Qué es una red de computadores

Introducción · ¿Qué es una red de computadores? Una colección interconectada de computadores autónomos.· ¿Para qué se usan las redes?· Compartir recursos, especialmente la información (los datos)· Proveer la confiabilidad: más de una fuente para los recursos· La escalabilidad de los recursos computacionales: si se necesita más poder computacional, sepuede comprar un cliente más, en vez de un nuevo mainframe· Comunicación Clases de redes · Podemos clasificar las redes en las dimensiones de la tecnología de transmisión y del tamaño. · Tecnología de transmisión · Broadcast. Un solo canal de comunicación compartido por todas las máquinas. Un paquete mandado por alguna máquina es recibido por todas las otras.

· Point-to-point. Muchas conexiones entre pares individuales de máquinas. Los paquetes de A a B pueden atravesar máquinas intermedias, entonces se necesita el ruteo (routing) para dirigirlos. · Escala · Multicomputadores: 1 m · LAN (local area network): 10 m a 1 km · MAN (metropolitan area network): 10 km · WAN (wide area network): 100 km a 1.000 km · Internet: 10.000 km · LANs · Normalmente usan la tecnología de broadcast: un solo cable con todas las máquinas conectadas. · El tamaño es restringido, así el tiempo de transmisión del peor caso es conocido. · Velocidades típicas son de 10 a 100 Mbps (megabits por segundo; un megabit es 1.000.000 bits, no 220). · WANs · Consisten en una colección de hosts (máquinas) o LANs de hosts conectados por una subred. · La subred consiste en las líneas de transmisión y los ruteadores, que son computadores dedicados a cambiar de ruta. · Se mandan los paquetes de un ruteador a otro. Se dice que la red es packet-switched (paquetes ruteados) o store-and-forward (guardar y reenviar). · Internet · Una internet es una red de redes vinculadas por gateways, que son computadores que pueden traducir entre formatos incompatibles. · La Internet es un ejemplo de una internet. · Redes inalámbricas · Una red inalámbrica usa radio, microondas, satélites, infrarrojo, u otros mecanismos para comunicarse. · Se pueden combinar las redes inalámbricas con los computadores móviles, pero los dos conceptos son distintos: Inalámbrico Móvil Aplicación No No Workstations estacionarias Cybercursos.net Página 4 No Sí Uso de un portable en un hotel Sí No LANs en un edificio antiguo sin cables Sí Sí PDA (personal digital assistant) para inventario Jerarquías de protocolos · El software para controlar las redes se tiene que estructurar para manejar la complejidad. · Se organiza la mayor parte de las redes en una pila de niveles. · Cada nivel ofrece ciertos servicios a los niveles superiores y oculta la implantación de estos servicios. Usa el nivel inferior siguiente para implementar sus servicios. · El nivel n de una máquina se comunica con el nivel n de otra máquina. Las reglas y convenciones que controlan esta conversación son el protocolo de nivel n. · Las entidades en niveles correspondientes de máquinas distintas son pares. Son los pares que se comunican. · En la realidad el nivel n de una máquina no puede transferir los datos directamente al nivel n de otra. Se pasa la información hacia abajo de un nivel a otro hasta que llega al nivel 1, que es el medio físico. · Entre los niveles están las interfaces. Las interfaces limpias permiten cambios en la implementación de un nivel sin afectar el nivel superior. · Un nivel que tiene que transmitir un paquete a otra máquina puede agregar un encabezamiento al paquete y quizás partir el paquete en muchos. Por ejemplo, el encabezamiento puede identificar el mensaje y el destino. El nivel 3 de la mayor parte de las redes impone un límite en el tamaño de los paquetes. Problemas en el diseño de los niveles · Un mecanismo para identificar los remitentes y los recibidores. · Transferencia de datos: · Simplex. Solamente en un sentido. · Half-duplex. En ambos, pero uno a la vez. · Full-duplex. En ambos a la vez. · Control de errores y detección de recepción. · Orden de mensajes. · Velocidades distintas de transmisión y recepción. · Ruteo. Servicios

· Cada nivel provee un servicio al nivel superior. · Hay dos tipos de servicios: · Servicio orientado a la conexión. Como el sistema telefónico. La conexión es como un tubo, y los mensajes llegan en el orden en que fueron mandados. · Servicio sin conexión. Como el sistema de correo. Cada mensaje trae la dirección completa del destino, y el ruteo de cada uno es independiente. Cybercursos.net Página 5 · Se caracterizan los servicios por la calidad de servicio. · Compara la transferencia de archivos con la comunicación de voz (ambas orientadas a la conexión). · Para e-mail un servicio sin conexión y no confiable es suficiente, esto se llama servicio de datagrama. Para dar confianza los servicios de datagrama con acuses de recibo son posibles. · Cada servicio define un conjunto de primitivas (tales como "solicitar" o "acusar recibo"). Por contraste el protocolo es el conjunto de reglas que controlan el formato y significado de los paquetes intercambiados por entidades de par. Se usan los protocolos para implementar los servicios. Cybercursos.net Página 6 Modelos de referencia de redes Examinamos dos arquitecturas de red importantes: ISO OSI y TCP/IP. OSI · OSI es el Open Systems Interconnection Reference Model. Tiene siete niveles. En realidad no es una arquitectura particular, porque no especifica los detalles de los niveles, sino que los estándares de ISO existen para cada nivel. · Nivel físico. Cuestiones: los voltajes, la duración de un bit, el establecimiento de una conexión, el número de polos en un enchufe, etc. · Nivel de enlace. El propósito de este nivel es convertir el medio de transmisión crudo en uno que esté libre de errores de transmisión. · El remitente parte los datos de input en marcos de datos (algunos cientos de bytes) y procesa los marcos de acuse. · Este nivel maneja los marcos perdidos, dañados, o duplicados. · Regula la velocidad del tráfico. · En una red de broadcast, un subnivel (el subnivel de acceso medio, o medium access sublayer) controla el acceso al canal compartido. · Nivel de red. Determina el ruteo de los paquetes desde sus fuentes a sus destinos, manejando la congestión a la vez. Se incorpora la función de contabilidad. · Nivel de transporte. Es el primer nivel que se comunica directamente con su par en el destino (los de abajo son de máquina a máquina). Provee varios tipos de servicio (por ejemplo, un canal punto-a-punto sin errores). Podría abrir conexiones múltiples de red para proveer capacidad alta. Se puede usar el encabezamiento de transporte para distinguir entre los mensajes de conexiones múltiples entrando en una máquina. Provee el control de flujo entre los hosts. · Nivel de sesión. Parecido al nivel de transporte, pero provee servicios adicionales. Por ejemplo, puede manejar tokens (objetos abstractos y únicos) para controlar las acciones de participantes o puede hacer checkpoints (puntos de recuerdo) en las transferencias de datos. · Nivel de presentación. Provee funciones comunes a muchas aplicaciones tales como traducciones entre juegos de caracteres, códigos de números, etc. · Nivel de aplicación. Define los protocolos usados por las aplicaciones individuales, como e-mail, telnet, etc. TCP/IP

· Tiene como objetivos la conexión de redes múltiples y la capacidad de mantener conexiones aun cuando una parte de la subred esté perdida. · La red es packet-switched y está basada en un nivel de internet sin conexiones. Los niveles físico y de enlace (que juntos se llaman el "nivel de host a red" aquí) no son definidos en esta arquitectura. · Nivel de internet. Los hosts pueden introducir paquetes en la red, los cuales viajan independientemente al destino. No hay garantias de entrega ni de orden. Este nivel define el Internet Protocol (IP), que provee el ruteo y control de congestión. Cybercursos.net Página 7 · Nivel de transporte. Permite que pares en los hosts de fuente y destino puedan conversar. Hay dos protocolos: · Transmission Control Protocol (TCP). Provee una conexión confiable que permite la entrega sin errores de un flujo de bytes desde una máquina a alguna otra en la internet. Parte el flujo en mensajes discretos y lo monta de nuevo en el destino. Maneja el control de flujo. · User Datagram Protocol (UDP). Es un protocolo no confiable y sin conexión para la entrega de mensajes discretos. Se pueden construir otros protocolos de aplicación sobre UDP. También se usa UDP cuando la entrega rápida es más importante que la entrega garantizada. · Nivel de aplicación. Como en OSI. No se usan niveles de sesión o presentación. OSI vs. TCP/IP · OSI define claramente las diferencias entre los servicios, las interfaces, y los protocolos. · Servicio: lo que un nivel hace · Interfaz: cómo se pueden accesar los servicios · Protocolo: la implementación de los servicios TCP/IP no tiene esta clara separación. · Porque OSI fue definido antes de implementar los protocolos, los diseñadores no tenían mucha experiencia con donde se debieran ubicar las funcionalidades, y algunas otras faltan. Por ejemplo, OSI originalmente no tiene ningún apoyo para broadcast. · El modelo de TCP/IP fue definido después de los protocolos y se adecúan perfectamente. Pero no otras pilas de protocolos. · OSI no tuvo exíto debido a · Mal momento de introducción: insuficiente tiempo entre las investigaciones y el desarrollo del mercado a gran escala para lograr la estandarización · Mala tecnología: OSI es complejo, es dominado por una mentalidad de telecomunicaciones sin pensar en computadores, carece de servicios sin conexión, etc. · Malas implementaciones · Malas políticas: investigadores y programadores contra los ministerios de telecomunicación · Sin

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