TALLER MODULO 2: “Principios básicos de la conexión en red” (Solución)

Descripción general

La primera parte de este capítulo cubre la definición de red, sus orígenes, sus beneficios, y la función del cableado en una red y los tipos de redes. La segunda parte presenta los distintos tipos de topologías: física y lógica; se mencionan el modelo OSI y sus capas, y los dispositivos de red utilizados en cada capa. Al finalizar este capítulo, el estudiante tendrá una mejor compresión de por qué el cableado es tan necesario para la funcionalidad de la red.

Objetivos de aprendizaje

Al completar este módulo, los estudiantes podrán realizar tareas relacionadas con lo siguiente:

• 2.1 Descripción general de la conexión en red

• 2.2 Topologías de red

• 2.3 Descripción general del modelo OSI

• 2.4 Funciones de la capa física

• 2.5 Funciones de la capa de enlace de datos

• 2.6 Funciones de otras capas

1. Realice una breve comparación entre los diferentes tipos de redes.

• Red pública: una red pública se define como una red que puede usar cualquier persona y no como las redes que están configuradas con clave de acceso personal. Es una red de computadoras interconectadas, capaz de compartir información y que permite comunicar a usuarios sin importar su ubicación geográfica.

• Red privada: una red privada se definiría como una red que puede usarla solo algunas personas y que están configuradas con clave de acceso personal.

• Red de área Personal (PAN): (Personal Area Network) es una red de ordenadores usada para la comunicación entre los dispositivos de la computadora (teléfonos incluyendo las ayudantes digitales personales) cerca de una persona. Los dispositivos pueden o no pueden pertenecer a la persona en cuestión. El alcance de una PAN es típicamente algunos metros. Las PAN se pueden utilizar para la comunicación entre los dispositivos personales de ellos mismos (comunicación del intrapersonal), o para conectar con una red de alto nivel y el Internet (un up link). Las redes personales del área se pueden conectar con cables con los buses de la computadora tales como USB y FireWire. Una red personal sin hilos del área (WPAN) se puede también hacer posible con tecnologías de red tales como IrDA y Bluetooth.

• Red de área local (LAN): una red que se limita a un área especial relativamente pequeña tal como un cuarto, un solo edificio, una nave, o un avión. Las redes de área local a veces se llaman una sola red de la localización. Nota: Para los propósitos administrativos, LANs grande se divide generalmente en segmentos lógicos más pequeños llamados los Workgroups. Un Workgroups es un grupo de las computadoras que comparten un sistema común de recursos dentro de un LAN.

• Red del área del campus (CAN): Se deriva a una red que conecta dos o más LANs los cuales deben estar conectados en un área geográfica específica tal como un campus de universidad, un complejo industrial o una base militar.

• Red de área metropolitana (MAN): una red que conecta las redes de un área dos o más locales juntos pero no extiende más allá de los límites de la ciudad inmediata, o del área metropolitana. Las rebajadoras múltiples, los interruptores y los cubos están conectados para crear a una MAN.

• Red de área amplia (WAN): es una red de comunicaciones de datos que cubre un área geográfica relativamente amplia y que utiliza a menudo las instalaciones de transmisión proporcionadas por los portadores comunes, tales como compañías del teléfono. Las tecnologías WAN funcionan generalmente en las tres capas más bajas del Modelo de referencia OSI: la capa física, la capa de transmisión de datos, y la capa de red.

2. Que son las redes SAN

Una red de área de almacenamiento, en inglés SAN (Storage Area Network), es una red concebida para conectar servidores, matrices (arrays) de discos y librerías de soporte. Principalmente, está basada en tecnología fibre channel y más recientemente en iSCSI. Su función es la de conectar de manera rápida, segura y fiable los distintos elementos que la conforman.

3. Diferencia entre las topologías lógicas y físicas

• Topologías lógicas – Describen la función de la red. Describen la forma en que la red transmite la voz y los datos de un punto a otro. Las topologías lógicas que se utilizan comúnmente son de anillo y de bus.
• Topologías físicas – Describen el diseño físico real de la red. Las topologías físicas que se utilizan comúnmente son de bus, de anillo, en estrella, en estrella extendida, jerárquica y en malla.

4. Realice un breve resumen sobre las capas del modelo OSI

5. Cuales son los principales protocolos utilizados en cada una de las capas del modelo OSI.

• Aplicación (Capa 7) – Protocolos utilizados por los programas de esta capa son HTTP, SMTP, POP, IMAP etc.
• Presentacion (Capa 6) – El único servicio que utiliza esta capa es TELNET
• Sesión (Capa 5) – Es una extensión de la capa de transporte que ofrece control de diálogo y sincronización, uno de los pocos protocolos que utiliza es NetBios
• Transporte (Capa 4) – Protocolos usado en esta capa es TCP y TCP/IP, SCTP, UDP, etc.
• Red (Capa 3) – Los protocolos más frecuentemente utilizados en esta capa son X.25 e IP.
• Enlace de datos (Capa 2) – Protocolos utilizados en esta capa son Ethernet, ATM, Frame Relay, etc
• Física (Capa 1) – Este nivel define la medidas del cable coaxial Ethernet y de los conectores BNC utilizados. Otro ejemplo de estándares relativos a esta capa son RS-232 para comunicaciones serie y X.21

6. Haga una pequeña descripción sobre los diferentes dispositivos utilizados en las cuatro primeras capas del modelo OSI.

Generalmente los dispositivos utilizados en las redes circunscriben su operación a uno o varios de estos niveles. Por ejemplo, un concentrador ("Hub") que amplifica y retransmite la señal a través de todos sus puertos, está operando exclusivamente en la capa 1, mientras que un conmutador ("Switch") opera en las capas 1 y 2; un enrutador ("Router") opera en las capas 1, 2 y 3. Finalmente una estación de trabajo de usuario generalmente maneja las capas 5, 6 y 7.

• Transporte (Capa 4) – Escribe
• Red (Capa 3) – Escribe
• Enlace de datos (Capa 2) – Escribe
• Física (Capa 1) – Escribe

7. Cuales son los principales inconvenientes en la capa física del modelo OSI

• Errores de cableado
• Conectar cables en forma incorrecta
• Tender cables cerca de otros cables
• Cables mal ubicados y mal colocados
• Existen muchas maneras de atentar contra la capa física. (Acceder a la seguridad de los datos, robo de información)

8. Describa las subdivisiones que existen en la capa de enlace del modelo OSI

La capa de enlace puede considerarse dividida en dos subcapas:

• Control lógico de enlace LLC ("Logical Link Control") define la forma en que los datos son transferidos sobre el medio físico, proporcionando servicio a las capas superiores.
• Control de acceso al medio MAC ("Medium Access Control"). Esta subcapa actúa como controladora del hardware subyacente. De hecho el controlador de la tarjeta de red es denominado a veces "MAC driver", y la dirección física contenida en el hardware de la tarjeta es conocida como dirección MAC.

9. Que es la MAC en las tarjetas de redes y para que sirve.

Su principal tarea consiste en arbitrar la utilización del medio físico para facilitar que varios equipos puedan competir simultáneamente por la utilización de un mismo medio de transporte. El mecanismo CSMA/CD ("Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection") utilizado en Ethernet es un típico ejemplo de esta subcapa.

10. Breve historia del modelo OSI

Durante los años 60 y 70 se crearon muchas tecnologías de redes. Cada una basada en un diseño específico de hardware. Estos sistemas eran construidos de una sola pieza; lo que podríamos llamar una arquitectura monolítica. Esto significa que los diseñadores debían ocuparse de todos los elementos involucrados en el proceso. Podemos suponer que estos elementos forman una cadena de transmisión que tiene diversas partes: los dispositivos físicos de conexión; los protocolos software y hardware usados en la comunicación; los programas de aplicación que realizaban la comunicación, y la interfaz hombre-máquina que permiten al humano utilizar la red. Este modelo, que considera la cadena como un todo monolítico, es poco práctico, pues el más pequeño cambio puede implicar alterar todos sus elementos.

El diseño original de Internet del Departamento de Defensa americano disponía un esquema de cuatro capas. Aunque data de los 70 es más o menos el que se sigue utilizando:

• Capa Física o de Acceso de Red ("Network Access Layer"). Responsable del envío de la información sobre el sistema hardware utilizado en cada caso. Se utiliza un protocolo distinto según el tipo de red física.
• Capa de Red también llamada capa Internet ("Internet Layer"). Es la responsable de enviar los datos a través de las distintas redes físicas que pueden conectar una máquina origen con la de destino de la información. Los protocolos de transmisión, como el IP están íntimamente asociados a esta capa.
• Capa de transporte ("Host-to-Host Layer"). Controla el establecimiento y fin de la conexión; control de flujo de datos; retransmisión de datos perdidos, y otros detalles de la transmisión entre dos sistemas. Los protocolos mas importantes a este nivel son TCP y UDP (mutuamente excluyentes).
• Capa de aplicación ("Application layer"). Conformada por los protocolos que sirven directamente a los programas de usuario; Navegador, e-mail, FTP, TELNET, etc.

Respondiendo a la teoría general imperante el mundo de la computación, de diseñar el hardware por módulos y el software por capas, en 1978 la organización ISO (International Standards Organization www.iso.ch), propuso un modelo de comunicaciones para redes al que titularon "The reference model of Open Systems Interconnection", generalmente conocido como modelo OSI. Su filosofía se basa en descomponer la funcionalidad de la cadena de transmisión en diversos módulos, cuya interfaz con los adyacentes esté estandarizada. Esta filosofía de diseño presenta una doble ventaja: el cambio de un módulo no afecta necesariamente a la totalidad de la cadena. Además puede existir una cierta interoperabilidad entre diversos productos y fabricantes hardware/software, dado que los límites y las interfaces están perfectamente definidas. Esto supone por ejemplo, que dos softwares de comunicación distintos puedan utilizar el mismo medio físico de comunicación.