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miércoles, 6 de julio de 2011

La Red de Microsoft

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La arquitectura de red patentada por Microsoft está diseñada con el objetivo de permitir la coexistencia con otras arquitecturas de redes.

El protocolo Netbios fue diseñado por IBM y posteriormente ha sido adaptado en las redes de Microsoft. Su identificación se hace a través de un nombre de PC y el envío de la información de administración y recursos compartidos se realiza por difusión.

El protocolo SMB (bloque de mensajes del servidor) es un protocolo a nivel de aplicación usado en redes Microsoft que permiten convertir las aplicaciones que utilizan peticiones del estilo: crear archivo, copiar archivo, etc... en llamadas a los servicios del protocolo Netbios.

El protocolo NetBEUI es una extensión del protocolo Netbios que trabaja a nivel de red y nivel de transporte en estaciones de trabajo con el SO Windows.

El protocolo Netbios funciona sobre TCP/IP (a ésta pila se la llama NetBT), En éste caso de que la estación tenga acceso a Internet será necesario usar forzosamente TCP/IP bajo Netbios o utilizar algún dispositivo adaptador de protocolos (pasarela).



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martes, 5 de julio de 2011

Arquitectura TCP/IP

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TCP/IP se suele confundir muchas veces con un protocolo de comunicación concreto, cuando en realidad es una compleja arquitectura de red que incluye varios de ellos apilados por capas.
En el año 1973 el DoD (departamento de defensa de Estados Unidos) inició un programa de investigación para el desarrollo de tecnologías de comunicación de redes de datos.
Las características principales que debería de cumplir son:
  1. Permitir interconectar redes diferentes.
  2. Ser tolerante a fallos. Se deseaba una red que fuera capaz de soportar ataques terroristas o incluso alguna guerra nuclear sin perder datos.
  3. Permitir el uso de aplicaciones diferentes: Transferencia de archivos, comunicación en tiempo real, etc...
  4. Todos estos objetivos implicaron el diseño de una red de topología irregular donde la información se fragmentaba para seguir rutas diferentes hacia el destinatario. Así surgieron dos redes diferentes:  una dedicada a la investigación llamada ARPANET que dejó de funcionar oficialmente en 1990 y otra de uso exclusivo militar llamada MILNET. 

    La arquitectura TCP/IP se construyó diseñando inicialmente los protocolos para posteriormente integrarlos por capas en la arquitectura. Por esta razón a TCP/IP muchas veces se le califica como pila de protocolos. Su modelo por niveles es algo diferente al modelo OSI de ISO.
     

    Observese que TCP/IP sólo tiene 4 capas. Las funciones que realiza cada una de ellas son las siguientes:      
    -Capa de acceso a la red (Network Access Layer): el modelo TCP/IP no da mucha información de esta capa y solamente se especifica que debe existir algún protocolo que conecte la estación con la red. La razón fundamental es que TCP/IP se diseñó para su funcionamiento sobre redes diferentes.      
    -Capa de Internet: esta capa es la más importante de la arquitectura y su misión consiste en permitir que las estaciones envíen información a la red y los hagan viajar de forma independiente hacia su destino. Ésta capa no se responsabiliza de la tarea de ordenar de nuevo los mensajes en el destino. El protocolo más importante de ésta capa se llama IP aunque también existen otros protocolos como ICMP, RIP, OSPF, etc...
    -Capa de Transporte: esta cumple la función de establecer una conversación entre el origen y el destino. Puesto que las capas inferiores no se responsabilizan del control de errores ni de la ordenación de los mensajes. Aquí también se han definido varios protocolos, entre los que destacan:      
    • TCP (Protocolo de control de transmisión): éste protocolo es orientado a conexión y fiable.
    • UDP (Protocolo de Datagrama de Usuario): es no orientado a conexión y no fiable.

    -Capa de Aplicación: esta capa contiene, al igual que la capa de aplicación de OSI, todos los protocolos de alto nivel que utilizan los programas para comunicarse.  Ejemplos de protocolos de éste nivel son:
    • HTTP (Protocolo de Transferencia de Hipertexto): que usan los navegadores para recuperar páginas en la WWW.
    • FTP (Protocolo de Transferencia de Ficheros)
    • SMTP (Protocolo de Transferencia de Correo)
    • POP3: para obtener los mensajes del correo electrónico almacenados en un servidor remoto.
    • IMAP: permite a los usuarios acceder a los nuevos mensajes instantáneamente a sus computadoras, ya que el correo está almacenado en la red.



Diferencias existentes entre el Modelo de referencia OSI y la Arquitectura TCP/IP

-El modelo OSI oculta mejor los protocolos presentando una mayor modularidad e independencia.

-El modelo OSI se desarrolló con anterioridad al desarrollo de sus protocolos, mientras que en el caso TCP/IP se implementaron los protocolos y posteriormente surgió el modelo.

-La cantidad de capas definidas es diferente en ambos modelos.

-En el nivel de red de TCP/IP sólo se permiten comunicaciones no orientadas a conexión, mientras que OSI permite ambos tipos.


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lunes, 4 de julio de 2011

Servicios de los niveles OSI

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Dentro de cada nivel de la arquitectura coexisten diferentes servicios. Así los servicios de los niveles superiores pueden elegir cualquiera de los ofrecidos por las capas inferiores, dependiendo de la función que se quiera realizar. A esta arquitectura por niveles también se le llama jerarquía de protocolos.
Por lo tanto:
  • Cada nivel dispone de un conjunto de servicios.
  • Los servicios están definido mediante protocolos.
  • Cada nivel se comunica solamente con el nivel inmediatamente superior y con el nivel inferior. Cada uno de los niveles inferiores proporciona servicios a su nivel superior. (Cuando se solicita un servicio hay que guiarse por un protocolo).
  • Las entidades (un proceso ejecutándose) de la capa N implementan un determinado servicio que usa la capa N+1 (la capa superior). En este caso la capa N se llama proveedor de servicio y la capa N+1 es el usuario de servicio.
A los servicios de una capa se accede a través de un SAP (punto de acceso al servicio). Los SAP de la capa N son las “puertas” por las que las entidades de la capa N+1 tienen acceso a los servicios e intercambian información. Cada SAP es como una dirección o un punto de entrada y normalmente, es un número que lo identifica de manera única.


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Modelo de Referencia OSI

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El modelo OSI (Interconexión de Sistemas Abiertos). El modelo se llama modelo de referencia OSI de ISO, puesto que se ocupa de la conexión de sistemas abiertos.
OSI emplea una arquitectura en niveles a fin de dividir los problemas de interconexión en partes manejables. La aproximación en niveles asegura la modularidad y facilita que el software pueda mejorarse sin necesidad de introducir cambios significativos.

OSI está definido más bien como un modelo y no como una arquitectura. La razón principal es que ISO definió solamente la función que debe realizar cada capa, pero no mencionó en absoluto los servicios y los protocolos que se deben usar en cada una de ellas.
Las funciones encomendadas a cada una de las capas de OSI son las siguientes:

-Nivel Físico: Es el encargado de transmitir los bits de información por la línea o medio utilizado para la transmisión.Se ocupa de las propiedades físicas y características eléctricas de los diversos componentes, de la velocidad de transmisión, si esta es unidireccional o bidireccional (simplex, duplex o flull-duplex).
Tiene que ver con la transmisión de dígitos binarios por un canal de comunicación. Las consideraciones de diseño de la capa debe asegurar que cuando se envíe un 1 se reciba en el otro lado como un 1 y no como un 0. Además debe considerarse el voltaje que deberá usar para representar cada uno de los bits. Cuántos microsegundos dura cada dígito y en qué frecuencia de radio se va a transmitir.

-Nivel Enlace de Datos: traslada los mensajes hacia y desde la capa física a la capa de red. Especifica como se organizan los datos cuando se transmiten en un medio particular. Esta capa define como son los cuadros, las direcciones y las sumas de control de los paquetes Ethernet.
Su tarea principal es detectar y corregir todos los errores. También se encarga de controlar que un emisor rápido no sature a un receptor lento, ni se pierdan datos innecesariamente. En redes donde existe un único medio compartido por el que circula la información, este nivel se encarga de repartir su utilización entre las estaciones. La unidad mínima de información que se transfiere entre entidades se llama trama.

-Nivel de Red: se ocupa de la transmisión de los datagramas (paquetes) y de encaminar cada uno en la dirección adecuada. Tarea que puede ser complicada en redes grandes como Internet, pero no se ocupa para nada de los errores o pérdidas de paquetes. Define la estructura de direcciones y rutas de Internet.
Se ocupa de determinar cuál es la mejor ruta por la que enviar la información. Ésta decisión tiene que ver con el camino más corto, el más rápido, el que tenga menor tráfico, etc... Por tanto, la capa de red debe controlar también la congestión de la red, intentando repartir la carga lo más equilibrada posible entre las distintas rutas. La unidad mínima de información que se transfiere se llama paquete.

-Nivel de Transporte: se ocupa de garantizar la fiabilidad del servicio, describe la calidad y naturaleza del envío de datos. Esta capa define cuando y como debe utilizarse la retransmisión para asegurar su llegada.Para ello divide el mensaje recibido de la capa de sesión en trozos (datagramas), los numera correlativamente y los entrega a la capa de red para su envío.
Es el nivel más bajo que tiene independencia total del tipo de red utilizada. Su función básica es tomar los datos procedentes del nivel de sesión y pasarlos a la capa de red, asegurando que lleguen correctamente al nivel de sesión de otro extremo. En éste nivel, la conexión es realmente de extremo a extremo, ya que no se establece ninguna conversación con los niveles de transporte de las máquinas intermedias.

-Nivel de Sesión: Es una extensión de la capa de transporte que ofrece control de diálogo y sincronización, aunque en realidad son pocas las aplicaciones que hacen uso de ella.
Este nivel establece conexiones de comunicación entre los dos extremos para el transporte de datos. A diferencia del nivel de transporte, proporciona algunos servicios mejorados, como la reanudación de la conversación después de un fallo en la red o una interrupción.
 
-Nivel de Presentación: se ocupa de garantizar la fiabilidad del servicio, describe la calidad y naturaleza del envío de datos. Esta capa define cuando y como debe utilizarse la retransmisión para asegurar su llegada. Para ello divide el mensaje recibido de la capa de sesión en trozos (datagramas), los numera correlativamente y los entrega a la capa de red para su envío.
Este nivel controla el significado de la información que se transmite, lo que permite la traducción de los datos entre las estaciones. Por ejemplo, si una estación trabaja con un código concreto y la estación del otro extremo maneja uno diferente, éste nivel es el encargado de realizar dicha conversación. Además permite codificar y encriptar los datos para hacerlos incomprensibles a posibles escuchas ilegales.

-Nivel de Aplicación: Esta capa describe como hacen su trabajo los programas de aplicación ( navegadores, clientes de correo, terminales remotos, transferencia de ficheros etc). Esta capa implementa la operación con ficheros del sistema.
Contiene los servicios de comunicaciones más utilizados en las redes. Por ejemplo: Correo, FTP, mensajería instantánea, etc... así como todos los servicios que permite la red.


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jueves, 23 de junio de 2011

Clasificación de las redes locales

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Podemos clasificar a las redes según diferentes tipos o criterios, los más importantes son los siguientes:

1.Titularidad de la red:

*Redes dedicadas: es aquella en la que sus líneas de comunicación son diseñadas e instaladas por el usuario o administrador, o bien, alquiladas por las compañias de comunicaciones.

*Redes compartidas: son aquellas en las que las líneas de comunicación soportan información de diferentes usuarios. Se trata en todos los casos de redes de servicio público ofertadas por las compañias de telecomunicacines bajo cuotas de alquiler en función de la utilización realizada o bajo tarifas por tiempo limitado.

2.Topología de la red: esta clasificación tiene en cuenta la arquitectura de la red, es decir, la forma en que se interconectan los diferentes nodos o usuarios.
Las  topologías existentes son:

-Topología en Bus: se caracteriza por tener un único canal de comunicaciones (denominado bus, troncal o backbone) al cual se conectan cada uno de los nodos mediante cables de conexión (latiguillos) y sondas.

Ventajas:
-Facilidad de implementación y crecimiento.
-Arquitectura simple.
 
Desventajas:
-Altas pérdidas en la transmisión debido a colisiones entre mensajes.
-Es una red que ocupa mucho espacio. 
-Un problema en el canal usualmente degrada toda la red.



- Topología en Malla: cada nodo está conectado a todos los nodos. De esta manera es posible llevar los mensajes de un nodo a otro por diferentes caminos. Si la red de malla está completamente conectada, no puede existir absolutamente ninguna interrupción en las comunicaciones.

Ventajas:
- Es posible llevar los mensajes de un nodo a otro por diferentes caminos.
- No requiere un nodo o servidor central lo que reduce el mantenimiento
- Si un nodo desaparece o falla no afecta en absoluto a los demás nodos.

Desventajas: 
 Es muy costosa ya que requiere mucho cable.



- Topología en Estrella: los nodos están conectados directamente a un punto central y todas las comunicaciones deben pasar a través de él.

Ventajas:
Si un nodo se desconecta o se rompe el cable solo queda fuera de la red ese nodo.
Fácil de prevenir daños o conflictos.
Es fácil de reconfigurar, añadir o remover una computadora es tan simple como conectar o
desconectar el cable. 

Desventajas:
- Es costosa, ya que requiere más cable que las topologías bus y anillo.
- Si el nodo central falla, toda la red se desconecta.




- Topología en anillo: En una topología en anillo cada dispositivo tiene una línea de conexión dedicada y punto a punto solamente con los dos dispositivos que están a sus lados. La señal pasa a lo largo del anillo en una dirección, o de dispositivo a dispositivo, hasta que alcanza su destino. Cada dispositivo del anillo incorpora un repetidor.
Esta clasificación tiene en cuenta la técnica empleada para transferir la información desde el origen al destino.

Ventajas:
No existen colisiones, pues cada paquete tienen una cabecera o TOKEN que identifica al destino. 

Desventajas:
La caída de una estación interrumpe toda la red. Actualmente no hay conexiones físicas entre estaciones, sino que existen centrales de cableado o MAU que implementa la lógica de anillo sin que estén conectadas entre si evitando las caídas.


- Topología en Árbol:   La topología en árbol es una variante de la de estrella. Como en la estrella, los nodos del árbol  están conectados a un concentrador central que controla el tráfico de la red. Sin embargo, no todos los dispositivos se conectan directamente al concentrador central. La mayoría de los dispositivos se conectan a un concentrador secundario que, a su vez, se conecta al concentrador central.

Ventajas:
- Se permite conectar más dispositivos gracias a la inclusión de concentradores secundarios.
- Permite priorizar y aislar las comunicaciones de distintas computadoras.
- Cableado punto a punto para segmentos individuales.

Desventajas:
- Se requiere mucho cable.
- La medida de cada segmento viene determinada por el tipo de cable utilizado.
- Si se viene abajo el segmento principal todo el segmento se viene abajo con él.
- Es más difícil su configuración



- Topología Mixta:  Las topologías mixtas son aquellas en las que se aplica una mezcla entre alguna de las otras topologías : bus, estrella o anillo.
Principalmente podemos encontrar dos topologías mixtas: Estrella - Bus y Estrella – Anillo.
Sus usos más frecuentes se encuentran en:

- Escuelas
- Empresas comerciales 

Ventajas:
- Combina las ventajas de varias topologias juntas.
- Mejor rendimiento, acorde con las necesidades del usuario. Se adapta la red a la necesidad del usuario sin gastar dinero innecesariamente.
- Si se estropea una linea, el hub se encargara de aislar esa parte sin afectar al resto del sistema.




3. Clasificación según la transferencia de la información:

 Esta clasificación tiene en cuenta la técnica empleada para transferir la información desde el origen al destino.


  - Redes conmutadas (Punto a Punto): en este tipo de redes, un equipo origen selecciona un equipo con el que quiere conectarse, la red es la encargada de habilitar una vía de conexión entre los dos equipos.

Existen 3 métodos para transmisión de la información y la habilitación de la conexión:
  • Conmutación de circuitos: en este tipo de comunicación se establece un camino único dedicado. La ruta que sigue la información se establece durante todo el proceso de comunicación, aunque existan algunos tramos de esa ruta que se comparta con otras rutas diferentes. Una vez finalizada la comunicación es necesario liberar la conexión. Por su parte la información se envía íntegra desde el origen al destino mediante una línea de transmisión bidireccional.
  • Conmutación de paquetes: en este caso, el mensaje a enviar se divide en fragmentos, cada uno de los cuales es enviado a la red y circula por ésta hasta llegar a su destino. Cada fragmento denominado paquete, contiene parte de la información a transmitir, información de control, además de los números o direcciones que identifican al origen y al destino. 
Existen dos técnicas de conmutación de paquetes: los datagramas y los circuitos virtuales. 

- Datagramas: Se considera el método más sensible. Sus características son:
      -No tiene fase de establecimiento de llamada
      -No todos los paquetes siguen la misma ruta
      -Los paquetes pueden llegar en desorden debido al tratamiento independiente. Al llegar       al  destino debe haber un protocolo que los organiza.
     - Un paquete se puede destruir por el camino, cuya recuperación es responsable de la estación destino. Los protocolos basados en datagramas son:

IPX, UDP,IP o AC y CL. Los más importantes son IPX y UDP.


-Los circuitos virtuales: (son los más usados) Su funcionamiento es similar a la red de conmutación de circuitos. Previo a la transmisión, se establece la ruta previa de los paquetes, por medio de un paquete llamado "petición de llamada" (igual se pide una petición física al destino) y de petición acetada (en caso de que la estación de destino acepte la trasnmisión) se establece la transmisión y se realiza el intercambio de datos y una vez terminado se presenta el paquete de liberación.
Puertos utilizados: TCP (todos los que usen éste protocolo, funcionan como circuitos virtuales)

  • Redes de difusión: en este caso, un equipo o nodo envía la información a todos los nodos y es el destinatario el encargado de seleccionar y captar la información. Ésta forma de transmisión de la información está condicionada por la topología de la red, ya que ésta se caracteriza por disponer de un único camino o vía de comunicación que debe ser compartido por todos los nodos o equipos. Esto quiere decir que la red debe tener una topología en bus o en anillo, o debe estar basada en enlaces por ondas de radio.



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Introducción a la comunicación de datos

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Conceptos básicos

Comenzaremos con una breve introducción.
Desde los primeros tiempos de la informática en un ordenador se han distinguido dos partes fundamentales: el hardware y el software. Aunque estas dos palabras se usan ampliamente, quizás sea preferible utilizar sus equivalentes en castellano: dispositivos y programas.

Si deseamos permitir la comunicación entre varios ordenadores, necesitamos conectarlo a una red de transmisión de datos. Esta red está formada por 3 partes fundamentales:

1- Terminales: son los equipos que se comunican con los ordenadores, teléfonos, impresoras, etc...

2- Dispositivos de red: se corresponde con el conjunto de elementos físicos que hacen posible la comunicación entre el terminal emisor y el receptor. Estos dispositivos son:
     -Canal de comunicación: es el medio por el que circula la información.
     -Elemento de interconexión: son los encargados de interconectar todos los terminales de red.
     -Adaptadores de red: son los encargados de convertir el formato de infomación de los terminales en el formato utilizado por la red de comunicaciones.

3- Programas de red: son todos los programas que permiten controlar el funcionamiento de la red, para hacerla más fiable. Las primeras redes de computadores se diseñaron pensando en los dispositivos y dejando en un segundo plano los programas; hoy en día el software de redes es un elemento muy importante.

Poco a poco iremos profundizando en el funcionamiento y arquitectura de las redes de comunicación.
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Servicios y protocolos

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Los servicios de comunicación proporcionados por una red de transmisión de datos siguen unos protocolos bien establecidos y estandarizados. Un protocolo de red define unas normas a seguir a la hora de transmitir la información, normas que pueden ser:

-velocidad de transmisión.
-tipo de transmisión. 
-formato de los mensajes, etc...

Los servicios básicos que puede proporcionar una red de comunicación son los siguientes:

-Transmisión de voz: este es el servicio básico que han ofrecido las redes de comunicación desde sus inicios.

-Transmisión de datos: la información que se transmiten posee unas características muy hetereogéneas, como bloques de reducción de tamaño, comandos para ejecutarse de forma remota en otro equipo, conexión a un servidor, bloques de datos de gran tamaño, biodigital, etc...

-Establecimiento de la llamada: este servicio es fundamental en la mayoría de las redes, no es así en determinados servicios específicos, como el envío y la recepción de mensajes SMS.

-Tarificación: todas las redes públicas a excepción de las privadas disponen de este servicio que permiten conocer el grado de utilización de los servicios de comunicación. La facturación se puede llevar a cabo por tiempo de conexión, por cantidad de información trasmitida, etc...

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