30 de agosto de 2015

Fundamentos de Red | UNIDAD 01

Unidad I Fundamentos de red.

1.1 Concepto de red, su origen.

El concepto de red trata sobre un conjunto de elementos que están interconectados, permitiendo así que puedan circular otros elementos por estos “nodos” por medio de distintos protocolos; En términos de una red de computadora estos nodos pueden ser desde equipos de cómputo hasta otro tipo de periféricos que sirven para darle una forma a la red, las redes informáticas nacieron como una necesidad de crear una comunicación entre distintos equipos de cómputo, ya sea por medio de cables, por medio pulsos u ondas invisibles para la vista, y como su nombre lo indica estas redes tienen como elemento de transmisión la información electrónica dividida en paquetes de bits(y sus siguientes variaciones) .


El origen de las redes informáticas se sitúa en la década de los años 60, la primera red de computadoras en la historia fue creada en el Reino Unido y años mas tarde en 1960 esta tecnología llego a Estados Unidos en el proyecto ARPA lo que dio el comienzo de ARPANET (Advanced Reseach Projects Agency Network), proyecto militar que tenía como meta crear una comunicación entre diferentes equipos de cómputo,  el ARPANET se seguiría desarrollando a lo largo de los años para finalmente pasar a llamarse Internet

1.2 Clasificación de redes.

 1.2.1 De acuerdo a su Tecnología de interconexión.

LAN/ Red de Área Local:  De carácter privado, son redes utilizadas para conectar equipos de cómputo en un bloque cerrado, generalmente utilizadas en empresas como centros educativos u oficinas de trabajo en donde se maneje información exclusivamente de la misma empresa

MAN/ Red de Área Metropolitana: Es igual que una red de área local solo que con una extensión territorial mayor, actualmente son poco usadas.


WAN/ Red de Área Amplia: Son redes de computo ocupan un espacio bastante extenso, utilizan maquinas llamadas hosts  dedicadas a ejecutar los programas de sus usuarios, estas a su vez están conectados otros hosts que mueven datos entre ellos mismos.

 1.2.2 De acuerdo a su tipo de conexión.

Conexiones físicas: Son aquellas redes que transmiten información de forma directa, están definidas por los materiales con los que se hagan que van desde cables hasta satélites, además de por la topología que se use y el método usado para transmitir información.


Conexiones Lógicas: Redes que permiten enviar información a programas o aplicaciones informáticas, están creadas basándose en protocolos de red que permiten compartir información entre aplicaciones relacionadas con computadoras, por ejemplo la conexión que hay entre un equipo de cómputo y una  impresora.

 1.2.2.1 Orientadas.
También llamados conmutados por circuito, son redes que primero establecen una conexión con el receptor e inmediatamente después comienzan a transferir datos en forma de paquetes que se transforman secuencialmente a través de un circuito físico o virtual.

 1.2.2.2 No orientadas.
Son redes en las que cada paquete enviado es direccionado por separado hacia destinos diferentes, esto puede ocasionar una desorganización de la cual es encargada la capa de transporte para poder ordenarlos y conseguir así una transmisión integra del paquete.


1.2.3 De acuerdo a su relación.

 1.2.3.1 De Igual a Igual.
(Peer to peer),  establece que todos los elementos que sirvan como nodos en la red puedan actuar como “cliente” o “servidor” al mismo tiempo, eliminando así la necesidad de un ordenador central; Son usadas en oficinas pequeñas o para uso doméstico.

 1.2.3.2 Cliente - Servidor.
Al contrario que las redes de igual a igual, este tipo se basa en un equipo “servidor” que cumple las peticiones de otro equipo “cliente”, muy útil en sistemas operativos multiusuario que estén distribuidos en una red. La capacidad de procesamiento se reparte en las computadoras que actúan como “clientes” y “los servidores”; La diferencia de jerarquías entre cliente y servidor se da solo de forma lógica, siendo los equipos utilizados bastante parecidos. Este tipo de red se utiliza en sitios web con servidores de todo tipo, desde servidores de correo hasta servidores de archivos.



1.3.1 Descripción del Modelo OSI
El modelo OSI consta de 7 capas ordenadas de la siguiente forma:
·         Aplicación
·         Presentación
·         Sesión
·         Transporte
·         Red
·         Vínculo de datos
·         Física
Capa de Aplicación: Actúa como una ventara para los usuarios y los procesos de las aplicaciones para poder generar un acceso a los servicios de red, las funciones mas utilizadas de esta capa son acceso a archivos remotos, uso compartido de recursos, acceso a impresoras remotas y mensajería electrónica.
Capa de Presentación: Esta capa da formato a los datos que son presentados en la capa de aplicación, actuando como un traductor entre los datos de la capa de la aplicación a un formato común en la estación  emisora; Entre las funciones que posee se encuentra la conversión de código de caracteres, conversión de datos, compresión y cifrado de datos.



Capa de Sesión: Permite generar sesiones entre procesos que se ejecutan en diferentes equipos; La funciones que posee son las de establecer, mantener y finalizar sesiones.
Capa de Transporte: Libera a las capas superiores de las funciones de transferencia de datos. Establece protocolos que sirvan para enviar la información de un punto a otro, las funciones que proporciona son la segmentación, confirmación y control de mensajes.
Capa de Red: Esta capa controla el funcionamiento de la subred, decidiendo que ruta de acceso se debe tomar por los datos que transiten por ella, la prioridad de pueden tomar los servicios; Esta capa proporciona el control del enrutamiento, el control de tráfico en la subred, la fragmentación de la trama, asignación de direcciones lógicas y físicas y cuentas de uso de subred.
Capa de Vínculo de datos: Esta capa se encarga de proporcionar una transferencia de datos sin errores de tramas entre diferentes equipos a través de una capa física; La capa proporciona establecimiento y finalización de vínculos, control de tráfico de tramas, secuenciación de tramas y confirmación de trama.

Capa de Física: La capa física es la mas baja del modelo OSI, se encarga de la transmisión y recepción de secuencias sin estructurar de bits a través de un medio físico; Esta capa proporciona codificación de datos, lo cual quiere decir que modifica el modelo de señal binario que utiliza el quipo para acomodar mejor las características del aspecto físico y ayuda a la sincronización de bits y trama.


1.3.2 Proceso de encapsulado de datos.
Al enviar datos por una red es necesario un protocolo que sirva para poder lograr con existo que la información que sale del emisor sea la misma que recibe el recepto. El protocolo que se sigue tiene los siguientes pasos:
1.- Crear datos
2.- Empaquetar datos para su envió
3.- Agregar la dirección de red IP al encabezado
4.- Agregar el encabezado y la información final de la capa de enlace de datos.

Crear datos: Al enviar información esta misma es convertida en datos que sean capaces de recorrer la red por la cual se va a enviar.

Empaquetar datos para su envió: Una vez creados los datos se empaquetan, esto se logra al segmentar la información a enviar en paquetes.

Agregar la dirección de red IP  al encabezado: Los datos que se quieren enviar se colocan en un datagrama que contiene un encabezado con las direcciones lógicas de origen y de destino.

Agregar el encabezado y la información final de la capa de enlace de datos: Los equipos conectados ingresan un paquete dentro de una trama, la cual permite conectarse al siguiente dispositivo conectado a la red, por lo que cada dispositivo que está en la ruta de red que se usara requiere un entramado para poder conectarse al siguiente dispositivos, la trama a su vez se convierte en un patrón de bits para poder ser transmitidos.

1.4 Topologías de redes.

Una topología de una red es una forma de clasificar las redes según su distribución geométrica, la cual es formada por sus nodos o computadoras que la componen.

Red bus: Es una red que tiene la característica de tener un único canal de comunicación central que luego se conecta a sus nodos, por lo que la red tiene a todos sus nodos conectados de forma directa a un único enlace y no existe una conexión entre ellos mismos.

Red estrella: Es un topología en la cual los equipos están conectados a un punto central y todas la comunicaciones  que puedan surgir tienen que pasar forzosamente por este punto, es utilizada en redes locales en las cuales se utiliza un router, un switch o un hub que hace la función de nodo central.

Red en anillo: Es un tipo de red en la cual cada equipo está conectado al siguiente dando como resultado que el último equipo termine conectado al primero. Cada elemento de la red tiene un repetidor que sirve para pasar la señal al siguiente elemento, esto genera cierta vulnerabilidad ya que si un nodo llegase a fallar lo harán también todos los demás; Existe otra versión de la red anillo llamada red anillo doble, en la cual la información puede ser enviada en ambas direcciones, lo que provoca que si un nodo llega a fallar no afecte a toda la red.

Red en malla: Es una topología en la que cada nodo está conectado a todos los nodos pertenecientes a la red, de esta manera es posible enviar la información de un punto a otro por diferentes caminos, lo que genera que si un nodo falla se pueda reemplazar fácilmente sin afectar a toda la red.


Red en árbol: Una red con la topología en árbol tiene a todos los elementos colocados en forma de árbol, esta red tiene un nodo de enlace troncal el cual es comúnmente ocupado por un hub o switch, desde este nodo se ramifican los demás nodos; Es una especie de variación de la red bus ya que se comparte el mismo canal de comunicación. La topología de árbol también puede verse como una combinación de varia redes en forma de estrella, debido a que ambas son similares en cuanto a tener un nodo central que distribuye la comunicación, solo que la topología de árbol parte de un punto raíz que a su vez se divide en otros nodos.

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