1.0 CONCEPTO SOBRE REDES.
Cuando en 1981 IBM presenta; la
computadora personal (PC), la palabra personal era un adjetivo adecuado. Estaba
dirigido a las personas que deseaban disponer de su propia computadora, sobre
la que ejecutan sus propias aplicaciones, y sobre la que administran sus
archivos personales en lugar de utilizar las minicomputadoras y grandes
sistemas que estaban bajo el estricto control de los departamentos de
informatica. Los usuarios de las computadoras personales comenzaron pronto a conectar
sus sistemas formando redes, de una forma que podran compartir los recursos
como impresoras. Ocurriendo entonces algo divertido. Alrededor de 1985 las
redes se hicieron tan grandes y complejas que el control volvio a los
departamentos de informatica. En la actualidad las redes no son elementos
simples y faciles. A menudo se llegan a extender fuera de la oficina local,
abarcan el entorno de una ciudad o uno mayor y necesitan entonces expertos que
puedan tratar los problemas derivados de las comunicaciones telefonicas, con
microondas o via satelite.
2.0 CONCEPTO DE UNA RED.
La mas simple de las redes conecta dos
computadoras, permitiendoles compartir archivos e impresos. Una red mucho mas
compleja conecta todas las computadoras de una empresa o compañia en el mundo.
Para compartir impresoras basta con un conmutador, pero si se desea compartir
eficientemente archivos y ejecutar aplicaciones de red, hace falta tarjetas de
interfaz de red (NIC, NetWare Interface Cards) y cables para conectar los
sistemas. Aunque se pueden utilizar diversos sistemas de interconexion via los
puertos series y paralelos, estos sistemas baratos no ofrecen la velocidad e
integridad que necesita un sistema operativo de red seguro y con altas
prestaciones que permita manejar muchos usuarios y recursos.
FIgura 2.1.
Muestra los componentes tipicos de un sistema en red.
Una vez instalada la conexion se ha de
instalar el sistema operativo de red (NOS, Network Operating System). Hay dos
tipos basicos de sistemas operativos de red : punto a punto y con servidor
dedicado. - Punto a Punto : Este es un tipo de sistema operativo que le
permite a los usuarios compartir los recursos de sus computadoras y acceder a
los recursos compartidos de las otras computadoras. Microsoft Windows for
Workgroups, Novell Lite son sistemas operativos punto a punto. - Con
Servidor Dedicado : Es un sistema operativo con servidor dedicado, como es
NetWare de Novell, una o mas computadoras se reservan como servidores de
archivos no pudiendo ser utilizados para nada mas.
2.1 COMPONENTES DE UNA RED.
Una
re de computadoras esta conectada tanto por hardware como por sosftware. El
hardware incluye tanto las tarjetas de interfaz de red como los cables que las
unen, y el software incluye los controladores (programas que se utilizan para
gestionar los dispositivos y el sistema operativo de red que gestiona la red. A
continuacion se listan los componentes, tal y como se muestran en la figura
2.2. - Servidor
- Estaciones de trabajo.
- Placas de interfaz de red (NIC).
- Recursos perifericos y compartidos.
Figura 2.2.
Componentes de una red.
Servidor :
este ejecuta el sistema operativo de red y ofrece los servicios de red a las
estaciones de trabajo. Estaciones de Trabajo : Cuando una computadora se
conecta a una red, la primera se convierte en un nodo de la ultima y se puede
tratar como una estacion de trabajo o cliente. Las estaciones de trabajos
pueden ser computadoras personales con el DOS, Macintosh, Unix, OS/2 o
estaciones de trabajos sin discos.
Tarjetas o Placas de Interfaz de Red :
Toda computadora que se conecta a una red necesita de una tarjeta de interfaz
de red que soporte un esquema de red especifico, como Ethernet, ArcNet o Token
Ring. El cable de red se conectara a la parte trasera de la tarjeta.
Sistema de Cableado :
El sistema re la red esta constituido por el cable utilizado para conectar
entre si el servidor y las estaciones de trabajo.
Recursos y Perifericos Compartidos :
Entre los recursos compartidos se incluyen los dispositivos de almacenamiento
ligados al servidor, las unidades de discos opticos, las impresoras, los
trazadores y el resto de equipos que puedan ser utilizados por cualquiera en la
red.
2.2.
REALIZACION DE LA CONEXION EN UNA RED.
Para realizar la conexion con una red son necesarias las tarjetas de interfaz
de red y el cable (a menos que se utilice un sistema de comunicacion sin
cable). Existen distintos tipos de tarjetas de interfaz y de esquemas de
cableados.
2.3.
TARJETA DE INFERTAZ DE RED (NIC)
Hay tarjetas de interfaz de red disponibles de diversos fabricantes. Se pueden
elegir entre distintos tipos, segun se desee configurar o cablear la red. Los
tres tipos mas usuales son ArcNet, Ethernet y Token Ring. Las diferencias entre
estos distintos tipos de red se encuentran en el metodo y velocidad de
comunicacion, asi como el precio. En los primeros tiempos de la informatica en
red (hace unos dos o tres años) el cableado estaba mas estandarizado que ahora.
ArcNet y Etherner usaban cable coaxial y Token Ring usaba par trenzado.
Actualmente se pueden adquirir tarjetas de interfaz de red que admitan diversos
medios, lo que hace mucho mas facil la planificacion y configuracion de las
redes. En la actualidad las decisiones se toman en funcion del costo ,
distancia del cableado y topologia. En la actualidad existen diversas topologias
de redes, en la figura 2.3 mostramos las mas comunes.
Figura 2.3.
Topologias de red.
2.4. CABLEADO.
El cable coaxial fue uno de los primeros
que se usaron, pero el par trenzado ha ido ganando popularidad. El cable de
fibra optica se utiliza cuando es importante la velocidad, si bien los avances
producidos en el diseño de las tarjetas de interfaz de red permiten velocidades
de transmision sobre cable coaxial o par trenzado por encima de lo normal.
Actualmente el cable de fibra optica sigue siendo la mejor eleccion cuando se
necesita una alta velocidad de transferencia de datos.
2.5
ARQUITECTURA DE LA RED .
La arquitectura de una red viene definida por su topologia, el metodo de acceso
a la red y los protocolos de comunicacion. Antes de que cualquier estacion de
trabajo pueda utilizar el sistema de cableado, debe definirse con cualquier
otro nodo de la red.
2.5.1 TOPOLOGIA.
La topologia de una red es la
organizacion del cableado. La cuestion mas importante al tener en cuenta la
elegir el sistema de cableado es su costo, si bien tambien se ha de tener en
cuenta el rendimiento total y si integridad.
2.5.2 METODO DE ACCESO AL CABLE.
El metodo de acceso al cable describe
como accede un nodo al sistema de cableado.
2.5.3 PROTOCOLO DE COMUNICACION.
Los protocolos de comunicacion son las
reglas y procedimientos utilizados en una red para establecer la comunicacion
entre los nodos que disponen de acceso a la red. Los protocolos gestionan dos
niveles de comunicacion distintos. Las reglas de alto nivel definen como se
comunican las aplicaciones, mientras que las de bajo nivel definen como se
transmiten las señales por el cable.
2.6. COBERTURA DE LAS REDES.
Existen redes de todos los tamaños. La
red puede comenzar como algo pequeño y crecer con la organizacion. En la figura
2.4 se muestra el ambito de cobertura de las redes.
Figura 2.4.
Ambito de cobertura de las redes.
2.6.1 RED DE AREA LOCAL (LAN).
Red pequeña de 3 a 50 nodos, localizada
normalmente en un solo edificio perteneciente a una organizacion.
2.6.2
REDES INTERCONECTADAS .
Una red de redes se encuentra formada por dos o mas segmentos de red local
conectadas entre si para formar un sistema que puede llegar a cubrir una
empresa.
2.6.3 RED METROPOLITANA (MAN)
Son normalmente redes de fibra optica de
gran velocidad que conectan segmentos de red local de una area especifica, como
un campus un poligono industrial o una ciudad.
2.6.4
RED DE GRAN ALCANCE (WAN) .
Permiten la interconexion nacional o mundial mediante lineas telefonicas y
satelites.
2.7. RAZONES PARA INSTALAR UNA RED DE
COMPUTADORAS.
Instalar una red de computadoras puede
ofrecer muchas ventajas para su trabajo. Estas son algunas ventajas ofrecidas
al instalar una red de computadoras.
-
Comparticion de programas y archivos.
- Comparticion de los recursos de la red.
- Comparticion de bases de datos.
- Expansion economica de una base de pc.
- Posibilidad de utilizar software de red.
- Uso del Correo Electronico.
- Creacion de grupos de trabajo.
- Gestion centralizada.
- Seguridad.
- Acceso a mas de un sistema operativo.
- Mejoras en la organizacion de la empresa.
2.8.
CARACTERISTICAS DE LOS SISTEMAS OPERATIVOS DE RED.
Los
primeros S. O. de red ofrecian algunas utilidades de gestion de archivos de
seguridad simples. Pero la demanda de los usuarios se ha incrementado de forma
que los modernos sistemas operativos de red ofrecen amplias variedad de
servicios. Estos son algunos de ellos.
-
Adaptadores y cables de red.
- Nomenclatura global
- Servicios de archivos y directorios.
- Sistema tolerantes a fallos.
- Disk Caching (Optimizacion de acceso al disco).
- Sistema de control de transacciones (TTS, Transation Tracking System).
- Seguridad en la conexion.
- Bridges (Puentes) y Routers.
- Gateways (Pasarelas)
- Servidores Especiales
- Herramientas software de administracion.
3.0. PROTOCOLOS DE COMUNICACION.
Hace unos cuantos años parecia como si la
mayor parte de los fabricantes de ordenadores y software fueran a seguir las
especificaciones de la Organizacion internacional para el estandar
(International Organization for Standarization, OSI). OSI define como los
fabricantes pueden crear productos que funcionen con los productos de otros
vendedores si la necesidad de controladores especiales o equipamientos
opcional. Su objetivo es la apertura. El unico problema para implantar el modelo
ISO/ISO fue que muchas compañias ya habian desarrollado metodos para
interconectar sus hardware y software con otros sistemas. Aunque pidieron un
soporte futuro para lo estandares OSI, sus propios metodos estaban a menudo tan
atrincherados que el acercamiento hacia OSI era lento o inexistente. Novell y
potras compañias de redes expandieron sus propios estandares para ofrecer
soporte a otros sistemas, y relegaron los sistemas abiertos a un segundo plano.
Sin embargo, los estandares OSI ofrecen un modo util para comparar la
interconexion de redes entre varios vendedores. En el modelo OSI, hay varios
niveles de hardware y el software. Podemos examinar lo que hace cada nivel de
la jerarquia para ver como los sistemas se comunican por LAN.
3.1.
NIVEL DE PROTOCOLO .
Los protocolos de comunicaciones definen las reglas para la transmision y
recepcion de la informacion entre los nodos de la red, de modo que para que dos
nodos se puedan comunicar entre si es necesario que ambos empleen la misma
configuracion de protocolos.
Entre los protocolos propios de una red
de area local podemos distinguir dos principales grupos. Por un lado estan los
protocolos de los niveles fisico y de enlace, niveles 1 y 2 del modelo OSI, que
definen las funciones asociadas con el uso del medio de transmision: envio de
los datos a nivel de bits y trama, y el modo de acceso de los nodos al medio.
Estos protocolos vienen univocamente determinados por el tipo de red (Ethernet,
Token Ring, etc.). El segundo grupo de protocolos se refiere a aquellos que
realizan las funciones de los niveles de red y transporte, niveles 3 y 4 de
OSI, es decir los que se encargan basicamente del encaminamiento de la
informacion y garantizar una comunicacion extremo a extremo libre de errores.
Estos protocolos transmiten la
informacion a traves de la red en pequeños segmentos llamados paquetes. Si un
ordenador quiere transmitir un fichero grande a otro, el fichero es dividido en
paquetes en el origen y vueltos a ensamblar en el ordenador destino. Cada
protocolo define su propio formato de los paquetes en el que se especifica el
origen, destino, longitud y tipo del paquete, asi como la informacion
redundante para el control de errores.
Los protocolos de los niveles 1 y 2
dependen del tipo de red, mientras que para los niveles 3 y 4 hay diferentes
alternativas, siendo TCP/IP la configuracion mas extendida. Lo que la convierte
en un estandar de facto. Por su parte, los protocolos OSI representan una
solucion tecnica muy potente y flexible, pero que actualmente esta escasamente
implantada en entornos de red de area local.
Figura 3.1.
La jerarquia de protocolo OSI.
3.2. PAQUETES DE INFORMACION.
La informacion es
<<embalada>> en <<sobres>> de datos para la
transferencia. Cada grupo, a menudo llamado paquetes incluye las siguientes
informaciones - Datos a la carga. La informacion que se quiere transferir a
traves de la red, antes de ser añadida ninguna otra informacion. El termino
carga evoca a la pirotecnia, siendo la pirotecnia una analogia apropiada para
describir como los datos son <<disparados>> de un lugar a otro de
la red.
- Direccion. El destino del paquete. Cada segmento de la red tiene una
direccion, que solamente es importante en una red que consista en varias LAN
conectadas. Tambien hay una direccion de la estacion y otra de la aplicacion.
La direccion de la aplicacion se requiere para identificar a que aplicacion de
cada estacion pertenece el paquete de datos.
- Codigo de control. Informa que describe el tipo de paquete y el tamaño. Los
codigos de control tambien codigos de verificacion de errores y otra
informacion.
3.3. JERARQUIA DE PROTOCOLO OSI.
Cada nivel de la jerarquia de protocolos
OSI de la fig. 1.5 tiene una funcion especifica y define un nivel de
comunicaciones entre sistemas. Cuando se define un proceso de red, como la
peticion de un archivo por un servidor, se empieza en el punto desde el que el
servidor hizo la peticion. Entonces, la peticion va bajando a traves de la
jerarquia y es convertida en cada nivel para poder ser enviada por la red.
- Nivel Fisico.
Define
las caracteristicas fisicas del sistema de cableado, abarca tambien los metodos
de red disponibles, incluyendo Token Ring, Ethernet y ArcNet. Este nivel
especifica lo siguiente :
- Conexiones electricas y fisicas.
- Como se convierte en un flujo de bits la informacion que ha sido paquetizada.
- Como consigue el acceso al cable la tarjeta de red.
-
Nivel de Enlace de Datos.
Define las reglas para enviar y recibir informacion a traves de la conexion
fisica entre dos sistemas.
-
Nivel de Red.
Define protocolos para abrir y mantener un camino entre equipos de la red. Se
ocupa del modo en que se mueven los paquetes.
-
Nivel de Transporte.
Suministra el mayor nivel de control en el proceso que mueve actualmente datos
de un equipo a otro.
-
Nivel de Sesion.
Coordina el intercambio de informacion entre equipos, se llama asi por la
sesion de comunicacion que establece y concluye.
-
Nivel de Presentacion.
En este los protocolos son parte del sistema operativo y de la aplicacion que
el usuario acciona en la red.
-
Nivel de Aplicacion.
En este el sistema operativo de red y sus aplicaciones se hacen disponibles a
los usuarios. Los usuarios emiten ordenes para requerir los servicios de la
red.
3.4. INTERCONEXION E INTEROPERATIVIDAD.
Interconexion e interoperatividad son
palabras que se refieren al arte d conseguir que equipos y aplicaciones de
distintos vendedores trabajen conjuntamente en una red.
La interoperatividad esta en juego cuando
es necesario repartir archivos entre ordenadores con sistemas operativos
diferentes, o para controlar todos esos equipos distintos desde una consola
central. Es mas complicado que conectar simplemente varios equipos en una red.
Tambien debemos hacer que los protocolos permitan comunicarse al equipo con
cualquier otro a traves del cable de la red. El protocolo de comunicacion
nativo de NetWare es el SPX/IPX. Este protocolo se ha vuelto extremadamente
importante en la interconexion de redes de NetWare y en la estrategia de Novell
con sistemas de red. TCP/IP es mas apropiado que el protocolo nativo de NetWare
IPX para la interconexion de redes, asi que se usa a menudo cuando se
interconectan varias redes.
3.5. PROTOCOLOS PARA REDES E
INTERCONEXION DE REDES.
El nivel de protocolo para redes e
interconexion de redes incluye los niveles de red y de transporte ; define la
conexion de redes similares y en el encaminamiento (routering) entre redes
similares o distintas. En este nivel sed a la interconexion entre topologias
distintas, pero o la interoperatividad. En este nivel es posible filtrar
paquetes sobre una LAN en una interconexion de redes, de manera que no
necesiten saltar a otra LAN cuanso no es necesario.
3.6. PROTOCOLOS DE APLICACIONES.
La interoperatividad se define en los
niveles superiores de la jerarquia de protocolos. Podriamos tener una
aplicacion de base de datos en la que parte servidor trabaje en un servidor de
red, y la parte de cliente lo hiciera en equipos DOS, OS/2, Macintosh y UNIX.
Otras aplicaciones interoperativa incluyen paquetes de correo electronico.
Estas permiten a los usuarios intercambiar archivos de correo en varios
sistemas distintos (DOS, Macintosh, UNIX, etc.). El software que se encarga de
traducir de un sistema a otro cualquier diferencia que haya en la informacion
de los paquetes de correo electronico.
3.7. METODO DE COMUNICACIONES PARA
NETWARE.
Esta seccion trata el modo en que las
estaciones tradicionales basados en el DOS establecen comunicacion con
servidores NetWare por medio de SPX/IPX. Tambien habla de soporte TCP/IP, Appel
Talk y otros.
3.8. EL INTERFAZ (SHELL) DE NETWARE.
Para establecer una conexion entre una
estacion DOS y el servidor de archivos NetWare, primero se carga el software de
peticiones del DOS (DOS Requester). Este software carga automaticamente el
nivel de protocolo SPX/IPX y mediante el soporte ODI permite incorporar
protocolos o tarjetas de red adicionales. Determina si las ordenes ejecutadas
son para el sistema operativo local o para el NerWare. Si las ordenes son para
NetWare, las dirige a traves de la red. Si son para el DOS, las ordenes se
ejecutan en forma local. Elprotocolo IPX esta basado en el Sistema de red de
Xerox (Xerox Network System, XNS).
El XNS, como la jerarquia de protocolo
OSI, define niveles de comunicaciones desde el hardware harta el nivel de
aplicacion. Novell utilizo el IPX de esta jerarquia (especialmente el protocolo
entre redes) para crear el IPX. El IPX es un protocolo de encaminamiento, y los
paquetes IPX contienen direcciones de red y de estacion. Esta informacion va en
el paquete en forma de datos de cabecera.
3.9. SOPORTE TCP/IP EN NETWARE.
NetWare ofrece soporte para el protocolo
estandar TCP/IP (Tansmission Control Protocol/Internet Protocol). Este se
instala como modulo cargable NerWare en el servidor. El objetivo del desarrollo
del TCP/IP fue crear un conjunto de protocolos que ofrecieran conectividad
entre una amplia variedad de sistemas independientes. En 1983, los protocolos
TCP/IP se convirtieron en el protocolo oficial usado por la red del
Departamento de Defensas Norteamericana.
Esta red interna ha evolucionado para
conectar computadoras de dicho pais y europas que estuvieran en investigacion
cientifica y proyecto gubernamentales. Las estaciones que ejecutan TCP/IP
(ofrecido por los productos LAN WorkPlace) pueden comunicarse directamente con
estaciones de trabajo Sun, VAX, Macintosh, minicomputadoras, y grandes
computadoras conectadas al cable de red. Un servidor NetWare que ejecuta TCP/IP
puede encaminar estos paquetes si es necesario, dependiendo de la ubicacion de
los equipos TCP/IP. TCP/IP consta del protocolo de transporte TCP y el
protocolo de red IP, el cual guarda la direccion de destino para los paquetes,
y se comunica con el nivel TCP. TCP ofrece conexiones garantizadas similares a
SPX. TCP/IP e IPX son protocolos dominantes en el mundo de las redes. Ambos
presentan ventajas, pero TCP/IP se ha establecido como protocolo para
implementar interconexiones entre redes.
Con IPX, hay que mantener tablas de
encaminamiento (RIP). Hay que transmitir tablas completas por la red, lo que
puede disminuir drasticamente el rendimiento en una red de gran alcance que
utilice lineas telefonicas o redes publicas de datos. TCP/IP no tiene estas
capacidades de encaminamiento, lo que le ha supuesto una ventaja. En vez de
ello, otros fabricantes han desarrollado routers especializados con
prestaciones avanzadas para satisfacer las necesidades de encaminamiento de
TCP/IP. TCP/IP es simple de implementar en una red NetWare. Se utiliza el
programa INSTALL de NetWare para cargar los modulos que haran posible la
instalacion del protocolo.
3.10.
SOPORTE APPLE TALK EN NETWARE.
El protocolo Apple Talk va incorporado en todos los equipos Macintosh. Montar
una red con equipos Macintosh es tan simple como conectar los equipos con un
cable Apple Talk. El sistema base (Apple Talk Phase I) permite compartir
archivos e impresora hasta a 254 equipos, mientras que Apple Talk Phase II
soporta hasta 16 millones de nodos Apple Talk es relativamente facil de
implementar en otros sistemas, ya que se adapta bien al protocolo OSI y permite
la sustitucion de protocolos en diferentes niveles para permitir la integracion
con otros sistemas. Apple Talk ofrece por si mismo una velocidad de
transferencia de 230 Kb/seg. (Kilobit por segundo). Los cables y conectores
Apple Talk son faciles de instalar, pudiendo sustituirse por cables y
conectores telefonico.
3.11. SOPORTE DE INTERFAZ DE RED ODI Y
NDIS.
El metodo tradicional de comunicaciones
de NetWare con IPX es ideal para redes que soportan exclusivamente estaciones
DOS y OS/2. IPX es un sistema de entrega de paquetes rapido y eficiente para
redes locales. Sin embargo IPX es usado exclusivamente por Novell, lo que dificulta
la interoperatividad con otros tipos de redes. TCP/IP puede ofrecer redes con
sistemas distintos y de gran alcance (WAN). Aunque TCP/IP esta recibiendo la
maxima atencion debido a la interoperatividad, tambien existen otros estandares
como Apple Talk , y por supuesto. Los protocolos OSI. Debido a esto Novell
desarrollo la Interfaz abierta de enlace de datos (Open Data - Link Interface,
ODI), que permite la coexistencia de varias jerarquia de protocolos en un
servidor o estacion. Ademas. Recientemente ha incorporado la especificacion de
interfaz de controlador de red (Network Drive Interface Specification, NDIS),
una interfaz para tarjetas de red desarrollada por Microsoft. NDIS es necesaria
para conectar redes distintas, como LAN Manager de Microsoft, 3+Share de 3Com y
LAN Server de IBM. NDIS o ODI pueden coexistir en una estacion, de modo que los
usuarios podran acceder a redes NetWare. El proposito de ODI y NDIS es
escandalizar la interfaz de controladores y tarjetas de red. De este modo, no
se necesita controladores separados para cada tipo de protocolo que se desee
ejecutar en la tarjeta.
4.0. INTERCONEXIONES DE REDES.
Describe como extender una red utilizando
repetidores, puentes, routers, adaptadores y otros dispositivos y metodos de
interconexion de redes.
4.1. METODOS DE INTERCONEXIONES DE REDES.
La figura 4.1 muestra como se relaciona
cada producto de interconexion de redes con el modelo de referencia OSI (Open
System Interconexion). Las tareas que estos productos realizan sobre la red
estan relacionados con los niveles con los que son compatibles en la jerarquia
de protocolos. Cuando mas alto se encuentre un producto en la pila de protocolo
mas caro y complejo es.
-
Repetidores : Estos funcionan en el nivel fisico. Envian paquetes desde un
sector de red primario (Cable) a otro extremo. No interactuan con los
protocolos de mas alto nivel.
- Puentes : Interconectan dos o mas redes, pasando los paquetes entre ellas.
Soportan distintos tipos de redes.}
- Routers : Estos son similares a los puentes.
- Brourers : Es una combinacion de Puente y Routers.
- Gateways (Pasarela): Funcionan en los niveles mas alto de la jerarquia de
protocolos, permitiendo que puedan interconectarse los sistemas y redes que
utilizan protocolos incompatibles.
Figura 4.1.
Niveles de protocolos OSI utilizados por los dispositivos de interconexion de
redes.
4.2. REPETIDORES.
A medida que las señales electricas se
transmiten por un cable, tienden a degenerar proporcionalmente a la longitud
del cable. Este fenomeno se conoce como atenuacion. Un repetidor es un
dispositivo sencillo que se instala para amplificar las señales del cable, de
forma que se pueda extender la longitud de la red. El repetidor normalmente no
modifica la señal, excepto en que la amplifica para poder retransmitirla por el
segmento de cable extendido. Algunos repetidores tambien filtran el ruido.
Un repetidor basicamente es un
dispositivo "no inteligente" con las siguientes caracteristicas: - Un
repetidor regenera las señales de la red para que lleguen mas lejos.
- Se utilizan sobre todo en los sistemas de cableado lineales como Ethernet.
- Los repetidores funcionan sobre el nivel mas bajo de la jerarquia de
protocolos.
- Se utilizan normalmente dentro de un mismo edificio.
- Los segmentos conectados a un repetidor forman parte de la misma red. Los
repetidores funcionan normalmente a la misma velocidad de transmision que las
redes que conectan.
4.3. PUENTES.
Un puente añade un nivel de inteligencia
a una conexion entre redes. Conecta dos segmentos de red iguales o distintos.
Podemos ver un puente como un clasificador de correo que mira las direcciones
de los paquetes y los coloca en la red adecuada. Se puede crear un puente en un
servidor NetWare instalando dos o mas tarjetas de interfaz de red. Cada
segmento de red puede ser un tipo distinto (Ethernet, Token Ring, ArcNet). Las
funciones de puente y routers incorporadas en el NerWare distribuyen en trafico
de una red entre los segmento de LAN.
Se puede crear un puente para dividir una
red amplia en dos o mas redes mas pequeñas. Esto mejora el rendimiento al
reducir el trafico, ya que los paquetes para estaciones concretas no tienen que
viajar por todas la red. Los puentes tambien se usa para conectar distintos
tipos de redes, como Ethernet y Token Ring ; podemos ver en la figura 4.3 Los
puentes trabajan en el nivel de enlace de datos. Cualquier dispositivo que se
adapte a las especificaciones del nivel de control de acceso al medio (MAC,
media Access Control) puede conectarse con otros dispositivos del nivel MAC.
Recordemos que el nivel MAC es subnivel del nivel del enlace de datos.
4.4.ROUTERS.
Son criticos para las redes de gran alcance que utilizan enlace de comunicacion
remotas. Mantienen el trafico fluyendo eficientemente sobre caminos
predefinidos en una interconexion de redes compleja.
4.5.
ENLACE PRINCIPAL (Backbone).
Un cable principal (Backbone) es un cable
que conecta entre si dos o mas segmento de una red local y ofrece un enlace de
datos de alta velocidad entre ellos. Mientras que un puente se establece
instalando dos o mas tarjetas de red en un servidor, la interconexion de redes
se realizan conectando varios servidores o segmentos de red local, generalmente
con un enlace backbone.
Los enlaces backbone son generalmente
medios de alta velocidad, como es el caso de la fibra optica. La figura 4.5
muestra un backbone basado en servidores. Cada servidor al backbone, y ofrece
conexion a los restantes segmentos de red conectados al backbone. Las otras
tarjetas del servidor estan conectadas a segmentos locales.
4.6. FDDI Y ATM.
En el nuevo entorno de conexiones de alta
velocidad entre redes, se estan usando como backbone dos tecnologias de transferencias
de datos. Existe una creciente necesidad de mas ancho de banda. Las estaciones
de trabajo cientificas y para ingenieria son comunes en las redes locales y
globales. Estas requieren ancho de bandas al transferir grandes archivos
graficos y al conectarse a sistemas centrales (hosts). Las aplicaciones
informaticas cliente- servidor que distribuyen en procesamiento entre varias
computadoras de una red tambien comparten la necesidad de un mayor ancho de
banda. FDDI y ATM son posibles soluciones.
Figura 4.5.Un
backbone basado en servidores NetWare.
4.6.1. FDDI.
La Interfaz de datos distribuida de fibra
(Fiber Distribuited Data Interface, FDDI) es un estandar de cable de fibra
optica desarrollado por el comite X3T9.5 del American National Standards
Institute (ANSI). Trabaja a 100 Mb/seg. y utiliza una topologia en anillo
doble. FDDI se esta implementando como backbone en redes a nivel de campus y de
empresas.
Los anillos dobles en sentidos opuestos
ofrecen redundancia. Si falla un anillos, el se reconfigura , como se muestra
en la figura 4.6, de modo que se puede seguir aceptando trafico en la red hasta
que se corrija el error.
4.6.2. ATM.
ATM (Asynchronous Transfer Mode, Modo de
transferencia asincrona) es una tecnologia de comunicacion de datos de
conmutacion de paquetes de banda ancha diseñada para combinar las
caracteristicas de los multiplexores por division de tiempo con retardo dependiente
(ATD) y redes locales de retardo variable. Los multiplexores por division de
tiempo es un metodo para combinar señales separadas en una unica transmision de
alta velocidad. Con ATM se transmiten cerdas provenientes de muchas fuentes.
Pueden mezclarse, pero cada una tiene su direccion de destino especifica, en la
multiplexion por division de tiempo las señales llegan en orden en intervalos
de tiempo regulares. En otras palabras, todas las celdas son del mismo tamaño,
tanto en byte como en tiempo. El retardo variable es habitual en las redes
locales, debido a que cada metodo de red puede utilizar un tamaño de paquete
distinto. ATM divide los paquetes largos para adaptarlos a su tamaño de celda y
los envia por el canal de datos ; esto son reensamblados en el otro extremo.
Figura 4.6.FDDI
se reconfigura automaticamente en un anillo normal cuando falla un enlace.
1.RDSI DE BANDA ANCHA (ATM)
La RDSI de banda ancha ( RDSI-BA ) es el
resultado de la evolución de la RDSI ( conocida ahora como RDSI de banda
estrecha ) para soportar mayores velocidades y posibilitar servicios avanzados
como la transmisión de vídeo.
Fue en 1988 cuando el CCITT ( Comité de
Consulta Internacional en Telegrafía y Telefonía ) aprobó la primera
recomendación para la RDSI-BA ( I.121 ). En ella se define RDSI-BA como "
un servicio que requiere canales de transmisión capaces de soportar velocidades
mayores que la velocidad primaria ". Se definió ATM ( Modo de
Transferencia Asíncrono ) como la tecnología de conmutación que utilizaría
RDSI-BA y 155 Mbps la velocidad que debía soportar. A pesar de las diferencias
entre RDSI-BA y RDSI-BE, ambas mantienen muchos puntos en común, ya que la
RDSI-BA es la evolución hacia la alta velocidad de la RDSI-BE. Alguno de estos
puntos en común son
·
El modelo de referencia para la configuración es similar, ya que RDSI-BA
asumió con algunas modificaciones el de RDSI-BE.
·
Ambas son de naturaleza conmutada y con conexión, utilizando un
protocolo de señalización similar.
1.1.ARQUITECTURA DE RDSI-BA (ATM)
Para reunir los requisitos para vídeo de
alta resolución, se necesitan velocidades de unos 150 Mbps. Además para poder
ofrecer uno o más servicios interactivos y distribuidos se necesita una
velocidad de línea de abonado de unos 600 Mbps. La única tecnología que permite
estas velocidades es la fibra óptica. Por tanto la introducción de la RDSI-BA
depende del ritmo de introducción del bucle de abonado de fibra. El dispositivo
de conmutación debe soportar un amplio rango de velocidades diferentes y de parámetros
de tráfico. Por eso se utiliza una tecnología de conmutación de paquetes
rápidos que admite fácilmente el protocolo ATM.
Arquitectura funcional
En la siguiente figura vemos la
arquitectura funcional de RDSI-BA:
RDSI-BA debe dar soporte a todos los
servicios de transmisión a 64 Kbps que son admitidos por RDSI-BE para facilitar
la conexión de RDSI-BE a RDSI-BA.
También observamos como el control de
RDSI-BA se basa en señalización de canal común. Se usa un SS7 mejorado
para admitir capacidades suplementarias de red de mayor velocidad.
En cuanto al protocolo de señalización,
dos son los organismos que han definido estándares utilizados en ATM. El ITU-T
( antiguo CCITT ) definió el estándar Q.2391, versión mejorada del Q.391
utilizado en RDSI-BE. Por otro lado, el ATM FORUM ( asociación de fabricantes )
propuso la señalización UNI 3.0, basado precisamente en el Q.2391, que permite
la interoperatividad entre distintos fabricantes.
Las diferencias entre Q.391 y Q.2391 son
·
En Q.2391 no existe un canal común para la señalización ( canal D ),
sino un canal virtual independiente para cada terminal.
·
En vez de negociar el acceso a un canal B, se negocia una conexión de
canal virtual entre extremos de la comunicación.
1.2.CONFIGURACIÓN DE REFERENCIA
Es básicamente la misma que la de
RDSI-BE. Se utilizaron los mismos grupos funcionales añadiéndoles el prefijo B-
para diferenciarlos. Con los puntos de referencia ocurre lo mismo, son
iguales pero con el subíndice B.
Grupos funcionales
-B-NT1: Encargado de mantener las
funciones de bajo nivel que conectan, mediante una línea física punto a punto,
la red pública con los servicios de usuario. Es trasparente a los protocolos de
señalización y al tráfico transportado.
-B-NT2:Realiza las
funciones de adaptación a los diferentes medios y topologías. Son funciones
suyas la señalización, adaptación y la multiplexación /demultiplexación de
celdas.
-B-TE1: Es
un equipo de usuario que soporta las interfaces y los protocolos definidos para
RDSI-BA. Se conecta a los punto SB y TB.
-B-TE2: Es un equipo
de usuario con una interfaz no estandarizada por la RDSI-BA. Se conecta al
punto RB.
-B-TA: Adaptador que
permite a los terminales B-TE2 conectarse a una RDSI-BA.
Puntos de referencia
Son los mismos que los de RDSI-BE con el
subíndice B, aunque sólo se estandarizaron SB y TB.
El punto RB se puede considerar dentro de este conjunto y permite
conectar los dispositivos que acceden a través de los adaptadores de terminal
de banda ancha ( B-TA ).
1.3.ESTRUCTURA DE LA TRANSMISIÓN
En términos de velocidades disponibles
para abonados, se definen tres servicios de transmisión
· Servicio
Full-duplex a 155´52 Mbps.
·
Servicio asimétrico: Abonado-red a 155´52 Mbps y Red-abonado a 622´08
Mbps.
· Servicio
Full-duplex a 622´08 Mbps.
La velocidad de 155´52 Mbps puede ya
admitir todos los servicios de RDSI-BA. A esta velocidad se pueden incluir uno
o varios canales de vídeo, por tanto, el servicio full-duplex a 155´52 Mbps será
el servicio RDSI-BA más usado. La velocidad de 622´08 Mbps se necesita para
gestionar la distribución de vídeo múltiple ( Videoconferencias simultáneas
múltiples ). El abonado que quiera acceder a estos servicios utilizará el servicio
asimétrico, dejando el servicio full-duplex a 622´08 Mbps para los
suministradores de distribución de vídeo.
1.4.PROTOCOLO
El hecho de utilizar ATM en RDSI-BA marca
la diferencia en los protocolos de RDSI-BA y RDSI-BE. En efecto, aunque RDSI-BA
debe admitir aplicaciones en modo de circuito, estas se realizarán sobre un
mecanismo de transporte basado en paquetes, por tanto, podemos decir que RDSI
será una red de conmutación de paquetes ya que contiene servicios de banda
ancha. El modelo de referencia de protocolo se muestra en la figura siguiente:
Se observa como se distinguen tres planos
separados
Plano de usuario:
Proporciona al usuario transferencia de información, contemplando el control de
flujo y control de errores.
Plano de control: Realiza control de llamadas y control de
conexión (establecimiento, liberación, etc...).
Plano de gestión: Coordinan todos los planos y controla los
recursos que residen en sus entidades de protocolo.
Estos planos se dividen en capas, como
muestra la figura anterior, y estas capas se dividen a su vez en subcapas. En
la tabla siguiente se contemplan las subcapas existentes y se indican las
funciones que realizan cada una de ellas.
2.INTERCONEXIONES RDSI-BE<>RDSI-BA
Como cualquier red que desee tener aceptación
en la industria, un objetivo prioritario es la interconexión con las redes
existentes. El caso de la RDSI-BA y su relación con su predecesora, la RDSI-BE,
no va a ser una excepción: cuando la RDSI-BA esté comercialmente disponible
como servicio público, la RDSI-BE dispondrá de una base instalada considerable
y unas infraestructuras relativamente recientes.
Fig.
1: Efectos de la aplicación de la RDSI en banda ancha comparada con la banda
estrecha
Las interconexiones se realizarán, en
principio, con gateways entre las dos redes conectadas en cualesquiera
de los grupos funcionales LE o TE del modelo de configuración de
referencia. La interconexión estará limitada a las facilidades que ambas tengan
en común. Por ejemplo, supongamos una conferencia entre un videoteléfono de
alta definición conectado a RDSI-BA y un videoteléfono de la RDSI-BE. Es
evidente que la resolución de la conexión será la de la RDSI-BE.
1.EL CAMINO DE LA DIGITALIZACIÓN
Desde que A. Graham Bell descubriera el
teléfono, las redes analógicas han dominado el panorama de las comunicaciones
durante más de un siglo y han resultado adecuadas para la transmisión de voz a
través de las redes telefónicas o de imágenes en movimiento mediante la
difusión de las señales de TV. Sin embargo, este tipo de redes resultaron
inapropiadas para transmitir datos cuando aparecieron los primeros ordenadores
digitales, ya que la naturaleza íntima de estas señales no coincidía con la de
las redes de comunicaciones existentes. Este requerimiento empujó al desarrollo
de los módems (laboratorios Bell, 1958) para realizar la transformación
analógico-digital y poder utilizar las redes telefónicas existentes para conectar
equipos digitales. Pero la tecnología digital hoy en día ya no sólo se utiliza
para transmitir datos informáticos, sino que también ha sido adoptada para la
transmisión de voz e incluso de vídeo gracias a las posibilidades que ofrece y
a la mayor calidad obtenida.
A causa de las ventajas que ofrecen las
tecnologías digitales frente a sus equivalentes analógicas, las tres últimas
décadas han estado marcadas por la progresiva digitalización de las redes de
comunicaciones que, sucesivamente, han ido sustituyendo tramos enteros de la
red analógica: primero fueron los troncales, luego los conmutadores, y
finalmente, han sido los bucles de abonado hasta llegar a ser finalmente redes
totalmente digitales.
Fig. 1: Las redes telefónicas han ido
evolucionando hacia la progresiva digitalización de sus infraestructuras,
comenzado por los centros de conmutación y las arterias principales, hasta
finalizar con la digitalización del bucle de abonado.
1.1.REDES ANALÓGICAS
Las redes analógicas puras, a pesar de su
uso extensivo durante casi un siglo, presentan dos graves inconvenientes
intrínsecos a su misma naturaleza. Por un lado, el ruido que inevitablemente se
introduce y que resulta prácticamente imposible de eliminar y, por otro, las
dificultades para el almacenamiento, la reproducción fidedigna y análisis de
las señales transmitidas. La combinación de ambos problemas impide dar
servicios como el routing y limita la detección de errores, imprescindibles
para la transmisión de datos.
Otro inconveniente es el de la
multiplexión que resulta excesivamente compleja cuando se han de conmutar por
separado varios canales. En una red telefónica analógica los canales de
comunicación llegan a las centrales donde las señales son moduladas y
transmitidas utilizando técnicas de multiplexión por división en frecuencia
(FDM). Los canales de comunicación pasan por varios centros de conmutación,
donde necesariamente la señal ha de ser demultiplexada y demodulada antes de
ser reenviada hacia su destino a través de la arteria adecuada, donde es
nuevamente modulada y multiplexada.
1.2.LA DIGITALIZACIÓN
Desde que se realizaron los primeros
ensayos, las tecnologías digitales demostraron ser más sólidas que sus
equivalentes analógicas, simplemente porque resultaban más fáciles de manipular
y almacenar; no obstante, el coste de los primeros equipos limitó su
instalación a gran escala, quedando reducido su uso a unos pocos sectores. El concepto
de telefonía digital ya fue desarrollado en los años treinta y cuarenta, y las
primeras implementaciones datan de los años cincuenta. Desde entonces, la
evolución hacia la digitalización ha utilizado dos fundamentos tecnológicos:
· La
conmutación digital
· La
transmisión digital
AT&T fue la primera operadora que
introdujo, en 1962, la transmisión digital y Western Electric la primera que
introdujo la conmutación digital en 1976. Cuando la transmisión y la
conmutación son digitales, los conmutadores basados en multiplexión por
división de tiempo (TDM) pueden extraer señales individuales sin necesidad de
decodificarlas, ni tampoco son necesarios los multiplexores pues el mismo
conmutador realiza esta función.
La utilidad de los nodos digitales, que
integran en una sola operación conmutación y transmisión, dio lugar a las
denominadas Integrated Digital Network (IDN) o redes totalmente digitales de
extremo a extremo. Si a estas redes les añadimos unos estándares universales de
acceso, empezaremos a estar muy cerca de lo que se conoce como Integrated
Services Digital Network (ISDN) .
1.RDSI: EL ESTANDAR UNIVERSAL
RDSI (o bien ISDN en inglés) es un
concepto ligado al de una red totalmente digital que, utilizando unos
estándares universales de acceso, permite la conexión de una amplia gama de
terminales como teléfonos, ordenadores, centrales PBX, etc., a los que la red
proporciona una gran variedad de servicios entre los que se incluyen voz, datos
e imágenes.
Siendo rigurosos, cabría matizar la
anterior definición diciendo que los estándares no son tan universales como
hubiera sido deseable, existiendo serias diferencias entre EEUU, Japón y
Europa. También podría considerarse la terna "voz, datos e imágenes"
como poco significativa (a pesar de haberse convertido en un tópico), ya que al
tratarse de una red digital de paquetes y de circuitos poco importa el origen
de la información codificada, y la lista podría ampliarse indefinidamente con
texto, Hi-Fi, gráficos, etc.
Es decir, la RDSI se presenta como la bandera
de las redes RDI, aunque su oferta es diferente
· Audio de 7 kHz de ancho de banda, en
vez de los 3.1 kHz de la red telefónica actual.
· Canales digitales de 64 kbps de
velocidad en vez de las que se alcanzan utilizando módems que
difícilmente llegan a los 40 kbps.
· Mayor funcionalidad y servicios gracias
al canal común de señalización.
· Un único y estandarizado método de
acceso que da paso a toda una red de área extensa, con posibilidad de
transferir información tanto en modo circuito como en modo paquete.
Fig. 1: La RDSI-BE integra redes de
circuitos y redes de paquetes permitiendo el soporte eficiente de voz, datos e
imágenes en baja definición.
1.1.LA RDSI DE BANDA ESTRECHA (RDSI-BE)
Las comunicaciones hoy en día se
configuran como un conjunto de redes separadas:
· Red X.25 para datos.
· Redes de conmutación de circuitos para
voz y datos.
· Redes para transmisión de la señal de
TV.
· Redes de área local (LAN).
· Redes metropolitanas (MAN).
· etc.
Es evidente que no existe una red
universal donde podamos conectar indistintamente el teléfono, los terminales X.25,
ni por supuesto un receptor de TV. Cada uno de estos disposi-tivos requiere un
tipo específico de servicio, contratado, instalado y gestionado por separado.
La RDSI pretende ser la gran integradora de los servicios que hasta ahora
proporcionaban las compañías telefónicas: desde la red conmutada para voz,
redes de paquetes, hasta los enlaces digitales punto a punto, pasando por la
mayoría de redes especializadas en dar un solo servicio. La integración de las
LAN y circuitos de TV quedan como objetivo para una futura RDSI en banda ancha.
En principio, la RDSI convivirá y permitirá la conectividad con el resto de
redes públicas, aunque éstas progresivamente irán siendo integradas o
sustituídas por la RDSI hasta llegar a constituirse en red única.
Para permitir la interconexión de los
terminales actuales, que no soportan de forma nativa protocolos RDSI, se han
diseñado los denominados Adaptadores de Terminal (TA). Los TA garantizan
de esta forma la conexión de la mayoría de recursos de comunicaciones
existentes sin necesidad de cambios notables.
Especial énfasis están poniendo las
compañías operadoras en captar el máximo número de usuarios en datos, ya que es
el sector de mayor crecimiento. Un reciente estudio indica que la red
telefónica en voz tiene un crecimiento anual en Europa estimado entre el 2% y
el 5%, mientras que la demanda para datos se estima entre el 20% y el 30%. A
pesar de que se habla mucho de los nuevos usuarios residenciales y sus
aplicaciones típicas como vídeo bajo demanda y otros, lo cierto es que las
fuerzas que van a mover la banda ancha en los próximos años van a ser la industria
y los gobiernos principalmente.
1.2.CONFIGURACIÓN DE REFERENCIA PARA RDSI
DE BANDA ESTRECHA
La configuración de referencia del acceso
usuario-red está basado en dos elementos:
a) Grupos funcionales o los
modelos de los terminales.
b) Puntos de referencia o
interfaces de comunicación de los terminales.
Grupos funcionales
Se llaman grupos porque no intentan
describir un terminal específico, sino un conjunto genérico de equipos con sus
funciones y responsabilidades:
· NT1: Terminación
de Red 1. Localizado en casa del abonado es el responsable
de ejecutar funciones de bajo nivel. Presenta el final de la conexión física
que monitoriza el acceso a la red.
· NT2: Terminación
de Red 2. Equipo de usuario que realiza las funciones de
adpatación a los distintos medios físicos, así como de la señalización y
multiplexión del tráfico. Por ejemplo, una centralita PBX.
· TE1: Equipo
Terminales 1. Son periféricos que integran de forma nativa los
protocolos RDSI y pueden conectarse directamente a la interfaz S y T.
Por ejemplo, un teléfono digital o una tarjeta adaptadora para PC.
· TE2: Equipos
Terminales 2. Son aquellos periféricos que utilizan las
actuales interfaces y protocolos no-RDSI. Precisan de un TA para poder acceder
a la red. Por ejemplo, un teléfono analógico tradicional.
· LT: Terminación
de línea. Su función es simétrica a la del NT1 pero
localizado al lado de la central.
· TA: Adaptador
de Terminal. Permiten la conexión de los ET1 a la RDSI
actuando como conversor de protocolos V.24 o X.21 en la señalización
RDSI.
·
|
Fig. 2: Modelo genérico de configuración RDSI y su
implementación en un acceso básico con bus pasivo.
|
Puntos de referencia
Son las interfaces de comunicación entre
los grupos funcionales. Están definidos:
· R: Son todos los
protocolos no-RDSI, como V.24 o X.21, los que pueden ser
incluídos en este apartado. Precisan adaptadores de terminal para conectarse.
· S: Subscriber,
es el punto de acceso universal a la red para los terminales con RDSI nativo.
Puede coincidir o incluir al punto T.
·
T: Interfaz entre NT1 y NT2. Separa
el bucle de abonado de la instalación propia del usuario.
· V: Interfaz dentro
de la central. Pertenece a la implementación propia de la compañía operadora.
2.CANALES RDSI
Se denomina canal al medio a través del
cual fluye le información y que es utilizado por los abonados para
interaccionar con otros usuarios. Hay definidos tres tipos de canales según su
capacidad y funcionalidad.
|
· Canal B:
Es el canal básico del usuario. Transporta la información entre usuarios (
datos digitales, voz digital codificada PCM, etc...) generalmente a 64 Kbps (
56 Kbps en EEUU ). En un canal B se pueden establecer cuatro tipos de conexiones
|
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·Circuito
conmutado: El usuario realiza una llamada y se establece
una conexión de circuito conmutado con otro usuario de la red. El
establecimiento de la llamada no tiene lugar en el canal B, sino en el canal
D, como se verá más adelante.
·
Paquetes conmutados: El usuario se conecta a un nodo de
conmutación de paquetes, intercambiando los datos con los demás usuarios vía
X.25.
·
Modo de trama: El usuario se conecta a un nodo de
retransmisión de tramas y los datos se intercambian con otros usuarios vía
LAPF.
·
Semipermanente: Es una conexión con otro usuario
establecida anteriormente, y que no requiere un protocolo de establecimiento
de llamada.
|
· Canal D: Transporta
la información de señalización entre el usuario y la red, que sirve para
controlar las llamadas de circuitos conmutados asociadas a los canales B.
Dependiendo de la configuración pueden tener una velocidad de 16 o 64 Kbps.
·Canal
H: Usados para información de usuario a alta
velocidad. Tienen por tanto la misma funcionalidad que los canales B, de hecho
son agrupaciones de canales B con lo que conseguimos velocidades múltiplos de
64 Kbps: 384 Kbps ( H0 ), 1536 ( H11 ) y 1920 Kbps ( H12 ).
Ya hemos dicho que el acceso a los
servicios de la red se consigue a través del canal D ( canal de señalización ),
mientras que los datos se transportan a través de los canales B. Todos ellos
son digitales, full-duplex e independientes entre sí.
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Monografías
