Componentes y Protocolos de Redes Informáticas

Tarjetas de Red

Interfaz física entre la PC y el cable de red. Se coloca en una ranura de expansión. Prepara los datos del PC para su envío a la red (salen del PC en paralelo y llegan a la tarjeta en serie). Envía los datos a la red indicando la dirección, con una dirección hexadecimal de 12 dígitos. Controla el flujo de datos entre el PC y el cableado. Recibe datos entrantes en serie y los traduce a paralelo. La tarjeta emisora y receptora dialogan sobre: tamaño de paquetes, total de datos, intervalo de tiempo entre envíos, tiempo de espera, velocidad, capacidad de memoria de la tarjeta.

Opciones del Configurador

• Interrupción: líneas de petición de interrupción, asigna diferentes niveles de prioridad según importancia.
• Dirección E/S: canal de comunicación entre la tarjeta de red y el procesador. Cada dispositivo debe tener un número identificativo.
• Dirección de Memoria Base: identifica el lugar en la memoria.
• Conector: cada tarjeta tiene integrados varios conectores, y si no se realiza automático, debe seleccionarse manualmente.

Repetidores y Amplificadores

Necesarios para restaurar la señal original, eliminan la atenuación y ruidos (a los digitales les afecta menos). Amplificadores: analógicos. Repetidores: digital.

Concentradores de Cableado

Centralizan las conexiones en un solo dispositivo para evitar problemas de mantenimiento de cables.

Tipos

• Pasivos (interconectan toda la red).
• Activos (también amplifican y regeneran las señales). Tienen 2 tipos de conexiones: 1 para la estación y otra para unirse a otros concentradores.

Topología Lógica

• Bus (HUB, la red se comporta como un bus, envía señales de entrada por todas las salidas conectadas, un hub se conecta con otro hub mediante enlaces cruzados).
• Anillo (MAU, como anillo, envía señal de entrada al puerto siguiente, una MAU contra MAU se conecta mediante enlaces "ro" o "ri").

Conmutadores (Switch)

Dispositivo de interconexión de redes a nivel de enlace de datos. Solo permite conectar LAN que usan los mismos protocolos. Su principal función es segmentar redes para aumentar el rendimiento. Envía las tramas que le llegan solo por el puerto de salida en donde se encuentra la estación destino.

Encaminadores (Router)

Interconectan redes a nivel de red. Para enviar datos, tiene en cuenta las siguientes cuestiones: número de saltos o nodos intermedios, velocidad máxima de transmisión de los enlaces, coste de transacciones, condiciones de tráfico de los enlaces. Se usa en las siguientes condiciones: proporciona seguridad a través de filtros (cortafuegos), integra diferentes tecnologías de enlace de datos, permite rutas alternativas.

Puentes

Interconectan redes de distinta tipología y diferentes protocolos a nivel de enlace y MAC. Para redes con interconectores diferentes.

Maneras de Construirse

• Hardware (puente específico para interconectar LAN).
• Software (es un PC que se comporta como puente, debe tener 2 tarjetas de red + programa que le confiere el comportamiento de puente).

Tipos

• De 802.x a 802.y (para redes de tipo IEEE 802, reconfiguración al instalarlo).
• Transparentes (al instalarlo no es necesario configurarlo).
• Remotos (interconectar 2 o más LAN a grandes distancias, mediante líneas de punto a punto, conforman redes de área extensa).

Módem

Convierte señales digitales del PC en analógicas de teléfono (modulación) y viceversa (demodulación). Puede ser semidúplex (ambos sentidos pero no simultánea) o dúplex (simultánea en ambos sentidos). La velocidad de transmisión de datos es el número de bits/segundo que puede modular y enviar por líneas de teléfono, se denomina velocidad de caudal. 1 baudio es 1 bps.

Formas de Modulación

• Modulación por amplitud (para valor binario 0 envía amplitud 0 y para binario 1 amplitud distinta de 0).
• Por fase (a cada valor de la señal digital se le hace corresponder con un desfase de la analógica).
• Por frecuencia (a cada digital se le hace corresponder una frecuencia analógica).

Sincronismo de Bit

Bits enviados por módem de origen de forma secuencial y con una determinada cadencia. Asíncrona (por cada carácter emitido se transmite un bit de arranque y se termina con el bit de parada, aumenta la cantidad de bits enviados). Síncrona (al empezar se envían caracteres SYN, mayor velocidad de transmisión).

Sincronismo de Carácter

El módem receptor debe tener un procedimiento para diferenciar la información.

Sincronismo de Trama

No se transmite toda la información a la vez, sino en paquetes o tramas. Establece un procedimiento para identificar el primero de la trama.

Normas

Cuando 2 módems se conectan, usan la norma que tienen predefinida. Si uno no la soporta, el que llama prueba con una norma inferior hasta que lo consigue. Compresión de datos: comprime datos para agilizar la transmisión. Posee listín telefónico y marca el número automáticamente.

Redes Troncales

Para interconectar otras redes LAN. Son de alta capacidad y permiten mayor rendimiento, pero aumentan el coste y reducen la velocidad de transmisión. La topología es la forma geométrica en la que están distribuidas las estaciones de trabajo y los cables.

Topología Física

Distribución del cableado: bus, estrella, anillo...

Topología Lógica

Manera de realizar conexiones con los concentradores de cableado y cómo se distribuyen los mensajes.

En Bus

Todas las estaciones comparten el canal de comunicaciones. Toda la información circula por ese canal, y cada una de ellas reúne la información que le corresponde. Fácil de instalar, uso mínimo de cable, gran flexibilidad para aumentar/disminuir estaciones y un fallo no repercute en la red, aunque sí la ruptura de un cable. Es fácil de intervenir desde fuera de la red. La longitud no puede sobrepasar los 2000 m. Cuantas más estaciones tenga, más complicado será el control del flujo.

En Anillo

Cada estación tiene contacto directo con otras dos. Dispone de 2 canales y transmiten en direcciones diferentes por cada uno de ellos. Fácil de aumentar/disminuir el número de estaciones. A mayor cantidad de información, menor velocidad de transmisión. Un fallo en una estación puede dejar bloqueada la red. Un fallo en un canal bloqueará totalmente y será difícil localizar el fallo y repararlo rápido.

En Estrella

Todas las estaciones están conectadas al servidor y se comunican a través de él. Permite incrementar/disminuir el número de estaciones. Un fallo en una de ellas no repercute, pero sí un fallo en el servidor. Tiempo de respuesta rápido con el servidor y lento con el resto de estaciones. No es conveniente para grandes instalaciones: alto coste, gran cantidad de cableado y complejidad tecnológica para el servidor.

En Estrella/Bus

Un multiplexor de señal ocupa el lugar del PC central y las estaciones de trabajo están conectadas a él en bus junto con los multiplexores. Ventajas en edificios que cuentan con grupos de trabajo separados por grandes distancias.

Topología Física y Lógica

Forma de extender el cableado + señales que viajan a través de ellas.

Protocolos de Comunicación

Fases

Establecimiento de comunicación, transferencia de información, terminación.

Protocolos de Contienda

Método de acceso a la línea basado en que el primero que llega es el primero que se usa.

Contienda Simple

: todas estaciones comparten mismo canal transmision y solo responden a mensajes q incluyen su dir. No se usa en redes con cargas medias/altas ya que se producirian colisiones constantes. 

-Acceso multiple por deteccion de portadora: un unico canal pero la estacion no transmite hasta que este libre, esta escuchando hasta que el canal quede libre. Permite mejora en comparacioncon contienda si la carga es medio/baja y la red es corta ya que reduce riesgo de colision.

-Acceso multiple por deteccion de portadora con deteccion de colisiones: igual que el anterior solo que comprueba antes de nviar si sse ahsn producido colisiones, si la hay detiene trans y la reenvia despues de un tiempo espere aleatorio. Mayor rendimiento en caragas tipo bajo/medio y longitud media de red.

-Acceso multiple por deteccion de portadora evitando colisiones: antes envio comprueba linea esta libre y cuando lo esta indica que tienen intencion de transmitir, si hay varias esperando se hace por turno segun prioridad. Mayor rendimiento de este tipo de protocolo que las 3 anteriores, recomendable para cargas tipo medio/alto y para longitud media de red.

-Multiacceso evitando colisiones: antes de transmitir emisor envia trama rts indicando long datos, receptor contests con cts. los datos evitaran nodos ocultos y expuestos.

-LLAMADA SELECTIVA (POLLING): necesario q la red isponga de 2 estaciones, principal y secundaria. Cada secundaria tiene zona almacenamiento temporal, la principal comprueba en secundarias si tiene algo para transmitir y si lo hay lo hace. Los bloques se envian de 2 formas diferentes: pasando por la principal, o directamente a la destino. Se pueden configurar nivekes de prioridad. Ventajas sobre contienda: longitud de bloques superior, soporta mayor volumen de carga, permite longitudes de redes mayores.

-PASO DE TESTIGO: hace circular continuamente un grupo de bits (testigo) por red, formado por una cabecera, campo de datos y campo final, cuado una estacion quier transmitir ha de esperar que llegue a ellae l testigo vacio, le añade sus datos y queda formado por cabezera, dir destino, dir origen camino a seguir bloque datos. Llega a destino y pone una marca diciendo si lo acepta o rechaza y lo devuelve a dir origen y esta mira si esta correcto. Ventajas: elimina riesgo colisiones, puede emplear mensajes largos, vilumen carga alto, tamaño de la red grande.

CONTROL DE ERRORES:  debido a ruidos, interferencias, ..., al llegar los datos a la estacion trabajo llegan modificados

-Metodo de paridad: consiste añadir bit de paridad a cada caracter enviado, hara que el caracter tenga nº par/impar de bits, la estacion destino sabe nº bits 1 recibidos y si el valor calculado coincide con la paridad la trans ha sido correcta, el bit parida de final de señal recibe nombre de bit paridad transversal, vertical, o de comprobacion de redundancia vertical. Para evitar problema si se modifica un bit no se detectara error a no ser que enviemos un caracter de comprobacion horizontal, suma de comprobacion, paridad horizontal o comprobacion de redundancia horizontal.

-Metodo de redundancia ciclica: estacion emisora agrega al final de bloque una info calculada de acuerdo a una forma polinomica, la estacion destino realiza la misma operacion, si el resultado es el mismo  la trans es correcta. los caracteres añadidos al bloque reciben nombre de caracter de comprobacion de bloque o redundancia. 

-Retransmision de bloqueos erroneos: la estacion destino no corrige bloques erroneos, le pide  a emisora que reenvie los datos. Dos tecnicas: Parada-Espera (la estacion emisora despues de enviar espera confirmacion  o error, si es ok envia mensaje confirmacion ACK, si es error envia NAk, esta tecnica pierde tiempo); Envio continuo (emisor envia bloques datos continuamente sin permanecer espera de confirmacion de la receptora, identifica a cad bloque con un codigo numerico. Cuando hay error solicita reenvio de bloque selectivo (retransmise solo aquel bloque), o no selectivo (repite todos los bloques)).

-Recuperacion ante fallos: al enviar bloque datos se envia mensaje confirmacion o error, si el mensaje no llega por algun motivo el receptor espera por un tiempo y solicita un nuevo mensaje de confirmacion y limita el nº de intentos, despues de los cuales se da por perdido y finaliza comunicacion.

FUNCIONES DEL SISTEMA OPERATIVO DE RED:

Para ejecutar varias tares y usuarios simultaneamente.

-Bloqueo de archivos y registros: archivos(impide uso mientras esta siendo usado por alguien); registros (mientras uno lo usa otro lo pueda modificar).

-La distribucion de espacio en los discos duros: se pueden usar de forma privada (solo propietario tiene acceso a leerlos y modificarlos); de forma compartida (para autorizados); de forma publica (por todos).

-La comparticion de perifericos: ventaja, impresoras: hemos de conectarnos a servidor de impresion, crea una zona almacenamiento temporal (cola impresion), se puede configurar parametros de impresion si se crea una primera pagina de impresion (banner).