Capítulo 1
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Este documento presenta una introducción a las redes de datos. Explica el impacto de las redes en la vida cotidiana, los elementos básicos de una red como el emisor, receptor, medio y protocolo, y los esquemas de comunicación. Describe cómo las redes permiten la transmisión de diferentes tipos de información a mayor velocidad y cómo el acceso a las redes es ahora más amplio. Además, identifica los componentes clave de una red y los diferentes modos y topologías de comunicación.
Capítulo 1
- 1. Capítulo 1: Introducción a las redes Redes de Datos 1
- 2. Descripción General Objetivos: Conocer el impacto de las redes de datos en la vida cotidiana Reconocer los elementos básicos que posee una red de datos Entender el modelo de comunicaciones básico de las redes de datos
- 3. Contenido 1. 2. 3. Impacto de la tecnología Elementos de las redes de datos Esquema de comunicaciones
- 4. Impacto de la tecnología Para poder ver el impacto de la tecnología en las redes de datos hay que entender primero un concepto esencial:
- 5. Red de Datos Conjunto de dispositivos interconectados físicamente que pueden transportar información proporcionando servicios eficazmente a sus usuarios de manera organizada y optimazada. Servicios
- 6. Impacto de la tecnología Interconexión Física: Equipos diferentes conectados de múltiples formas a través de multiples medios:
- 7. Impacto de la tecnología Información Multimedia Los datos pueden ser cualquier tipo de información que deseo transmitir: Texto plano Audio Video
- 8. Impacto de la tecnología Protocolos y servicios Los protocolos definen el formato, orden del mensaje enviado y recibido a través de diferentes entidades de red, además de las acciones tomadas en la transmisión y recepción del mismo
- 9. Impacto de la tecnología Ahora que conocemos qué es una red de datos, nos viene otra pregunta:
- 10. Impacto de la tecnología Algunas de las aplicaciones son: Medicina Milicia Educación Gobierno Empresarial Entretenimiento Sector Energético Telecomunicaciones
- 11. Impacto de la tecnología
- 12. Impacto de la tecnología La creciente demanda de usuarios para conectarse a la red y las nuevas tecnologías influyeron al cambio de las redes de datos (Internet) en múltiples factores como: Tipo de información Velocidad de datos Acceso a la red
- 13. Impacto de la tecnología Tipo de información La red de datos más grande del mundo, Internet, comenzó como un proyecto para comunicar datos de tipo texto plano, hoy en día se puede transmitir información multimedia de gran calidad (HD, FULL HD y 3D)
- 14. Impacto de la tecnología Velocidad de datos A medida que pasa el tiempo las aplicaciones necesitan redes de datos de mayor capacidad y velocidad (par trenzado, cable coaxial, fibra óptica) que puedan soportar dichas aplicaciones o servicios
- 15. Impacto de la tecnología
- 16. Impacto de la tecnología Acceso a la red El acceso a la red se ha convertido en un punto clave de las redes de datos que ya las personas buscan estar conectadas en cualquier lugar y a cualquier hora (Conexiones Fijas y Móviles)
- 17. Impacto de la tecnología Gráfico tomado de diapositivas MET 3era Promoción FIEC-ESPOL
- 18. Impacto de la tecnología La tecnología ha modificado de tal forma a las redes de datos que actualmente son el punto en común de múltiples servicios (Convergencia de servicios) Gráfico tomado de diapositivas MET 3era Promoción FIEC-ESPOL
- 19. Elementos de las redes de datos Las redes de datos son un conglomerado de múltiples dispositivos cuyo objetivo es recibir o enviar información.
- 20. Elementos de las redes de datos Pero básicamente una red de datos está compuesta de 5 componentes los cuales son: Mensaje Emisor Medio Receptor Protocolo
- 21. Elementos de las redes de datos
- 22. Elementos de las redes de datos Mensaje La información que se desea transmitir (audio, video, datos, etc..)
- 23. Elementos de las redes de datos Emisor Ente encargado de enviar el mensaje o información a través de un medio respetando el protocolo establecido
- 24. Elementos de las redes de datos Medio Camino por el cual va a ser trasnportada la información para llegar del origen al destino. Existen 2 tipos de medios que son: Medios Alámbricos
- 25. Elementos de las redes de datos Medios Inalámbricos
- 26. Elementos de las redes de datos Receptor Persona que recibe el mensaje y lo interpreta para poder obtener la información.
- 27. Elementos de las redes de datos Protocolos Conjunto de reglas que establecen ciertos parámetros al transmitir o recibir información. Los puntos claves en un protocolo son: Sintáxis Semántica Temporización
- 28. Elementos de las redes de datos Sintáxis La sintaxis se refiere a la estructura o forma que tiene la información, el significado de los datos en el orden que es presentado.
- 29. Elementos de las redes de datos Semántica Se refiere al significado de cada segmento de bit transmitido o recibido. Básicamente es cómo interpretar un patrón de datos y que hacer en respuesta de aquello.
- 30. Elementos de las redes de datos Temporización Se refiere a 2 características: cuándo un dato debe ser enviado y qué tán rápido debe ser enviado.
- 31. Esquemas de comunicación Para analizar los diferentes esquemas de comunicación debemos analizar lo siguiente: El principal objetivo de la comunicación es el intercambio de información entre 2 individuos
- 32. Esquemas de comunicación Para poder representar la idea antes expuesta, analizaremos este esquema:
- 33. Esquemas de comunicación Algunos aspectos importantes de las comunicaciones de datos son: Uso del sistema de transmisión Se refiere a la necesidad de un uso eficiente de los recursos de transmisión que son típicamente compartido con otros dispositivos de comunicación. Interfaz Los sistemas de comunicación deben estar acoplados con los dispositivos. Generación de señal Generar la señal para transmitir con características predefinidas como: forma, intensidad, duración, etc..
- 34. Esquemas de comunicación Sincronización Los dispositivos deben estar en perfecta sincronía para poder recibir los datos sin ningún problema, también deben conocer aspectos de la señal a recibir como la duración de la trama, etc.. Manejo de Intercambio Además de la temporización y la naturaleza de las señales, existe una variedad de requerimientos para la comunicación de datos, esto también es conocido como señalización.
- 35. Esquemas de comunicación Detección y correción de errores Debemos determinar si el sistema es capaz de soportar un cierta cantidad de errores o que técnicas se usan para tratar de mitigar ese efecto. Control de flujo Es necesario controlar la cantidad de información que el emisor envía ya que puede saturar al receptor. Direccionamiento y ruteo Poder identificar a cada elemento dentro del sistema y poder determinar el mejor camino para poder llegar al destino respectivo.
- 36. Esquemas de comunicación Recuperación Es un concepto diferente al de detección y corrección de errores, es la capacidad de poder retormar una trasnmisión cuando esta ha sido interrumpida de forma abrupta. Formato de mensaje Las características y/o reglas que se deben respetar entre 2 elementos para poder transmitir o recibir información Seguridad Características que permite mantener la integridad y asegurarse que la persona que recibe es la pesona a la cual fue enviado el mensaje. Manejo de la red Permite monitorear las características, para poder identificar fallas, sobrecarga y/o problemas que pueden suceder dentro de una red.
- 37. Esquemas de comunicación Ahora podemos ver un modelo de comunicación de datos: Observamos que las señales que se generan son de tipos digital pero al momento que esta pasa por el medio es necesario convertir la señal digital a analógica (Modulación).
- 38. Esquemas de comunicación Al hablar de las comunicaciones también es necesario tener en cuenta el sentido de las mismas en este caso podemos mencionar las siguientes: Modo Simplex Es un modo unidireccional de flujo de datos, es decir un camino de 1 sola vía.
- 39. Esquemas de comunicación Modo Half Duplex La transmisión es bidireccional pero no al mismo tiempo, es decir en tiempo t1 puede transmitir y en un tiempo t2 puede recibir datos.(Donde t1 y t2 son diferentes instantes de tiempo).Ej: Walkie Talkie
- 40. Esquemas de comunicación Modo Full Duplex Es un modo de transmisión bidireccional el cual si permite la transmisión y recepción de datos al mismo tiempo. Ej: Celular, Teléfono.
- 41. Esquemas de comunicación Otro aspecto importante de los esquemas de comunicación es como están agrupados los equipos, a esto se lo conoce como RED. Las redes tienen puntos claves que hay que tener en cuenta al momento de diseñarlas, los cuales son: Desempeño Esto puede ser medido de diferentes formas, pero 2 aspectos importante que podemos medir son: tiempo de respuesta (Tiempo entre una consulta y la respuesta de la misma) y Tiempo de tránsito (Tiempo que se demora en transitar la información entre 2 dispositivos).
- 42. Esquemas de comunicación Confiabilidad Se lo puede medir como la cantidad de veces que un sistema ha fallado, el tiempo que se demora un enlace en recuperarse de un fallo y la robustez del sistema a una catástrofe. Seguridad Proteger la integridad de los datos y el acceso no autorizado de los mismos.
- 43. Esquemas de comunicación Ahora que colocamos algunos puntos importantes acerca de las redes necesitamos definir algunos atributos. Tipos de Conexión Las conexiones dentro de una red pueden ser de 2 tipos: Punto a Punto Es decir una conexión entre 2 dispositivos únicamente.
- 44. Esquemas de comunicación Punto a Multipunto Es la conexión entre más de 2 dispositivos a través de un mismo medio.
- 45. Esquemas de comunicación Topología Física Es la forma de cómo están conectados los equipos, existen diferentes tipos de topologías pero las más conocidas son: Mesh (Malla) Los dispositivos están conectados todos contra todos. Una red “full mesh” tiene n(n-1)/2 enlaces, donde n es la cantidad de nodos o dispositivos que están conectados.
- 46. Esquemas de comunicación Star (Estrella) Todos los dispositivos están conectados a un elemento concentrador central (Hub), es decir cada elemento tiene una conexión punto a punto con el concentrador central.
- 47. Esquemas de comunicación Bus Es una topología multipunto la cual todos los dispositivos están conectados a un cable central, es cable hace las veces de backbone y permite la conexiones de los dispositivos entre sí.
- 48. Esquemas de comunicación Ring (Anillo) Todos los dispositivos se encuentran conectados con enlaces punto a punto con sus vecinos cerrando un circuito o anillo, Las señales van en un solo sentido y algunas veces tienen que pasar varios deispositivos para llegar a su destino.
- 49. Esquemas de comunicación Categoría de las Redes Dependiendo de la cantidad de equipos, a que empresa pertenece, la distancia física que cubre y la arquitectura física que posea una red de datos puede ser categorizada de la siguiente manera: LAN (Local Area Network) Usualmente son redes que pertenecen a una empresa o un dueño en específico, este puede conectar dispositivos en una pequeña oficina, edificio o un campus. Estas son diseñadas para permitir que los recursos sean compartidos entre los empleados y las estaciones de trabajo.
- 51. Esquemas de comunicación MAN (Metropolitan Area Network) Estas redes son diseñadas para cubrir toda una ciudad, puede una red de una empresa de servicios de telecomunicaciones o puede ser la unión de muchas LAN que comparte recursos entre sí. Ej: Conexión entre una oficina central de un banco y una sucursal dentro de una mísma ciudad.
- 52. Esquemas de comunicación WAN (Wide Area Network) Este tipo de redes provee comunicació de datos a grandes distancias, en conrtastes con las LAN las WAN pueden usar equipos públicos, prestados o privados, usaulamente una combinación de ellos permiten traspasar distancias muy grandes.
- 53. Esquemas de comunicación Internetwork Cuando 2 o más redes se unen forman un Internetwork o Internet. Internet es una gran red de datos, que actualmente afecta a todas las personas en muchos aspectos de la vida cotidiana.
- 54. Esquemas de comunicación Una red es un grupo de dispositivos conectados coom computadoras, impresoras, etc. que se comunican entre sí. Una internet es 2 o más redes que pueden comunicarse entre sí, la más representativas de las redes de tipo internet es la llamada Internet, que no es nada más que la unión miles de redes interconecatdas que permiten la comunicación de millones de personas. Esta gran red comenzó como un proyecto para comunicar dispositivos que por lo general trabajaban solos (standalone), a mediados de los 60’s un proyecto del DOD (Deparment of Defense) estaba interesado en comunicar estos equipos entre sí por lo que se le designó este trabajo al grupo ARPA (Advanced Research Projects Agency).
- 55. Esquemas de comunicación En 1967 se generó los primeros pasos para crear ARPANET una red pequeña de computadoras conectadas entre sí. Más tarde a mediados de los 70’s se crearon nuevas necesidades y también nuevas ideas para poder mejorar el funcionamiento de la misma, de ahí nació la idea de crear protocolos como TCP (Transmission Control Protocol) e IP (Internetworking Protocol), que más adelante se convertirían en pilares importantes del Internet de hoy.
- 56. Esquemas de comunicación Actualmente Internet es una red gigantesca que trasnporta información hacia casi todos los rincones del planeta, pero dentro de esta gran red se pueden ver empresas las cuales tienen como función principal el proporcionar los servicios de internet a los clientes, esas empresas reciben el nombre de ISP (Internet Service Provider), las mismas se conectan entre sí con enlaces que reciben el nombre de peering. Estos dependiendo de qué area geográfica pueden ser clasificados como: International Service Providers Están en la cima de la jerarquía, son los proveedores de servicios internacionales que conectan naciones entre sí.
- 57. Esquemas de comunicación National Services Providers Son redes de backbone creadas y mantenidas por empresas especializadas. Para proveer conectividad entre los usuarios y estos enlaces proveidos por estas empresas se nesecitan estaciones complejas de conmutación, estas son llamadas NAP (Network access points), ademas estos NSP pueden estar conectados entre sí con enlaces directos (peerings points).
- 59. Esquemas de comunicación Regional Services Providers O también conocidos como ISP regionales son ISP más pequeños que están conectados a 1 o más NSP. Local Internet Service Providers Proveen directamente el servicio a los usuarios finales, puede estar conectado a un ISP regional o a un NSP directamente, la mayoría de los usuarios se conecta a un ISP Local, estos pueden ser personas, instituciones, corporaciones,etc.. Este concepto también se puede aplicar a una empresa que ofrece servicios de internet a sus propios empleados.