Arquitectura de Redes

La arquitectura de red es el medio mas efectivo en cuanto a costos para desarrollar e implementar un conjunto coordinado de productos que se puedan interconectar. La arquitectura es el “plan” con el que se conectan los protocolos y otros programas de software. Estos es benéfico tanto para los usuarios de la red como para los proveedores de hardware y software.
Tipos de Arquitectura
 Arquitectura SRA
Con la ASR se describe una estructua integral que provee todos los modos de comunicacion de datos y con base en la cual se pueden planear e implementar nuevas redes de comunicacion de datos. La ASR se construyo en torno a cuatro pricipios basicos: Primero, la ASR comprende las funciones distribuidas con base en las cuales muchas responsabilildades de la red se puede mover de la computadora central a otros componentes de la red como son los concentradores remotos. Segundo, la ASR define trayectorias ante los usuarios finales (programas, dispositivos u operadores) de la red de comunicaion de datos en forma separada de los usuarios mismos, lo cual permite hacer extensiones o modificaciones a la configuracion de la red sin afectar al usuario final. Tercero, en la ASR se utiliza el principi de la independencia de dispositivo, lo cual permite la comunicacion de un programa con un dispositivo de entrada / salida sin importar los requrimientos de cualquier dispositivo unico. Esto tambien permite añadir o modificar programas de aplicacion y equipo de comunicacion sin afectar a otros elementos de la red de comunicacion. Cuarto, en la ASR se utilizan funciones y protocolos logicos y fisicos normalizado para la comunicacion de informacion entre dos puntos cualesquiera, y esto siginifca que se puede tener una arquitectura de proposito general y terminales industriales de muchas variedades y un solo protocolo de red.

La organizacion logica de una red AS, sin importar su configuracion fisica, se divide en dos grandes categorias de componentes: unidades direccionables de red y red de control de trayectoria.
La unidades de direccionables de red son grupos de componentes de ASR que proporcionan los servicios mediante los cuales el usuario final puede enviar datos a traves de la red y ayudan a los operadores de la red a realizar el control de esta y las funciones de administracion.
La red de control de trayectoria provee el control de enrutamiento y flujo; el principal servicio que proporciona la capa de control del enlace de datos dentro de la red de control de trayectoria es la transmision de datos por enlaces individuales.
La red de control de trayectoria tiene dos capas: la capa de control de trayectoria y la capa de control de enlace de datos. El control de enrutamiento y de flujo son los principales servicios proporcionados por la capa de control de trayectoria, mientras que la transmision de datos por enlaces individuales es el principal servicio que proporciona la capa de control de enlace de datoss
Una red de comunicacion de datos construida con base en los conceptos ARS consta de lo siguiente.

• Computadora principal
• Procesador de comunicacion de entrada (nodo intermedio)
• Controlador remoto inteligente (nodo intermedio o nodo de frontera)
• Diversar terminales de proposito general y orientadas a la industria (nodo terminal o nodo de gruupo)
• Posiblemente redes de are local o enlaces de microcomputadora o macrocomputadora.

Arquitectura de Red Digital (DRA).- Esta es una arquitectura de red distribuida de la Digital Equipment Corporation. Se le llama DECnet y consta de cinco capas. Las capas fisica, de control de enlace de datos, de transporte y de servicios de la red corresponden casi exactamente a las cuatro capas inferiores del modelo OSI. La quinta capa, la de aplicación, es una mezcla de las capas de presentacion y aplicación del modelo OSI. La DECnet no cuenta con una capa de sesion separada.
La DECnet, al igual que la ASR de IBM, define un marco general tanto para la red de comunicación de datos como para el procesamiento distribuido de datos. El objetivo de la DECnet es permitir la interconexion generalizada de diferentes computadoras principales y redes punto a punto, multipunto o conmutadas de manera tal que los usuarios puedan compartir programas, archivos de datos y dispositivos de terminal remotos.
Arcnet
La Red de computacion de recursos conectadas (ARCNET, Attached Resource Computing Network) es un sistema de red banda base, con paso de testigo (token) que ofrece topologias flexibles en estrella y bus a un precio bajo. Las velocidades de transmision son de 2.5 Mbits/seg. ARCNET usa un protocolo de paso de testigo en una topologia de red en bus con testigo, pero ARCNET en si misma no es una norma IEEE. En 1977, Datapoint desarrollo ARCNET y autorizo a otras compañias. En 1981, Standard Microsystems Corporation (SMC) desarrollo el primer controlador LAN en un solo chip basado en el protocolo de paso de testigo de ARCNET. En 1986 se introdujo una nueva tecnologia de configuracion de chip.
ARCNET tiene un bajo rendimiento, soporta longitudes de cables de hasta 2000 pies cuando se usan concentradores activos. Es adecuada para entrornos de oficina que usan aplicaciones basadas en texto y donde los usuarios no acceden frecuentemente al servidor de archivos. Las versiones mas nuevas de ARCNET soportan cable de fibra optica y de par-trenzado. Debido a que su esquema de cableado flexible permite de conexión largas y como se pueden tener configuraciones en estrella en la misma red de area local (LAN Local Area Network). ARCNET es una buena eleccion cuando la velocidad no es un factor determinante pero el precio si. Ademas, el cable es del mismo tipo del que se utiliza para la conexión de determinales IBM 3270 a computadoras centrales de IBM y puede que va este colocado en algunos edificios.
Metodo de acceso a la ARCnet.-
ARCnet utiliza un protocolo de bus de token que considera a la red como un anillo logico. El permiso para transmitrir un token se tiene que turnar en el anillo logico, de acuerdo con la direccion de la tarjeta de interfaz de red de la estacion de trabajo, la cual debe fijarse entre 1 y 255 mediante un conmutador DIP de 8 posiciones. Cada tarjeta de interfaz de red conoce su propia modo con la direccion de la estacion de trabajo a la cual le tiene que pasar la ficha. El moso con la direccion mayor cierra el anillo pasando la ficha al modo con la direccion menor.
 Ethernet

• Desarrollado por la compañía XERTOX y adoptado por la DEC (Digital Equipment Corporation), y la Intel, Ethernet fue uno de los primero estándares de bajo nivel. Actualmente es el estándar mas ampliamente usado.
• Ethernet esta principalmente orientado para automatización de oficinas, procesamiento de datos distribuido, y acceso de terminal que requieran de una conexión económica a un medio de comunicación local transportando trafico a altas velocidades
• Este protocolo esta basado sobre una topología bus de cable coaxial, usando CSMA/CD para acceso al medio y transmisión en banda base a 10 MBPS. Además de cable coaxial soporta pares trenzados. También es posible usar Fibra Optica haciendo uso de los adaptadores correspondientes.
• Además de especificar el tipo de datos que pueden incluirse en un paquete y el tipo de cable que se puede usar para enviar esta información, el comité especifico también la máxima longitud de un solo cable (500 metros) y las normas en que podrían usarse repetidores para reforzar la señal en toda la red.

Configuración de cables de red

Distribución lógica de redes

• Todos los ordenadores tienen un lado cliente y otro servidor: una máquina puede ser servidora de un determinado servicio pero cliente de otro servicio.

• Servidor. Máquina que ofrece información o servicios al resto de los puestos de la red. La clase de información o servicios que ofrezca determina el tipo de servidor que es: servidor de impresión, de archivos, de páginas web, de correo, de usuarios, de IRC (charlas en Internet), de base de datos...

• Cliente. Máquina que accede a la inmación de los servidores o utiliza sus servicios. Ejemplos: Cada vez que estamos viendo una página web (almacenada en un servidor remoto) nos estamos comportando como clientes. También seremos clientes si utimos el servicio de impresión de un ordenador remoto en la red (el servidor que tiene la impresora conectada).

• Dependiendo de si existe una función predominante o no para cada puesto de la red, las redes se clasifican en:

• Redes cliente/servidor. Los de cada puesto están bien definidos: uno o más ordenadores actúan como servidores y el resto como clientes. Los servidores suelen coincidir con las máquinas más potentes de la red. No se utilizan como puestos de trabajo. En ocasiones, ni siquiera tienen monitor puesto que se administran de forma remota: toda su potencia está deada a ofrecer algún servicio a los ordenadores de la red. Internet es una red basada en la arquitectura cliente/servidor.

• Redes entre iguales. No existe una jerarquía en la red: 
• TOPOLOGÍA FÍSICAS:Es la forma que adopta un plano esquemático del cableado o estructura física de la red, también hablamos de métodos de control.
  TOPOLOGÍA LÓGICAS:Es la forma de cómo la red reconoce a cada conexión de estación de trabajo.
  Se clasifican en:

  Topologia lineal o bus

  consiste en un solo cable al cual se le conectan todas las estaciones de trabajo.
  En este sistema un sola computadora por vez puede mandar datos los cuales son escuchados por todas las computadoras que integran el bus, pero solo el receptor designado los utiliza.
  
  
• 

TOPOLOGÍA ANILLO(TOKEN RING):

Es un desarrollo de IBM que consiste en conectar cada estación con otra dos formando un anillo.

Los servidores pueden estar en cualquier lugar del anillo y la información es pasada en un único sentido de una a otra estación hasta que alcanza su destino.

Cada estación que recibe el TOKEN regenera la señal y la transmite a la siguiente.

Por ejemplo en esta topología, esta envía una señal por toda la red.

Si la terminal quiere transmitir pide el TOKEN y hasta que lo tiene puede transmitir.

Si no está la señal la pasa a la siguiente en el anillo y sigue circulando hasta que alguna pide permiso para transmitir.

TOPOLOGÍA ÁRBOL:

En esta topología que es una generalización del tipo bus, el árbol tiene su primer nodo en la raíz y se expande hacia fuera utilizando ramas, en donde se conectan las demás terminales.

Esta topología permite que la red se expanda y al mismo tiempo asegura que nada más existe una ruta de datos entre dos terminales cualesquiera.

TOPOLOGÍA MESH:

Es una combinación de más de una topología, como podría ser un bus combinado con una estrella.

Este tipo de topología es común en lugares en donde tenían una red bus y luego la fueron expandiendo en estrella.

Son complicadas para detectar su conexión por parte del servicio técnico para su reparación.

Dentro de estas topologías encontramos:

1. TOPOLOGÍA ANILLO EN ESTRELLA: se utilizan con el fin de facilitar la administración de la red. Físicamente la red es una estrella centralizada en un concentrador o HUBs, mientras que a nivel lógico la red es un anillo.
2. TOPOLOGÍA BUS EN ESTRELLA: el fin es igual al anterior. En este caso la red es un bus que se cable físicamente como una estrella mediante el uso de ^*concentradores.
3. TOPOLOGÍA ESTRELLA JERÁRQUICA: esta estructura se utiliza en la mayor parte de las redes locales actuales. Por medio de concentradores dispuestos en cascadas para formar una red jerárquica.

^*CONCENTRADOR o HUB: son equipos que permiten estructurar el cableado de las redes, la variedad de tipos y características de estos equipos es muy grande. Cada vez disponen de mayor numero de capacidades como aislamiento de tramos de red, capacidad de conmutación de las salidas para aumentar la capacidad de la red, gestión remonta, etc... se tiende a incorporar más funciones en el concentrador.

Practica 2

VELOCIDAD  DE TRANSMISIÓN DE DATOS: 

En el caso de definir las velocidades de transmisión se suele usar como base el bit, y más concretamente el bit por segundo, o bps

Los múltiplos de estos si que utilizan el SI o Sistema Internacional de medidas.

Los más utilizados sin el Kilobit, Megabit y Gigabit, siempre expresado en el término por segundo (ps).

Las abreviaturas se diferencian de los términos de almacenamiento en que se expresan con b minúscula.
Estas abreviaturas son:

Kbps.- = 1.000 bits por segundo.
Mbps.- = 1.000 Kbits por segundo.
Gbps.- = 1.000 Mbits por segundo.

En este sentido hay que tener en cuenta que las velocidades que en la mayoría de las ocasiones se muestran en Internet están expresadas en KB/s (Kilobyte por segundo), lo que realmente supone que nos dice la cantidad de bytes (unidad de almacenamiento) que hemos recibido en un segundo, NO la velocidad de trasmisión. Podemos calcular esa velocidad de transmisión (para pasarla a Kbps o Kilobits por segundo) simplemente multiplicando el dato que se nos muestra por 8, por lo que una trasmisión que se nos indica como de 308 KB/s corresponde a una velocidad de transmisión de 2.464 Kbps, a lo que es lo mismo, 2.64 Mbps. Esta conversión nos es muy útil para comprobar la velocidad real de nuestra línea ADSL, por ejemplo, ya que la velocidad de esta si que se expresa en Kbps o en Mbps. 

Actividad 1

Historia De Redes

Las redes de ordenadores aparecieron en los años setenta muy ligadas a los fabricantes de ordenadores, como por ejemplo la red EARN (European Academic & Research Network) y su homóloga americana BITNET e IBM, o a grupos de usuarios de ordenadores con unas necesidades de intercambio de información muy acusadas, como los físicos de altas energías con la red HEPNET (High Energy Physics Network).

El Departamento de Defensa de los Estados Unidos mediante DARPA (Deffiense Advanced Research Projects Agency) inició a finales de los años sesenta un proyecto experimental que permitiera comunicar ordenadores entre sí, utilizando diversos tipos de tecnologías de transmisión y que fuera altamente flexible y dinámico. El objetivo era conseguir un sistema informático geográficamente distribuido que pudiera seguir funcionando en el caso de la destrucción parcial que provocaría un ataque nuclear.

En 1969 se creó la red ARPANET, que fue creciendo hasta conectar unos 100 ordenadores a principios de los años ochenta. En 1982 ARPANET adoptó oficialmente la familia de protocolos de co-municaciones TCP/IP.

Surgieron otras redes que también utilizaban los protocolos TCP/IP para la comunicación entre sus equipos, como CSNET (Computer Science Network) y MILNET (Departamento de Defensa de Estados Unidos). La unión de ARPANET, MILNET y CSNET en l983 se considera como el momento de creación de Internet.

En 1986 la National Science Foundation de los Estados Unidos decidió crear una red propia, NS Fnet, que permitió un gran aumento de las conexiones a la red, sobre todo por parte de universidades y centros de investigación, al no tener los impedimentos legales y burocráticos de ARPANET para el acceso generalizado a la red. En 1995 se calcula que hay unos 3.000.000 de ordenadores conectados a Internet.