Importancia de las redes.Las redes de datos cumplen una funcin importante al facilitar la comunicacin dentro de una red humana global. Hace un tiempo atrs cuando no se dispona del suficiente desarrollo tecnolgico las comunicaciones estaban limitadas a conversaciones cara a cara, de manera tal que el trfico de informacin se trataba de un asunto estrictamente presencial. Desde la imprenta a la televisin, cada nuevo adelanto tecnolgico se ha desarrollado en funcin de mejorar y fortalecer dicha comunicacin a tal punto de consolidar un impacto profundo en nuestra manera de realizar actividades en el presente. Por lo tanto, basados en que la necesidad de interactuar es casi tan importante para nosotros como el aire, el agua o los alimentos, comprenderemos cuan esencial son las comunicaciones para potenciar nuestra red humana hoy en da. En la actualidad las redes de datos admiten la forma en que vivimos, en la manera en que nos comunicamos, en el aprendizaje, en el trabajo y hasta en la manera de entretenernos. El modo en que se producen las interacciones sociales, comerciales, polticas y personales cambia en forma continua para estar al da con la evolucin de esta red global. Y adems proporcionan la plataforma para los servicios que nos permiten conectarnos, en forma local y global, con nuestra familia y amigos, as como tambin con nuestro trabajo e intereses. Esta plataforma actualmente respalda el uso de textos, grficos, videos y voz.

Que es una red?Una red en trminos generales consiste, en un grupo de dispositivos conectados entre ellos que utilizan un sistema de comunicaciones conectados por cables, seales, ondas o cualquier otro mtodo para el trasporte de datos, en el cual el objetivo fundamental es que dichos dispositivos se comuniquen y puedan compartir recursos e informacin. Internet es el ejemplo ms representativo de lo que significa una red, se le conoce como la red de redes y est compuesta por miles de computadoras y dispositivos conectados entre s.

Un breve repaso sobre la historia del internet nos ayudara a adquirir un poco de perspectiva para entender un poco de donde nace la red de redes.

Como nacio Internet?(De ARPANET a Tim Berners-Lee. Lnea de tiempo de la Red.) En los siglos XVIII y XIX cuando los cientficos trabajaban por el placer de inventar, para explicar fenmenos naturales, hacer dinero o sencillamente hacer contribuciones a la humanidad nacieron muchsimos e importantes invenciones y avances, en materia de tecnologa para las comunicaciones, la radio y el telfono son ejemplo de ello. Pero para los siglos siguientes, lase XX y XXI la mayor parte de los avances cientficos y tecnolgicos han sido fruto de investigaciones militares. Internet tambin lo es. La red de redes naci como un experimento militar a finales de los aos setenta. El mundo estaba dividido en dos bloques y la guerra fra representaba una amenaza para la paz, Las Fuerzas Armadas Estadounidenses estaban preocupadas por descentralizar sus comunicaciones ya que si algo le ocurra al centro de datos terminara por perderse toda la informacin contenida en el mismo. El DARPA (Agencia de Proyectos de Investigacin para la Defensa) comenz a imaginar una gran red que permitiera descentralizar las comunicaciones. La idea fue distribuir la informacin entre varias computadoras llamados nodos. El primer problema que enfrentaron fue la forma en que enviaran la informacin. En sus inicios, las computadoras almacenaban los datos de forma manual, con tarjetas perforadas y, ms tarde, soportes magnticos. Unos aos despus, investigadores del Instituto Tecnolgico de Massachusetts, haban comenzado a indagar sobre un revolucionario mtodo para mandar informacin basado en la conmutacin de paquetes. Se desmenuzaban los datos en partes y se les asignaba un nmero de secuencia. La informacin se mandaba en esos paquetes, sin importar que se desordenaran, porque al recibirla se poda componer de nuevo el orden con la ayuda del nmero de secuencia. A estos mtodos de comunicaciones se les llam protocolos y a ste en concreto NCP (Network Control Protocol Protocolo de Control de Redes). Poco despus, ante el crecimiento desmesurado de la Red, hubo que inventar otros. Los tres que se siguen usando hoy en da son el DNS (Domain Name System), el TCP (Protocolo de Control de Transmisin) y el IP (Protocolo de Internet). Estos dos ltimos siempre van de la mano: TCP/ IP.

Con cuarenta nodos interconectados, en 1972 naca ARPANET. Los militares estadounidenses dorman tranquilos sabiendo que sus Top Secret estaban ms seguros. Pero an haba algo que les inquietaba. A principios de los 80, en el Reino Unido, una red similar se estaba poniendo a disposicin de universidades y cientficos, se llam JA.NET. Los norteamericanos no queran ser los ltimos en ofrecer al mundo acadmico una red de datos. Para lograr esto, la nica opcin era compartir su tesoro. ARPANET se abre en 1983, abandona a los militares y comienza el intercambio de datos a travs de la red de forma masiva con el acceso de universidades y centros de investigacin. Por este motivo, el ao 1983 se celebra como el inicio de Internet. En aquel ao, Internet no era una Red como la que conocemos ahora, con pginas y otros servicios. Los sitios Web no existan. Estos nodos eran usados para el intercambio de datos a travs de Protocolos de Transferencia de Archivos (FTP), un incipiente e-mail y un bsico chat (IRC) desarrollado en 1988 y que no tiene nada que ver con los programas que usamos hoy para chatear. Los datos seguan fluyendo a travs de Internet, pero era necesario acercarlo al pblico en general. Hasta ahora, slo estudiantes, profesores e investigadores podan leer los enredados criptogramas que aparecan en aquellas pantallas. Haba que hacer la red ms amigable. Fue la hora de Gopher. Era un entorno grfico que, sin ser propiamente un navegador Web como los que conocemos hoy, organiz en 1991 la informacin en carpetas y archivos hacindolos ms accesibles. Pero la solucin definitiva se dio la mente del ingls Tim Berners-Lee. El 6 de agosto de 1991, este joven cientfico del CERN (Laboratorio Europeo de Fsica de Partculas) dio a conocer la Worl Wide Web (Gran Telaraa o Red Global Mundial) o www como la conocemos cariosamente. Las primeras pginas que anunciaban el proyecto eran slo texto con enlaces y posteriormente, navegadores-editores muy bsicos. Dos aos despus, el CERN haca un anuncio sorprendente: la Web no quedara en manos de nadie, sera universal, una herramienta para el futuro de la humanidad. Y no se equivocaron. Ese mismo ao 1993 se present Mosaic, el navegador con el que se populariz la Web. En el mundo ya haba dos millones de servidores y 600 pginas Web. La Web agarr terreno y hasta hoy no hay quien la detenga.

Ao 95 Se populariza el uso de sitios Web, sobre todo a nivel comercial. Para ese entonces, ya hay 6.5 millones de servidores y ms de 100,000 pginas. La Web llega a todas las esferas, polticas y religiosas. Los gobiernos se hacen presentes en la Red y hasta el Vaticano se pone on-line con el mensaje navideo del Papa Juan Pablo II.

Figura 1

Ao 96 Jack Smith y Sabeer Bhatia fundan Hotmail, un correo electrnico al que se puede acceder desde la Web, lo que populariza definitivamente el email que ahora est al alcance de todas y todos y desde cualquier parte. Posteriormente, sera adquirido por Microsoft.

Figura 2

Figura 3

Ao 97 Ms de un milln de pginas invaden la Web. Dos jvenes, en un garaje de California, inventan un logaritmo que permite encontrar informacin en tal maraa de datos. Se llaman Sergey Brin y Larry Page. Nace el buscador ms famoso de la Red.

Habra un antes y un despus de Google. Esta es hoy una de las empresas ms grandes y econmicamente poderosas del planeta. Hasta el 2000 Durante los siguientes aos, la Red crece y crece, se hace ms fcil de usar, ms amigable y los usuarios ya no tienen que ser expertos para manejarla. Todas las instituciones tienen su pgina Web, universidades, gobiernos, ONGs No estar en la Web es no existir! Tambin los medios de comunicacin se hacen presentes. Comienzan a leerse peridicos en lnea y la prensa tradicional pretende ahora apropiarse de la comunicacin en la Red. Ante este dominio por parte de los grandes medios, aparecen las primera Bitcoras o Blogs, diarios personales donde expresar opiniones. Miles de

aficionados y periodistas ciudadanos se animan a llenar la Red de blogs sobre poltica, mascotas, cine o comida. Opinar en la Red deja de ser un privilegio. Ao 2001 Nace Wikipedia, la mayor y ms popular obra de consulta en Internet, una enciclopedia verdaderamente universal que se ha ido construyendo con los aportes de miles y miles de voluntarios y voluntarias a lo largo y ancho de la Web. Fundada por Jimmy Wales y Larry Sanger, presenta ediciones en 265 idiomas. En total 13,7 millones de artculos escritos. Hoy da enfrenta crticas por el sesgo y credibilidad de algunos artculos.

Figura 4

Ao 2003 Tom Anderson crea MySpace.com, una pgina web para relacionar amistades. En tu perfil puedes publicar tus gustos musicales o tus fotografas. Nacen las Redes Sociales. Un ao despus, en el 2004, Mark Zuckerberg crea Facebook.com. Este sitio, pensado para estudiantes de la Universidad de Harvard, deriva en una red social con un xito rotundo. Para el 2009 cuenta con 350 millones de Figura 5 personas interconectadas entre s y alcanza un valor de 150 millones de dlares. Qu vende? Informacin. Qu produce? Informacin. Un valor en alza en la red. As empez lo que se denomina el fenmeno de las redes sociales, no formar parte de una es como no existir. En ese mismo ao, acompaando al boom de las redes sociales, Tim OReilly habla por primera vez de la Web 2.0. Trece aos despus de que Tim Berners-Lee diera a conocer al mundo su invento, la Web evolucionaba y se haca mayor de edad. Web 2.0 es participacin, construccin colectiva al estilo Wiki. Multimedia, audio y video gobiernan la Web. Interactividad y redes sociales. Convergencia. Los cibernautas y las internautas, sobre todo los ms jvenes, construyen la nueva Web. Ao 2005 Nuevamente en California, tres amigos, Chad Hurley, Steve Chen y Jawed Karim, abren un sitio en la Red para compartir videos. Con el lema Transmite t mismo (Broadcast Yourself) llaman la atencin de millones de personas de todo el planeta que comienzan a mandar sus producciones caseras de video.

Vea la luz YouTube.com, el lugar ms popular para el intercambio de videos. Un ao y medio despus, Google lo compra por 1.650 millones de dlares. Qu negocio! Ese mismo ao, Google se anota otro tanto sacando la Web del planeta. Presenta Google Maps, un sitio con fotos satelitales de todo el globo terrqueo. Ahora puedes ver tu casa desde el espacio con una cercana asombrosa.

Figura 6

Ya es difcil imaginarnos la vida sin Internet. En Amrica Latina, hay ms de 180 millones de conectados a la Red y el nmero aumenta cada da. Manejamos las cuentas bancarias en la Web, compramos billetes areos, vendemos y subastamos nuestras pertenencias, bajamos msica, leemos los peridicos, conversamos por el chat con la familia y amigos, hablamos por telfono a travs de Internet, se estudia en la Universidad de forma virtual a travs de E-learning, y cabe destacar que al igual que cuando al correo lo transformaron en E-mail, el E-learning est tomando mucha forma hoy en da en la manera en que aprendemos y nos formamos acadmicamente, casi nadie ya escribe cartas a mano, todo el mundo abre su correo electrnico. Aunque naci vestido de militar, el Internet se ha transformado en la mejor herramienta ciudadana para democratizar las comunicaciones. Hoy la informacin est universalizada y descentralizada, aunque todava no para la mayora de la poblacin. La brecha digital sigue siendo an gigantesca. A continuacin se muestra en la figura 7 un ejemplo que ilustra el esquema general del funcionamiento de la red e Internet.

Figura 7

Que nos ofrece la red?Aunque usamos Web e Internet como sinnimos, no hay que confundirlos, son cosas diferentes. La www es solamente uno de los servicios que presta Internet, entre muchos otros, que conoceremos a continuacin.

WORLD WIDE WEB (WWW)La gran telaraa mundial o World Wide Web se basa en el uso del hipertexto, que es la posibilidad de enlazar unos datos con otros, creando vnculos dinmicos e interminables cadenas de informacin. Los sitios Web estn escritos en un lenguaje especial. Aunque veamos letras, por detrs de ellas hay un cdigo. Una forma de lenguaje especial como el HTML que es interpretado por programas llamados navegadores, como Firefox, Safari o Explorer. Con ellos, visitamos las distintas pginas que forman un sitio Web.

CORREO ELECTRNICOLos sellos postales han quedado obsoletos. Hoy, millones de correos electrnicos invaden nuestra Bandeja de Entrada. El intercambio de informacin nunca fue tan fluido. Los e-mails son vehculos eficientes y rpidos para comunicarnos. Hay aplicaciones en Software Libre como Thunderbird, familia del navegador Firefox, desarrollados ambos por la Fundacin Mozilla. Otra es Outlook instalado en Windows. Para los que no tienen correos con dominio propio hay mltiples plataformas Web que ofrecen correos libres. Las ms conocidas son Gmail, Yahoo y Hotmail.

CHAT O MENSAJERA INSTANTNEAEn algunas empresas lo han prohibido por la cantidad de horas que el personal lo empleaba en conversaciones extra laborales. Pero el uso racional de los programas de Chat o Mensajera facilita enormemente los esfuerzos de coordinacin entre redes y ahorra considerables costos en la factura del telfono. Hay modalidades de Chat que permiten el uso de una cmara Web (webcam) aumentando as la cercana entre los que hablan con una videoconferencia. Hablamos de Chat o IRC, cuyas siglas significan Internet Relay Chat, para referirnos a lo que cotidianamente llamamos Salas de Chat. Son sitios web donde entras y estableces conversacin con las personas que encuentras. Mientras que la Mensajera Instantnea se refiere a programas como por ejemplo Google Talk o MSN donde agregas a las personas con las que quieres comunicarte.

STREAMINGLa Web pas de ser un almacn de textos para convertirse en una gran biblioteca multimedia con todo tipo de archivos en diferentes formatos. La aparicin de la tecnologa streaming permiti escuchar audios y ver videos en tiempo real y sin necesidad de descargarlos por completo, se observa mientras se va descargando. Este avance ha permitido que muchas radios y televisoras transmitan su programacin, adems de la seal tradicional, a travs de Internet.

TELEFONA VoIPSe trata de un grupo de recursos que hacen posible que la seal de voz viaje a travs de Internet empleando un protocolo IP (Protocolo de Internet) y han revolucionado las comunicaciones va telfono pero, sobre todo, han reducido considerablemente los costos por llamada. Se puede hablar gratuitamente de computadora a computadora, y de una computadora a un telfono fijo a precios muy bajos. Es la Voz sobre IP o telefona en Internet.

TRANSFERENCIA DE ARCHIVOSP2P: Las redes P2P (peer to peer, entre iguales) se han convertido en la gran amenaza para las grandes compaas discogrficas y la industria del cine. Ante los precios escandalosos, los amantes de la msica y el video han tomado otras opciones. Con esta tecnologa se conectan entre s computadoras de millones de usuarios y usuarias en todo el mundo para compartir los discos y pelculas que tienen en sus archivos personales. Una red peer-to-peer (P2P) o red de pares, es una red de computadoras en la que todos o algunos aspectos de sta funcionan sin clientes ni servidores fijos, sino una serie de nodos que se comportan como iguales entre s. Es decir, actan simultneamente como clientes y servidores respecto a los dems nodos de la red. (http://es.wikipedia.org/wiki/Peer-to-peer) FTP: Este Protocolo de Transferencia de Archivos (File Transfer Protocol) facilita el envo de archivos pesados de una computadora a otra. A travs de un software, por ejemplo Filezilla, libre y en espaol, podemos enviar y recibir los archivos. Enviar por correo electrnico archivos pesados a mltiples receptores nos llevara mucho tiempo. Con el FTP colocamos el archivo en un lugar comn (el servidor) y cada destinatario lo descarga cuando quiere. Tambin se utiliza para subir los archivos web al servidor remoto cuando actualizamos nuestra pgina.

1.1.- Introduccin al concepto genrico de redes(EMISOR - RECEPTOR) El termino Red de Computadoras es la definicin otorgada al conjunto de dispositivos electrnicos capaces de comunicarse entre ellos, ya sea a travs de medios guiados (cables conductores de cobre o fibra ptica) o no guiados (radiofrecuencia), con la finalidad de compartir recursos, informacin o servicios dentro de una organizacin bajo el propsito de incrementar la eficiencia y la productividad de las personas, potenciando de esta manera la cooperacin de una red humana. Estas redes de computadoras cuentan con los elementos bsicos de todo sistema de comunicaciones para respaldar el envi inmediato de los millones de mensajes que se intercambian entre las personas de todo el mundo, variando en tamao y capacidades pero en lneas generales todas las redes cuentan con cuatro (4) elementos clave que se describen a continuacin.

DISPOSITIVOS MEDIOS REGLAS MENSAJES

(Figura 8)

1.1.1- DISPOSITIVOS. Los dispositivos son todos aquellos elementos de la red que combinan hardware y software para lograr la interconexin e intercambiar mensajes entre s. Existen dos tipos de dispositivos: DISPOSITIVOS DE USUARIO FINAL: son todos aquellos elementos emisores y receptores de datos, tales como computadoras, laptops, telfonos celulares, servidores, impresoras, telfonos IP, entre otros. Es decir, todos aquellos equipos y dispositivos que brindan servicios directamente al usuario. DISPOSITIVOS DE RED: son todos aquellos equipos que permiten hacer fluir el trafico y la comunicacin de datos (informacin) entre los dispositivos de usuario final, posibilitando su interconexin, tales como: Routers, Switchs, Concentradores, Puntos de Acceso, Modems, entre otros. En la figura 8 se pueden observar dispositivos de usuario final y de red como elementos que componen la red, cada uno de estos elementos tiene su funcin especfica en el proceso de comunicacin. La manera en la que actan estos dispositivos se revelara ms adelante en este manual.

1.1.2- MEDIOS. Un medio de comunicacin es aquel que sirve como transporte de datos entre puntos generalmente distantes; existen varios tipos de medios, tales como:

MEDIOS CONDUCTORES:Son aquellos que pueden transmitir datos a travs de pulsos elctricos o de luz.

Medios conductores elctricos:Este medio de comunicacin tambin se le conoce como medios de cobre, ya que se refiere principalmente a la una forma de enviar informacin a travs de la variacin de niveles de tensin o voltaje sobre alambres de cobre.

Medios conductores de luz:Este medio de comunicacin se le conoce como Fibra ptica y a diferencia de los medios de cobre que emplean el paso de electrones a travs de ellos para lograr la comunicacin, la fibra ptica emplea lo que se conoce como ondas o pulsos de luz para lograr dicha comunicacin. Dado que la fibra ha resultado ser una solucin mucho ms efectiva para la comunicacin a grandes distancias ha logrado sustituir al medio de cobre en ese sentido. CABLES SUBMARINOS Y FIBRA PTICA Las conexiones de Internet de un continente a otro se realizan por debajo del mar con cables submarinos que recorren ms de diez mil kilmetros. Son de cobre o, los ms nuevos, de fibra ptica. Se van acostando sobre el lecho marino con barcos especiales.(Figura 9)

La fibra ptica son cables especiales para la transmisin de datos. Estn hechos de vidrio u otros materiales plsticos trasparentes a travs de los cuales se enva la informacin digital como pulsos de luz. Con estas conexiones se envan datos en grandes cantidades a grandes distancias sin excesivas prdidas. Adems, al ser pulsos de luz, estos cables no se afectan por interferencias electromagnticas.

MEDIOS RADIADOS (Radiofrecuencia):Son aquellos que usan el espectro electromagntico (aire libre) para enviar seales inalmbricas que han sido moduladas en una frecuencia de portadora que generalmente contiene el mensaje (datos). Qu es radiofrecuencia?, Qu es el espectro electromagntico? Son trminos de orden inalmbrico y aunque responde a un estudio amplio y complejo, se darn a conocer algunas definiciones como soporte a la importancia que posee esta tecnologa sin cables.

ONDAS ELECTROMAGNETICAS: son una vibracin entre campos elctricos y campos magnticos que producen una forma de energa autoimpulsada, propagndose como ondas sobre el aire libre para transmitir datos (informacin), posibilitando la comunicacin a travs de distancias considerablemente lejanas. Aunque fue un trabajo de muchos se conoce que fue el cientfico JAMES MAXWELL (1831-1879), quien demostr matemticamente que estas ondas de cualquier frecuencia y longitud de onda se propagan en el vacio a la velocidad de la luz y a partir de ello, para 1888 fueron entonces validadas experimentalmente por el fsico Alemn HEINRICH HERTZ (1857-1894). Las barreras fsicas de la comunicacin se rompieron ese da y se sentaron las bases de la transmisin inalmbrica. Hoy en da los resultados de seguir experimentado con las ondas electromagnticas o hertzianas (Hz), como se llamaron en honor a su inventor, han dado nacimiento a una gran cantidad de logros en el campo de la tecnologa inalmbrica. CLASIFICACIN DEL ESPECTRO ELECTROMAGNTICO

ESPECTRO ELECTROMAGNTICOSe conoce as a la distribucin energtica del conjunto de las ondas electromagnticas y su clasificacin en l. Todas las ondas electromagnticas de orden natural, como la luz del sol, los colores del arco iris y las artificiales que son generadas por transmisores construidos por el hombre como por ejemplo: los de telefona celular, radio y televisin, etc, tienen lugar sobre dicho espectro. Con la intensin de conocer de una forma bsica y representativa el espectro electromagntico, se presenta esta torre que ejemplifica la clasificacin de las ondas electromagnticas y los fenmenos, o tecnologas asociados a cada nivel de la misma.

ESPECTRO AUDIBLEResulta importante destacar que adems de las ondas electromagnticas y su clasificacin, existen otro tipo de ondas que no estn comprendidas sobre el espectro electromagntico, estas son las ONDAS SONORAS y comprenden el rango de frecuencias de 20 Hz a 20.000 Hz (20 Khz), tambin se le conoce a este rango de frecuencias como ESPECTRO AUDIBLE, dada las capacidades y limitaciones de la sensibilidad del odo humano a percibir ondas sonoras, dicho esto ntese entonces que el espectro de las ondas electromagnticas es mucho mayor y casi infinito. (Figura 10)

LAS RADIOFRECUENCIAS (RF).Son un grupo de ondas comprendidas sobre el rango de frecuencias que va desde los 30Hz hasta los 300 GHz que tienen identidad propia dentro del gran espectro electromagntico y conforman el espectro radioelctrico. La radiocomunicacin es la comunicacin que se da sin cables usando ondas de radio que se propagan por el espacio libre usando las bandas de RF, los usos ms comunes de esta tecnologa son: las transmisiones de televisin, radio, radar, telefona mvil, redes inalmbricas, radioenlaces, transmisiones satelitales, entre otros.

1.1.3- REGLAS. Las reglas se refieren a los protocolos, los cuales se definen como un conjunto de normas y convenciones que rigen de qu forma los dispositivos de una red intercambian informacin. Los protocolos son una parte importante y esencial del sistema ya que establecen y negocian la representacin, sealizacin, autenticacin y deteccin de errores necesario para enviar y recibir informacin a travs de un canal de comunicaciones. Es decir; que si dos extremos de un sistema de comunicaciones manejan protocolos diferentes no podran comunicarse entre ellos, aun cuando el estado fsico y la conexin entre los dispositivos resulten correctos se considerara que hablan lenguajes diferentes. Por lo tanto la necesidad de que todos hablen el mismo idioma hace necesario el uso de protocolos estandarizados para poder entonces iniciar una comunicacin en la que dichos extremos puedan entenderse y negociar el intercambio de informacin entre ellos. En tal sentido, el estudio y anlisis de los protocolos se convierte en una base fundamental para comprender el comportamiento de las redes. Los protocolos definen detalladamente como el mensaje es transmitido y entregado. Estas son algunas de las tareas principales que describen a los protocolos de comunicacin:

CRONOMETRAJE

PATRON DEL MANSAJE

TAMAO DEL MENSAJE

PROTOCOLO

CODIFICACION

ENCAPSULACION

(Figura 11)

1.1.3.1- CRONOMETRAJE:Cronometraje se refiere a la evaluacin del tiempo y es un factor que afecta que tan preciso y comprensible es un mensaje, significa el tiempo que existe entre cada mensaje enviado y recibido. Por ejemplo en una conversacin entre dos individuos la velocidad con la que pueden hablar determina su cronometraje en una conversacin y el tiempo que debe esperar el que escucha para poder hablar y entenderse mutuamente. Dentro de este esquema existen 3 factores para la comprensin del mensaje: Acceso al medio. Control de flujo. Tiempo de respuesta.

ACCESO AL MEDIO: acceso al medio se refiere a determinar cuando alguien est disponible para ocupar el medio y enviar (transmitir) un mensaje (datos). Por ejemplo: (siguiendo con el ejemplo anteriormente mencionado) se trata de que una persona hable a la vez, mientras que el otro solamente escucha y espera o prepara su turno para expresarse, tambin puede interrumpir de manera brusca y expresarse pero, en fin de cuentas para lograr el entendimiento solo uno tendr que hablar a la vez, en caso contrario se crea una confusin (colisin) en la cual la informacin se pierde y tendrn que empezar otra vez. Esta medida permite asegurar que la comunicacin sea satisfactoria, de

esta manera es necesario que una computadora cuente con un METODO DE CONTROL DE ACCESO AL MEDIO para determinar quien ocupa el mismo al transmitir mensajes y as evitar colisiones. CONTROL DE FLUJO: el control de flujo se refiere a la velocidad con la que una cantidad de informacin puede ser trasmitida y a la velocidad con la que puede ser recibida e interpretada dicha informacin. Por ejemplo: si una persona habla muy rpido, puede llegar a ser dificultoso para la otra persona escuchar y descifrar lo que se le est diciendo. La persona que escucha probablemente tendr que pedirle a quien habla que repita el mensaje y que adems hable de manera ms pausada. En un sistema de comunicaciones, el dispositivo emisor deber transmitir sus datos al dispositivo receptor a una velocidad en la cual est sea capaz de recibir y procesar el contenido del mensaje, para esto, ambos dispositivos debern establecer una negociacin de velocidad antes de iniciar la transmisin de los datos. TIEMPO DE RESPUESTA: se refiere a un tiempo limitado en el cual un dispositivo emisor espera una respuesta, si este tiempo excede un lmite se da por sobreentendido que la comunicacin culmino. Por ejemplo: si una persona pregunta y no recibe una respuesta dentro de un tiempo considerablemente aceptable, la persona que pregunta asume que existe una dificultad para quien le toca responder y se interrumpe la conversacin. En una red, los host cuentan con medidas que especifican la cantidad de tiempo que pueden esperar por una respuesta y que accin tomar si se excede el mismo.

1.1.3.2.- TAMAO DEL MENSAJE:El tamao del mensaje es un factor que puede entenderse de la siguiente manera, imaginemos que este manual de redes que est contemplado de manera segmentada en un texto que separa los captulos, mdulos y temas de forma que permita organizar la informacin por partes, no estuviese estructurado as, y en su lugar, se presentara en una sola pieza corrida de texto sin parar hasta su ltima lnea y punto final, en ese ltimo caso particular, sera muy difcil comprender el contenido del mismo y probablemente no pueda llegar a ser efectiva la intensin de este manual. Entonces entindase que cuando un host solicita transmitir informacin en la red, el mensaje a trasmitir necesita ser segmentado en porciones ms pequeas para que el mismo pueda ser ensamblado del lado del receptor y construir dicho mensaje. Las reglas que rigen el tamao de las tramas que recorren la red son muy estrictas y pueden incluso variar dependiendo del medio usado para transmitir el mensaje.

1.1.3.3.- ENCAPSULACIN:La encapsulacin es el concepto principal del diseo de IP (Internet Protocol), y significa en lneas generales poner una cosa dentro de la otra a travs de un formato de mensaje que tiene un orden especfico. En el formato del mensaje existen varios campos de longitud definida segn el tipo de mensaje y el medio que se use para su entrega, se debe identificar tanto al emisor como al receptor, determinar las direcciones de origen y destino y adems se utilizan campos para que se determine cuando empieza y cuando se terminan de recibir los fragmentos tramas que componen al mensaje. Entonces a los datos se le van adjuntando una cantidad de cabeceras que van realizando el encapsulamiento como ya lo conoceremos ms adelante en este manual. El formato de encapsulacin de una trama IP es similar al del siguiente ejemplo: FORMATO DE UNA CARTAQuerida Mara. Feliz cumpleaos, lamento no poder ido a tu fiesta, te compre un regalo y pronto lo veras, se que te gustara. Atentamente: Carlos.

Direccin del destinatario

Direccin del emisor

Saludo (indicador de inicio del mensaje)

Identificacin del destinatario.

DATOS

Identificacin del emisor.

Fin de la trama. (indicador de fin del mensaje)

DIRECCION DEL SOBRECalle 1, zona residencia El Orinoco, casa 10, Valencia, Edo Carabobo. Edificio el turpial, Apartamento 15, Maracay, Estado Aragua.

ENCAPSULACION DE LA CARTAFeliz cumpleaos, lamento no poder ido a tu fiesta, te compre un regalo y pronto lo veras, se que te gustara.

Querida

Mara.

Carlos.

Suerte!

FORMATO DE UNA TRAMA IP(Figura 12)

La figura anterior trata de brindar una aproximacin al formato de la trama IP, fjese, como cada parte de la carta toma una representacin en un campo del formato de trama IP, la encapsulacin es parte de un protocolo por el que tienen que pasar todos los datos que viajan a travs de la plataforma internet, el proceso de encapsulacin es realizado agregando encabezados en el extremo emisor, una vez completado este proceso la trama podr ser transmitida a travs del medio. Los datos adjuntos a los encabezados (trama), pasan por el canal de comunicaciones para llegar a su destino, siendo en este ltimo el lugar donde se repite un proceso inverso llamado desencapsulacion una vez comprobado y verificado que se trata del destino final o host destino de los datos.

1.1.3.4.- CODIFICACIN:La codificacin digital se refiere a la aplicacin de un cdigo binario especifico sobre los datos para alterar la apariencia de los mismos, y los hace no solo incomprensibles para aquellas personas que no estn autorizadas para ver la informacin, sino que adems permiten que sobre el medio o canal de comunicaciones dichos datos viajen en una forma o combinacin de formas que representen la lgica binaria. Por lo tanto la codificacin es un proceso esencial para la transmisin, es la forma en la que el mensaje se transforma en seal, y dependiendo del medio por el cual pasara el mensaje codificado, esta seal en su aspecto binario podra ser del tipo: impulsos elctricos, ondas electromagnticas u ondas de luz.

Fuente del mensaje

Codificacion

Transmisor (TX)

CANAL DE COMUNICACIONES

Destino del mensaje

Decodificacion

Receptor (RX)

(Figura 13)

1.1.3.5.- PATRON DEL MENSAJE:El patrn del mensaje es una forma de identificar la cantidad de host con los cuales se quiere establecer la comunicacin de datos, existen varios patrones para la entrega de un mensaje que vamos a citar con el siguiente ejemplo: Algunas veces las personas desean comunicar algo a un individuo en particular, otras veces quieren que la informacin sea recibida por un grupo de individuos al mismo tiempo y por ltimo se puede prestar el caso de que a todas las personas en un mismo espacio les queramos transmitir la informacin. La comunicacin establecida de manera individual entre dos personas se puede definir como una comunicacin de uno-a-uno, cuando se trata de que solo un grupo, reciba la misma informacin de manera simultnea, se trata una comunicacin de uno-avarios, por ltimo, el caso cuando tenemos que realizar la comunicacin de manera simultnea, a todas las personas existentes pertenecientes a un mismo grupo, ser una comunicacin de uno-a-todos. En fin, note que existe un patrn de entrega de la informacin que dependiendo de los requerimientos particulares de quien transmita se tendr que establecer uno u otro patrn. Los host dentro de una red usan un patrn similar para la comunicacin de los mensajes, como veremos a continuacin: Un UNICAST se refiere a un mensaje que cumple con el patrn de uno-a-uno. Es decir que existe solo un destino para la trasmisin del mensaje. Un MULTICAST se refiere a un mensaje que cumple con el patrn de uno-a-varios. El multicasting es la entrega del mismo mensaje a varios host de la red de manera simultnea. Un BROADCAST se refiere a un mensaje que cumple con el patrn de uno-a-todos. El broadcasting es la entrega de un mismo mensaje a todos los host de la red de manera simultnea.

Todas las comunicaciones, tanto entre humanos como entre computadoras, son gobernadas por reglas preestablecidas o protocolos. Estos protocolos han determinado las caractersticas tanto de la fuente de los datos, como en el canal de datos y el destino de datos, basados en estos parmetros los protocolos definen detalladamente las consideraciones en cuanto al formato del mensaje, tamao del mensaje, cronometraje, encapsulacin, codificacin y patrn del mensaje.

1.1.4- MENSAJE. Un mensaje o paquete de datos, es una agrupacin lgica de informacin que incluye un encabezado que contiene informacin de control y (generalmente) los datos del usuario. Existe un proceso para la elaboracin, transmisin y flujo del mensaje dentro de una red de datos hasta su destino, donde se busca la mxima efectividad de entrega, a fin de cuentas el propsito de las redes ya sean grandes o pequeas es poder asegurar la entrega satisfactoria del mensaje o dicho de otra manera, de los millones de mensajes que circulan a travs de la red.

En la transmisin existen algunas variedades que daremos a conocer a continuacin: TIPOS DE TRANSMISION: Transmisin simplex. Transmisin half-duplex. Transmisin full-duplex.

TRANSMISION SIMPLEX: este tipo de transmisin se refiere a la capacidad de enviar los datos en una nica direccin entre una estacin emisora y la estacin receptora. Por ejemplo: la radio y la televisin. TRANSMISION HALF-DUPLEX: este tipo de transmisin se refiere a la capacidad de enviar los datos en ambas direcciones pero en una sola direccin a la vez entre una estacin emisora y la estacin receptora. Por ejemplo: las radios de policas y bomberos. TRANSMISION FULL-DUPLEX: este tipo de transmisin se refiere a la capacidad de enviar datos de manera simultnea y en ambas direcciones entre una estacin emisora y la estacin receptora. Por ejemplo: las conversaciones telefnicas.

Lo descrito anteriormente, a travs de una anlisis de contenido establece las bases generales para lo que requiere el estudio de los prximos tpicos a continuacin en este manual, por lo tanto la familiarizacin con los trminos y las conclusiones a las que pueda llegar al respecto, comprtala y disctala con sus compaeros para reforzar de esta manera el propio aprendizaje.

1.2.- Tipos de redes (LAN - MAN - WAN).Existe una clasificacin para las redes, esta clasificacin vara en tamao y capacidades dependiendo del tipo de red al que estemos refirindonos. Existen entonces tres tipos principales de redes que se describen a continuacin: RED LAN (Local Area Network). RED MAN (Metropolitan Area Network). RED WAN (Wide Area Network). 1.2.1- RED DE REA LOCAL (LAN, Local Area Network): Las LAN se encuentran diseadas para: Operar dentro de un rea geogrfica limitada. Permitir el multiacceso a medios con alto ancho de banda. Controlar la red de forma privada con administracin local. Proporcionar conectividad continua a los servicios locales. Conectar dispositivos fsicamente adyacentes.

En otras palabras, las LAN son redes de datos de alta velocidad y bajo nivel de errores, caracterstica que la convierte en un sistema muy fiable que abarcan un rea geogrfica relativamente pequea de unos cuantos cientos de metros, como por ejemplo una institucin, una comunidad o un edificio, etc. Derivado de su pequeo tamao, estas redes alcanzan habitualmente la velocidad de transmisin mxima que soportan las estaciones de la red (100Mbps/1000Mbps). La velocidad de transmisin debe ser muy elevada para poder adaptarse a las necesidades de los usuarios y del equipo, adems en la actualidad la convergencia de servicios que actualmente ofrecen las redes hace necesario contar con altas velocidades para el flujo y la entrega de paquetes del tipo (voz, video y datos). Las LAN conectan estaciones de trabajo, dispositivos perifricos, terminales y otros dispositivos que se encuentran en un mismo edificio u otras reas geogrficas limitadas. Este tipo de red permite a las organizaciones aplicar la tecnologa informtica para compartir localmente archivos e impresoras, as como tambin crear polticas de acceso a estos recursos, ya que pueden ser controladas de forma privada bajo la administracin local de la red, lo que ofrece mucha flexibilidad.

Algunas tecnologas comunes de LAN son: Ethernet. Token Ring. FDDI.(Estas tecnologas se describirn ms adelante en este manual).

Las redes LAN cuentan con los siguientes componentes principales: Computadores. Tarjetas interfaz de red (NIC). Dispositivos perifricos. Medios de red. Dispositivos de red.

Ejemplo de red LAN:

(Figura 14)

1.2.2- RED DE REA METROPOLITANA (MAN, Metropolitan Area Network): La MAN es una red de rea metropolitana que cubre un rea fsica ms amplia que la de una LAN, como por ejemplo: una ciudad o municipio. Una MAN generalmente consta de una o ms LAN dentro de un rea geogrfica comn. Por ejemplo un banco con varias sucursales puede utilizar una MAN. As que se puede decir que una MAN es una versin mayor que la LAN o una forma de extender la red LAN, por lo general se utiliza un proveedor de servicios para conectar dos o ms sitios LAN utilizando lneas privadas de comunicacin o servicios pticos enviando ases de luz a travs de reas pblicas, tambin es posible la creacin de una MAN utilizando tecnologas de puente inalmbrico enviando ondas electromagnticas sobre el espectro. Actualmente esta clasificacin ha cado en desuso gracias al internet y las nuevas ventajas en materia de seguridad y menor costo, normalmente slo distinguimos entre redes LAN y WAN. En la siguiente figura podremos observar un ejemplo de red MAN:

(Figura 15)

1.2.3- RED DE REA EXTENSA (WAN, Wide Area Network): Una WAN es una red de comunicacin de datos que opera ms all del alcance geogrfico de una LAN. Las WAN se diferencian de las LAN en varios aspectos. Mientras que una LAN conecta computadoras, dispositivos perifricos y otros dispositivos de un solo edificio u de otra rea geogrfica pequea, una WAN permite la transmisin de datos a travs de distancias geogrficas mayores. Adems, la empresa debe suscribirse a un proveedor de servicios WAN para poder utilizar los servicios de red de portadora WAN. Las LAN normalmente son propiedad de la empresa o de la organizacin que las utiliza. Las WAN utilizan instalaciones suministradas por un proveedor de servicios, o portadora, como una empresa proveedora de servicios de telefona o una empresa proveedora de servicios de cable, para conectar los sitios de una organizacin entre s con sitios de otras organizaciones, con servicios externos y con usuarios remotos. En general, las WAN transportan varios tipos de trfico, tales como voz, datos y video. Las tres caractersticas principales de las WAN son las siguientes: Las WAN generalmente conectan dispositivos que estn separados por un rea geogrfica ms extensa que la que puede cubrir una LAN o una MAN. Las WAN utilizan los servicios de operadoras, como empresas proveedoras de servicios de telefona, empresas proveedoras de servicios de cable, sistemas satelitales y proveedores de servicios de red. Las WAN usan conexiones seriales de diversos tipos para brindar acceso al ancho de banda a travs de reas geogrficas extensas.

Por qu son necesarias las WAN?Las tecnologas LAN proporcionan velocidad y rentabilidad para la transmisin de datos dentro de organizaciones, a travs de reas geogrficas relativamente pequeas. Sin embargo, hay otras necesidades empresariales que requieren la comunicacin entre sitios remotos, incluidas las siguientes: Los empleados de las oficinas regionales o las sucursales de una organizacin necesitan comunicarse y compartir datos con la sede central. Con frecuencia, las organizaciones desean compartir informacin con otras organizaciones que se encuentran a grandes distancias. Por ejemplo, los fabricantes de software comunican peridicamente informacin sobre productos y promociones a los distribuidores que venden sus productos a los usuarios finales. Con frecuencia, los empleados que viajan por temas relacionados con la empresa necesitan acceder a la informacin que se encuentra en las redes corporativas.

Adems, los usuarios de computadoras domsticas necesitan enviar y recibir datos que recorren distancias cada vez mayores. Aqu se ofrecen algunos ejemplos: Ahora es comn en muchos hogares que los consumidores se comuniquen con bancos, tiendas y una variedad de proveedores de bienes y servicios a travs de las computadoras. Los estudiantes buscan informacin para las clases mediante ndices de bibliotecas y publicaciones ubicadas en otras partes del pas y del mundo. Como, obviamente, no es posible conectar computadoras a nivel nacional o mundial de la misma manera en la que las computadoras de una LAN se conectan con cables, han evolucionado diferentes tecnologas para cubrir esta necesidad. Internet se est utilizando cada vez ms como una alternativa econmica al uso de una WAN empresarial para algunas aplicaciones. Hay nuevas tecnologas disponibles para las empresas que proporcionan seguridad y privacidad para las comunicaciones y las transacciones a travs de Internet. El uso de redes WAN solas o en combinacin con Internet permite a las organizaciones y a los particulares satisfacer sus necesidades de comunicaciones de rea extensa. En lneas generales las WAN estn diseadas para realizar lo siguiente: Operar entre reas geogrficas extensas y distantes, incluso a nivel mundial. Posibilitar capacidades de comunicacin en tiempo real entre usuarios. Brindar recursos remotos de tiempo completo, conectados a los servicios locales Brindar servicios de correo electrnico, World Wide Web, transferencia de archivos y comercio electrnico. Algunas de las tecnologas comunes de WAN son: Mdems Red digital de servicios integrados (RDSI) Lnea de suscripcin digital (DSL - Digital Subscriber Line) Frame Relay, ATM y X.25 Series de portadoras para EE.UU. (T) y Europa (E): T1, E1, T3, E3 Red ptica sncrona (SONET ) Metro-Ethernet.

Ejemplo de red WAN.

(Figura 16)

Los principales enlaces WAN:

(Figura 17)

1.3.- Componentes de una red. Existen muchos componentes que pueden ser parte de una red, por ejemplo: computadoras personales, servidores, dispositivos de red y el cableado. Estos componentes pueden ser agrupados en cuatro grupos principales:

HOST

COMPONENTES DE UNA RED

DISPOSITIVOS DE RED

EQUIPOS PERIFERICOS

MEDIOS DE REDFigura 18

1.3.1- HOST: a los computadores o dispositivos de usuario final, tambin se les conoce con el nombre de host, estos dispositivos son los que permiten a los usuarios crear, obtener y compartir la informacin, se consideran que son tanto el origen de los datos como el destino de los mismos. Los host pueden existir en ausencia de una red, pero sin la red las capacidades de los ellos se ven sumamente reducidas. Los host que estn fsicamente conectados a una red, lo hacen mediante una tarjeta interfaz de red (NIC, Network Interface Card), utilizan esta conexin para realizar todas las tareas de envi y recepcin de datos en la red tales como: correo electrnico, impresin de documentos, acceso a servidores y bases de datos, etc. Una NIC es una placa de circuito impreso que se coloca en la ranura de un bus de la motherboard de un computador (Ver figura 19). Tambin se le conoce con el nombre de adaptador de red. Cada NIC posee un cdigo nico denominado direccin de control de acceso al medio (MAC), este cdigo o direccin fsica como tambin se le conoce, se utiliza para controlar la comunicacin de datos para todos los host de la red, las NIC controlan entonces el acceso del host al medio. Hablaremos mas sobre la direccin MAC ms adelante en este manual.

TARJETA INTERFAZ DE RED O ADAPTADOR DE RED (NIC).

(Fig.: 19)

1.3.2- EQUIPOS PERIFRICOS: son aquellos que no estn directamente conectados a la red, estos en su lugar se encuentran directamente conectados al host, es decir que los perifricos prestan sus servicios nicamente al host al que se encuentran directamente conectados y no al resto de la red. Estos dispositivos pueden ser: impresoras, MP3, cmaras, escneres, entre otros.

(Fig.: 20)

1.3.3- MEDIOS DE RED: los medios de red proveen la conexin entre los host y los dispositivos de red, as como tambin entre dispositivos de red. Los medios de red pueden ser conductores de cobre, fibra ptica o tecnologas inalmbricas.

(Fig.: 21)

1.3.4- DISPOSITIVOS DE RED: los dispositivos de red son aquellos que hacen posible la comunicacin entre los host de la red. Son tambin los que manejan el flujo y el control del trfico de la red, como por ejemplo: Hubs. Switches. Routers. Entre otros.

(Fig.:22)

1.4.- Topologias de red.(BUS ANILLO ESTRELLA - MALLA). La topologa de red define la estructura de una red. Una parte de la definicin topolgica es la topologa fsica, que es la disposicin real de los cables o medios. La otra parte es la topologa lgica, que define la forma en que los hosts acceden a los medios para enviar datos. Las topologas fsicas ms comnmente usadas son las siguientes: TOPOLOGA DE BUS. TOPOLOGA DE ESTRELLA. TOPOLOGA DE ANILLO. TOPOLOGA DE MALLA.

1.4.1- TOPOLOGA DE BUS: Una topologa de bus usa un solo cable backbone que debe terminarse en ambos extremos. Todos los hosts se conectan directamente a este backbone. El trmino backbone es aquella parte de la red que acta como ruta principal para el flujo de trfico de una red o entre redes. Al momento de enviar datos en este tipo de topologas un slo nodo puede colocarlos en el medio en cualquier momento, siempre y cuando ningn otro dispositivo este usando dicho medio. Todos los nodos ven todas las tramas que estn en el medio, pero slo el nodo al cual la trama est direccionada procesa los contenidos de la trama. Ya que solo un nodo debe transmitir a la vez esta topologa responde a una comunicacin del tipo Half-Duplex.

Para representar la topologa de bus vase la figura 23 en la cual las pequeas cajas representan los host de la red y la barra a la cual se conectan estas cajas representa lo que es la backbone, all podemos ver como todos los host de la red se comparten un nico medio para la comparticin de datos entre s.

Topologa de bus (Figura 23)

VENTAJASSimplicidad en el cableado. Si un dispositivo se desconecta no afecta al resto de la red. Con pocos dispositivos se obtiene una respuesta excelente.

DESVENTAJASEn medios donde el trfico de red o el nmero de estaciones es muy elevado resulta desventajoso para la disponibilidad del mismo. La seguridad de los datos trasmitidos se puede ver comprometida ya que la trama viaja a travs de todo el medio compartido.

1.4.2- TOPOLOGA DE ESTRELLA: La topologa en estrella conecta todos los cables con un punto central de concentracin. Es un tipo de topologa en la que un nodo central (centro de la estrella) es quien recibe y retransmite hacia su destino las tramas dentro de la red, es decir todas las lneas de comunicacin convergen en un solo punto. En la siguiente figura se presenta un ejemplo de una topologa de estrella.

(Figura 24)

VENTAJASLa deteccin y localizacin de averas es sencilla.

DESVENTAJASLa avera del nodo central supone la inutilizacin de la red. Se necesitan longitudes grandes de cableado, ya que dos estaciones cercanas entre s, pero distantes del nodo central, requieren cada una un cable que las una a ste. No soporta cargas de trfico elevadas por sobrecarga del nodo central.

1.4.3- TOPOLOGA DE ANILLO: La topologa de anillo conecta un host con el siguiente y al ltimo host con el primero. Esto crea un anillo fsico de cable. Las seales circulan en un solo sentido por el crculo, regenerndose en cada nodo. En una topologa de anillo, cada nodo recibe una trama por turno. Si la trama no est direccionada al nodo, el nodo pasa la trama al nodo siguiente. Esto permite que un anillo utilice una tcnica de control de acceso al medio llamada paso de tokens.

Los nodos en una topologa de anillo retiran la trama del anillo, examinan la direccin y la envan si no est dirigida para ese nodo. En un anillo, todos los nodos alrededor del anillo entre el nodo de origen y de destino examinan la trama. Dos buenos ejemplos de red en anillo seran las tecnologas Token-Ring y FDDI (fibra ptica). En la siguiente figura se presenta un ejemplo de la topologa anillo.

(Figura 25)

VENTAJASLa mayor ventaja de este sistema es su excelente transmisin inmune a las colisiones de las tramas.

DESVENTAJASComo inconveniente podemos mencionar que en una topologa fsica de anillo un fallo en un dispositivo hace que toda la red deje de funcionar. Nivel de seguridad bajo ya que la trama recorre todo el medio compartido hasta llegar a su destino.

1.4.4- TOPOLOGA DE MALLA: en este tipo de topologas un nodo tiene ms de una conexin con la red, se implementan para proporcionar la mayor proteccin posible y evitar la interrupcin del servicio, esto representa una caracterstica importante para el diseo de una red y recibe el nombre de redundancia. La redundancia en las redes puede interpretarse como la duplicacin de dispositivos, servicios y conexiones que acten en lugar de que algn elemento llegara a presentar fallas, de esta manera se puede asegurar la disponibilidad de la red y el flujo de datos aun cuando se hubiese presentado una falla en la dicha red. En la siguiente figura se muestra un ejemplo de la topologa de malla.

(Figura 26)

VENTAJASOfrece redundancia lo cual brinda disponibilidad a la red incluso en caso de fallas Existen varias formas de alcanzar un mismo destino. Se puede aislar e identificar fallos fcilmente.

DESVENTAJASSe necesitan equipos inteligentes que por lo general son ms costosos. Se necesitan longitudes mayores de cableado y puertos necesarios.

1.5.- Protocolos de red.(Modelo TCP/IP Y Modelo OSI) 1.5.1- INTRODUCCIN A LOS PROTOCOLOS DE RED: Los protocolos de red se definen como un conjunto de reglas y convenciones que rigen las comunicaciones, incluso las que son cara a cara estn enmarcadas por reglas predeterminadas para lograr el entendimiento. En nuestras comunicaciones personales cotidianas, las reglas que utilizamos para comunicarnos a travs de un medio, como por ejemplo el telfono, no necesariamente son las mismas que los protocolos usados a travs de otros medios, como por ejemplo una carta escrita a mano, por lo tanto piense por un momento en la cantidad de reglas y protocolos diferentes que rigen distintos mtodos de comunicacin que existen actualmente en el mundo. Para que pueda llegar a ser satisfactoria la entrega y recepcin de informacin entre dos host de una red, existen una gran cantidad de protocolos integrados que soportan la forma de hacer posible la comunicacin. Una suite de protocolos es el trmino asociado a un grupo de protocolos interrelacionados que son necesarios para realizar la funcin de comunicacin. Esta suite de protocolos imparte un conjunto de implementaciones tanto para el hardware como para el software que est cargado en cada host y dispositivo en la red. Las suites de protocolos de networking describen procesos tales como: El formato o estructura del mensaje. El mtodo por el cual los dispositivos de networking comparten informacin sobre rutas con otras redes. Cmo y cuando se pasan los mensajes de error y del sistema entre dispositivos. El inicio y terminacin de las sesiones de transferencia de datos. Muchos protocolos son independientes de la tecnologa, no describen como cumplir una funcin en particular; es decir, describen solamente que funciones se requieren de una regla de comunicacin en particular pero no como realizarlas. Por lo tanto es posible que la implementacin de un protocolo en particular sea independiente de la tecnologa.

Lo anteriormente mencionado se puede entender con el siguiente ejemplo: imaginemos un host el cual queremos conectar a la red para lograr el acceso a un servidor web que se encuentra en algn lugar remoto en internet. A pesar de que para cualquiera de nosotros resulta una tarea sencilla realizar esto, existe un numero de protocolos, dispositivos y arquitecturas que forman un conjunto complejo (trasparente al usuario) que hace posible la comunicacin. Los distintos protocolos trabajan en conjunto para asegurar que ambas partes reciban y entiendan los mensajes, algunos de estos protocolos son: HTTP: es el protocolo de transferencia de hipertexto, se trata de un protocolo comn que regula la forma en que interactan un servidor web y un cliente web. Aqu es donde empieza todo, es donde se hace la peticin web para tener acceso al servidor remoto que se encuentra en algn lugar en la red. HTTP no especfica qu lenguaje de programacin se utiliza para crear el explorador, qu software de servidor Web se debe utilizar para servir las pginas Web, sobre qu sistema operativo se ejecuta el software o los requisitos necesarios para mostrar el explorador. Tampoco describe cmo detecta errores el servidor, aunque s describe qu hace el servidor si se produce un error y ademas lo que s est claro es que independientemente a todo esto se mantiene que siempre y cuando en ambos extremos de la aplicacin se respete el protocolo HTTP como un estndar para comunicaciones web existir el intercambio de datos. TCP: es el protocolo de transporte que administra las conversaciones individuales entre servidores Web y clientes Web. TCP divide los mensajes HTTP en pequeas partes, denominadas segmentos, para enviarlas al cliente de destino. Tambin es responsable de controlar el tamao y los intervalos a los que se intercambian los mensajes entre el servidor y el cliente. IP: se trata del protocolo de internetwork ms comn para las comunicaciones a travs de internet. IP es responsable de tomar segmentos formateados de TCP, encapsular paquetes, asignarles las direcciones correctas y seleccionar la mejor ruta hacia el host destino. PROTOCOLOS DE ACCESO A LA RED: Estos protocolos describen dos funciones principales: administracin de enlace de datos y transmisin fsica de datos. Los protocolos de administracin de enlace de datos toman los paquetes IP y los formatean para transmitirlos por los medios (conductores elctricos, ondas electromagnticas o de luz). Los estndares y protocolos de los medios fsicos rigen de qu manera se envan las

seales por los medios y cmo las interpretan los clientes que las reciben. Los transceptores de las tarjetas de interfaz de red implementan los estndares apropiados para los medios que se utilizan, es decir la manera en la que interpretaran los 1 y 0. Lo descrito anteriormente significa que una computadora y otros dispositivos, como telfonos mviles o PDA, pueden acceder a una pgina Web almacenada en cualquier tipo de servidor Web que utilice cualquier tipo de sistema operativo desde cualquier lugar de Internet, esta versatilidad se obtiene gracias a los protocolos. En resumen, muchos dispositivos pueden comunicarse con los mismos conjuntos de protocolos, esto se debe a que los protocolos especifican la funcionalidad de la red, no a la tecnologa subyacente para admitir esta funcionalidad.

1.5.2- MODELOS DE PROTOCOLOS Y REFERENCIAS. Existen dos tipos bsicos de modelos de networking: Modelos de protocolo. Modelos de referencia. Un modelo de protocolo proporciona un modelo que coincide fielmente con una suite de protocolo en particular. El modelo TCP/IP se define como un modelo de protocolo porque describe las funciones que se producen en cada capa de los protocolos dentro del conjunto TCP/IP. Un modelo de referencia proporciona una referencia comn para mantener consistencia en todos los tipos de protocolos y servicios de red. Un modelo de referencia no est pensado para ser una especificacin de implementacin ni para proporcionar un nivel de detalle suficiente para definir de forma precisa los servicios de la arquitectura de red. El propsito principal de un modelo de referencia es asistir en la comprensin ms clara de las funciones y los procesos involucrados. El modelo de interconexin de sistema abierto (OSI) es el modelo de referencia de internetwork ms ampliamente conocido. Se utiliza para el diseo de redes de datos, especificaciones de funcionamiento y resolucin de problemas.

1.5.3- MODELO TCP/IP: El modelo TCP/IP (Transport Control Protocol / Internet Protocol) fue el primer modelo de protocolo en capas para comunicaciones de internetwork, se desarrollo a principios de la dcada de los setenta por el Departamento de Defensa (DoD) de los Estados Unidos con la finalidad de asegurar las comunicaciones de datos aun en circunstancias de ataque contra este pas y permitir la conexin de redes a nivel mundial. El modelo TCP/IP define cuatro categoras de funciones (capas) que deben tener lugar para que las comunicaciones sean exitosas. Es comn que al modelo de Internet se lo conozca tambin como modelo TCP/IP.

APLICACIN

Representa datos para el usuario mas el control de codificacion y de dilogo.

TRANSPORTEINTERNET

Admite la comunicacin entre distintos distintos dispositivos de distintas redes. Determina la mejor ruta a travs de la red.

ACCESO A LA RED

Controla los dispositivos del hardware y los medios que forman la red.

(Figura 27)

PROCESO DE COMUNICACIN: El modelo TCP/IP describe la funcionalidad de los protocolos que forman la suite de protocolos TCP/IP. Esos protocolos, que se implementan tanto en el host emisor como en el receptor, interactan para proporcionar la entrega de aplicaciones de extremo a extremo a travs de una red. Un proceso completo de comunicacin incluye estos pasos: 1) Creacin de datos a nivel de la capa de aplicacin del host origen.

2) Segmentacin y encapsulacin de datos cuando pasan capa a capa por los protocolos en el host origen. 3) Generacin de los datos sobre el medio en la capa de acceso a la red del host origen. 4) Transporte de los datos a travs de la internetwork, que consiste de los medios y de cualquier dispositivo intermediario. 5) Recepcin de los datos en la capa de acceso a la red del host destino. 6) Desencapsulacin y rearmado de los datos cuando pasan capa a capa en el host destino. 7) Traspaso de estos datos a la capa de aplicacin del host destino.

HOST ORIGEN

MODELO TCP/IP

HOST DESTINO

INTERNET

(Figura 28)

UNIDAD DE DATO DEL PROTOCOLO Y ENCAPSULACION: Mientras los datos de la aplicacin fluyen capa a capa y se transmiten por los medios de la red, varios protocolos le agregan informacin en cada nivel. Esto comnmente se conoce como proceso de encapsulacin. La forma que adopta una seccin de datos en cualquier capa se denomina Unidad de datos del protocolo (PDU). Durante la encapsulacin, cada capa encapsula las PDU que recibe de la capa inferior de acuerdo con el protocolo que se utiliza. En cada etapa del proceso, una PDU tiene un nombre distinto para reflejar su nuevo aspecto, como veremos a continuacin: Datos: el trmino general para las PDU que se utilizan en la capa de aplicacin. Segmento: PDU de la capa de transporte. Paquete: PDU de la capa de Internetwork. Trama: PDU de la capa de acceso a la red. Bits: una PDU que se utiliza cuando se transmiten fsicamente datos a travs de un medio.

(Figura 29)

Para entender mejor lo anteriormente descrito, vamos a conocer a travs de un ejemplo el proceso de envi y recepcin. PROCESO DE ENVI Y RECEPCIN: Cuando se enva un mensaje en la red se ejecutan los protocolos de las capas del modelo TCP/IP de arriba hacia abajo en el host origen. En el ejemplo del servidor web utilizaremos el modelo TCP/IP para ilustrar el proceso de envi de una pgina web HTML a un cliente. El protocolo de la capa aplicacin, HTTP, comienza el proceso entregando los datos de la pgina Web con formato HTML a la capa de transporte. All, los datos de aplicacin se dividen en segmentos TCP. A cada segmento TCP se le otorga una etiqueta, denominada encabezado, que contiene informacin sobre qu procesos que se ejecutan en la computadora de destino deben recibir el mensaje. Tambin contiene la informacin para habilitar el proceso de destino para reensamblar nuevamente los datos a su formato original. La capa de transporte encapsula los datos HTML de la pgina Web dentro del segmento y los enva a la capa Internet, donde se implementa el protocolo IP. Aqu, el segmento TCP en su totalidad es encapsulado dentro de un paquete IP, que agrega otro rtulo denominado encabezado IP. El encabezado IP contiene las direcciones IP de host de origen y de destino, como tambin la informacin necesaria para entregar el paquete a su correspondiente proceso de destino. Luego el paquete IP se enva al protocolo Ethernet de la capa de acceso a la red, donde se encapsula en un encabezado de trama y en un triler. Cada encabezado de trama contiene una direccin fsica de origen y de destino. La direccin fsica identifica de forma exclusiva los dispositivos en la red local. El triler contiene informacin de verificacin de errores. Finalmente, los bits se codifican en el medio Ethernet mediante el adaptador de red (NIC). Este proceso se invierte en el host receptor. Los datos son recibidos por la NIC de la capa de inferior del modelo TCP/IP y se desencapsulan mientras suben al capa a capa hacia la aplicacin del usuario final.

ETHERNET

IP

TCP

DATOS

Datos del usuario

Segmento de TCP Paquete IP Trama Ethernet

(Fig.: 30)

1.5.4- MODELO OSI: EL MODELO DE REFERENCIA DE INTERCONEXIN DE SISTEMAS ABIERTOS (OSI, Open System Interconnection), es considerado una arquitectura de redes, ya que especifica el protocolo que debe ser usado en cada capa, y suele hablarse de modelo de referencia ya que es usado como una gran herramienta para la enseanza de comunicacin de redes. Con la intensin de adquirir un poco de perspectiva histrica vale la pena mencionar que en sus inicios el desarrollo de las redes sucedi con desorden en muchos sentidos, a principio de los aos 1980 se produjo un enorme crecimiento en la cantidad y el tamao de las redes. A medida que las empresas y organizaciones tomaban conciencia de las ventajas que ofrecan las tecnologas de networking, sucedi que las redes se expandieron con una velocidad impresionante, as como tambin la introduccin de nuevas tecnologas de red de manera desordenada. Hacia falta enfrentar esta situacin y darle solucin a la incompatibilidad de las redes, fue entonces cuando la Organizacin Internacional de Normalizacin (ISO) se puso a trabajar e investigar modelos de networking como el TCP/IP y similares, a fin de encontrar un conjunto de reglas aplicables de forma general a todas las redes. En base a la investigacin de ISO se desarrollo un modelo estandarizado de red que ayuda a los fabricantes a crear redes que sean compatibles con otras redes, as naci lo que conocemos como modelo OSI.

El modelo de referencia de Interconexin de Sistemas Abiertos (OSI), lanzado para 1984 fue el modelo de red descriptivo creado por ISO. Proporciono a los fabricantes un conjunto de estndares que aseguraron una mayor compatibilidad e interoperabilidad entre los distintos tipos de tecnologa de red producidos por las empresas a nivel mundial. El objetivo del modelo OSI es permitir la comunicacin entre sistemas distintos sin que sea necesario cambiar la lgica del Hardware o Software subyacente. VENTAJAS DEL MODELO OSI: Reduce la complejidad. Estandariza las interfaces. Facilita el diseo modular. Asegura la interoperabilidad de la tecnologa. Acelera la evolucin. Simplifica la enseanza y el aprendizaje. 1.5.5- LAS CAPAS DEL MODELO OSI El modelo de referencia OSI es un marco que se puede utilizar para comprender cmo viaja la informacin a travs de una red. El modelo de referencia OSI explica de qu manera los paquetes de datos viajan a travs de varias capas a otro dispositivo de una red, aun cuando el remitente y el destinatario poseen diferentes tipos de medios de red. En el modelo de referencia OSI se compone de siete capas numeradas, cada una de las cuales posee una funcin de red especfica como se describe a continuacin:

APLICACION PRESENTACION SESION TRANSPORTE REDENLACE DE DATOS

FSICA(Fig.: 31)

1.5.5.1- CAPA 7 (CAPA DE APLICACIN) : La mayora de nosotros experimentamos Internet a travs de World Wide Web, servicios de email y programas para compartir archivos. stas y muchas otras aplicaciones proporcionan la interfaz humana a la red subyacente, lo que nos permite enviar y recibir informacin con relativa facilidad. Generalmente, las aplicaciones que utilizamos son intuitivas es decir, podemos acceder a ellas y usarlas sin saber cmo funcionan. Sin embargo, es importante para el estudio de las redes conocer cmo una aplicacin puede formatear, transmitir e interpretar mensajes que se envan y reciben a travs de la red. La capa de aplicacin, capa siete, es la capa superior de los modelos OSI y TCP/IP. Es la capa que proporciona la interfaz entre las aplicaciones que utilizamos para comunicarnos y la red subyacente en la cual se transmiten los mensajes. Los protocolos de capa de aplicacin se utilizan para intercambiar los datos entre los programas que se ejecutan en los host de origen y destino. Aunque el grupo de protocolos TCP/IP se desarroll antes de la definicin del modelo OSI, la funcionalidad de los protocolos de capa de aplicacin de TCP/IP se adaptan aproximadamente a la estructura de las tres capas superiores del modelo OSI: APLICACIN

APLICACINMODELO TCP/IP(Fig.:32)

PRESENTACION SESION MODELO OSI

La mayora de los protocolos de capa de aplicacin de TCP/IP se desarrollaron antes de la aparicin de computadoras personales, interfaces del usuario grficas y objetos multimedia. Como resultado, estos protocolos implementan muy poco de la funcionalidad que se especifica en las capas de Sesin y Presentacin del modelo OSI. 1.5.5.1.1- CAPA DE PRESENTACIN. La capa de Presentacin tiene tres funciones primarias: Codificacin y conversin de datos de la capa de aplicacin para garantizar que los datos del dispositivo de origen puedan ser interpretados por la aplicacin adecuada en el dispositivo de destino.

Compresin de los datos de forma que puedan ser descomprimidos por el dispositivo de destino. Encriptacin de los datos para transmisin y descifre de los datos cuando se reciben en el destino. El objetivo principal de esta capa es encargarse de la representacin de la informacin, de manera que aunque distintos equipos puedan tener diferentes representaciones internas de caracteres los datos lleguen de manera reconocible. Esta capa es la primera en trabajar ms el contenido de la comunicacin que el cmo se establece la misma. En ella se tratan aspectos tales como la semntica y la sintaxis de los datos transmitidos, ya que distintas computadoras pueden tener diferentes formas de manejarlas. Esta capa tambin permite cifrar los datos y comprimirlos. En pocas palabras es un traductor.

1.5.5.1.2- CAPA DE SESIN. Como lo indica el nombre de la capa de Sesin, las funciones en esta capa crean y mantienen dilogos entre las aplicaciones de origen y destino. La capa de sesin maneja el intercambio de informacin para iniciar los dilogos y mantenerlos activos, y para reiniciar sesiones que se interrumpieron o desactivaron durante un periodo de tiempo prolongado. Por lo tanto, el servicio provisto por esta capa es la capacidad de asegurar que, dada una sesin establecida entre dos mquinas, la misma se pueda efectuar para las operaciones definidas de principio a fin, reanudndolas en caso de interrupcin. En muchos casos, los servicios de la capa de sesin son parcial o totalmente prescindibles. UTILIZACIN DE LOS PROTOCOLOS DE LA CAPA DE APLICACIN: Los protocolos de la capa de aplicacin son utilizados tanto por los dispositivos de origen como de destino durante una sesin de comunicacin. Para que las comunicaciones sean exitosas, deben coincidir los protocolos de capa de aplicacin implementados en el host de origen y destino. La capa de aplicacin es responsable del acceso directo a los procesos subyacentes que administran y envan la comunicacin a la red humana, sirviendo como origen y destino de las comunicaciones en las redes de datos. Las aplicaciones, los protocolos y servicios de la capa de aplicacin permiten a los usuarios interactuar con la red de datos de manera significativa y efectiva.

Las aplicaciones son programas informticos con los cuales el usuario interacta e inicia el proceso de transferencia de datos a pedido del usuario. Los servicios son programas bsicos que proporcionan la conexin entre la capa de Aplicacin y las capas inferiores del modelo de networking. Los protocolos proporcionan una estructura de reglas y procesos acordados previamente que asegura que los servicios que funcionan en un dispositivo en particular puedan enviar y recibir datos desde una variedad de dispositivos de red diferentes. Los mensajes se intercambian entre los servicios de la capa de aplicacin en cada dispositivo final segn las especificaciones del protocolo para establecer y utilizar estas relaciones. Los protocolos como HTTP, por ejemplo, admiten el envo de pginas Web a dispositivos finales. Los protocolos SMTP/POP admiten el envo y la recepcin de correos electrnicos. SMB permite a los usuarios compartir archivos. DNS resuelve los nombres utilizados para referirse a los recursos de red en direcciones numricas utilizables por la red.

1.5.5.2- CAPA 4 (CAPA DE TRANSPORTE) : La capa de transporte proporciona transporte desde el host origen hasta el host destino. Esta capa forma una conexin lgica entre los puntos finales de la red, es la capa responsable de la entrega de TODO el mensaje desde el host origen al destino, asegurndose que el mismo llegue en su totalidad y en orden. La capa de Transporte es responsable de la transferencia de extremo a extremo de los datos de aplicacin, independizndolo del tipo de red fsica que se est utilizando. La PDU de la capa 4 se llama Segmento o Datagrama, dependiendo de si corresponde a TCP o UDP. En estos protocolos TCP y UDP; el primero es orientado a conexin y el otro sin conexin. La capa de Transporte satisface las necesidades de las redes de datos mediante: Seguimiento de la comunicacin individual entre aplicaciones de los host origen y destino. Segmentacin de datos y gestin de cada porcin. Reensamblaje de segmentos en flujos de datos de aplicacin. Identificacin de las diferentes aplicaciones.

SEGUIMIENTO DE LAS COMUNICACIONES INDIVIDUALES. Cualquier host puede tener mltiples aplicaciones que se estn comunicando a travs de la red. Cada una de estas aplicaciones se comunicar con una o ms aplicaciones en hosts remotos. Es responsabilidad de la capa de transporte mantener los diversos streams (flujo de bits) de comunicacin entre estas aplicaciones. SEGMENTACIN DE DATOS. Debido a que cada aplicacin genera un stream de datos para enviar a una aplicacin remota, estos datos deben prepararse para ser enviados por los medios en partes manejables. Los protocolos de la capa de transporte describen los servicios que segmentan estos datos de la capa de aplicacin. Esto incluye la encapsulacin necesaria en cada seccin de datos. Cada seccin de datos de aplicacin requiere que se agreguen encabezados en la capa de Transporte para indicar la comunicacin a la cual est asociada. REENSAMBLAJE DE SEGMENTOS. En el host de recepcin, cada seccin de datos puede ser direccionada a la aplicacin adecuada. Adems, estas secciones de datos individuales tambin deben reconstruirse para generar un stream completo de datos que sea til para la capa de aplicacin. Los protocolos de la capa de transporte describen cmo se utiliza la informacin de encabezado de dicha capa para reensamblar las secciones de datos en streams y enviarlas a la capa de aplicacin. IDENTIFICACIN DE LAS COMUNICACIONES. Para poder transferir los streams de datos a las aplicaciones adecuadas, la capa de transporte debe identificar la aplicacin de destino. Para lograr esto, la capa de transporte asigna un identificador a la aplicacin. Los protocolos TCP/IP denominan a este identificador como nmero de puerto. A todos los procesos de software que requieran acceder a la red se les asigna un nmero de puerto exclusivo en ese host. Este nmero de puerto se utiliza en el encabezado de la capa de Transporte para indicar con qu aplicacin est asociada esa seccin de datos. La capa de Transporte es el enlace entre la capa de Aplicacin y las capas inferiores, que son responsables de la transmisin en la red. Esta capa acepta datos de distintas conversaciones y los transfiere a las capas inferiores como secciones manejables que puedan ser eventualmente multiplexadas a travs del medio.

Las aplicaciones no necesitan conocer los detalles de operacin de la red en uso, es decir, las aplicaciones generan datos que se envan desde una capa de aplicacin a otra sin tener en cuenta el tipo de host destino, el tipo de medios sobre los que los datos deben viajar, el paso tomado por los datos, la congestin en un enlace o el tamao de la red. Por otro lado, las capas inferiores no tienen conocimiento de que existen varias aplicaciones que envan datos en la red. Su responsabilidad es entregar los datos al dispositivo adecuado. Luego la capa de Transporte ordena estas secciones antes de entregarlas a la aplicacin adecuada.

DATOS DE APLICACION

TRANSPORTE

DATOS DE RED

(Fig.: 33)

SEPARACION DE COMUNICACIONES MULTIPLES. Considere una computadora conectada a una red que recibe y enva emails, mensajes instantneos, explora sitios Web, realiza una llamada telefnica de VoIP y todo esto de manera simultnea. Cada una de estas aplicaciones enva y recibe datos en la red al mismo tiempo. Sin embargo, los datos de la llamada telefnica no se direccionan al explorador Web y el texto de un mensaje instantneo no aparece en el email. Adems, los usuarios precisan que un email o una pgina Web sean recibidos y presentados de manera completa para que la informacin sea considerada til. Las

demoras leves se consideran aceptables para asegurar que se reciba y presente la informacin completa. Por el contrario, la prdida ocasional de pequeas partes de una conversacin telefnica puede considerarse aceptable. Se puede llegar a menospreciar la parte de audio perdida del contexto de la conversacin o se puede solicitar a la otra persona que repita lo que dijo. Este es el caso en que el usuario y no la red, gestiona el reenvo o reemplazo de informacin que falta, de lo contrario las demoras que se produciran si se solicita a la red que gestione y vuelva a enviar los segmentos perdidos significara una latencia no deseada para una transmisin de tiempo real.Correo Electrnico. Paginas Web. Video Streaming. Telefonia IP. Mensajera Instantnea

LA CAPA DE TRANSPORTE SEGMENTA LOS DATOS Y ADMINISTRA LA SEPARACION DE DATOS PARA DIFERENTES APLICACIONES.

(Fig.: 34)

MULTIPLEXACION DE LOS SEGMENTOS DE DATOS: La divisin de los datos de cada aplicacin en pequeas partes permite que se puedan entrelazar, para ser enviados sobre el mismo canal de comunicaciones y de esta forma enviar el stream de distintas aplicaciones de manera simultnea. La segmentacin de los datos, que cumple con los protocolos de la capa de transporte, proporciona los medios para enviar y recibir datos cuando se ejecutan varias aplicaciones de manera concurrente en una computadora. Sin segmentacin no podra multiplexarse el envi de datos y slo una aplicacin podra ser ejecutada a la vez. Piense por ejemplo en una videoconferencia, sin los procesos de segmentacin y multiplexacion no podra recibir datos de otras aplicaciones hasta no finalizarla, debido a que en una videoconferencia es un stream continuo de datos, mientras se

mantiene la sesin no se podran recibir correos electrnicos, mensajes instantneos ni visualizar pginas Web mientras ve un vdeo al mismo tiempo.Correo Electrnico. Paginas Web. Video Streaming. Telefonia IP. Mensajera InstantneaLa segmentacin de datos facilitan el transporte de datos por parte de las capas inferiores. La segmentacin permite la multiplexacin de sesiones; las diferentes aplicaciones pueden utilizar la red al mismo tiempo.

RED(Fig.: 35)

SOPORTE DE COMUNICACIN CONFIABLE. Cabe recordar que la funcin principal de la capa de transporte es administrar los datos de aplicacin para las conversaciones entre hosts. Sin embargo, las diferentes aplicaciones tienen diferentes requerimientos para sus datos y, por lo tanto, se han desarrollado diferentes protocolos de Transporte para satisfacer estos requerimientos. Un protocolo de la capa de transporte puede implementar un mtodo para asegurar la entrega confiable de los datos. En trminos de redes, confiabilidad significa asegurar que cada seccin de datos que enva el origen llegue al destino. En la capa de transporte, las tres operaciones bsicas de confiabilidad son: Seguimiento de datos transmitidos. Acuse de recibo de los datos recibidos. Retransmisin de cualquier dato sin acuse de recibo. Esto requiere que los procesos de la capa de transporte de origen mantengan el seguimiento de todas las porciones de datos de cada conversacin y retransmitan cualquiera de los datos que no dieron acuse de recibo por el destino. La capa de

transporte del host de recepcin tambin debe rastrear los datos a medida que se reciben y reconocer la recepcin de los datos. Estos procesos de confiabilidad generan un uso adicional de los recursos de la red debido al reconocimiento, rastreo y retransmisin. Para admitir estas operaciones de confiabilidad se intercambian ms datos de control entre los hosts emisores y receptores. Esta informacin de control est contenida en el encabezado de la Capa 4. Esto genera un equilibrio (tradeoff) entre el valor de confiabilidad y la carga que representa para la red. Los desarrolladores de aplicaciones deben elegir qu tipo de protocolo de transporte es adecuado en base a los requerimientos de sus aplicaciones. En la capa de transporte, existen protocolos que especifican mtodos para entrega confiable, garantizada o de mximo esfuerzo. En el contexto de las redes, la entrega de mximo esfuerzo se considera no confiable, ya que no existe acuse de recibo de que los datos hayan llegado al destino.

DETERMINACIN DE LA NECESIDAD DE CONFIABILIDAD. Las aplicaciones, como bases de datos, pginas Web y los emails, requieren que todos los datos enviados lleguen al destino en su condicin original, de manera que los mismos sean tiles. Todos los datos perdidos pueden corromper una comunicacin y dejarla incompleta o ilegible. Por lo tanto, estas aplicaciones se disean para utilizar un protocolo de capa de transporte que implemente la confiabilidad, el uso de recursos de red adicionales se considera necesario para estas aplicaciones. Otras aplicaciones son ms tolerantes en lo que se refiere a la prdida de pequeas cantidades de datos. Por ejemplo, si uno o dos segmentos de un stream de vdeo no llegan al destino, slo generar una interrupcin momentnea en el stream, esto puede representar distorsin en la imagen pero quizs ni sea advertido por el usuario. Imponer el uso de recursos adicionales para asegurar la confiabilidad para esta aplicacin puede reducir la utilidad de la misma, la imagen en un streaming vdeo se degradara en gran medida si el dispositivo de destino tuvo que dar cuenta de los datos perdidos y demorar el stream mientras espera que lleguen. Es conveniente proporcionar la mejor imagen posible al momento en que llegan los segmentos y renunciar a la confiabilidad. Si por algn motivo se requiere confiabilidad, estas aplicaciones pueden proveer verificacin de errores y solicitudes de retransmisin.

TELEFONA IP STREAMING DE VIDEO

SMTP / POP (E-mail) HTTP (Web)

-------------------------------------------PROPIEDADES REQUERIDAS DEL PROTOCOLO: Rpido. Menor carga. No requiere acuses de recibo. No realiza reenvi de datos perdidos.

------------------------------------PROPIEDADES REQUERIDAS DEL PROTOCOLO: Confiable. Acuse de recibo de datos. Reenvi de datos Perdidos. Entrega de datos en orden en que fueron enviados.

CAPA DE TRANSPORTE

TCP UDPLos programadores de aplicaciones eligen el protocolo de la capa de transporte apropiado, segn la naturaleza de la aplicacin.(Figura 36)

TCP y UDP. Los dos protocolos ms comunes de la capa de Transporte son el Protocolo de Control de Transmisin (TCP) y el Protocolo de Datagramas de Usuario (UDP). Los datagramas UDP y los segmentos TCP tienen encabezados prefijados a los datos que incluyen un nmero de puerto origen y un nmero de puerto destino. Estos nmeros de puertos permiten que los datos sean direccionados a la aplicacin correcta que se ejecuta en la computadora de destino. Ambos protocolos gestionan la comunicacin

de mltiples aplicaciones. Las diferencias entre ellos son las funciones especficas que cada uno implementa. Protocolo de datagramas de usuario (UDP) UDP es un protocolo simple, sin conexin. Cuenta con la ventaja de proveer la entrega de datos sin utilizar muchos recursos. Las porciones de comunicacin en UDP se llaman datagramas. Este protocolo de la capa de Transporte enva estos datagramas como mejor intento. Entre las aplicaciones que utilizan UDP se incluyen: Sistema de nombres de dominios (DNS). Streaming de vdeo. Voz sobre IP (VoIP). Protocolo de control de transmisin (TCP) TCP es un protocolo orientado a la conexin, TCP incurre en el uso adicional de recursos para agregar funciones. Las funciones adicionales especificadas por TCP estn en el mismo orden de entrega, son de entrega confiable y de control de flujo. Cada segmento de TCP posee 20 bytes de carga en el encabezado, que encapsulan los datos de la capa de aplicacin, mientras que cada segmento UDP slo posee 8 bytes de carga. Las aplicaciones que utilizan TCP son: Exploradores Web. Email. Transferencia de archivos. ENCABEZADO DEL SEGMENTO TCPPuerto de origen (16)Puerto destino (16)

Numero de secuencia (32) Numero de acuse de recibo (32)

20 Bytes

Longitud de encabezado (6)

Ventana (16)

Checksum (16)

Urgente (16)

Opciones ( 0 a 32, si las hay) Datos de la capa de aplicacin (tamao variable)

ENCABEZADO DE DATAGRAMA UDP Puerto origen (16) 8 Bytes Longitud (16) Puerto destino (16) Checksum (16)

Datos de la capa de aplicacin (el tamao varia)(Figura 37 y 38)

En el encabezado de cada segmento o datagrama hay un puerto de origen y destino. El nmero de puerto de origen es el nmero para esta comunicacin asociado con la aplicacin que origina la comunicacin en el host local. El nmero de puerto de destino es el nmero para esta comunicacin asociado con la aplicacin de destino en el host remoto. Los nmeros de puerto se asignan de varias maneras, en funcin de si el mensaje es una solicitud o una respuesta. Mientras que los procesos en el servidor poseen nmeros de puertos estticos asignados a ellos, los clientes eligen un nmero de puerto de forma dinmica para cada conversacin. Existen distintos tipos de nmeros de puerto: Puertos bien conocidos (Nmeros del 0 al 1023): estos nmeros se reservan para servicios y aplicaciones. Por lo general, se utilizan para aplicaciones como HTTP (servidor Web), POP3/SMTP (servidor de email) y Telnet. Al definir estos puertos conocidos para las aplicaciones del servidor, las aplicaciones del cliente pueden ser programadas para solicitar una conexin a un puerto especfico y su servicio asociado. Puertos Registrados (Nmeros 1024 al 49151): estos nmeros de puertos estn asignados a procesos o aplicaciones del usuario. Estos procesos son principalmente aplicaciones individuales que el usuario elige instalar en lugar de aplicaciones comunes que recibira un puerto bien conocido. Cuando no se utilizan para un recurso del servidor, estos puertos tambin pueden utilizarse si un usuario los selecciona de manera dinmica como puerto de origen. Puertos dinmicos o privados (Nmeros del 49 152 al 65 535): tambin conocidos como puertos efmeros, suelen asignarse de manera dinmica a aplicaciones de cliente cuando se inicia una conexin. No es muy comn que

un cliente se conecte a un servicio utilizando un puerto dinmico o privado (aunque algunos programas que comparten archivos punto a punto lo hacen). NUMEROS DE PUERTO TCP RANGO DE NMERO DE PUERTO. 0 1023 1024 49151 Puertos TCP registrados: 1863 MSN Messenger 8008 HTTP alternativo 8080 HTTP alternativo GRUPO DE PUERTO Puertos conocidos Puertos registrados

Puertos TCP conocidos: 21 FTP 23 TELNET 25 SMTP 80 HTTP 110 POP3 194 IRC 443 HTTP Seguro (HTTPS)

NUMEROS DE PUERTO UDP RANGO DE NMERO DE PUERTO. 0 1023 1024 49151 Puertos UDP registrados: Protocolo de 1182 autenticacin RADIUS CISCO SCCP 2000 (VoIP) RTP (protocolo de 5004 Transporte de video y voz) 5060 SIP (VoIP) GRUPO DE PUERTO Puertos conocidos Puertos registrados

Puertos UDP conocidos: 69 TFTP 520 RIP

(Figuras 39 y 40)

BAJA SOBRECARGA Vs CONFIABILIDAD La diferencia clave entre TCP y UDP es la confiabilidad. La confiabilidad de la comunicacin TCP se lleva a cabo mediante la utilizacin de sesiones orientadas a conexin, antes de que un host que utiliza TCP enve datos a otro host, la capa de transporte inicia un proceso para crear una conexin con el destino. Esta conexin permite el rastreo de una sesin o stream de comunicacin entre los hosts. Este proceso asegura que cada host tenga conocimiento de la comunicacin y se prepare. Una conversacin TCP completa requiere el establecimiento de una sesin entre los hosts en ambas direcciones. Luego de establecida la sesin, el destino enva acuses de recibo al origen por los segmentos que recibe. Estos acuses de recibo forman la base de la confiabilidad dentro de la sesin TCP. Cuando el origen recibe un acuse de recibo, reconoce que los datos se han entregado con xito y puede dejar de rastrearlos. Si el origen no recibe el acuse de recibo dentro de un tiempo predeterminado, retransmite esos datos al destino. Parte de la carga adicional que genera el uso de TCP es el trfico de red generado por los acuses de recibo y las retransmisiones. Por otro lado UDP es un protocolo simple que provee las funciones bsicas de la capa de transporte. Genera mucho menos sobrecarga que TCP, ya que no es orientado a la conexin y no cuenta con los sofisticados mecanismos de retransmisin, secuenciacin y control del flujo. Esto no significa que las aplicaciones que utilizan UDP no sean confiables. Slo quiere decir que las funciones anteriormente mencionadas no son contempladas por el protocolo de la capa de Transporte y deben implementarse aparte, si fuera necesario. Algunas aplicaciones como los juegos en lnea o VoIP pueden tolerar algunas prdidas de datos. Si estas aplicaciones utilizaran TCP, experimentaran largas demoras, ya que TCP detecta la prdida de datos y los retransmite. Estas demoras seran ms perjudiciales para la aplicacin que las pequeas prdidas de datos. Algunas aplicaciones, como DNS, simplemente reintentan enviar la solicitud si no obtienen respuesta y, por lo tanto, no necesitan TCP para garantizar la entrega del mensaje. Por lo tanto la baja sobrecarga de UDP lo hace deseable para dichas aplicaciones.

CAPA DE TRANSPORTE

UDP

TCP

(Fig.: 41)

1.5.5.31.5.5.3- CAPA 3 (CAPA DE RED) : La Capa de red o Capa 3 de OSI provee servicios para intercambiar secciones de datos individuales a travs de la red entre dispositivos finales identificados. Para realizar este transporte de extremo a extremo la Capa 3 utiliza cuatro procesos bsicos: 1) Direccionamiento. 3) Enrutamiento. 2) Encapsulamiento. 4) Desencapsulamiento.

1) DIRECCIONAMIENTO: Primero, la Capa de red debe proveer un mecanismo para direccionar estos dispositivos finales. Si las secciones individuales de datos deben dirigirse a un dispositivo final, este dispositivo debe tener una direccin nica. En una red Ipv4, cuando se agrega esta direccin a un dispositivo, al dispositivo se lo denomina host.

2) ENCAPSULACIN: Segundo, la capa de Red debe proveer encapsulacin. Los dispositivos no deben ser identificados slo con una direccin; los paquetes (las PDU de la capa de Red) deben, adems, contener estas direcciones. Dura