se acerca a nosotros.

Encapsulamiento de la información:

...y los servicios.

Visto de otra forma:

Interoperatividad

Dado que cada capa empaqueta se da la circunstancia que las capas de un dispositivo se comunican horizontalmente con las de su homólogo, esto es:

Nota: Esto es parcialmente falso. Más adelante veremos porque.

Pila teórica ISO frente a la pila real TCP-IP:

Nota: El modelo TCP/IP no define las capas 1 y 2, dejándoselas por completo a la implementación física de cada red, p.e. ethernet, FDDI, 802.11 (WLAN o Wifi), 802.15 (WPAN o bluetooth, entre otros) o 802.16 (WMan o WiMax).

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Fuentes utilizadas:

1. Planificación y administración de redes de readthedocs.io