Redes man, wan wiFi Junio 2006 objetivos



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Redes MAN, DFFI, Wi Fi


REDES MAN, WAN WiFi

Junio 2006



OBJETIVOS
Proporcionar los conocimientos fundamentales sobre el funcionamiento y operación de las redes operacionales de computadoras así como las aplicaciones basadas en redes.

  • Dominar, a nivel básico, los aspectos físicos de las redes de computadoras (Hardware).

  • Dominar los aspectos relacionados con los programas de red (Software): pila de protocolos, interfaces y servicios.

  • Estar en capacidad de desarrollar aplicaciones cliente-servidor a nivel básico

El entendimiento de lo que son las capas del modelo OSI, los tipos de protocolos que hay, los medios de transmisión por los cuales se pueden transmitir información a través de la red.
Identificara las ventajas que ofrece este avance tecnológico y para que nos sirve tener este tipo de tecnología y aprenderá como solucionar los problemas que presenta la evolución de estas tecnologías en el mundo empresarial.
INDICE

INTRODUCCIÓN i
Capitulo 1 Administración de una Red a través de sus Diferentes Medios de Transmisión
1.- Concepto de red y su clasificación 1

1.1.- Evolución de las redes 2

1.1.1.- Descripción de las capas del modelo OSI 3
1.2.- Componentes de una red 5

1.2.1.- Servidor (Server) 5

1.2.2.- Estación de trabajo (Workstation) 6

1.2.3.- Impresora de red 6

1.2.4.- Sistemas operativos administradores de una red 6

1.2.5.- Recursos a compartir 7 1.2.6.- Hardware de red 7

1.2.7.- Concentrador (hub) 7

1.2.7.1.- Existen tres tipos de hub 8

1.2.8.- Ruteadores y puentes 8

1.2.9.- Sistema operativo de red 8

1.2.10.- Cliente-Servidor 9

1.2.11.- Redes de pares (peer to peer; punto a punto) 9

1.3.- Servicios que proporciona una red 10

1.3.1.- Acceso 10

1.3.2.- Control de acceso 10

1.3.3.- Acceso remoto 10

1.3.4.- Ficheros 11

1.3.5.- Impresión 11

1.3.6.- Correo 11

1.3.7.- Información 12

1.3.8.- Otros 12
1.4.- Fibras ópticas 13

1.4.1.- Tipos de cable F.O 13

1.4.2.- Construcción de cables 14

1.4.2.1.- Clasificación según la variación del índice 15

1.4.2.2.- Otros tipos 16

1.4.3.- Transmisión por fibras ópticas 16


1.5.- Cables de fibra óptica 17

1.5.1.- Cables para ductos 17

1.5.2.- Cable para ducto o aereo 18

1.5.3.- Cables aéreos auto soportados 19

1.5.4.- Cables de interconexión e interiores 19
1.6.- Códigos de colores para identificación numérica 20

1.6.1.- Cables fabricados por Siecor(Siemens/Corning Glasses) 20

1.6.2.- Buffer con 8 fibras cada uno 21

1.6.3.- Tabla de numeración de 64 F.O 22

1.6.4.- Código de colores estándares TIA-598-A fibra óptica 23

1.6.5.- Tablado numeración de cables de 144 F.O 24


1.7.- Conectores 25

1.7.1.- Jumper 25

1.7.2.- Diferentes tipos de conectores 25

1.7.3.- Lo que consta un conector 26


1.8.- Acopladores o adaptadores 27

1.8.1.- Acopladores distribuidores por fusión o fusion couplers 28

1.8.2.- Se clasifican en 29
1.9.- Ventanas y Láser 29

1.9.1.- Láser 31

1.9.2.- Detectores ópticos 31
1.10.- Índice de refracción 31

1.10.1.- Ley de refracción 32

1.10.2.- Reflexión total interna 33

1.10.3.- Apertura numérica 33

1.10.4.- Cono de aceptancia 34
1.11.- Cables de cobre vs F.O 34

1.11.1.- Atenuaciones típicas 35

1.11.2.- Ventajas de las fibras ópticas 35

1.11.3.- Desventajas de las fibras ópticas 36


1.12.- Empalmes 36

1.12.1.- Empalmes manuales o mecánicos 36

1.12.2.- Empalmes por fusión 37

Capitulo 2 Redes, Protocolos y Topologías
2.- Clasificación de las redes según su tamaño LAN, MAN y WAN 38
2.1.- Clasificación de las computadoras según su distribución lógica 38

2.1.1.- Servidor 39

2.1.2.- Cliente 39
2.2.- Medios de transmisión 40

2.2.1.- Cable coaxial 40

2.2.2.- Cable par trenzado 40

2.2.3.- Cable de fibra óptica 42


2.3.- Conmutación de circuitos, de mensajes y paquetes 43
2.4.- Modelo de referencia OSI con aplicación al modelo TCP/IP 44

2.4.1.- Capa física 47

2.4.2.- Capa de enlace de datos 48

2.4.3.- Capa de red 48

2.4.4.-Capa de transporte 48

2.4.5.- Capa de sesión 49

2.4.6.- Capa de presentación 49

2.4.7.- Capa de aplicación 49


2.5.- Características entre Hub y switch, ventajas y sus diferencias 50

2.5.1.- Hubs convencionales 53


2.6.- Tipos de adaptadores 55
2.7.- Protocolos de las capas de red y transporte 56

2.7.1.- IPX/SPX 56

2.7.2.- Apple talk 57

2.7.3.- Protocolo TCP/IP 57


2.8.- Cual es la arquitectura de TCP/IP 58

2.8.1.- Aplicación 58

2.8.2.- Transporte 58

2.8.3.- Internet 59

2.8.4.- Físico 59

2.8.5.- Red 59


2.9.- Características de TCP/IP 60

2.9.1.- Interfaces TCP 62

2.9.2.- Control de flujo 63

2.9.3.- Formato del mensaje TCP 65

2.9.4.- Formato del checksum TCP 66

2.9.5.- Estados del TCP 66


2.10.- IP (Internet protocol) Versión 4 67

2.10.1.- Longitud de la cabecera 68

2.10.2.- Formato del datagrama IP 69

2.10.3.- Direcciones IP 70


2.11.- Dirección IP versión 6 71
2.12.- Especificaciones para redes con Windows 95, 98 y Me 72

2.12.1.- La instalación de una red TCP/IP en Windows 95, 98 y Me

Consiste en seguir los pasos siguientes para cada puesto de

La red 74

2.12.2.- Resolución de nombres 75

2.12.3.- Distinción entre nombres NetBios y nombres de dominio 76


2.13.- Métodos de resolución de nombres NetBios 76

2.13.1.- Método de resolución de nombres de dominio 79


2.14.- Especificaciones para redes con Windows NT 80

2.14.1.- Nuevo sistema operativo de 32 bits 80

2.14.2.- Memoria separada 80

2.14.3.- Multitarea preferente 81

2.14.4.- Multiprocesador 81

2.14.5.- Multiusuario 81

2.14.6.- Portabilidad 81

2.14.7.- Integración en entornos mixtos 82

2.14.8.- Modelo de seguridad de dominio 82

2.14.9.- Sistema de archivos NTFS 82

2.14.10.- Tolerancia a fallos 82

2.15.- Topologías 83

2.15.1.- Según la topología, o forma lógica, las redes pueden ser en 84

2.15.1.1.- Anillo 84

2.15.1.1.1.- Características 85

2.15.1.1.2.- Desventajas 85

2.15.1.2.- Estrella 87

2.15.1.2.1.- Características 87

2.15.1.2.2.- Desventajas 87

2.15.1.3.- De bus o lineal 89

2.15.1.3.1.- Características 89

2.15.1.3.2.- Desventajas 89

2.15.1.4.- Jerárquica 90

2.15.1.4.1.- Características 90

2.15.1.4.2.- Desventajas 90

2.15.1.5.- Malla 91

2.15.1.5.1.- Características 91

2.15.1.5.2.- Desventajas 91

2.15.1.6.- Combinadas 92
2.15.1.7.- Anillo en estrella 92
2.15.1.8.- Bus en estrella 92
2.15.1.9.- Estrella Jerárquica 93
2.15.1.10.- Árbol 93
2.15.1.11.- Trama 93

Capitulo 3 Redes MAN IEEE 802.6 (DQDB)
3.- MAN (Metropolitan Area Network) 94
3.1.- Especificaciones de DQDB 94
3.2.- Arquitectura DQDB IEEE 802.6 95
3.3.- Capa física de DQDB 96

3.3.1.- capa física 96

3.3.2.- Primitivas de la capa física 97

3.3.3.- Funciones de la capa física 99


3.4.- La capa DQDB 103

3.4.1.- Primitivas de la capa DQDB 105

3.4.2.- Servicios isócronos 106

3.4.2.1.- las primitivas son 106


3.5.- Unidades de datos del protocolo 107
3.6.- Unidades de datos del protocolo para servicios MAC 110
3.7.- Servicios de datos orientados a conexión 112
3.8.- función de convergencia isócrona 112
3.9.- Gestión de red 113

3.9.1.- Gestión de la capa física 113

3.9.2.- Gestión de la capa DQDB 114

3.9.3.- Modelo de la LMI 115


3.10.- Control de la cola de transmisión 116
3.11.- Implementación de DQDB 119
3.12.- Consideraciones de eficiencia 120
3.13.- Posibles aplicaciones de la tecnología DQDB 122

3.13.1.- Sistemas multimedia 122

3.13.2.- Redes multimedia 124

3.13.3.- Requerimientos en comunicaciones multimedia 125

3.13.4.- Requerimientos a nivel de usuario 126

3.13.5.- Requerimientos a nivel de red 127


3.14.- B-ISDN: Broadband - Integrated Services Digital Network 129
3.15.- Frame Relay 131
3.16.- Tecnología SMDS 134
3.17.- ATM: (Asynchronous Transfer Mode) 137

Capitulo 4 FDDI (Fiber Distributed Data Interface)
4.- FDDI (Fiber Distributed Data Interface) 143
4.1.- Redes locales especializadas 145
4.2.- Redes profesionales de alta velocidad 146
4.3.- Redes locales troncales 146
4.4.- Ventajas 147
4.5.- Funciones de FDDI 149

4.5.1.- Nivel físico PMD 151

4.5.2.- Nivel físico PHY 151

4.5.3.- Nivel de enlace MAC 152


4.6.- Otras soluciones alternativas 154

4.6.1.- CDDI (Copper Distributed Data Interface) 154

4.6.2.- FDDI-II 155

4.6.2.1.- Características 156

4.6.3.- Servicio isócrono 156

4.6.3.1.- Características 157

4.6.3.2.- Beneficios 157

4.6.3.3.- Características 157

4.6.4.- 802.3 vs 802.12 158

4.6.4.1.- Características 158


4.7.- LCF-PMD 158

4.7.1.- Rendimiento 159


4.8.- Tramas FDDI 159

4.8.1.- Medios en las redes FDDI 163

4.9.- IP sobre FDDI 167

4.9.1.- Resolución de las direcciones 168

4.9.2.- Tamaño de los paquetes 169

4.9.3.- Otros aspectos relacionados con la subcapa MAC 170


4.10.- Conexión mediante un router RDSI 170
4.11.- Comparación entre conexión a través de FDDI y un Router RDSI 172

Capitulo 5 WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access)
5.- Introducción WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) 178
5.1.- Fases de desarrollo de WIMAX 180
5.2.- Estandarización 183
5.3.- Implantación WIMAX de iberbanda 184

5.3.1.- Nuevos despliegues 185

5.3.2.- Ejemplo de despliegue 185

5.3.3.- Estado 185

5.3.4.- Tecnologías de acceso fijo en banda ancha 186
5.4.- Tecnología WIMAX 188

5.4.1.- Características 188


5.5.- Comparativa de WIMAX frente a otras tecnologías 189
5.6.- Aplicaciones 191
5.7.- Estándares de WIMAX 192
5.8.- La era WIMAX 194
5.9.- WIMAX IEEE 802.16-2004 195

5.9.1.- Ancho de canal 196

5.9.2.- Duplexación 196
5.10.- TDD vs FDD 197
5.11.- Calidad del servicio (QoS) en radio de banda ancha 197
5.12.- Modulación adaptativa 199

5.12.1.- IEEE 80.16-2004 PHY tabla resumen 200

5.12.2.- Longitud de PDU (Protocol Data Unit) variable 200

5.12.3.- IEEE 802.16-2004 OFDM TDD frame 201


5.13.- WIMAX 202

5.14.- Comparación IEEE 802.11 vs IEEE 802.16-2004 203

5.14.1.- Frecuencias y perfiles 203

5.14.2.- Ventajas de la estandarización 204

5.14.3.- El camino al mercado 204
5.15.- El proceso de certificación WIMAX 205

5.15.1.- WIMAX forum 205

5.15.2.- El objetivo 205

5.15.3.- Roles y entidades involucradas 206

5.15.4.- El proceso de certificación 206
5.16.- Ensayos de conformidad e interoperabilidad 207

5.16.1.- Ensayos de conformidad con el protocolo (PCT) 207

5.16.2.- Ensayos de conformidad radio (RTC) 208

5.16.3.- Ensayos de interoperabilidad 209


5.17.- Oleadas de certificación (Certification Waves) 209

5.17.1.- Estado actual y planificación 210


5.18.- Miembros WIMAX forum 210

5.18.1.- Aceleración de la adopción de nuevas tecnologías en sus pri. 5 años 211

5.18.2.- Previsiones de números de usuarios 212

Conclusiones y Recomendaciones
Conclusiones y Recomendaciones 214
Glosario
Glosario 218
Bibliografía
Bibliografía 225

INTRODUCCIÓN
En los años recientes, las redes de computación han ido creciendo en importancia medida que las organizaciones confían a una red sus aplicaciones de comunicaciones como correo electrónico y las funciones vitales de su operación de negocios como la aplicación de base de datos.
Las necesidades de ancho de banda y de fiabilidad en las redes de área local (LANs) han experimentado un incremento sustancial en los últimos tiempos debido, sobre todo, a los avances producidos en los equipos de mesa y en la sofisticación de las aplicaciones de red.
Para satisfacer esta demanda, han surgido soluciones como Fast Ethernet (100BaseT), ATM o FDDI. Fast Ethernet es básicamente una mejora de Ethernet que multiplica por diez el ancho de banda disponible, pasando de 10 a 100Mbps, aunque éste sigue estando compartido entre todas las estaciones de la red. ATM es una nueva tecnología que proporciona un ancho de banda suficiente para soportar la transmisión de datos, voz y vídeo sobre el mismo soporte físico, pero sus costos son aún prohibitivos y el nivel de soporte prestado por la industria es bajo. FDDI se perfila pues como la solución idónea y que ha sido más ampliamente adoptada para construir redes troncales (backbones) rápidas y fiables.
Red de área metropolitana (MAN), basada en la topología propuesta por la University of Western Australia, conocida como DQDB (Distribuited Queue Dual Bus) DQDB utiliza un bus dual de fibra óptica como medio de transmisión. Ambos buses son unidireccionales, y en contra-sentido. Con esta tecnología el ancho de banda es distribuido entre los usuarios, de acuerdo a la demanda que existe, en proceso conocido como "inserción de ranuras temporales". Puesto que puede llevar transmisión de datos sincrónicos y asincrónicos, soporta aplicaciones de video, voz y datos. IEEE 802.6 con su DQDB, es la alternativa de la IEEE para ISDN.

Modelo OSI

El modelo de Redes OSI aunque en la actualidad nos parezca sencillo, conectar en red dos equipos, es un complicado problema de ingeniería. Cuando se abordan problemas de esta magnitud, la forma de solucionarlos suele ser dividir el problema grande en problemas pequeños. Esto es lo que propone el modelo de redes OSI (Open Systems Interconnection), publicado por la organización internacional ISO, con lo que se pretende que los nodos que conforman una red, incluso de diferentes fabricantes, sean capaces de establecer comunicación sin problema.


El protocolo de comunicaciones se constituye en un standard de software, que se encargada de controlar la comunicación entre dos estaciones, el termino "estándar" se refiere a que ese elemento debe cumplir determinados requerimientos, los cuales son impuestos por OSI.
Este modelo divide el "gran problema" en 7 pequeños problemas a los que se conoce como los siete niveles de red OSI.

ANTECEDENTES
Cada uno de los tres siglos pasados ha estado dominado por una sola tecnología. El siglo XVIII fue la etapa de los grandes sistemas mecánicos que acompañaron a la Revolución Industrial. El siglo XIX fue la época de la máquina de vapor. Durante el siglo XX, la tecnología clave ha sido la recolección, procesamiento y distribución de información. Entre otros desarrollos, hemos asistido a la instalación de redes telefónicas en todo el mundo, a la invención de la radio y la televisión, al nacimiento y crecimiento sin precedente de la industria de los ordenadores (computadores), así como a la puesta en orbita de los satélites de comunicación.

A medida que avanzamos hacia los últimos años de este siglo, se ha dado una rápida convergencia de estas áreas, y también las diferencias entre la captura, transporte almacenamiento y procesamiento de información están desapareciendo con rapidez. Organizaciones con centenares de oficinas dispersas en una amplia área geográfica esperan tener la posibilidad de examinar en forma habitual el estado actual de todas ellas, simplemente oprimiendo una tecla. A medida que crece nuestra habilidad para recolectar procesar y distribuir información, la demanda de más sofisticados procesamientos de información crece todavía con mayor rapidez.

La industria de ordenadores ha mostrado un progreso espectacular en muy corto tiempo. El viejo modelo de tener un solo ordenador para satisfacer todas las necesidades de cálculo de una organización se está reemplazando con rapidez por otro que considera un número grande de ordenadores separados, pero interconectados, que efectúan el mismo trabajo. Estos sistemas, se conocen con el nombre de redes de ordenadores. Estas nos dan a entender una colección interconectada de ordenadores autónomos. Se dice que los ordenadores están interconectados, si son capaces de intercambiar información. La conexión no

Necesita hacerse a través de un hilo de cobre, el uso de láser, microondas y satélites de comunicaciones. Al indicar que los ordenadores son autónomos, excluimos los sistemas en los que un ordenador pueda forzosamente arrancar, parar o controlar a otro, éstos no se consideran autónomos.

Asociado con este desarrollo, cobra importancia la necesidad de personal capacitado técnicamente para asumir todas las actividades de puesta en operación y mantenimiento de las infraestructuras de comunicaciones establecidas en las organizaciones a nivel local y de área extendida tales como son las redes FDDI y la IEEE 802.6 (DQDB).

FDDI Esta norma fue definida, originalmente, en 1982, para redes de hasta 7 nodos y 1 Km. de longitud, denominada como LDDI (Locally Distributed Data Interface). Sin embargo, en 1986 fue modificada y publicada como borrador de la norma actual, e inmediatamente aprobada, apareciendo los primeros productos comerciales en 1990.


1.- CONCEPTO DE RED Y SU CLASIFICACION
Una red es una interconexión de dos o más computadoras con el propósito de compartir información y recursos a través de los diferentes medios de comunicación, como puede ser el cable coaxial, cable par trenzado o la fibra óptica.

Figura.-1

El propósito más importante de cualquier red es enlazar entidades similares al utilizar un conjunto de reglas que aseguren un servicio confiable. Estas normas se clasifican de la siguiente manera:

 La información debe entregarse de forma confiable sin ningún daño en los datos.

 La información debe entregarse de manera constante. La red debe ser capaz de determinar hacia dónde se dirige la información.

 Las computadoras que forman la red deben ser capaces de identificarse entre sí ó a lo largo de la red.



 Debe existir una forma estándar de nombrar e identificar el dominio de una red.
1.1.- EVOLUCION DE LAS REDES
En un principio, las computadoras eran elementos aislados que se constituían en una estación de trabajo independiente o de "isla informática". Cada computadora precisaba sus propios periféricos y contenía sus propios archivos, de tal forma que cuando una persona necesitaba imprimir un documento y no disponía de una impresora conectada directamente a su equipo, debía copiar el documento en un disquete, desplazarse a otro equipo con impresora instalada e imprimirlo; además, era imposible implementar una administración conjunta de todos los equipos.

Figura.-1.1



A medida en que las empresas e instituciones ampliaban su número de computadoras, fue necesario enlazarlas entre sí, surgiendo el concepto de "redes de cómputo" y de "trabajo en red" (networking) para poder, de esta forma, compartir archivos y periféricos entre las diferentes computadoras.

Figura.-1.2

Pero cada una confiaba la implementación de sus redes a diferentes empresas, cada una de ellas con modelos de red privados (modelos con hardware y software propios, con elementos protegidos y cerrados) que manejan protocolos y arquitecturas diferentes.

Si esta situación era difícil, peor fue cuando se quiso entrelazar a estas diferentes redes. Desde entonces, las empresas se dieron cuenta que necesitaban salir de los sistemas de networking privados, optando por una arquitectura de red con un modelo común que hiciera posible interconectar varias redes sin problemas.

Para solucionar este problema, la Organización Internacional para la Normalización ISO (International Organization for Standarization) realizó varias investigaciones acerca de los esquemas de una red. Esta organización reconoció que era necesario crear un modelo que pudiera ayudar a los diseñadores a implementar redes que fueran capaces de comunicarse y trabajar en conjunto.

Como resultado de las discusiones y sugerencias, se elaboró el modelo de referencia OSI en 1984, denominado Modelo de Referencia de Interconexión de sistemas abiertos, OSIRM (Ropen System Interconnection Reference Model), el cual, proporcionó a los fabricantes un conjunto de estándares que aseguraron una mayor compatibilidad e interoperabilidad entre los distintos tipos de tecnología de red utilizados por las empresas, a nivel mundial.


1.1.1.- Descripción de las capas del modelo OSI:

 Capa física.

 Capa de enlace.

 Capa de red.

 Capa de transporte.


  • Capa de sesión.

 Capa de presentación

 Capa de aplicación



El resultado crucial del modelo fue el nacimiento de la red de área local (LAN), misma que surgió también como respuesta a la necesidad de disponer de un sistema estandarizado para conectar las computadoras de una empresa, como actualmente sigue ocurriendo; compartiendo entre sí uno o más servidores, mensajería electrónica, aplicaciones de software de oficina, además de impresoras y otros dispositivos.

Figura.-1.3

Este tipo de red se fue extendiendo, gracias a que la PC comenzó a extender sus recursos en la década de los ochenta, una vez que se comprobaron las facilidades de uso para colaborar en el trabajo en grupo.

Además de estar enlazadas por medio de un cable coaxial, de par trenzado o de fibra óptica, las redes LAN emplean protocolos (TCP/IP, IPX/SPX, etc.) para intercambiar información a través de una sola conexión compartida.

IBM desarrolló la primera red Token Ring en los años setenta y sigue siendo la principal tecnología LAN de esta compañía. Desde el punto de vista de implementación ocupa el segundo lugar después de Ethernet.

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