CAPITULO 10.PLANIFICACIÓN

PLANIFICACIÓN Y CABLEADO DE REDES
Antes de poder tener acceso a una red, utilizar aplicaciones como la mensajería instantánea o voz IP, debemos de haber realizado antes una conexión física para que el enlace pueda tener éxito. Y es estas conexiones que crean una red que será la que soporte nuestra comunicación con la red humana.
Para esto es importante conocer todos y cada unos de los dispositivos que son utilizados en una red para así poder identificar en un futuro desde donde se crea la conexión, dar mantenimiento y resolver problemas que se pueden presentar.

DISPOSITIVOS DE INTERWORK

Lo ROUTERS son los dispositivos principales que conectan a una red. Cada puerto de un router se conecta a una red diferente y realiza el enrutamiento de los paquetes entre las redes. Éstos tienen la capacidad de dividir dominios de broadcast y dominios de colisiones, también pueden interconectar redes que utilizan diferentes tecnologías porque pueden tener interfaces LAN y WAN.

DISPOSITIVOS INTRANETWORK

Para poder crear una red local o LAN, solemos necesitar una selección de dispositivos que sean adecuados para así poder conectar el dispositivo a la red final, éstos son los hubs y los switches.

Hub: este recibe una señal, la regenera y envía a todos los puertos que estén conectados en el creando un acceso múltiple y los puertos utilizan un método de ancho de banda compartido lo que hace que disminuya su rendimiento en la red por las colisiones y la recuperación.

Switch: este recibe una trama y regenera cada bit de la misma en el puerto destino más adecuado, se usa para segmentar una red en múltiples dominios de colisiones, su diferencia con el hub es que disminuye las colisiones en una LAN porque cada puerto en el switch crea un dominio individual lo que lo hace una topología punto a punto y su ancho de banda es proporcionado a cada puerto que aumenta el rendimiento de la red.

FACTORES DE SELECCIÓN

Para una buena red, con un buen rendimiento debemos considerar: los costos, la velocidad y los puertos en cada dispositivo, cuál es su posibilidad de expansión, su forma de administración y las características que pueden traer de más.
El costo se determina, según sus capacidades, características y en muchas ocasiones del fabricante. Velocidad y tipos de puertos e interfaces se necesitan considerar por los puertos y característica que vaya a tener nuestra red, como cuantas equipos y de qué tipo estaremos utilizando para saber así si son suficientes, la velocidad para que cada equipo trabaje. Expansión, hasta que punto seguiremos trabajando con la misma cantidad de equipos, serán los mismos dispositivos y las mismas configuraciones, características a tomar en cuenta.


INTERCONEXIONES ENTRE DISPOSITIVOS

Consideraciones que necesitamos para poder crear una red, son el área de trabajo, el cuarto de telecomunicaciones si es que lo habrá y este depende del tamaño de la red para su distribución, el cableado. Sin dejar de tomar en cuenta la longitud que el cable va a tener y dependiendo del tipo de cable.
MDI: Interfaz dependiente del medio. En esencia, el orden de diagrama de pines en una tarjeta NIC de una PC. En los hubs y switches también se conoce como puerto uplink.
MDIX: La interfaz cruzada dependiente del medio es el diagrama de pines de un hub o swithc en el cual los pines de entrada de un lado se corresponde con los pines de salida del otro.

INTERFACES DEL DISPOSITIVO
Importante es comprender que los dispositivos, routers y switches incluyen varios tipos de interfaces relacionadas con los mismos y para nuestra red dependiendo del proveedor debemos conocerlas para su mejor uso.

CAPITULO 9. ETHERNET

ETHERNET

Conociendo ya los diferentes protocolos, su funcionamiento y como es que se dividen para su mejor trabajo cada uno, nos es más fácil comprender que “Ethernet” es un protocolo de acceso de red TCP/IP muy efectivo y también en la actualidad muy ocupado. Su estructura se ha ido implementando a través de una variedad de tecnologías de medios, tanto de cobre como de fibra, lo que la convierten en el protocolo LAN que más se utiliza hoy en día.

Estándares e implementación
Estándares de IEEE

La primera LAN que como sabemos es una red de área local, en el mundo fue la versión original de Ethernet. Metcalfe y sus compañeros de Xerox la diseñaron hace más de treinta años. El primer estándar de Ethernet fue publicado por Digital Equipment Corporation, Intel y Xerox que formaron un consorcio. Metcalfe quería que Ethernet fuera un estándar compartido a partir del cual todos se podrían beneficiar, de modo que se lanzó como estándar abierto siendo en la década del 1980 cuando se vendieron los primeros productos desarrollados a partir del estándar de Ethernet.

Capa 1 y capa 2

Ethernet opera a través de dos capas del modelo OSI. El modelo ofrece una referencia sobre como qué puede relacionarse Ethernet, pero en realidad se implementa sólo en la mitad inferior de la capa de Enlace de daros, que se conoce como subcapa Control de accesos al medio, y la capa física.
La capa 1 implica señales, streams de bits que se transportan en los medios, componentes físicos que transmiten las señales a los medios y distintas topologías.
La capa 2 se ocupa de las limitaciones que cada una de ellas debiese tener.

CONTROL DE ENLACE LÓGICO
Ethernet separa las funciones de la capa de enlace de datos en dos subcapas diferenciadas: la subcapa control de enlace lógico(LLC) y la subcapa de acceso al medio(MAC)

La LLC se implementa en el software y su implementación depende del equipo físico. En una computadora, el LLC puede considerarse como el controlador de la Tarjeta de interfaz de red(NIC).El controlador de la NIC es un programa que interactúa directamente con el hardware en la NIC para pasar los datos entre los medios y la subcapa de la MAC.
La MAC es la subcapa de Ethernet inferior de la capa de enlace de datos. El hardware implementa el control de acceso al medio, generalmente en la NIC, sus responsabilidades son:

• Encapsulación de datos: delimita la trama, el direccionamiento y la detección de errores.
• Control de acceso al medio: controla la colocación de tramas en los medios y el retiro de tramas de los medios.
  

IMPLEMENTACIONES FISICAS DE ETHERNET
La mayor parte del tráfico en internet se origina y termina en conexiones de Ethernet. Desde su inicio en la década de los 70’s, y ha evolucionado para satisfacer la creciente demanda de LAN de alta velocidad. Su éxito se debe a la simplicidad de mantenimiento, capacidad para incorporar nuevas tecnologías su confiabilidad y el bajo costo de instalación y de actualización.

Como implementación de los estándares IEEE, la trama de Ethernet brinda direccionamientos ya vistos con verificación de errores. Dado que era una tecnología de medios compartidos, la Ethernet inicial debía aplicar un mecanismo CSMA/CD para administrar la utilización de los medios por parte de dispositivos múltiples. El reemplazo de hubs por switches en la red local redujo las probabilidades de colisiones de tramas en los enlaces.

CAPITULO 8. CAPA FÍSICA DEL MODELO OSI

CAPA FÍSICA DEL MODELO OSI

Los protocolos de la capa superior de OSI preparan los datos desde la red humana para realizar la transmisión hacia su destino. La capa física controla de qué manera se ubican los datos en los medio de comunicación.
La función de la capa física de OSI es la de codificar en señales los dígitos binarios que representan las tramas de la capa de Enlace de datos, además de transmitir y recibir estas señales a través de los medios físicos (alambres de cobre, fibra óptica o medio inalámbrico) se conectan los dispositivos de la red.

FUNCIONAMIENTO

Los medio no transportan la trama como una única entidad. Los medios transportan señales, una por vez, para representar los bits que conforman la trama.
Existen 3 básicos de medios de red:

• Cable de cobre
• Fibra
• Inalámbrico

La presentación de los bits o tipo de señal depende del tipo de medio. Para los medios de cable de cobre, las señales son patrones de pulsos eléctricos. Para los medios de fibra, las señales son patrones de luz. Para los medios inalámbricos, las señales son patrones de transmisiones de radio.

TIPOS DE MEDIOS FÍSICOS

COBRE: Es el medio más utilizado para las comunicaciones de datos es el cableado que utiliza alambres de cobre para señalizar bits de control y datos entre los dispositivos de red. El cableado utilizado para las comunicaciones de datos generalmente consiste en una secuanecia de alambre individuales de cobre que forman circuitos que cumplen objetivos específicos de señalización.

Existen algunos factores que dañan o alteran el buen funcionamiento de este medio, como lo son los motores electricos algunas luces fluoresentes y para esto también es necesario tener un buen mantenimiento a los medios.

FIBRA: El cableado de fibra óptica utiliza fibras de plástico o de vidrio para guiar los impulsos de luz desde el origen hacia el destino. Los bits se doficican el a fibra como impulsos de luz. El cableado de fibra óptica puede generar velocidades muy superiores de ancho de banda para transmitir datos sin procesar. La mayoría de los estándares actuales de transmición aún necesitan analizar el ancho de banda potencial de este medio.

MEDIOS INALÁMBRICOS: Los medios inalámbricos transportan electromagnéticas mediante frecuencias de microondas y radiofrecuencias que representan los dígitos binarios de las comunicaciones de datos. Como medio de red, el sistema inalámbrico no se limita a conductores o canaletas, como en el caso de los medio de fibra o cobre.
Las tecnologías inalámbricas de comunicación de datos funcionan bien en entornos abiertos. Sin embargo, existen determinados materiales de construcción utilizados en edificios y estructuras, además del terreno local, que limitan la cobertura efectiva. También es susceptible a la interferencia y puede distorsionarse por dispositivos comunes como teléfonos inalámbricos domésticos, algunos tipos de luces fluorescentes, hornos microondas entre otras.

TIPOS DE REDES INALÁMBRICAS

• IEEE estándar 802.11: Comúnmente denominada Wi-Fi, se trata de una tecnología LAN inalámbrica (Red de área local inalámbrica, WLAN) que utiliza una contención o sistema no determinista con un proceso de acceso a los medios de Acceso múltiple con detección de portadora/Prevención de colisiones (CSMA/CA).
• IEEE estándar 802.15: Red de área personal inalámbrica (WPAN) estándar, comúnmente denominada "Bluetooth", utiliza un proceso de emparejamiento de dispositivos para comunicarse a través de una distancia de 1 a 100 metros.
• IEEE estándar 802.16: Comúnmente conocida como WiMAX (Interoperabilidad mundial para el acceso por microondas), utiliza una topología punto a multipunto para proporcionar un acceso de ancho de banda inalámbrico.
• Sistema global para comunicaciones móviles (GSM): Incluye las especificaciones de la capa física que habilitan la implementación del protocolo Servicio general de radio por paquetes (GPRS) de capa 2 para proporcionar la transferencia de datos a través de redes de telefonía celular móvil.
  
  

Cada tipo de medio contiene sus propios conectores que dependiendo el uso hacia los dispositivos pueden ser utilizados.

CAPITULO 7. CAPA DE ENLACE DE DATOS

CAPA DE ENLACE DE DATOS

En el modelo OSI divide las funciones de una red de datos en capas para así sostener nuestras comunicaciones es decir:

• 
  - Provee la interfaz al usuario
  - Es responsable de dividir y manejar las comunicaciones
  - Los protocolos organizan nuestros datos de comunicación para que puedan viajar a través de las redes

Como se sabe un modelo de red permite que cada capa funcione con un mínimo interés por los papeles de las otras capas. La capa de enlace de datos releva a las capas superiores de la responsabilidad de colocar datos en la red y de recibir datos de la red. Esta capa proporciona servicios para soportar los procesos de comunicación para cada medio por el cual se transmitirán datos.

CREACIÓN DE UNA TRAMA

La descripción de una trama es un elemento clave de cada protocolo de capa de enlace de datos. Los protocolos de capa de enlace de datos requieren información de control para permitir que los protocolos funcionen.
La información de control puede indicar:

• 
  - Los nodos que están en comunicación con otros
  - Cuando comienza y cuando termina la comunicación entre nodos individuales
  - Los errores que se producen mientras se produce comunicación entre nodos
  - Los nodos que se comunicaran después.

La capa de enlace de datos prepara un paquete para transportar a través de los medio locales encapsulándolo con un encabezado y un tráiler para crear una trama.
A diferencia de otros PDU que han sido analizados en este curso, la trama de la capa de enlace de datos incluye:
- Datos: el paquete desde la capa de red
- Encabezado: información de control como el direccionamiento y está ubicado al principio
- Trailer: información de control agregada al final.

ACCESO AL MEDIO

La capa de enlace de datos existe como una capa de conexión entre los procesos de software de las capas por encima de ella y la capa física debajo de ella. Como tal, prepara los paquetes de capa de red para la transmisión a través de alguna forma de medio, ya sea cobre, fibra o entornos o medios inalámbricos.

Existen diferentes formas de acceder al medio, con la regulación de la colocación de tramas de datos en los medio es conocida como control de acceso al medio y los diferentes medios o técnicas de control de acceso definen si los nodos comparten los medios y de qué manera lo están haciendo.
El método de control de acceso al medio utilizado depende de:
- Compartir medios: si y cómo los nodos comparten los medio
- Topología como es que los nodos se muestran en la capa de enlace de datos

Existen dos tipos de métodos básicos de control de acceso para los medios compartidos uno es el CONTROLADO en el que cada nodo tiene su propio tiempo para utilizar el medio y el BASADO EN LA CONTECNIÓN donde todos los nodos compiten por el uso del medio.

El control de acceso al medios para medios no compartidos nos habla de topologías de punto a punto, los medio interconectan sólo dos nodos. Ésta configuración, los nodos no necesitan compartir los medios con otros hosts ni determinar si una trama está destinada.

TOPOLOGÍAS

La topología de una red es la configuración o relación de los dispositivos de red y las interconexiones entre ellos. Las topologías de red pueden verse en el nivel físico y el nivel lógico.
TOPOLOGÍA FISICA: es una configuración de nodos y las conexiones físicas entre ellos. La representación de cómo se usan los medios para interconectar los dispositivos es la física.
TOPOLOGÍA LÓGICA: Es la forma en que una red transfiere tramas de un nodo al siguiente, consiste en conexiones virtuales entre los nodos de una red independiente de su distribución física.

CAPITULO 6 DIRECCIONAMIENTO DE LA RED IPv4

DIRECCIONAMIENTO DE LA RED : IPv4

El direccionamiento es una función clave de los protocolos de capa de red que permite la transmisión de datos entre hosts de la misma red o en redes diferentes. La IPv4 ofrece direccionamiento jerárquico para paquetes que transportan datos.
Cada dispositivo de una rede debe ser definido en forma exclusiva. En la capa de red es necesario identificar los paquetes de la transmisión con las direcciones de origen y de destino de los dos sistemas finales. Esto significa que cada paquete posee una dirección de origen de 32 bits y una dirección de destino de 32 bits en el encabezado de la capa 3. Los patrones binarios son los utilizados. Dentro de cada dispositivo, la lógica digital es aplicada para su interpretación, para su fácil comprensión se es representado utilizando el formato decimal punteada.

CAPITULO 5. CAPA DE RED DE OSI

CAPA DE RED DE OSI

En las diferentes capas que existen de los variados protocolos de internet, está la importantísima capa de red. En el modelo OSI es la que nos especifica el direccionamiento y los procesos que permiten que los datos de la capa de Transporte sean empaquetados y transportados de la manera correcta.
En el DIRECCIONAMIENTO la capa provee el mecanismo para direccionar los dispositivos finales, los cuales marcan las secciones individuales de los datos hacia donde deben de dirigirse finalmente, en la cual ese dispositivo tendrá una dirección única. En una red IPv4, que es el protocolo actual de red, se agrega esta dirección a un dispositivo, al cual se le denomina host que hará la comunicación a través de la red.
En cuanto a la ENCAPSULACIÓN los dispositivos deben ser identificados sólo con una dirección; la secciones individuales PDU o sinónimos de paquetes que son los que llevan la información, deben de tener estas direcciones.
Ya en el ENRUTAMIENTO la red provee los servicios para dirigirlos a su host destino. En ocasiones los host tanto de origen y destino no están en la misma red y necesitan recorrer muchas redes diferentes es por eso que cada paquete debe de llevar a lo largo de la ruta la dirección final para que su viaje sea correcto y llegue a su destino final. Los dispositivos intermediarios como los son los routers hacen el trabajo de seleccionar y dirigir los paquetes a su destino.
El DESENCAPSULAMIENTO llega cuando el paquete llega al su host destino y es procesado para que los datos sean los adecuados para el usuario.

IPv4 es la versión mas utilizada de IP para internet. La versión 6 está desarrollada y se implementa en algunas áreas y podrá quizás en un futuro reemplazar a la versión 4. Sus características son diferente. Las principales características del IPv4 son:
- Sin conexión: No establece conexión antes de enviar los paquetes de datos.
- Máximo esfuerzo (no confiable): No se usan encabezados para garantizar la entrega de paquetes.
- Medios independientes: Operan independientemente del medio que lleva los datos.

HOST Como lo mencionábamos un host es un dispositivo que comunica a través de una red la cual es dividida, es necesario dividirla para que en algunas ocasiones la información no sea completamente vista por cualquier usuario, al dividirla se tiene un mejor y mayor control sobre los paquetes de salida y de entrada que sin lugar a dudas comienzan a crecer en cuando los usuarios comiencen a tener más uso de la misma.

De las misma forma bien podemos darnos cuenta que entre más usuarios tengamos podemos crear más redes a partir de las redes ya existentes, teniendo así un mejor control en los direccionamientos de las PDU’s, con lo que los routers pueden trabajar más fácil tal vez en algunas ocasiones el host destino este dentro de la misma red del host origen y se irá directo sin pasar por alguna otra sin embargo puede que no y de salto a salto de los routers encontrará la ruta adecuada.

GATAWAY Se refiere al dispositivo de enrutamiento con fines especiales que ejecuta alguna conversión de capa de aplicación.

Su configuración por defecto está configurado en el host. Con Windows se usan para cambiar estas propiedades del protocolo para ingresar manualmente la dirección IPv4 por defecto tanto la IPv4 como de host ambas deben de tener la misma porción de red de sus respectivas direcciones.

ENRUTAMIENTO:

ESTÁTICO: Las rutas a redes remotas con los siguientes saltos asociados se pueden configurar manualmente en el router, a lo cual se le conoce como enrutamiento estático. Para cambiarla se necesita tener un conocimiento para que cada router y cada host tenga su ruta configurada correctamente sin que afecte al envío de los paquetes sino se hace correctamente o periódicamente la información de enrutamiento puede ser incompleta e inadecuada, causando demoras y posibles pérdidas de paquetes.

DINÁMICO: Este tipo de enrutamiento tiene un conjunto de reglas por las cuales los routers comparten dinámicamente su información de enrutamiento. Como los routers advierten los cambios en las redes para las que actúan como gataway, o los cambios de enlaces entre routers, esta información pasa a otros routers y así recibiendo la información se crea una cadena lo cual permite que toda la red se actualice según la ruta y permite que los datos tengan y posean diferentes tipos de salida sin saturar la misma red.

CAP.4 CAPA DE TRANSPORTE DEL MODELO OSI

Cuantas veces hemos estado navegando en la red sin preguntarnos como es que los datos se transportan en muchos casos desde el otro lado del mundo y en cuestión de segundos ya los tenemos de una forma en que nosotros los interpretamos e inclusive los obtenemos según como nosotros los buscábamos. El transporte o vía en la que la comunicación viaja es muy importante tanto que sin ella los mensajes nos podrían llegar correctamente a el destino deseado.
En el protocolo de red OSI, está esta capa que nos proporciona como lo habíamos mencionado el medio y la manera en que los mensajes viajaran por la red.
- Permitir múltiples aplicaciones para comunicarse a través de la red al mismo tiempo en un solo dispositivo,
- Asegurar que, si se requiere, todos los datos sean recibidos de manera confiable y en orden por la aplicación correcta, y
- Emplear mecanismos de manejo de error
Su principal propósito es el seguimiento de la comunicación individual entre aplicaciones en los host donde inicia el mensaje y donde debe de llegar, la segmentación que de la información en los paquetes dependiendo de cada porción y la reestructuración de los segmentos que están siendo transportados en las aplicaciones y la identificación de las mismas
Los protocolos UDP y TCP son los más comunes para la capa de Transporte los cuales contienen los segmentos y encabezados de los datos que incluyen un numero de puerto origen y un numero de puerto destino, es decir los que se encargan de enviar y recibir mandando así la confirmación referente a la cantidad y calidad de los mensajes enviados por la red.
El TCP se asegura de que el destino este correctamente preparado para una vez así enviarlo asegurando su llegada, también administra la cantidad en el flujo de datos y los datos que son reenviados por los errores comunes que pueden llegar a haber.