Redes, principios basicos

src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js">

Historia de las Redes

Después de la aparición de las primeras PC´s se inició una carrera tecnológica sin precedente en el área de la electrónica digital aplicada a computo, aparece la arquitectura XT que es una arquitectura de 8 bits, para la cual IBM ya había definido estándares que posteriormente haría públicos, permitiendo así el nacimiento de empresas dedicadas a la fabricación de PC´s y dispositivos periféricos compatibles.

src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js">

La arquitectura XT se basa inicialmente en el microprocesador Intel 8088 y posteriormente en el 8086. Así también los desarrolladores de software empiezan a incursionar en el nuevo mercado construyendo aplicaciones que funcionen sobre el nuevo sistema operativo que se convertiría en un estándar: MSDOS.

La creciente demanda del nuevo mercado y su rápida penetración llevan a Intel a desarrollar un nuevo procesador el 80286 que introduce una frecuencia de operación mas alta.

Como MSDOS no puede aprovechar las características avanzadas del 80286 es necesario crear una nueva forma de interactuar con la nueva arquitectura sin perder compatibilidad con todas las aplicaciones anteriores diseñadas para MSDOS.

Por lo que aparece en el mercado Microsoft el cual desarrolla Windows, un ambiente operativo que permite la interacción gráfica con el usuario, es compatible con las aplicaciones anteriores que corren bajo MSDOS y abre la puerta a nuevos desarrollos de software.

Se lanza al mercado el nuevo procesador 80386 cuya característica principal es su capacidad de proceso a 32 bits, lo cual rebasa todos los limites imaginables en aquel entonces al anexar un co-procesador matemático en el mismo Chip. Esto abrió la posibilidad de que empresas como SCO tomaran muy en serio la posibilidad de desarrollar un sistema UNIX para plataforma Intel.

Sobre el 386 se opta por integrar el 386 con su co-procesador matemático y una pequeña cantidad de “memoria intermedia de acceso rápido” denominada Memoria Cache, en un solo chip, al que se le llamo 80486. Los costos también eran importantes, así que posteriormente se lanzo al mercado el 486SX el cual es idéntico al 486 natural con la diferencia de que el co-procesador matemático esta deshabilitado y tenia un precio mas bajo.

Es en esta época que en México empieza a oírse hablar de la INTERNET y sus aplicaciones como el navegador Netscape e Internet Explorer. Intel desarrolla el procesador catalogado como 80586, comercialmente conocido y registrado como Intel Pentium.

Previo a la desaparición de MSDOS, Microsoft anuncia el lanzamiento mundial de Windows 95, el nuevo sistema operativo es ya de 32 bits, además de que aprovecha las capacidades de los procesadores y presenta una mejora con respecto a sus antecesores, permite compatibilidad hacia atrás, aunque las primeras versiones contienen errores, el sistema se torno estable después de un par de versiones de prueba, Las versiones de Windows 98 y 2000 ofrecen entre otras cosas una interfaz gráfica orientada a ofrecer servicios del sistema operativo y red a través de un sistema de navegación tipo internet.

La guerra de los procesadores continua, hasta la fecha, el Pentium PRO, Pentium II y Pentium III así como el Intel Celeron y el Pentium MMX son adecuaciones de mejora continua con el fin de abandonar la compatibilidad hacia las viejas bases del computo personal y adecuarse a las nuevas tendencias tecnológicas y necesidades de proceso en gran

Se prevé que esta evolución será constante y de transiciones aun más rápidas durante el siglo XXI, aunque la pesada piedra de la compatibilidad con MSDOS y el modo real del 8088 aun sigue latente hasta nuestros días.

Modelo de Referencia  ISO / OSI

Modelo OSI

En 1979, ISO definió su Modelo de Arquitectura de Red OSI (Open Systems Interconnection: Interconexión de Sistemas Abiertos). Este modelo fue adoptado en 1980 por la CCITT en su recomendación X.200 La comunicación entre datos comprende 2 aspectos principales:

  • El Transporte: Involucra todas las funciones relacionadas con la transferencia de datos entre dos usuarios finales.
  • La Manipulación de Datos: Los datos deben ser liberados en una forma inteligible. En algunos casos los datos deben ser convertidos.

Estos aspectos se dividieron en sub-funciones denominadas capas.

Las 7 capas del Modelo OSI

El modelo OSI comprende 7 funciones, representadas por 7 capas o niveles en la arquitectura de la red (ver figura 1-1)

Anexo 1

En la parte inferior se encuentra el enlace físico entre ambos usuarios y en la parte superior se encuentran los usuarios finales con sus peticiones de comunicación de datos y sus datos.

  • Cada capa cumple una función específica y para la ejecución de sus funciones asume que las capas inferiores o superiores, según sea el flujo de la información, han realizado su función correctamente.

TCP/IP Historia

Es un conjunto de protocolos diseñado para la comunicación entre computadoras de tal modo para que estas compartan recursos en un ambiente de red.  También se le conocen con el nombre de Suite de Protocolos TCP/IP.

TCP/IP surge como la solución de integración para múltiples plataformas dentro del proyecto ARPANET (red creada como apoyo a investigación para proyectos militares avanzados).

En 1970 se lograron enlazar entre sí 4 universidades: Stanford, UCLA, UCSB y la Universidad de Utah.

Posteriormente en 1973 la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada para la Defensa (DARPA) en EUA inicia un proyecto en forma, que pretendió encontrar tecnologías que permitieran la transmisión de paquetes de datos entre redes que usarán diferentes tecnologías y protocolos, este proyecto buscaba la interconexión de redes de datos. Tal proyecto tuvo como frutos un conjunto de protocolos de comunicación y servicios conocidos como TCP/IP, de tal manera que estos funcionan como un estándar de comunicaciones en lo que ahora conocemos como la Internet (La Red de Redes).

 ¿Qué es TCP/IP?

En  1973, la DARPA inició un programa de investigación de tecnologías de comunicación entre redes de diferentes características. El proyecto se basaba en la transmisión de paquetes de información, y tenia por objetivo la interconexión de redes. De este proyecto surgieron dos redes: Una de investigación, ARPANET, y una de uso exclusivamente militar, MILNET. Para comunicar las redes, se desarrollaron varios protocolos: El protocolo de Internet y los protocolos de control de transmisión. Posteriormente estos protocolos se englobaron en el conjunto de protocolos TCP/IP.

En 1980, se incluyo en el UNIX 4.2 de BERKELEY, y fue el protocolo militar standard en 1983. Con el nacimiento en 1983 de INTERNET, este protocolo se popularizo bastante, y su destino va unido al de Internet. ARPANET dejo de funcionar oficialmente en 1990.

Dichos protocolos a su vez agrupan a docenas de protocolos, que implementan funciones a todos los niveles de las capas OSI excepto el físico (ver figura 1-2).

 

Anexo 2

figura 1-2

Características de TCP/IP

 Algunos de los motivos de su popularidad son:

  • Independencia del fabricante.
  • Soporta múltiples tecnologías.
  • Es Ruteable.
  • Puede funcionar en máquinas de cualquier tamaño.
  • Estándar de EEUU desde 1983.
  • Otorga acceso a Internet.
  • La arquitectura de un sistema en TCP/IP tiene una serie de metas:
  • La independencia de la tecnología usada en la conexión a bajo nivel y la arquitectura de la computadora.
  • Conectividad Universal a través de la red.
  • Reconocimientos de extremo a extremo.

El modelo básico en Internet es el modelo Cliente/Servidor. El Cliente es un programa que le solicita a otro que le preste un servicio. El Servidor es el programa que proporciona este servicio.

La arquitectura de Internet esta basada en capas.

Esto hace más fácil implementar nuevos protocolos.

El conjunto de protocolos TCP/IP, al estar integrado plenamente en Internet, también dispone de este tipo de arquitectura. El modelo de capas de TCP/IP es algo diferente al propuesto por ISO (International Standard Organization) para la interconexión de sistemas abiertos (OSI)..

Modelo OSI

El modelo OSI no es un protocolo de comunicaciones. El modelo OSI proporciona el marco conceptual que debe observar todo protocolo para poder lograr la comunicación entre dos equipos. Hablando de comunicaciones un protocolo es un conjunto de reglas y convenciones que define el modo en que las computadoras, dispositivos y sistemas intercambian información por medio de una transmisión de red.

En 1978, la Organización Internacional de Estándares (ISO) publicó un conjunto de especificaciones que describían una arquitectura de red para conectar dispositivos diferentes. En 1984 se revisó nuevamente y le llamó Modelo de referencia para interconexión de sistemas abiertos. Actualmente cualquier fabricante de dispositivos de red basa la fabricación de sus productos en el modelo de referencia OSI.

OSI es un modelo conceptual dividido en siete capas, cada una de ellas con funciones de red particulares.

Las capas del modelo son las siguientes:

  • Capa de Aplicación.
  • Capa de Presentación.
  • Capa de Sesión.
  • Capa de Transporte.
  • Capa de Red.
  • Capa de Enlace de datos.

Conectividad con Ambientes Heterogéneos

Para entender el funcionamiento de los protocolos TCP/IP debe tenerse en cuenta la arquitectura que ellos proponen para comunicar redes. Tal arquitectura ve como iguales a todas las redes a conectarse, sin tomar en cuenta el tamaño de ellas, ya sean locales o de cobertura amplia.

Define que todas las redes que intercambiarán información deben estar conectadas a una misma computadora o equipo de procesamiento (dotados con dispositivos de comunicación); a tales computadoras se les denomina compuertas, pudiendo recibir otros nombres como ruteadores o puentes.

Para que en una red dos computadoras puedan comunicarse entre sí ellas deben estar identificadas con precisión Este identificador puede estar definido en niveles bajos (identificador físico) o en niveles altos (identificador lógico) dependiendo del protocolo utilizado. TCP/IP utiliza un identificador denominado dirección Internet o Dirección IP, cuya longitud es de 32 bits. La Dirección IP identifica tanto a la red a la que pertenece una computadora como a ella misma dentro de dicha red.

Gracias a las características del TCP/IP de seguridad, confiabilidad, rentabilidad, ruteabilidad y su acceso a Internet, se dice que el TCP/IP es multiplataformas y trabaja en ambientes heterogéneos (ver figura 1-3).

Anexo 3

figura 1-3

Relación Entre TCP/IP Y El Modelo OSI

TCP/IP no considera oficialmente el nivel físico como  componente específico de su arquitectura y tiende a agrupar el nivel físico con el nivel de red. Los protocolos que operan en los niveles más bajos con referencia al modelo OSI son:

  • ARP (Address Resolution Protocol): Se encarga de convertir las direcciones IP en direcciones de Red física que puedan ser utilizadas por los manejadores, esto a través de tablas de direcciones ARP.
  • RARP (Reverse Address Resolution Protocol): Se utiliza al momento de la inicialización de las computadoras para que estas, enviando un mensaje con su dirección de red física obtengan de un servidor RARP su dirección IP correspondiente.

TCP/IP no especifica ningún tipo de protocolo o función en la capa de enlace de datos.

Redes de Computadoras de Área Local (LAN)

Las Redes de Área Local, generalmente llamadas LAN (Local Area Network), son redes de propiedad privada dentro de un solo edificio.

Se usan ampliamente para conectar computadoras personales PC´s y estaciones de trabajo en oficinas de compañías y fábricas con el objeto de compartir recursos (por ejemplo: impresoras, capacidad de almacenamiento, dispositivos de comunicaciones) e intercambiar información entre usuarios. Las LAN se distinguen de otro tipo de redes por tres características:

1) Su infraestructura

2) Su direccionamiento

3) Su topología

Las LAN están restringidas por la infraestructura, lo cual significa que sus tiempos de retransmisión están limitados y son conocidos y por lo tanto pueden ser controlados en base a diseños adecuados de la red.

Las LAN a menudo usan una tecnología de transmisión que consiste en un cable sencillo, compartido al cual están conectadas todas las máquinas, con sistemas de difusión (Broadcasting).

Las LAN tradicionales operan a velocidades que van de los 10 a los 100 Mbps (Mega Bits por Segundo) y actualmente nuevas LAN ya se están implementando a velocidades del orden de los Gbps (Giga Bits por Segundo).

Algunos de los dispositivos que utilizan las redes de área local para conectarse son:   (ver figura 1-4).

Anexo 4

figura 1-4

FormFormando así diferentes Tecnologías como se muestra (ver figura 1-5 1-5).

Anexo 5

Redes de Área Amplia (WAN)

Una red de Área Amplia o WAN (Wide Area Network), se extiende sobre un área geográfica extensa, a veces un país o un continente, contiene una colección de máquinas dedicadas a ejecutar programas de aplicación de usuario.

Las Hosts están conectadas por una Subred de Comunicación o simplemente Subred. El trabajo de la Subred es conducir mensajes de una Host a otra. La separación entre los aspectos exclusivamente de comunicación de la red (la Subred) y los aspectos de las aplicaciones (las Hosts) simplifican enormemente el diseño total de la red.

En muchas redes de área amplia, la subred tiene dos componentes distintos: las líneas de transmisión y los Elementos de Conmutación

 

  • Las Líneas de Transmisión, también llamadas: circuitos, canales o troncales, mueven bits de un nodo a otro.

Los Elementos de Conmutación son dispositivos especializados que conectan dos o más líneas de transmisión. Cuando los datos llegan por una línea de entrada, este elemento debe escoger una línea de salida para reenviarlos. Estas máquinas se pueden denominar: nodos conmutadores de paquetes, sistemas intermedios, centrales de conmutación de datos y Enrutadores (Router´s). (ver figura 1-6).

Anexo 6

Conexión de diferentes LAN´s para formar una WAN (ver figura 1-7).

Anexo 7

figura 1-7

src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js">