MODELO TCP/ IP

Es la base de internet, y sirve para comunicar todo tipo de dispositivos, computadoras que utilizan diferentes sistemas operativos, minicomputadoras centrales sobre redes de area local (LAN) y area extensa (WAN).

CAPA DE APLICACION: Maneja protocolos de alto nivel, aspectos de representacion, codificacion y control de dialogo.
*TCP/ IP: Tiene protocolos que soportan la transferencia de archivos,e-mail y conexion remota como:
*FTP
*TFTP
*NFS
*SMTP
*TELNET
*SNMP
*DNS

CAPA DE TRANSPORTE: Segmenta y reesambla los datos mandados por las capas superiores en el mismo flujo de datos, conexion logica entres los extremos.

CAPA DE RED: Coloca la informacion que le pasa el nivel de transporte en datagramas IP, le añade cabeseras necesaria para su nivel y lo envia al nivel inferior. Para implementar este nivel se utilizan los siguientes protocolos:
*IP
*ICMP
*IGMP
*ARP
*RARP
*BOOTP

CAPA DE ENLACE: Se limita a resivir datagramas a nivel superior y transmitirlo al hardware de la red. 

MODELO OSI

Se encarga de la conexion entre sistemas abiertos, esto es, sistemas abiertos a la comunicacion con otros sistemas.
Este modelo divide las funciones de red en 7 capas diferentes:
CAPA FISICA: Es la encargada de transmitir los bits de informacion por la linea o medio utilizado para la transmision. Se ocupa de las propiedades fisicas y caracteristicas electricas de diversos componentes, de la velocidad de transmision, si esta es unidireccional o biridireccional.

CAPA DE ENLACE: Traslada los mensajes hacia y desde la capa fisica a la capa de red. Especifica como se organizan los datos cuando se transmiten en un medio particular. Se ocupa de la deteccion de control de errores ocurridos en la capa fisica, del control de acceso a dicha capa y de la integridad de los datos y fiabilidad de transmision.

CAPA DE RED: Se ocupa de la transmision de los datagramas  ( de los paquetes) y de encaminar cada uno en la direccion adecuada.
No se ocupa para nada de los errores o perdidas de los paquetes. Define la estructura y direcciones y rutas de internet.

CAPA DE TRANSPORTE: Se ocupa de garantizar la fiabilidad del servicio, describe la calidad y naturaleza del envio de datos. Define cuando y como utilizarse la retransmision para asegurar su llegada.

CAPA DE SESION: Es una extension de la capa de transporte que ofrece control de dialogo y sincronizar aunque enrealidad son pocas las explicaciones que hace uso de ella.

CAPA DE PRESENTACION: Se ocupa de los aspectos semanticos de la  comunicacion, estableciendo las reglas necesarios para que puedan comunicar maquinas que utilicen diversas representaciones internas para los datos.

CAPA DE APLICACION: Describe como hacen su trabajo los programas de aplicacion,( clientes de correo, terminales remotos, transferencia de ficheros, etc).
Algunos de los protocolos utilizados por los programas de esta capa son:
*HTTP
*SMTP
*POP
*IMAP

DISPOSITIVOS DE UNA RED

NIC/MAU: (Medio de unidad de acceso). Cada computadora necesita el hardware para transmitir y recibir información. Es el dispositivo que conecta la computadora u otro equipo de red con el medio físico.
La NIC es un tipo de tarjeta de expansión de la computadora y proporciona un puerto en la parte trasera de la PC al cual se conecta el cable de la red. Hoy en día cada vez son más los equipos que disponen de interfaz de red, principalmente Ethernet, incorporadas. A veces, es necesario, además de la tarjeta de red, un transceptor. Este es un dispositivo que se conecta al medio físico y a la tarjeta, bien porque no sea posible la conexión directa (10 base 5) o porque el medio sea distinto del que utiliza la tarjeta.

Hubs (Concentradores)
Son equipos que permiten estructurar el cableado de las redes. La variedad de tipos y características de estos equipos es muy grande. En un principio eran solo concentradores de cableado, pero cada vez disponen de mayor número de capacidad de la red, gestión remota, etc. La tendencia es a incorporar más funciones en el concentrador. Existen concentradores para todo tipo de medios físicos.

Repetidores
Son equipos que actúan a nivel físico. Prolongan la longitud de la red uniendo dos segmentos y amplificando la señal, pero junto con ella amplifican también el ruido. La red sigue siendo una sola, con lo cual, siguen siendo válidas las limitaciones en cuanto al número de estaciones que pueden compartir el medio.

Bridges: (Puentes)
Son equipos que unen dos redes actuando sobre los protocolos de bajo nivel, en el nivel de control de acceso al medio. Solo el tráfico de una red que va dirigido a la otra atraviesa el dispositivo. Esto permite a los administradores dividir las redes en segmentos lógicos, descargando de tráfico las interconexiones. Los bridges producen las señales, con lo cual no se transmite ruido a través de ellos.
Routers (Encaminadores):
Son equipos de interconexión de redes que actúan a nivel de los protocolos de red. Permite utilizar varios sistemas de interconexión mejorando el rendimiento de la transmisión entre redes. Su funcionamiento es más lento que los bridges pero su capacidad es mayor. Permiten, incluso, enlazar dos redes basadas en un protocolo, por medio de otra que utilice un protocolo diferente.

Gateways:

Son equipos para interconectar redes con protocolos y arquitecturas completamente diferentes a todos los niveles de comunicación. La traducción de las unidades de información reduce mucho la velocidad de transmisión a través de estos equipos.

Módems
Son equipos que permiten a las computadoras comunicarse entre sí a través de líneas telefónicas; modulación y demodulación de señales electrónicas que pueden ser procesadas por computadoras. Los módems pueden ser externos (un dispositivo de comunicación) o interno (dispositivo de comunicación interno o tarjeta de circuitos que se inserta en una de las ranuras de expansión de la computadora).

ARQUITECTURA

La arquitectura es el plan con el que se conectan losprotocolos y otros programas de software. Este es benefico para los usuarios de red como para los proveedores de hardware y software.
TIPOS DE ARQUITECTURA:
ETHERNET:
es un estándar de redes de computadoras de área local con acceso al medio por contienda CSMA/CD (Acceso Múltiple por Detección de Portadora con Detección de Colisiones).
Este tipo de tecnologia mas utilizada en redes de area local (LAN).
FAST ETHERNET:
 es el nombre de una serie de estándares de IEEE de redes Ethernet de 100 Mbps (megabits por segundo). El nombre Ethernet viene del concepto físico de ether. En su momento el prefijo fast se le agregó para diferenciarla de la versión original Ethernet de 10 Mbps.
 TOKEN PASSING:
Este sistema evita la colisión pues limita el derecho a transmitir a una máquina. Esa máquina se dice que tiene el token (cospel). El token va pasando a intervalos fijos de una máquina a otra. La circulación del token de una máquina a la siguiente hace que, desde el punto de vista lógico, toda red basada en tokens sea un anillo. Debe notarse que un anillo lógico no implica un anillo físico. En efecto, si bien IEEE 802.5 emplea un anillo físico, IEEE 802.4 especifica un bus y ARCnet usa una estrella.
TOKEN RING:
Token Ring
Es un protocolo para redes de área local de IBM. En síntesis consiste en la presencia de un testigo (token) que circula a través de la red. Cuando una estación o nodo desea transmitir, debe esperar al paso del testigo en condiciones de transportar la información.
CARACTERISTICAS:
*Separacion de funciones
*Amplia conectividad
*Recursos compartidos
* Administracion de red
*Facilidad de uso
*Normalizacion
*Administracion de datos
*Interfaces
*Aplicaciones
VENTAJAS:
*Se puede aumentar la capacidad de clientes y servidores por separado. Cualquier elemento puede ser aumentadoen cualquier momento, o se puede añadir nuevos nodos a la red.
*Es posible reeemplazar, reparar, actualizar, o incluso trasladar a un, servidor mientras que sus clientes no se veran afectadas por ese cambio.
DESVENTAJAS:
*Cuando una gran cantidad de clientes envia peticiones simultaneamente al mismo servidor, puede ser que cause muchos problemas para este.
*El hardware y software de un servidor son generalmente determinantes. Un hardware regular de una computadora personal puede nopoder sevir a cierta cantidad de clientes. Normalmente se necesesita un software y hardware especifico, sobre todo ene l lado del servidor para satisfacer el trabajo. Por supuesto esto aumentaria el costo.

TOPOLOGIAS

Es una representacion fisica y logica de manera geometrico en los cuales se conectan los nodos en una red.

Por ejmplo una topologia estrella en arbol. una estrella tiene nodos y uno de sus nodos esta conectado a otro controlador central que  forma un arbol.

TIPOS DE TOPOLOGIA:

Topologia en bus: se caracteriza por tener un único canal de comunicaciones denominado bus troncal o backbone al cual se conectan los diferentes dispositivos. De esta forma todos los dispositivos comparten el mismo canal para comunicarse entre sí.

 VENTAJAS:

*Facil de instalar y mantener

*requiere menos cable  que una topologia estrella

*economico

DESVENTAJAS:

*Es dificil de tectar el origen de un problema cuando toda la red cae.

ARQUITECTURA: Ethernet

CABLE QUE UTILIZA: Cable troncal

DISPOSITIVOS: Bus, concentrador.

Topologia estrella: se le llama asi porque todos sus nodos es tan conectados a un controlador denominado concentrador o bus . por lo que generalmnente cuando un nodo quiere enviar una informacion a otro nodo, primero pasa por el controlador central , siendo el encargado de enviar y mover la informacion de una computadora a otra.

VENTAJAS:

*Si al gunas de las c omputadoras falla el comportamiento de la reds, no afecta  a toda la red, en cambio si falla el controlador central afecta a toda la red.

DESVENTAJA:

*Utiliza mas cable

ARQUITECTURA:

*Ethernet

DISPOSITIVOS:

*Bus

*Router

*Concentrador

Topologia anillo: se compone de un solo anillo cerrado formado por nodos y enlaces, en el que cada nodo esta conectado solamente con los dos nodos adyacentes.

VENTAJAS:

*Si existe algun problema en las conexiones en un cable, la informacion le sigue llegando al nodo utilizando otro recorrido y si algun nodo esta muy ocupado el trafico se puede derivar hacia otro nodos.

DESVENTAJAS:

*Una falla en cualquier parte  deja bloqueado a toda la red.

ARQUITECTURA:

*Token Ring

DISPOSITIVOS:

*Cable coaxial

Topologia arbol: es similar a la topologia  en estrella, puede verse, como una combinacion en varias topologias en estrella. Tiene nodos perifericos individuales, que requieren transmitir y recibir de otro nodo solamente y no necesita actuar como repetidores.

VENTAJAS:

*Soporta por multitudde vendedores de hardware y software.

DESVENTAJAS:

*Es mas dificil su configuracion

DISPOSITIVOS:

*Bus

*Concentrador

ARQUITECTURA:

*Ethernet

Topologia en malla: Es una topologia  de red en la que cada nodo  estan conectado todos sus nodos. Esta topologia a diferencia de otros, no requiere de un servidor o nodo central, con lo que se reduce el mantenimiento. Lred puede u funcionar, incluso cuando un nodo desaparece o la conexion falla.

VENTAJAS:

*si falla un cable el otro se hara cargo del trafico.

*si un nodo desaparece o falla no afecta en absoluto a los demas nodos.

DESVENTAJA:

*es costoso y requiere de mucho cable

ARQUITECTURA:  token ring

DISPOSITIVO: Bus , concentrador

ARQUITECTURAS DE RED

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.

Caracteristicas de la Arquitectura

• Separación de funciones. Dado que las redes separa los usuarios y los productos que se venden evolucionan con el tipo, debe haber una forma de hacer que las funciones mejoradas se adapten a la ultima . Mediante la arquitectura de red el sistema se diseña con alto grado de modularidad, de manera que los cambios se puedan hacer por pasos con un mínimo de perturbaciones.

• Amplia conectividad. El objetivo de la mayoría de las redes es proveer conexión optima entre cualquier cantidad de nodos, teniendo en consideración los niveles de seguridad que se puedan requerir.

• Recursos compartidos. Mediante las arquitecturas de red se pueden compartir recursos tales como impresoras y bases de datos, y con esto a su vez se consigue que la operación de la red sea mas eficiente y económica.

• Administración de la red. Dentro de la arquitectura se debe permitir que el usuario defina, opere, cambie, proteja y de mantenimiento a la de.

• Facilidad de uso. Mediante la arquitectura de red los diseñadores pueden centra su atención en las interfaces primarias de la red y por tanto hacerlas amigables para el usuario.

• Normalización. Con la arquitectura de red se alimenta a quienes desarrollan y venden software a utilizar hardware y software normalizados. Mientras mayor es la normalización, mayor es la colectividad y menor el costo.

• Administración de datos. En las arquitecturas de red se toma en cuenta la administración de los datos y la necesidad de interconectar los diferentes sistemas de administración de bases de datos.

• Interfaces. En las arquitecturas también se definen las interfaces como de persona a red, de persona y de programa a programa. De esta manera, la arquitectura combina los protocolos apropiados (los cuales se escriben como programas de computadora) y otros paquetes apropiados de software para producir una red funcional.

• Aplicaciones. En las arquitecturas de red se separan las funciones que se requieren para operar una red a partir de las aplicaciones comerciales de la organización. Se obtiene mas eficiencia cuando los programadores del negocio no necesitan considerar la operación.

Ventajas

·         Centralización del control: Los accesos, recursos y la integridad de los datos son controlados por el servidor de forma que un programa cliente defectuoso o no autorizado no pueda dañar el sistema. Esta centralización también facilita la tarea de poner al día datos u otros recursos (mejor que en las redes P2P).

·         Escalabilidad: Se puede aumentar la capacidad de clientes y servidores por separado. Cualquier elemento puede ser aumentado (o mejorado) en cualquier momento, o se pueden añadir nuevos nodos a la red (clientes y/o servidores).

·         Fácil mantenimiento: Al estar distribuidas las funciones y responsabilidades entre varios ordenadores independientes, es posible reemplazar, reparar, actualizar, o incluso trasladar un servidor, mientras que sus clientes no se verán afectados por ese cambio (o se afectarán mínimamente). Esta independencia de los cambios también se conoce como encapsulación.

·         Existen tecnologías, suficientemente desarrolladas, diseñadas para el paradigma de C/S que aseguran la seguridad en las transacciones, la amigabilidad del interfaz, y la facilidad de empleo.

Desventajas

·         La congestión del tráfico ha sido siempre un problema en el paradigma de C/S. Cuando una gran cantidad de clientes envían peticiones simultaneas al mismo servidor, puede ser que cause muchos problemas para éste (a mayor número de clientes, más problemas para el servidor). Al contrario, en las redes P2P como cada nodo en la red hace también de servidor, cuantos más nodos hay, mejor es el ancho de banda que se tiene.

·         El paradigma de C/S clásico no tiene la robustez de una red P2P. Cuando un servidor está caído, las peticiones de los clientes no pueden ser satisfechas. En la mayor parte de redes P2P, los recursos están generalmente distribuidos en varios nodos de la red. Aunque algunos salgan o abandonen la descarga; otros pueden todavía acabar de descargar consiguiendo datos del resto de los nodos en la red.

·         El software y el hardware de un servidor son generalmente muy determinantes. Un hardware regular de un computador personal puede no poder servir a cierta cantidad de clientes. Normalmente se necesita software y hardware específico, sobre todo en el lado del servidor, para satisfacer el trabajo. Por supuesto, esto aumentará el costo.

TOPOLOGIAS

Se llama topologia de una red alpatron de conexion entre sus nodos, es decir, la forma en que estan interconectadas los distintos nodos que la forman.

TIPOS DE TOPOLOGIAS

Topologia en bus:

Es un camino de comunicacion bidireccional con puntos de determinacion bien definidos. cuando un estacion transmite, la señal se propaga a ambos lados del emisor hacia todas las estaciones conectadas al bus hasta llegar a las terminaciones del mismo.

asi, cuando uns estacion transmite su mensaje alcanza a todas las estaciones, por esto el bus percibe el nombre de canal de difusion.
SUS VENTAJAS SON:
     · Es fácil conectar nuevos nodos a la red.
    · Requiere menos cable que una topología estrella.
  SUS DESVENTAJAS SON:   

· Toda la red se caería si hubiera una ruptura en el cable principal.
    · Se requieren terminadores.
    · Es difícil detectar el origen de un problema cuando toda la red "cae".
    · No se debe utilizar como única solución en un gran edificio

Topologia en anillo:

se caracteriza por un camino unidireccioinal cerrado que conecta todos los nodos. dependiendo del control de acceso al medio, se da el nombre distinto a esto topologia: bucle, se utiliza para designar aquellos anilos en los que el control de acceso esta centralizado ( una de las estaciones se encarga de controlar el accceso a la red). anillo, se utiliza cuando el control de acceso esta distribuido pór toda la red.

una topologia de anillo no es dificil de instalar aunque gaste mas cable que un bus.
SUS VENTAJAS SON:
Esta topología permite aumentar o disminuir el número de estaciones sin dificultad.

• La velocidad dependerá del flujo de información, cuantas mas estaciones intenten hacer uso de la red mas lento será el flujo de información.

SUS DESVENTAJAS SON:
Una falla en cualquier parte deja bloqueada a toda la red.
Para ver el gráfico seleccione la opción "Descargar" del menú superior

Topologia estrella:

Se caracteriza por tener todos sus nodos conectados a un controlador central, siendo  esto el encargado de gestionar y controlar todas las comunicaciones. por  este motivo el fallo de un nodo en particular es facil de detectar y no daña el resto de la red, pero un fallo del nodo central desactiva la red completa. una forma de evitar un solo controlador central y aumentar el limite de conexion de nodos, seria utilizar una topologia en estrella distribuida, que esta basada en la topologia en estrella pero distribuyendo los nodos en varios controladores centrales, solo que aumenta el numero de puntos de mantenimiento.

SUS VENTAJAS SON:   

· Es fácil conectar nuevos nodos a la red.
    · Requiere menos cable que una topología estrella.

    SUS DESVENTAJAS SON:  
  · Toda la red se caería si hubiera una ruptura en el cable principal.
    · Se requieren terminadores.
    · Es difícil detectar el origen de un problema cuando toda la red "cae".
    · No se debe utilizar como única solución en un gran edificiogia en arbol.
Topologia en arbol:

La topología en árbol puede verse como una combinación de varias topologías en estrella. Tanto la de árbol como la de estrella son similares a la de bus cuando el nodo de interconexión trabaja en modo difusión, pues la información se propaga hacia todas las estaciones, solo que en esta topología las ramificaciones se extienden a partir de un punto raíz (estrella), a tantas ramificaciones como sean posibles, según las características del árbol.
sus ventajas son:

• El Hub central al retransmitir las señales amplifica la potencia e incrementa la distancia a la que puede viajar la señal.

• 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.

• Soportado por multitud de vendedores de software y de hardware.

SUS DESVENTAJAS SON:

• 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.

• No tiene sentido único.

MODEM:
ES UN DISPOSITIVO QUE SIRVE PARA ENVIAR UNA SEÑAL LLAMADA MODULADORA MEDIANTE OTRA SEÑAL LLAMADA PORTADORA. GENERALMENTE SE TRATAT DE UNA SIMPLE SEÑAL ELECTRICA SINUSOIDAL DE MUCHA MAYOR FRECUENCIA QUE  LA SEÑAL MODULADORA CONSTITUYE LA INFORMACION QUE SE PREPARA PARA UNAS TRANSMISION.
MODEMS INTERNO:
CONSISTE EN UNA TARJETA DE EXPANSION SOBRE LA CUAl  ESTAN DISPUESTOS LAS DIFERENTES COMPONENTES QUE FORMAN EL MODEM.
MODEMS EXTERNOS:
SIMILARES A  LOS ANTERIORES. LA VENTAJA DE ESTOS RESIDE EN SU FACIL PORTABILIDAD ENTRE ORDENADORES DIFERENTES.

ROUTER:
ES UN DISPOSITIVO DE INTERCONEXION DE REDES INFORMATICAS QUE PERMITEN EN ENRUTAMIENTO DE PAQUETES ENTRE REDES O DETERMINAR LA RUTA QUE DEBE TOMAR EL PAQUETE DE DATOS, TAMBIEN SE UTILIZAN PARA MANIPULAR LOS DATOS MQUE CIRCULAN EN FORMA DE DATAGRAMAS, PARA QUE PUEDAN PASAR DE UNTIPO DE RED A OTRA.

HUB:
ES UN DISPOSITIVO QUE SE UTILIZA COMO PUNTO DE CONEXION ENTRE LOS COMPONENTES DE UNA RED  DE AREA LOCAL.

REPETIDOR:
ES UNDISPOSITIVO ELECTRONICO QUE RECIBE UNA SEÑAL DEBIL O DE BAJO NIVEL Y LA TRANSMITE A UNA POTENCIA O NIVEL MAS ALTA,  PUEDE CUBRIR DISTANCIAS MAS LARGAS SIN DEGRADACION O CON UNA DEGRADACION TOLERABLE.