Redes de Computadoras - REC0
Redes de Computadoras
Docente: Ing. Wilfredo Alemán, MBS.
Correo y Teams: jaleman@ufg.edu.sv
Redes de Computadoras - REC0
Clase 2
Redes LAN, WAN e Internet
Docente: Ing. Wilfredo Alemán, MBS.
jaleman@ufg.edu.sv
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Objetivo de la clase
Que el estudiante
comprenda las
generalidades de las Redes
de Computadoras, su
definición, clasificación,
topologías, los dispositivos
y componentes básicos de
una red.
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Definición de Redes
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Definición de Red de Computadoras
Una red de computadoras es un conjunto de equipos informáticos y
software conectados entre sí por medio de dispositivos físicos que
envían y reciben impulsos eléctricos, ondas electromagnéticas o
cualquier otro medio para el transporte de datos, con la finalidad de
compartir información, recursos y ofrecer servicios.
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Propiedades de las Redes de Computadoras
•
Confiable: estar disponible cuando se le requiera, poseer velocidad
de respuesta adecuada.
•
Confidencial: proteger la integridad de los datos para que sólo
puedan interpretarlas los legítimos destinatarios
•
Íntegra: mantener la estructura y orden del mensaje y los datos al
viajar por el medio
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Definición de Red de Computadoras
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https://www.youtube.com/watch?v=mhUzhdkywoM
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Componentes de las Redes de Computadoras
• Software de aplicaciones
• Software de red
• Hardware de red
• Dispositivos de usuario final (hosts)
• Dispositivos de red
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https://www.thethingsnetwork.org/
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Aplicaciones a considerar
Redes
Vehiculares
Contenido
Digital
Redes Móviles
de datos
(cellular,
HetNet)
Servicios de
Nube
Redes de
Emergencia
Internet-of-Things
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Redes de Computadoras - REC0
El problema
Creciente número de
aplicaciones
• Una red global siempre
conectada
• Tecnologías de escala
• La necesidad de
infraestructuras robustas
•
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Escalabilidad
Horizontal ►
◄ Vertical
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Aplicaciones a considerar
Entrada (input) de la red
- Tráfico y tasa del flujo de datos (ratio)
- Patrones de tráfico (pausado o constante)
- Objetivo (target) multipunto, un solo destino, móvil o fijo
Servicios de red para las aplicaciones
- Sensible al retraso
- Sensible a la pérdida de paquetes
- Movilidad, ubicación, multicast, etc.
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Aplicaciones Multimedia y de Video
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Internet of Things IoT
Enorme cantidad de dispositivos (~100B+), bajo consumo energético, datos
fraccionados (bursty data)...
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El uso de cableado eléctrico para montar
repetidores
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Data Centers, Cloud,
HPC(High Performance Computing)
Enorme volumen de tráfico, sensible a latencia (suma de los retrasos en
la red)
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Reliable File Transfer
(Transferencia de archivos fiable)
Sensible a pérdidas de paquetes
● Sensible al retraso relativo a los envíos ida y vuelta (round trips)
● Punto a punto o Multipunto
● En ráfagas (bursty)
●
Por ejemplo FTP (File Transfer Protocol) no puede tolerar pérdida,
puede tolerar un poco de retraso y es en ráfagas, tamaños de paquetes
largos.
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Pérdida de paquetes
Active Queue
Management
http://ithare.com/packet-loss-for-an-app-level-developer-part-i-router-failures-bgp-convergence-time-aqm-traffic-shapers/
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Acceso Remoto (Remote Login)
●
Sensible a pérdida
●
Sensible al retraso
•
Sujeto a problemas de interacción
•
Puede tolerar retraso de cientos
de milisegundos
●
En ráfagas (bursty)
●
Punto a punto
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Audio sobre la Red, Voz sobre IP (VoIP)
●
Relativamente bajo ancho de banda
•
Muestras digitalizadas, en paquetes
•
UDP(User Datagram Protocol), no require ACK
●
Muy sensible al retraso
●
Tolerante a pérdida de paquetes
●
Posible multipunto, sesiones de larga duración
•
Límite natural de envíos simultáneos (uno habla a la vez)
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Video sobre la Red, Voz sobre IP (VoIP)
Demanda gran ancho de banda
● Métodos de compresión de video, en
ráfagas
● Tolerancia a pérdida de paquetes como
función de la compresión
● Tolerancia a retraso como función de
interactividad
● Multipunto
● Mayor número de fuentes
●
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Tipos de tráfico
Niveles de prioridad por aplicaciones
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Tipos de tráfico en redes convergentes
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Sitios web
●
Tráfico a modo de transacciones
•
•
Peticiones cortas
Respuestas largas
Tolerante a pérdida de paquetes
● Sensible al retraso
●
•
•
●
Interacción humana
Umbral de tolerancia a tiempo de
carga de un sitio web (La regla de los
15 segundos)
Punto a punto (multipunto
asíncrono).
https://www.crazyegg.com/blog/why-users-leave-a-website/
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Estructura de la Red
Regional
Networks, ISP
Routers,
Switches
Local/Access
Networks
National / Global
Networks, Backbones
Servers,
Data Centers
Nodes,
Hosts, CPE (Customerpremises equipment)
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Redes de Computadoras - REC0
Tipos de Redes
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REDES DE ÁREA LOCAL (LAN)
Local Area Network
Una red LAN es un medio compartido, al que se conectan todas las
computadoras y las impresoras, junto con una serie de reglas que rigen
el acceso a dicho medio.
La LAN más difundida, Ethernet, utiliza un mecanismo conocido como
CSMA/CD (Carrier-sense multiple access with collision detection).
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REDES DE ÁREA METROPOLITANA (MAN)
Metropolitan Area Network
Puede ser pública o privada.
Un ejemplo de MAN privada sería un gran departamento o
administración con edificios distribuidos por la ciudad, transportando
todo el tráfico de voz y datos entre edificios por medio de su propia
MAN y encaminando la información externa por medio de los
operadores públicos.
CAN: Campus Area Network, Red de Área Campus
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REDES DE ÁREA AMPLIA (WAN)
Wide Area Network
En ocasiones se construyen redes WAN especialmente para alguna
empresa que tiene oficinas en varias partes del país o continente.
El ejemplo más claro de una red WAN es el Internet al que todos nos
conectamos.
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REDES DE ÁREA AMPLIA (WAN)
Wide Area Network
Casi todos los operadores de redes ofrecen servicios para interconectar
redes de computadoras, como frame relay y SMDS-Synchronous
Multimegabit Data Service, MPLS, etc. Adecuados para la
interconexión de las LAN.
Estos servicios de datos a alta velocidad se suelen denominar
conexiones de banda ancha.
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REDES INALÁMBRICAS DE ÁREA LOCAL (WLAN)
Wireless Local Area Network
Están delimitadas por la distancia de propagación del medio y de la
tecnología empleada, en interiores hasta 100 metros y en exteriores
varios kilómetros.
Las WLAN utilizan tecnologías tales como IEEE 802.11a,b,g, etc., para
conectividad a través de espectro disperso (2.4 GHz, 5 GHz).
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REDES PERSONALES DE ÁREA LOCAL (WPAN)
Personal Local Area Network
Están delimitadas en distancia aún más que las WLANs, desde los 30
metros hasta los 100 metros bajo condiciones óptimas en interiores.
Las WPAN utilizan tecnologías tales como IEEE 802.15, Bluetooth,
HomeRF, 802.11b, ZigBee, etc. para conectividad a través de espectro
disperso o con infrarrojo.
Populares de nuevo gracias a los wearables.
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REDES PERSONALES DE ÁREA LOCAL (WPAN)
Personal Local Area Network
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Según su arquitectura y método de
transferencia
Redes conmutadas
- Redes por conmutación de paquetes
- Redes por conmutación de circuitos
- Redes de difusión
- Intranet y Extranet
- Redes Privadas Virtuales (VPN)
- Redes de Área de Almacenamiento
(SAN)
-
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Elementos de una LAN
Servidor (server): contiene el sistema
operativo de la red y provee algún
servicio a los usuarios de la red.
Nodo, host, o estación de trabajo
(worsktation): cualquier
computadora o dispositivo
conectado a la red. Se llama cliente si
utiliza algún servicio provisto por el
servidor
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Redes de Computadoras - REC0
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Redes de Computadoras - REC0
Redes peer - to - peer
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Peer to peer networks
Peer-to-peer (P2P) es un modelo de comunicaciones descentralizado en
el que cada parte tiene las mismas capacidades y cualquiera de las
partes puede iniciar una sesión de comunicación.
A diferencia del modelo cliente / servidor, en el que el cliente realiza
una solicitud de servicio y el servidor cumple la solicitud, el modelo de
red P2P permite que cada nodo funcione como cliente y servidor.
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Peer to peer networks
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Peer to peer networks
Las ventajas del modelo de comunicaciones se hicieron obvias para el
público general a finales de la década de 1990, cuando aparecieron las
aplicaciones P2P para compartir música como Napster, Kazaa, Ares.
Napster y sus sucesores, como Gnutella y, más recientemente,
BitTorrent, redujeron las ganancias de la industria del entretenimiento.
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Peer to peer networks
Se desaconseja el uso de ciertas aplicaciones P2P. Además de
inmovilizar el ancho de banda y posiblemente exponer legalmente a la
organización del administrador, las aplicaciones P2P pueden usarse
para eludir los firewalls y distribuir malware.
Las redes a menudo se configuran para evitar las "conversaciones
paralelas" de igual a igual entre las computadoras.
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Elementos de una LAN
Protocolos de comunicación: conjunto de normas que regulan la
transmisión de datos en un red.
Tarjeta de interface de red: elemento de hardware que proporciona
conectividad a una terminal, host, o dispositivo. Emplea los protocolos
de comunicación.
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Tarjeta de Red
Una tarjeta de red o adaptador de red es un periférico que permite
compartir recursos entre dos o más computadoras.
A las tarjetas de red también se les llama NIC (por Network Interface
Card; en español "tarjeta de interfaz de red").
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Tarjeta de Red
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Redes de Computadoras - REC0
Tarjeta de Red
Hay diversos tipos de adaptadores en función
del tipo de cableado o arquitectura que se
utilice en la red (coaxial fino, coaxial grueso,
Token Ring, etc.)
Actualmente el más común es del tipo
Ethernet utilizando una interfaz o conector
RJ-45 y los de fibra óptica (conectores ST, SC,
FC, FDDI, LC y MTRJ) e inalámbrica.
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Tarjeta de Red
Aunque el término tarjeta de red se suele asociar a una tarjeta de
expansión insertada en una ranura interna de una computadora, se
suele utilizar para referirse también a dispositivos integrados (del inglés
embedded) en la placa madre del equipo.
El trabajo del adaptador de red es el de convertir las señales eléctricas
que viajan por el cable (ej: red Ethernet) o las ondas de radio (ej:
redWi-Fi) en una señal que pueda interpretar la computadora.
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Tipos de Tarjetas de Red
Si se quiere conectar en la oficina y no se va a mover o su trabajo es en
un módulo en donde no necesite desplazamiento entonces debería
elegir una tarjeta estándar.
Si su trabajo es estar en varios sitios y necesita conexión permanente
con la red de la empresa o institución entonces necesita una laptop y
una red inalámbrica.
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Tipos de Tarjetas de Red
Si tiene un medio físico que le ofrece velocidades muy altas entonces
debería de optar por una NIC que soporte estas velocidades más altas
como 10/100 Mbps o 1/10 Gbps y así aprovechar el rendimiento de la
red.
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Elementos de conectividad
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Hub (desfasado o fuera de uso)
Un HUB (concentrador) es un
dispositivo que simplemente repite
datos que recibe en una interfaz a
todas sus otras interfaces.
Por lo tanto, si un paquete de datos
llega a la interfaz 1 de un
concentrador de 8 puertos, el
concentrador copiará ciegamente los
datos de las interfaces 2 a 8.
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https://media.giphy.com/media/Ok0tS4l74S2t2/giphy.gif
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Hub
Sólo una computadora puede hablar a
la vez (Half - duplex).
Si dos computadoras transmitían al
mismo tiempo, se generan colisiones,
cada equipo tendría que intentarlo de
nuevo después de un tiempo, no era
práctico para grandes números de
equipos.
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Switch
Transmite el tráfico de un puerto a
otro puerto o puertos que necesita,
en lugar de a todos sus puertos.
En la parte frontal del Switch suele
haber 24 a 48 puertos Ethernet (en
sus variantes) y puertos especiales
adicionales que se pueden configurar
para utilizar cobre, fibra o conexiones
en serie.
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Redes de Computadoras - REC0
Switch
Es capaz de decidir de manera inteligente a qué puertos desviar
paquetes porque escucha los paquetes que recibe en cada puerto y
anota la dirección de origen en el paquete.
Al saber en qué puerto se encuentra cada dirección MAC, puede enviar
paquetes que recibe una interfaz en lugar de todas sus interfaces.
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Funcionamiento de un Switch
1. Un dispositivo envía
una trama a otro
2. Se actualiza la tabla
de búsqueda con la
MAC origen + puerto
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Redes de Computadoras - REC0
Funcionamiento de un Switch
3. El Switch valida que
la MAC destino está
en su tabla de
búsqueda y tiene un
puerto asociado, si
encuentra el destino
solicitará su MAC a los
dispositivos
conectados
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Redes de Computadoras - REC0
Funcionamiento de un Switch
4. El Switch actualiza
la tabla de búsqueda
con las MAC de sus
otros puertos, ahora
puede enviar la
trama únicamente a
la MAC + puerto
destino, se filtra la
información
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Funcionamiento de un Switch
Resolution Protocol
5. Un Switch puede
transmitir tramas
dirigidas a todos en
la red, esto se
conoce como
flooding y es
necesario para
protocolos como
ARP.
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Router
El Router (enrutador) funciona como un semáforo entre redes que
permite el flujo de datos entre ellos. Sin routers no habría Internet.
Los routers normalmente tienen menos puertos físicos que los
Switches.
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Router
Se utilizan para conectar diferentes tipos de redes, por lo que necesitan
el tipo adecuado de interfaces para las distintas redes a las que se
conectarán.
Generalmente tienen "blades" o módulos que puedes poner en ellos
para introducir diferentes tipos de puertos incluyendo Ethernet, Fibra,
ISDN, Serial, módem, etc.
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Router
Funciona examinando las direcciones IP, dividiéndolas en sus partes
(usando una máscara de subred), y luego basándose en esa
información decide si debe reenviar el paquete a una de sus interfaces
a otro enrutador, al ordenador de destino de paquetes o si debe
desechar el paquete (drop).
Cada vez que el paquete se entrega a otro enrutador que se llama un
"salto" (hop).
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Firewall
Dispositivo de seguridad diseñado
para filtrar el tráfico que entra o sale
de la red. Los firewalls actuales son
dispositivos de "capa 4", lo que
significa que pueden tomar
decisiones basadas en puertos TCP y
UDP además de direcciones IP. Puede
bloquear puertos de red específicos,
se utilizan para evitar ataques
entrantes.
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Firewall
Los Firewall necesitan solo unos cuantos puertos ya que no conecta
muchos equipos cliente a ellos, sino que agrega el tráfico juntos y luego
lo envía a través del cortafuegos.
Algunos firewalls modernos se llaman de capa 7 pues buscan
profundizar en los paquetes de red e intentar averiguar lo que hay
dentro del paquete independientemente del puerto de red en el que se
encuentre.
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Ejemplo de uso de un Firewall
Permitir el tráfico https a su servidor web desde Internet, pero denegar
todo el tráfico diferente a https.
De esta forma, impide que personas no autorizadas intenten establecer
una conexión de SSH o de escritorio remoto con su servidor web, pero
aún así permiten que el mundo tenga acceso al contenido web que
desea alojar en ese servidor.
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Topología
Demilitarized Zone
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Wireless Access Point (AP Inalámbrico)
Conecta equipos cliente a la red utilizando ondas de radio de corto
alcance, utilizando diversos estándares: IEEE 802.11b, 802.11g,
802.11a, 802.11n y 802.11ac; en el rango de frecuencias de 2,4 GHz o 5
GHz y tienen varias capacidades de cifrado y velocidades
de transmisión.
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Control de Acceso al Medio MAC
Media Access Control
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Direcciones Físicas (MAC)
Cada tarjeta de red tiene un número identificativo único de 48 bits, en
hexadecimal llamado MAC (Media Access Control), administrada por el
Institute of Electronic and Electrical Engineers (IEEE).
Los tres primeros octetos del número MAC son conocidos como OUI
(Organizationally Unique Identifier) e identifican a proveedores
específicos y son designados por la IEEE.
Utilidad: https://www.wireshark.org/tools/oui-lookup.html
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Direcciones Físicas (MAC)
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Redes de Computadoras - REC0
Direcciones Físicas (MAC)
La dirección MAC se encuentra en el chip NIC, es un chip ROM que solo
permite una única escritura por eso no se puede (debe) modificar la
dirección de la NIC.
Pero existe el MAC Spoofing o suplantación de MAC, consiste
básicamente en sustituir la dirección MAC origen de un paquete TCP/IP
por otra dirección MAC a la cual se desea suplantar.
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Direcciones Físicas (MAC)
Esto se consigue generalmente gracias a programas destinados a ello
(Ej. MAC Spoofing 5.1 y Technitium MAC Address Changer) y puede ser
usado para cualquier protocolo dentro de TCP/IP como ICMP, UDP o
TCP. Hay que tener en cuenta que las respuestas del host que reciba los
paquetes alterados irán dirigidas a la MAC falsificada.
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Redes de Computadoras - REC0
Direcciones Físicas (MAC)
Por ejemplo si enviamos un ping (paquete icmp “echo request”)
spoofeado, la respuesta será recibida por el host al que pertenece la
MAC legalmente, con el comando arp –a podemos conocer las MAC
asociadas a nuestra NIC.
Este tipo de spooofing unido al uso de peticiones broadcast a
diferentes redes es usado en un tipo de ataque de flood conocido como
ataque Smurf.
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Redes de Computadoras - REC0
Topologias de Red
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Redes de Computadoras - REC0
Topologias de Red
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Redes de Computadoras - REC0
Topologías Físicas y Lógicas
La topología física se refiere a la distribución de los cables y
dispositivos. (Como un mapa de carreteras)
La topología lógica es el método utilizado para pasar la información
entre los dispositivos que componen la red. La forma en que los
dispositivos se comunican y la dirección del tráfico es controlado por
varios protocolos. Ej.: Ethernet. (Señalización y manejo del tráfico)
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Redes de Computadoras - REC0
Topología de BUS
Bus Topology
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Redes de Computadoras - REC0
Topología de BUS
En este tipo de red, cada computadora y dispositivo de red está
conectado a un único cable. Poco usado en la actualidad, aún utilizado
por los Proveedores de Internet y otros servicios (ISP, Internet Service
Providers)
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Redes de Computadoras - REC0
Propiedades de la Topología de BUS
-
Transmite datos en una sola
dirección
-
Cada dispositivo está
conectado a un único cable
-
Todos los nodos están
conectados a un backbone
donde se transmiten los datos.
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Redes de Computadoras - REC0
Ventajas de la Topología de BUS
Económicamente conveniente
(Cost effective)
- Requiere menor cantidad de
cable
- Práctica para redes pequeñas
- Fácil de entender
- Fácil de ampliar por medio de
juntar dos cables
-
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Redes de Computadoras - REC0
Desventajas de la Topología de BUS
Si un cable falla, toda la red falla
- Si el tráfico de red es grande o hay
más nodos, el desempeño
(performance) de la red disminuye
- La limitante en distancia propia de
los cables
- Más lenta que la topología de
anillo
-
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Redes de Computadoras - REC0
Ejemplo Topología de BUS
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Redes de Computadoras - REC0
Ejemplo Topología de BUS
Nodo 1 transmite información al Nodo 3, pero todos los nodos reciben
una copia.
Debido a la forma en que se transmiten las señales eléctricas, es
necesario colocar un terminador a cada extremo del cable. Dicho
terminador tiene una resistencia eléctrica de 50 Ohmios, equivalente al
cable coaxial.
100
Redes de Computadoras - REC0
Tipo de cable utilizado en redes con
topología de BUS
10Base2 - Thinnet (cable coaxial fino)
Trabajaba a 10 Mbit/s y con tramos de cable de hasta “200 metros”
(185m).
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Redes de Computadoras - REC0
Tipo de cable utilizado en redes
con topología de BUS
10Base5 - Thicknet (cable coaxial grueso)
Trabajaba a 10 Mbit/s y con tramos de cable de hasta 500 metros,
requiere mayor potencia.
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Redes de Computadoras - REC0
Topología de Anillo
Ring Topology
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Redes de Computadoras - REC0
Topología de Anillo
Cada computadora está conectada a otra computadora, y la última se
conecta a la primera, formando un anillo. Usado por ISPs.
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Propiedades de la Topología de Anillo
Uso de repetidores para prevenir la pérdida de datos
- La transmisión es unidireccional, puede hacerse bidireccional si se
añade otro anillo. (Dual Ring Topology)
- Los datos son transmitidos de forma secuencial bit por bit, y la
información transmitida pasa por todos los nodos de la red hasta
alcanzar el nodo destino.
-
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Redes de Computadoras - REC0
Propiedades de la Topología de Anillo
Múltiples redes LAN pueden ser conectadas unas a otras en
topologías de anillo usando cable coaxial grueso (Thicknet) o fibra
óptica.
- El método por que que se transmiten los datos por el anillo es
llamado paso de token o token passing. Token Ring, una
implementación lógica de red de anillo hecha por IBM utiliza este
método.
-
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Redes de Computadoras - REC0
Propiedades de la Topología de Anillo
Un token es una serie especial de bits que contiene información de
control.
- Estar en posesión del token permite a los dispositivos de red
transmitir datos a la red.
- Cada red tiene un solo token y únicamente el dispositivo en
posesión del token puede transmitir.
-
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Topología de Anillo
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Redes de Computadoras - REC0
Ventajas de la Topología de Anillo
-
La red de transmisión no es afectada por el incremento en el tráfico
ni por la adición de nodos ya que solamente los nodos en posesión
de tokens pueden transmitir data.
-
Su instalación y extensión requiere un costo menor comparado a
otras topologías.
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Desventajas de la Topología de Anillo
La identificación y solución de problemas (troubleshooting) es difícil
en topologías de anillo.
- Agregar y quitar computadoras requiere interrumpir o perturbar la
actividad de la red.
- El fallo de una computadora afecta el desempeño de toda la red.
-
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Redes de Computadoras - REC0
Ejemplo de una topología de anillo a gran
escala. Americas Region Caribbean Ring System (ARCOS-1)
https://www.submarinecablemap.com/#/submarine-cable/arcos
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Redes de Computadoras - REC0
A propósito de los cables submarinos
https://www.youtube.com/watch?v=QtGw92sFTWk
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A propósito de los cables submarinos
https://www.youtube.com/watch?v=u1xxZ8r2rRc
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Topología de Estrella
Star Topology
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Topología de Estrella
Una de las más populares, cada computadora está conectada a un
Switch o Hub por medio de un cable.
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Topología de Estrella
El Switch o Hub funciona como nodo central y todos los otros nodos se
conectan por medio de dicho nodo central.
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Propiedades de la Topología de Estrella
Cada nodo tiene una conexión dedicada hacia el nodo central
- El nodo central (en la actualidad más comúnmente un switch y no
tanto un hub) actúa como repetidor del tráfico o flujo de datos
- Puede utilizarse con cables de par trenzado, fibra óptica o cable
coaxial.
-
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Ventajas de la Topología de Estrella
Mejor desempeño
- El nodo central, Switch o Hub puede ser reemplazado fácilmente
- Mayor practicidad para la resolución de problemas
- Facilidad en la configuración y modificación
- Si un nodo falla el resto de nodos no se ve afectado
-
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Desventajas de la Topología de Estrella
Mayores costos de instalación
- Si el nodo central falla, toda la red se ve afectada pues el resto de
nodos dependen de él
- El desempeño de la red depende de las características del nodo
central Switch o Hub
-
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Cable Par Trenzado
Se retuercen entre sí con el fin
de cancelar la interferencia
electromagnética (EMI) de
fuentes externas.
Diversas velocidades incluso
Gbits/s.
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Cable Par Trenzado
Por ejemplo, radiación
electromagnética de cables de par
trenzado sin blindaje (UTP), y
diafonía entre pares vecinos.
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Cable de Fibra Óptica
Mayores distancias y mayores
velocidades.
Su instalación y manipulación es
más especializada.
Existen varios diferentes tipos de
fibra dependiendo del material y
su construcción.
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Cable de Fibra Óptica
También hay diferentes
conectores, y modos de trabajo
(monomodo y multimodo).
Muy popular para
largas distancias e interconectar
centros de datos gracias a su
capacidad y velocidad.
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https://www.electronicdesign.com/what-s-difference-between/what-s-difference-between-epon-and-gpon-optical-fiber-networks
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Topología de Malla
Mesh Topology
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Topología de Malla
Cada computadora está conectada a cada una de las otras
computadoras por medio de un cable separado. Una malla requiere
n(n-1)/2 canales para conectar n dispositivos.
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Técnicas de transmisión en la Topología de
Malla
Routing (enrutamiento): los nodos tiene una ruta lógica definida, por
ejemplo dirigir los paquetes en la distancia más corta (Shortest Path), o
basada en el estado de los enlaces para evitar enlaces rotos.
Flooding (inundación): se transmite la misma información a todos los
nodos, la red es más robusta y es poco probable una pérdida de datos
pero se sobrecarga la red.
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Propiedades de la Topología de Malla
Robusta, gran capacidad de resistencia a fallos
- Puede ser completa (full connected) o parcialmente conectada si no
todos los nodos están conectados entre sí, sino solo algunos
- No es flexible
-
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Ventajas de la Topología de Malla
Cada conexión puede llevar su propia carga de tráfico
- Es robusta y permite la conectividad aunque ocurra un fallo
- Las fallas son diagnosticadas fácilmente
- Cuando utiliza routing provee comunicaciones más privadas y
seguras
- Uso eficiente de la red gracias a la inclusión de algoritmos para
encontrar el camino más corto. (Shortest Path…)
-
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Desventajas de la Topología de Malla
-
Mayor dificultad para la instalación y configuración
-
Incremento en los costos de cableado
-
Requiere un cableado masivo
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Topología de Árbol
Tree Topology
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Topología de Árbol
Posee un nodo raíz y todos los demás nodos están conectados
formando una jerarquía. También llamada Topología Jerárquica
(hierarchical topology).
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Propiedades de la Topología de Árbol
-
Ideal para agrupar estaciones de trabajo
-
Utilizada en WAN (Wide Área Network) o Redes de Largo Alcance.
-
Posee al menos 3 niveles de jerarquía.
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Ejemplo. Active Directory
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Ventajas de la Topología de Árbol
-
Permite extender las redes con topología de bus y estrella
-
Es posible realizar expansiones a partir de los mismos nodos de la
red
-
Facilidad para la administración y el mantenimiento
-
Facilidad para la detección de errores
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Desventajas de la Topología de Árbol
-
Utiliza una cantidad considerable de cables
-
Es más costosa
-
Con la adición de nodos se dificulta el mantenimiento
-
Si el nodo central o raíz falla, toda la red falla.
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Topologías Híbridas
Hybrid Topologies
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Topologías Híbridas
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Wide Area Network
Redes de Área Amplia
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Wide Área Network
Hay dos definiciones de WAN aceptadas, los libros definen WAN como
una red que se extiende en una área geográfica grande y que
usualmente interconecta múltiples LAN.
La definición práctica de WAN es una red que atraviesa una red pública
o de un proveedor comercial usando una o varias tecnologías diseñadas
para WAN.
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Wide Área Network - Ejemplo
Una conexión entre
dos edificios usando
Ethernet generalmente
se considera una LAN
debido a la tecnología
utilizada y no a la
distancia.
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Wide Área Network - Ejemplo
La misma conexión entre edificios, con un T1 o un E1 dedicado en
general se considera WAN.
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Wide Área Network - Ejemplo
La diferencia radica en la tecnología utilizada, existen diferentes
tecnologías WAN que operan en la capa física y de enlace de datos.
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Tipos de conexiones WAN
Generalmente las WAN están agrupadas en tres tipos de tecnologías
de conexión:
Punto a punto
● Conmutación de circuitos
● Conmutación de paquetes
●
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Tecnologías Punto a Punto
Usualmente llamadas líneas dedicadas o arrendadas, son usualmente la
forma más cara de tecnología WAN. Son rentadas a un proveedor de
servicios y proveen un ancho de banda garantizado de una ubicación a
otra.
Su costo está determinado por la distancia y por el ancho de banda
reservado.
Generalmente siempre están activos, y no requieren a “call setup”.
Ejemplos: E1, E3, T1...
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Tecnologías de conmutación de circuitos
Requieren de “call setup” o inicialización de transmisión antes de iniciar
la comunicación. Las sesiones usualmente se dan de baja cuando la
transferencia de datos está completa (circuitos por demanda).
Generalmente ofrecen menor velocidad que los enlaces punto a punto.
Ejemplos: Dial - up, ISDN.
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Tecnologías de conmutación de paquetes
Comparten una infraestructura común entre los suscriptores del
proveedor de servicios. Por lo tanto el ancho de banda no está
garantizado sino que en su lugar se distribuye basado en “el mejor
esfuerzo”. Este tipo de tecnologías proveen un desempeño deficiente
para aplicaciones que requieren un ancho de banda constante, pero
tienen un bajo costo.
Ejemplos: Frame-relay, X.25.
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Términos comunes de WAN
Entre los varios hardware utilizados en Wan está el CPE(Customer
Premise Equipment) que básicamente es cualquier dispositivo que el
cliente tiene dentro de su infraestructura.
Ej: equipo requerido para un T1 o un E1.
/ E1
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Tipos de conexiones o enlaces
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Los primeros conectores
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Tipos de conexiones o enlaces
Canal estándar: 64 kbit/s
T1 (DS1):
24 conexiones simultáneas en un solo enlace, un total de 1.544 Mbps.
Un T1 se compone por tramas de bit en un canal de 24 * 8 bit,
haciendo 193 bits por trama y viaja a 8,000 veces por segundo. (8,000 x
193 = 1.544 Mbps).
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Tipos de conexiones o enlaces
T1:
https://www.arcelect.com/T1-E1_1-4_Channel_Fiber_Optic_Multiplexer.htm
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Tipos de conexiones o enlaces
E1:
Formato europeo del DS1, transmite señales a
2.048 Mbps. Cada E1 tiene 32 canales que transmiten a 64 Kbps.
E1 tiene un mayor ancho de banda que el T1 pues no reserva el bit
extra para overhead (sobrecoste) que el T1 reserva.
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Tipos de conexiones o enlaces.
E1:
http://www.acecomnet.com/products/ip_over_tdm/ethernet-4-e1/ethernet-4-e1.html
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Encapsulamiento en WAN
WAN opera en las capas físicas y de enlace de datos, por lo que los
protocolos de capas superiores como TCP/IP son encapsulados cuando
viajan en enlaces WAN.
Usualmente los dispositivos se conectan con interfaces seriales, o de
fibra óptica que soportan una gran variedad de tipos de
encapsulamiento que debe ser especificado manualmente.
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Tipos de encapsulamiento
Por defecto las interfaces seriales utilizan HDLC pero otros tipos de
encapsulamiento soportado son:
● SDLC
Independientemente del tipo, el
● PPP
encapsulamiento debe ser
● LAPB
idéntico en ambos extremos de
● Frame-relay
un enlace punto a punto.
● X.25
● ATM
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¿Preguntas?
Les sugiero ver la siguiente lista de videos:
https://www.youtube.com/playlist?list=PLowKtXNTBypH19whXTVoG3oKSuOcw_XeW
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Redes de Computadoras - REC0
Protocolos y estándares de red.
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