Teoría de la comunicación, base del sistema de redes

Elementos de un sistema de comunicación

Los elementos que integran un sistema de comunicación son:

• Fuente o mensaje

• Emisor

• Medio o canal

• Receptor

El mensaje Es la información que tratamos de transmitir, puede ser analógica o digital. Lo importante es que llegue íntegro y con fidelidad.

El emisor Sujeto que envía el mensaje.

Prepara la información para que pueda ser enviada por el canal, tanto en calidad (adecuación a la naturaleza del canal) como en cantidad (amplificando la señal). La transmisión puede realizarse En banda base, o sea, en la banda de frecuencia propia de la señal, el ejemplo más claro es el habla.

Modulando, es decir, traspasando la información de su frecuencia propia a otra de rango distinto, esto nos va a permitir adecuar la señal a la naturaleza del canal y además nos posibilita el multiplexar el canal, con lo cual varios usuarios podrán usarlo a la vez.

El medio Es el elemento a través del cual se envía la información del emisor al receptor.

Desgraciadamente el medio puede introducir en la comunicación:

• ? Distorsiones.

• ? Atenuaciones (pérdida de señal).

• ? Ruido (interferencias).

Dos características importantes del medio son:

•  Velocidad de transmisión, se mide en bits por segundo.

•  Ancho de banda, que es el rango de frecuencias en el que opera la señal. Por ejemplo la red telefónica opera entre 300 y 3400 Hz, la televisión tiene un ancho de banda de 5'5 MHz.

El receptor Tendrá que demodular la señal, limpiarla y recuperar de nuevo el mensaje original.

Tipología de redes

Existen muchas maneras de clasificar las redes de comunicaciones, nosotros vamos a basarnos en las siguientes:

• Por tecnología de transmisión: redes de difusión y redes punto a punto.

• Por su extensión o escala geográfica: redes LAN, redes MAN y redes WAN.

• Según método de acceso al medio: CSMA/CD y Token Ring.

Redes de difusión Tienen un solo canal de comunicación compartido por todas las máquinas. La información llega a todas las máquinas con un código que especifica a quien va dirigida.

Redes Punto a Punto Muchas conexiones entre pares individuales de máquinas. La información puede pasar por varias máquinas intermedias antes de llegar a su destino. Se puede llegar por varios caminos, con lo que se hacen muy importantes las rutinas de enrutamiento o ruteo.

Redes de Área Local (LAN) Son redes de propiedad privada, de hasta unos cuantos kilómetros de extensión. Por ejemplo una oficina o un centro educativo.

Se usan para conectar computadoras personales o estaciones de trabajo, con objeto de compartir recursos e intercambiar información. Están restringidas en tamaño, lo cual significa que el tiempo de transmisión, en el peor de los casos, se conoce, lo que permite cierto tipo de diseños (deterministas) que de otro modo podrían resultar ineficientes. Además, simplifica la administración de la red. Suelen emplear tecnología de difusión mediante un cable sencillo al que están conectadas todas las máquinas. Operan a velocidades entre 10 y 100 Mbps. Tienen bajo retardo. Experimentan pocos errores. Topología: en bus, en anillo, … Redes de Área Metropolitana (MAN) Son una versión mayor de la LAN y utilizan una tecnología muy similar. Actualmente esta clasificación ha caído en desuso, normalmente sólo distinguiremos entre redes LAN y WAN.

Redes de Área Amplia (WAN) Son redes que se extienden sobre un área geográfica extensa. Contiene una colección de máquinas dedicadas a ejecutar los programas de usuarios (hosts). Estos están conectados por la red que lleva los mensajes de un host a otro. Estas LAN de host acceden a la subred de la WAN por un router. Suelen ser por tanto redes punto a punto.

La subred tiene varios elementos:

> Líneas de comunicación: Mueven bits de una máquina a otra.
• > Elementos de conmutación: Máquinas especializadas que conectan dos o más líneas de transmisión. Se suelen llamar encaminadores o routers.

Cada host está después conectado a una LAN en la cual está el encaminador que se encarga de enviar la información por la subred. Una WAN contiene numerosos cables conectados a un par de encaminadores. Si dos encaminadores que no comparten cable desean comunicarse, han de hacerlo a través de encaminadores intermedios. El paquete se recibe completo en cada uno de los intermedios y se almacena allí hasta que la línea de salida requerida esté libre. Utilizan topologías en estrella, anillo, árbol, etc. Aunque suelen ser topologías irregulares. Se pueden establecer WAN en sistemas de satélite o de radio en tierra en los que cada encaminador tiene una antena con la cual poder enviar y recibir la información. Por su naturaleza, las redes de satélite serán de difusión.

CSMA/CD Se basa en que cada estación monitoriza o "escucha" el medio para determinar si éste se encuentra disponible para que la estación puede enviar su mensaje, o por el contrario, hay algún otro nodo utilizándolo, en cuyo caso espera a que quede libre.

Token El método del testigo(token) asegura que todos los nodos van a poder emplear el medio para transmitir en algún momento. Ese momento será cuando el nodo en cuestión reciba un paquete de datos especial denominado testigo. Aquel nodo que se encuentre en posesión del testigo podrá transmitir y recibir información, y una vez haya terminado, volverá a dejar libre el testigo y lo enviará a la próxima estación.

Topología Se entiende por topología de una red local la distribución física en la que se encuentran dispuestos los ordenadores que la componen. De este modo, existen tres tipos, que podíamos llamar "puros". Son los siguientes:

• > Estrella.

• > Bus.

• > Anillo

Topología en Estrella.

Esta topología se caracteriza por existir en ella un punto central, o más propiamente nodo central, al cual se conectan todos los equipos, de un modo muy similar a los radios de una rueda.

De esta disposición se deduce el inconveniente de esta topología, y es que la máxima vulnerabilidad se encuentra precisamente en el nodo central, ya que si este falla, toda la red fallaría. Este posible fallo en el nodo central, aunque posible, es bastante improbable, debido a la gran seguridad que suele poseer dicho nodo. Sin embargo presenta como principal ventaja una gran modularidad, lo que permite aislar una estación defectuosa con bastante sencillez y sin perjudicar al resto de la red.

En realidad, la topología en estrella se presenta como un conjunto de varias estrellas, en el centro de cada una de las cuales se halla un dispositivo que se encarga de distribuir las señales al resto de los nodos.

Para aumentar el número de estaciones, o nodos, de la red en estrella no es necesario interrumpir, ni siquiera parcialmente la actividad de la red, realizándose la operación casi inmediatamente.

La topología en estrella es empleada, principalmente por las redes tipo ArcNet, las cuales poseen una velocidad de transmisión relativamente baja -2,5 Mbps.-, y emplean como método de acceso el paso de testigo.

Topología en Bus En la topología en bus, al contrario que en la topología de Estrella, no existe un nodo central, si no que todos los nodos que componen la red quedan unidos entre sí linealmente, uno a continuación del otro.

El cableado en bus presenta menos problemas logísticos, puesto que no se acumulan montones de cables en torno al nodo central, como ocurriría en un disposición en estrella. Pero, por contra, tiene la desventaja de que un fallo en una parte del cableado detendría el sistema, total o parcialmente, en función del lugar en que se produzca. Es además muy difícil encontrar y diagnosticar las averías que se producen en esta topología.

Debido a que en el bus la información recorre todo el bus bidireccionalmente hasta hallar su destino, la posibilidad de interceptar la información por usuarios no autorizados es superior a la existente en una Red en estrella debido a la modularidad que ésta posee. La red en bus posee un retardo en la propagación de la información mínimo, debido a que los nodos de la red no deben amplificar la señal, siendo su función pasiva respecto al tráfico de la red. Esta pasividad de los nodos es debida mas bien al método de acceso empleado que a la propia disposición geográfica de los puestos de red. La Red en Bus necesita incluir en ambos extremos del bus, unos dispositivos llamados terminadores, los cuales evitan los posibles rebotes de la señal, introduciendo una impedancia característica ( 50 Ohm.) Añadir nuevos puesto a una red en bus, supone detener al menos por tramos, la actividad de la red. Sin embargo es un proceso rápido y sencillo.

La topología en bus va inevitablemente asociada a las redes tipo EtherNet, una de las primeras en aparecer, y por tanto muy difundida, al ser adoptada por los grandes fabricantes para interconectar sus sistemas. La red EtherNet posee una velocidad de transmisión de 10 Mbps, y emplea como método de acceso al medio el protocolo CSMA/CD.

Topología en Anillo El anillo, como su propio nombre indica, consiste en conectar linealmente entre sí todos los ordenadores, en un bucle cerrado. La información se transfiere en un solo sentido a través del anillo, mediante un paquete especial de datos, llamado testigo, que se transmite de un nodo a otro, hasta alcanzar el nodo destino. El cableado de la red en anillo es el más complejo de los tres enumerados, debido por una parte al mayor coste del cable, así como a la necesidad de emplear unos dispositivos denominados Unidades de Acceso Multiestación (MAU) para implementar físicamente el anillo. A la hora de tratar con fallos y averías, la red en anillo presenta la ventaja de poder derivar partes de la red mediante los MAU's, aislando dichas partes defectuosas del resto de la red mientras se determina el problema. Un fallo, pues, en una parte del cableado de una red en anillo, no debe detener toda la red. La adición de nuevas estaciones no supone una complicación excesiva, puesto que una vez más los MAU's aíslan las partes a añadir hasta que se hallan listas, no siendo necesario detener toda la red para añadir nuevas estaciones.

La Red en anillo posee el respaldo de IBM, con todo lo que esto significa, que ha empleado esta topología para su red Token-Ring. Su velocidad de transmisión es de 4 y 16 Mbps, y emplea, como se ha dicho, el paso de testigo como método de acceso. En la red en anillo, los nodos poseen una mayor actividad respecto al tráfico de red, especialmente uno de ellos, denominado monitor de la red, encargado de supervisar y controlar el flujo correcto del tráfico en la red.

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 en 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 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.