(Sistema de Nombres de Dominio)
1. EL MOTIVO DEL SERVICIO DNS.
En las redes que usan el protocolo TCP/IP, tales como Internet, la forma primaria de distinguir un ordenador de otro es mediante su número de IP , de forma similar a como en la red telefónica se distingue un terminal entre todos los posibles mediante el número de teléfono.
Para esquivar la necesidad de que los seres humanos nos tuviéramos que aprender de memoria largas listas de números de teléfono se inventaron las guías telefónicas. De la misma manera, encontramos que la utilización de números de IP para “llamar” a otros ordenadores desde el nuestro resulta inconveniente. La solución a éste problema fue, allá por los años 80, la invención de los Nombres de Dominio y del servicio DNS.
2. DEFINICIONES DE DOMINIO Y DNS.
Un nombre de dominio es, sencillamente, una serie de secuencias de caracteres separadas por puntos, que identifica de forma unívoca a un conjunto de recursos (léase ordenadores) entre todos los de la red, o incluso a uno concreto. El nombre de dominio de una máquina la caracteriza y distingue de entre todas las existentes tan bien como su número de IP. Un ejemplo de esto podría ser: “www.canarycad.org” (sin las comillas).
El SERVICIO DNS se diseñó para permitir, por ejemplo, el que al usar un navegador de Internet no necesitemos recordar el número de IP del servidor web al que queremos acceder, en vez de eso nos basta teclear el nombre de domino completo del mismo, el navegador, de forma automática, consulta al servidor de DNS que tengamos configurado la dirección IP correspondiente a dicho nombre de dominio. Este proceso recibe el nombre de RESOLUCIÓN del Nombre de Dominio. Cuando recibe la respuesta, y de forma transparente para nosotros (o sea sin que nos demos cuenta), “marca” dicho número de IP y entra en comunicación directa con el servidor web.
Pero, ¿cómo funciona internamente esto del DNS?. Pues vamos a ver si lo puedo explicar.
3. COMPORTAMIENTO OBSERVABLE DEL SERVICIO DNS.
Cuando invocamos el servicio DNS, por ejemplo al usar el comando ping con el nombre DNS (el FQDN) de un ordenador, en vez de con su número de IP, se produce la resolución del nombre sin importar donde esté la máquina con la que queremos conectar, ya puede ser en el edificio de enfrente, en la ciudad de al lado, o en China. Este comportamiento nos puede llevar a pensar que todos los servidores de DNS tienen una copia de toda la “guía telefónica” de Internet.
Nada más lejos de la verdad. En realidad la práctica totalidad de los servidores de DNS existentes no cuentan más que con una pequeña parte de la información, lo que pasa es que éste servicio fue definido de tal manera que un servidor DNS que no tenga un dato concreto puede consultar con otros servidores DNS hasta encontrarlo, o hasta determinar que no existe y devolver el correspondiente mensaje de error.
4. NIVELES DE LOS NOMBRES DE DOMINIO.
Como ya dije en el punto 4, en un nombre de dominio completo (FQDN) se distinguen diferentes nombres de dominios individuales separados por un punto. Dichos dominios se numeran empezando a contar por la derecha. Así se dice que el más a la derecha es un dominio de PRIMER NIVEL, el siguiente hacia la izquierda de segundo nivel, y así hasta el finalizar el nombre. Por ejemplo en “promo2005.tecnocad.org” el dominio de 1er nivel es “org”, el de 2º nivel es “tecnocad”, y “promo2005” es el de 3º.
De cada dominio se dice que es SUBDOMINIO del dominio de nivel inmediatamente anterior, así en el ejemplo anterior “promo2005” es subdominio del dominio “tecnocad”, y “tecnocad” es subdominio del dominio “org”. Cada dominio del nivel N depende de otro dominio del nivel N-1.
Además de los distintos niveles de los dominios existe lo que se denomina la RAIZ del árbol de dominios, ó sencillamente DOMINIO RAIZ, que se representa por un punto “.”. El Raíz es el único dominio que no depende de ningún otro.
El término Raíz para el dominio “.” viene de que suele representarse toda la información gestionada por el servicio DNS usando una estructura de árbol invertido, donde el extremo superior es la raíz, de la que descienden ramas que van a parar a nudos que representan los dominios de 1er nivel, de donde a su vez descienden ramas que terminan en otros nudos, que representan los dominios de 2º nivel, y así en adelante.
El FQDN de un recurso concreto (por ejemplo un ordenador) contiene el FQDN del dominio al que pertenece, y un identificador del dato característico asociado (por ejemplo de su número IP). Así en “www.canarycad.org” el dominio es “canarycad.org”, y “www” no es un subdominio, sino el nombre del registro HOST asociado a esa máquina (un registro host contiene justamente un número de IP).
5. COMO SE REPARTE DE LA INFORMACION DE LOS DOMINIOS ENTRE DISTINTOS SERVIDORES.
Toda la información asociada a uno de los dominios individuales está íntegramente contenida dentro de un único servidor de DNS, que se dice que es la AUTORIDAD para él.
Los datos guardados en un servidor Autoridad para un dominio son de naturaleza diversa, de momento nos basta con saber que entre ellos se encuentran dos tipos especialmente importantes: 1) el nombre y dirección IP de cada uno de los hosts que dependen directamente de éste dominio (el host “www.casi.medical.org” depende directamente del dominio “casi.medical.org”, pero NO del “medical.org”), y 2), también contiene el FQDN de cada uno de los Servidores de Autoridad de los subdominios de éste dominio (si no lo fuera el actual).
La función principal del Dominio Raíz es contener la relación de los Servidores de Autoridad de los dominios de primer nivel (tales como “org”, “com”, “net”, “es”, “fr”, “uk”, etc...).
Si el organismo competente nos concede Autoridad sobre un dominio, o mejor dicho, si se la concede a un servidor que nosotros administramos, eso implica que podremos añadir a dicho dominio toda la información que deseemos, tal como subdominios, direcciones de IP de servidores web, ó ftp, ó de ordenadores cualquiera, nombres de servidores de e-mail, etc..., y que dicha información estará automáticamente disponible en Internet sin que tengamos que solicitar ninguna autorización adicional por nuestra parte. Justamente eso es lo que quiere decir que nosotros administramos el dominio.
6. COMO SE BUSCA LA INFORMACION EN LOS SERVIDORES DE DNS.
Como dije en el punto 3, un servidor de DNS que no tenga el dato que se le solicita puede consultar con otros servidores DNS (o sea cuando no pueda resolver el nombre de dominio con sus propios datos). Existen dos maneras.
La primera, la más simple, recibe el nombre de Procedimiento Iterativo ó BUSQUEDA ITERATIVA. Consiste en que el servidor DNS proporciona al ordenador que hizo la pregunta las direcciones de otros varios servidores de DNS para que se la pueda enviar también a ellos.
Como es evidente, esta manera no garantiza el éxito de la consulta, porque es posible que los otros (pocos) servidores DNS mencionados por el primero tampoco sepan la respuesta.
La segunda manera, en cambio, sí que tiene garantizado el éxito. Recibe el nombre de Procedimiento Recursivo ó BUSQUEDA RECURSIVA.
Será más fácil de explicar con un ejemplo. Digamos que yo, usuario final, quiero ver en mi navegador de Internet la siguiente web: “www.calma.total.org”. Pues bien, a tal efecto pongo esa dirección (sin las comillas) en el espacio reservado para ello en mi navegador. Los sucesos que ocurren a partir del momento en que pulse Intro son los siguientes (simplificados):
1) Mi navegador pregunta al servidor DNS que tengo configurado, al que llamaremos DNSmío, la dirección IP que corresponde al host “www.calma.total.org”.
2) DNSmío no tiene la información así que decide obtenerla usando una búsqueda recursiva, para lo cuál mira en su propia configuración la lista de números de IP de los de los Servidores de Autoridad del dominio Raíz (que son pocos) y elige uno, al que vamos a llamar DNSraiz.
3) DNSmío envía a DNSraiz una petición para saber qué servidor es la Autoridad para el dominio “org”. RAIZ responde con el dato de que la Autoridad la tiene el servidor DNSorg (conviene destacar que si un Servidor Autoridad no tiene éste dato entonces es que no existe tal servidor ó subdominio, es decir que el nombre del subdominio no está registrado, y por tanto es erróneo ó “ilegal”).
4) DNSmío pregunta ahora al servidor DNSorg quién es el servidor de Autoridad para “total.org”. DNSorg devuelve una referencia a otro servidor de DNS al que llamaremos DNStotal.
5) DNSmío vuelve a preguntar, esta vez al ordenador DNStotal, por la Autoridad para “calma.total.org”. DNStotal responde que es otro servidor, que llamaremos DNScalma.
6) Por último DNSmío pide a DNScalma el contenido de un registro de tipo host (ó sea un número de IP), y de nombre “www.calma.total.org”.
7. LIMITACIONES EN LOS NOMBRES DE DOMINIOS.
La relación de caracteres válidos en los nombres de dominios, y el número mínimo y máximo de los mismos, no está estandarizada a nivel de Internet. Es decir que distintos dominios tienen reglas para componer los nombres algo diferentes.
Por mencionar un caso típico, los subdominios del dominio “.com” pueden tener hasta 67 caracteres, a elegir entre letras, números, y guiones (aunque no pueden comenzar ni terminar en guión).
En la siguiente dirección puede encontrarse la relación de los caracteres permitidos y longitud máxima para los dominios de 1er nivel más comunes: “http://bitsolution.com.mx/clientes/especificaciones.htm”.
8. LAS ZONAS EN LOS SERVIDORES DNS.
Un determinado servidor de DNS que tenga la Autoridad sobre un dominio concreto, por ejemplo sobre “megared.net”, no está obligado a delegar la Autoridad sobre ninguno de sus subdominios. Por tanto podría seguir siendo autoridad sobre “megared.net”, sobre “canarias.megared.net”, sobre “laspalmas.canarias.megared.net”, etc...
Pues bien, se conoce como ZONA al conjunto de un dominio delegado, junto con todos los subdominios del mismo que NO lo están.
Como consecuencia de lo anterior el servidor DNS que tenga la Autoridad para un dominio delegado, también tendrá la Autoridad para todos los otros subdominios de la misma Zona, pero no para los otros subdominios que no están en ella (o sea para los delegados).
Un servidor de DNS concreto puede contar con cero, una, o muchas zonas. Parte de ellas pueden venir de delegaciones de Autoridad, otra parte pueden ser copias de zonas cuya Autoridad está en otro servidor, pero que, por cuestiones de seguridad y de rapidez, se duplican en el nuestro.
9. DUPLICACION DE ZONAS Y CACHE.
Si la el Servidor de Autoridad para un cierto dominio fuera el único servidor que contara con la información sobre el mismo el sistema resultaría un tanto frágil, y además sería fácil sobrecargarlo con demasiadas peticiones de información, con lo que se perdería velocidad en las consultas (imagínense si sólo existiera un servidor para el dominio Raíz).
Para solventar este inconveniente al definir servicio DNS se incluyeron algunos mecanismos para que la información pudiera residir en más de un servidor.
Un SERVIDOR CACHE DE DNS es un servidor DNS que acepta solicitudes de información de los usuarios finales, y que utiliza el mecanismo de Búsqueda Recursiva para localizar los datos pertinentes, pero que después de proporcionarlos a los peticionarios iniciales guarda una copia para sí mismo. A partir de ese momento cualquier otra consulta del mismo dato, o de datos relacionados, puede ser resuelta mucho más rápidamente.
Lo normal es que casi todos los Servidores de DNS sean servidores de caché, no importa si tienen o no autoridad sobre algún dominio. De hecho podemos crear un servidor DNS que no tenga autoridad sobre ningún dominio, y que sólo sirva de caché. Esta situación tiene la ventaja de que no es necesario registrar dicho servidor en Internet, con lo que no hace falta realizar ningún trámite burocrático para ponerlo en marcha ni para usarlo.
La DUPLICACION DE ZONAS consiste sencillamente en que el Servidor de Autoridad para una zona concreta (o sea para un dominio y cero, uno, o varios subdominios del mismo) envíen copia de la información de la misma a otros servidores de DNS, configurados estos para aceptar los datos y distribuirlos a su vez como si fueran propios. La diferencia fundamental entre el servidor de Autoridad y las copias es que no es posible (o no debería serlo) editar la información en las copias, y sí en el servidor de Autoridad. El comienzo de la transferencia puede ser tanto iniciado por el servidor con la Autoridad (el servidor Maestro para la zona) como por el duplicado (servidor/es secundario/s para la zona).
Cuando se registra oficialmente en Internet un servidor como Autoridad para un dominio concreto, por lo general los organismos de registro solicitan que les demos la dirección de al menos dos servidores de DNS, en uno residiría la Autoridad propiamente dicha, y el otro u otros contendrían duplicados de la zona en cuestión. De ésta manera el servidor de autoridad del nivel anterior al nuestro puede distribuir las consultas entre las distintas copias.
10. EL SERVICIO DNS Y EL CORREO ELECTRONICO: DIRECCIONAMIENTO DE E-MAILS.
Las direcciones de correo electrónico están compuestas de 2 partes bien diferenciadas y separadas por el símbolo “@”, por ejemplo “cmmtecno@correo.tecnocad.org”.
Sólo la 2ª parte de las direcciones contienen el nombre de un recurso localizable usando el servicio DNS. Toda la información antes de la arroba no es significativa, porque identifica a una cuenta de usuario concreta dentro de un servidor, y el servicio DNS no guarda información sobre usuarios.
Para declarar los servidores de correo en el servicio DNS se necesitan dos pasos. El primero consiste en almacenar en un registro Host el nombre y la dirección IP del que va a ser el servidor de e-mail. La segunda consiste en añadir un registro de tipo MX, que relaciona el nombre del dominio de correo electrónico con un nombre de servidor (el nombre del servidor y el del dominio de e-mail, por tanto, no tienen porqué coincidir, ni aún parecerse).
Un ejemplo: la compañía Know-How ha registrado el dominio “knowhow.com” con la autoridad competente, quien ha delegado la Autoridad sobre el mismo en el servidor “isp.logidos.org”. Know-How desea utilizar ése dominio para las cuentas de correo de sus empleados. Como no quieren poner su propio servidor acuerdan con otra empresa llamada Canaricad, que ya lo tiene y que lo ha registrado como “mail.canaricad.org”, que le dé ese servicio. Know-How se pone entonces en contacto con quien administra el servidor “isp.logidos.org” (y por tanto su dominio) para que cree dentro de “knowhow.com” un nuevo registro de tipo MX, y que le asocie el nombre de servidor “mail.canaricad.org”. A partir de ese momento ya puede solicitar de Canaricad que cree todas las cuentas de e-mail que desee, ya que cualquier correo que se envíe a una dirección que termine en “@knowhow.com” terminará en el servidor “mail.canaricad.org”.
11. DONDE ENCONTRAR MÁS INFORMACION.
Todas las especificaciones técnicas del servicio DNS han sido publicadas en Internet en forma de documentos RFC, y son fáciles de encontrar.
Los documentos principales sobre éste tema son las RFC0882 y RFC0883, que datan de 1983 y contienen las especificaciones originales del servicio DNS, y las RFC1034 y RFC1035, que datan de 1987 y son las que están en vigor actualmente (con numerosas modificaciones y añadidos).
Pueden consultar los originales en Inglés en la dirección: “http://www.rfc-editor.org”.
Es posible encontrar algunas RFCs traducidas al Español en diversas webs, una de las que tiene más material traducido está en: “http://www.rfc-es.org/index.php”.
miércoles, 17 de febrero de 2010
Como instalar y configurar un Servidor DHCP
Como instalar y configurar un Servidor DHCP
Que es DHCP ?
Un servidor Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) asigna dinámicamente las direcciones IP y otras configuraciones de una red determinada a otros ordenadores clientes que estan conectados a la red. Esto simplifica la administración de la red y hace que la conexión de nuevos equipos a la red sea mucho más fácil.
Todas las direcciones IP de todos los equipos se almacenan en una base de datos que reside en un servidor.
Un servidor DHCP puede proporcionar los ajustes de configuración utilizando dos métodos
Rango de Direcciónes
Este método se basa en la definición de un grupo de las direcciones IP para los clientes DHCP (tambien llamado IP address pool) que suministran sus propiedades de configuración de forma dinámica segun lo soliciten los ordenadores cliente. Cuando un cliente DHCP ya no está en la red durante un período determinado, la configuración vence y la direccion ip del poll es puesta en libertad el uso de otros clientes DHCP.
Dirección MAC
Este método se basa en utilizar el protocolo DHCP para identificar la dirección de hardware única de cada tarjeta de red conectada a la red y luego es asignada una configuracion constante asi como la misma direccion IP cada vez que la configuración de DHCP del cliente realiza una petición al servidor DHCP desde el mismo dispositivo de red.
Instalar un servicio DHCP en Ubuntu y Debian
Para instalar el servidor de asignacion automatica de direccion IP ejecutamos el comando:
sudo apt-get install dhcp3-server
Este sencillo paso instala el servidor en nuestro linux.
Configurando el servidor DHCP
En el caso que tengan dos interfaces de red (NIC) en su servidor Linux tienen que seleccionar cual van a utilizar para escuchar las peticiones DHCP. Para configurar el servicio, editamos el archivo /etc/default/dhcp3-server, y cambiamos INTERFACES=”eth0″ por la tarjeta de red interna.
Es necesario hacer una copia de seguridad del archivo de configuracion:
cp /etc/dhcp3/dhcpd.conf /etc/dhcp3/dhcpd.conf.back
Configurar utilizando el metodo de rango de direcciones (IP pool)
Editamos la configuracion tecleando:
sudo vi /etc/dhcp3/dhcpd.conf
Y en este archivo cambiamos las siguientes secciones
default-lease-time 600;
max-lease-time 7200;
option subnet-mask 255.255.255.0;
option broadcast-address 192.168.1.255;
option routers 192.168.1.1;
option domain-name-servers 192.168.1.9, 192.168.1.10;
option domain-name “guatewireless.org”;
subnet 192.168.1.0 netmask 255.255.255.0 {
range 192.168.1.10 192.168.1.200;
}
Guardamos y salimos del archivo. El texto anterior configura el servidor DHCP con los siguientes parametros:
• Asignacion a los clientes direcciones IPs del rango de 192.168.1.10 hasta 192.168.1.200
• Prestara la direccion IP por un minimo de 600 segundos, y como maximo permitido de 7200 segundos.
• Determina la mascara de subred a 255.255.255.0
• Direccion de broadcast de 192.168.1.255
• Como gateway/pasarela de red/router la direccion 192.168.1.1
• Y los servidores 192.168.1.9 y 10 como sus servidores DNS
Reservas de Ip para ciertas maquinas
Para esto al final de archivo agregamos el siguiente bloque
# SERVER
host SERVER {
hardware ethernet xx:xx:xx:xx:xx:xx;
fixed-address 192.168.1.210;
option broadcast-address 192.168.0.255;
}
En donde SERVER es el nombre de la maquina, xx:xx:xx:xx:xx:xx es la mac address de la maquina, 192.168.1.210 es la IP que queremos reservar y 192.168.0.255 es la direccion de broadcast
Guardamos el archivo reiniciamos el servidor dhcp usando.
/etc/init.d/dhcp3-server restart
Configurar utilizando el metodo de direcciones MAC
Con este metodo se puede reservar algunas o todas las direcciones IP de nuestra red para determinadas maquinas. Como podran ver la configuracion es muy parecida a la anterior, con la salvedad que para reservar la asignacion de una IP a una determinada NIC (network card interface) debemos de utilizar la etiqueta host
default-lease-time 600;
max-lease-time 7200;
option subnet-mask 255.255.255.0;
option broadcast-address 192.168.1.255;
option routers 192.168.1.1;
option domain-name-servers 192.168.1.9, 192.168.1.10;
option domain-name “guatewireless.org”;
subnet 192.168.1.0 netmask 255.255.255.0 {
range 192.168.1.10 192.168.1.200;
}
host oracle{
hardware ethernet 00:03:47:31:e1:7f;
fixed-address 192.168.1.20;
}
host printer {
hardware ethernet 00:03:47:31:e1:b0;
fixed-address 192.168.1.21;
}
Ahora reiniciamos el servidor dhcp ejecutando el siguiente comando:
sudo /etc/init.d/dhcp3-server restart
Configurar el cliente DHCP en Linux Ubuntu
Si dean configurar un escritorio o maquina con linux como cliente DHCP seguimos los siguientes pasos:
• Editamos el archivo de interfaces de red
sudo vi /etc/network/interfaces
• Debemos de tener las siguientes lineas, tomando en cuenta que eth0 es un ejemplo
auto lo eth0
iface eth0 inet dhcp
iface lo inet loopback
• Salvamos y salimos del archivo
• Reiniciamos los servicios de red de Linux Ubuntu
sudo /etc/init.d/networking restart
Para poder conocer las direcciones asignadas a las maquinas clientes
tail -n 15 /var/lib/dhcp3/dhclient.*.leases
Que es DHCP ?
Un servidor Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) asigna dinámicamente las direcciones IP y otras configuraciones de una red determinada a otros ordenadores clientes que estan conectados a la red. Esto simplifica la administración de la red y hace que la conexión de nuevos equipos a la red sea mucho más fácil.
Todas las direcciones IP de todos los equipos se almacenan en una base de datos que reside en un servidor.
Un servidor DHCP puede proporcionar los ajustes de configuración utilizando dos métodos
Rango de Direcciónes
Este método se basa en la definición de un grupo de las direcciones IP para los clientes DHCP (tambien llamado IP address pool) que suministran sus propiedades de configuración de forma dinámica segun lo soliciten los ordenadores cliente. Cuando un cliente DHCP ya no está en la red durante un período determinado, la configuración vence y la direccion ip del poll es puesta en libertad el uso de otros clientes DHCP.
Dirección MAC
Este método se basa en utilizar el protocolo DHCP para identificar la dirección de hardware única de cada tarjeta de red conectada a la red y luego es asignada una configuracion constante asi como la misma direccion IP cada vez que la configuración de DHCP del cliente realiza una petición al servidor DHCP desde el mismo dispositivo de red.
Instalar un servicio DHCP en Ubuntu y Debian
Para instalar el servidor de asignacion automatica de direccion IP ejecutamos el comando:
sudo apt-get install dhcp3-server
Este sencillo paso instala el servidor en nuestro linux.
Configurando el servidor DHCP
En el caso que tengan dos interfaces de red (NIC) en su servidor Linux tienen que seleccionar cual van a utilizar para escuchar las peticiones DHCP. Para configurar el servicio, editamos el archivo /etc/default/dhcp3-server, y cambiamos INTERFACES=”eth0″ por la tarjeta de red interna.
Es necesario hacer una copia de seguridad del archivo de configuracion:
cp /etc/dhcp3/dhcpd.conf /etc/dhcp3/dhcpd.conf.back
Configurar utilizando el metodo de rango de direcciones (IP pool)
Editamos la configuracion tecleando:
sudo vi /etc/dhcp3/dhcpd.conf
Y en este archivo cambiamos las siguientes secciones
default-lease-time 600;
max-lease-time 7200;
option subnet-mask 255.255.255.0;
option broadcast-address 192.168.1.255;
option routers 192.168.1.1;
option domain-name-servers 192.168.1.9, 192.168.1.10;
option domain-name “guatewireless.org”;
subnet 192.168.1.0 netmask 255.255.255.0 {
range 192.168.1.10 192.168.1.200;
}
Guardamos y salimos del archivo. El texto anterior configura el servidor DHCP con los siguientes parametros:
• Asignacion a los clientes direcciones IPs del rango de 192.168.1.10 hasta 192.168.1.200
• Prestara la direccion IP por un minimo de 600 segundos, y como maximo permitido de 7200 segundos.
• Determina la mascara de subred a 255.255.255.0
• Direccion de broadcast de 192.168.1.255
• Como gateway/pasarela de red/router la direccion 192.168.1.1
• Y los servidores 192.168.1.9 y 10 como sus servidores DNS
Reservas de Ip para ciertas maquinas
Para esto al final de archivo agregamos el siguiente bloque
# SERVER
host SERVER {
hardware ethernet xx:xx:xx:xx:xx:xx;
fixed-address 192.168.1.210;
option broadcast-address 192.168.0.255;
}
En donde SERVER es el nombre de la maquina, xx:xx:xx:xx:xx:xx es la mac address de la maquina, 192.168.1.210 es la IP que queremos reservar y 192.168.0.255 es la direccion de broadcast
Guardamos el archivo reiniciamos el servidor dhcp usando.
/etc/init.d/dhcp3-server restart
Configurar utilizando el metodo de direcciones MAC
Con este metodo se puede reservar algunas o todas las direcciones IP de nuestra red para determinadas maquinas. Como podran ver la configuracion es muy parecida a la anterior, con la salvedad que para reservar la asignacion de una IP a una determinada NIC (network card interface) debemos de utilizar la etiqueta host
default-lease-time 600;
max-lease-time 7200;
option subnet-mask 255.255.255.0;
option broadcast-address 192.168.1.255;
option routers 192.168.1.1;
option domain-name-servers 192.168.1.9, 192.168.1.10;
option domain-name “guatewireless.org”;
subnet 192.168.1.0 netmask 255.255.255.0 {
range 192.168.1.10 192.168.1.200;
}
host oracle{
hardware ethernet 00:03:47:31:e1:7f;
fixed-address 192.168.1.20;
}
host printer {
hardware ethernet 00:03:47:31:e1:b0;
fixed-address 192.168.1.21;
}
Ahora reiniciamos el servidor dhcp ejecutando el siguiente comando:
sudo /etc/init.d/dhcp3-server restart
Configurar el cliente DHCP en Linux Ubuntu
Si dean configurar un escritorio o maquina con linux como cliente DHCP seguimos los siguientes pasos:
• Editamos el archivo de interfaces de red
sudo vi /etc/network/interfaces
• Debemos de tener las siguientes lineas, tomando en cuenta que eth0 es un ejemplo
auto lo eth0
iface eth0 inet dhcp
iface lo inet loopback
• Salvamos y salimos del archivo
• Reiniciamos los servicios de red de Linux Ubuntu
sudo /etc/init.d/networking restart
Para poder conocer las direcciones asignadas a las maquinas clientes
tail -n 15 /var/lib/dhcp3/dhclient.*.leases
Que es un DHCP?
DHCP (sigla en inglés de Dynamic Host Configuration Protocol) es un protocolo de red que permite a los nodos de una red IP obtener sus parámetros de configuración automáticamente. Se trata de un protocolo de tipo cliente/servidor en el que generalmente un servidor posee una lista de direcciones IP dinámicas y las va asignando a los clientes conforme estas van estando libres, sabiendo en todo momento quien ha estado en posesión de esa IP, cuanto tiempo la ha tenido, a quien se la ha asignado después.
Características de DHCP
Provee los parámetros de configuración a las computadoras conectadas a la red informática que lo requieran (Mascara de red, puerta de enlace y otros) y también incluyen mecanismo de asignación de direcciones de IP.
Este protocolo se publicó en octubre de 1993, estando documentado actualmente en la RFC 2131 .
Asignación de direcciones IP por DHCP
Sin DHCP, cada dirección IP debe configurarse manualmente en cada ordenador y, si el ordenador se mueve a otro lugar en otra parte de la red, se debe de configurar otra dirección IP diferente. El DHCP le permite al administrador supervisar y distribuir de forma centralizada las direcciones IP necesarias y, automáticamente, asignar y enviar una nueva IP si el ordenador es conectado en un lugar diferente de la red.
Asignación dinámica: el único método que permite la reutilización dinámica de las direcciones IP. El administrador de la red determina un rango de direcciones IP y cada computadora conectada a la red está configurada para solicitar su dirección IP al servidor cuando la tarjeta de interfaz de red se inicializa. El procedimiento usa un concepto muy simple en un intervalo de tiempo controlable. Esto facilita la instalación de nuevas máquinas clientes a la red.
Parámetros configurables de DHCP
Lista de opciones configurables:
• Dirección del servidor DNS
• Nombre DNS
• Puerta de enlace de la dirección IP
• Dirección de Publicación Masiva (broadcast address)
• Máscara de subred
• Tiempo máximo de espera del ARP (Protocolo de Resolución de Direcciones según siglas en inglés)
• Servidores NIS (Servicio de Información de Red según siglas en inglés)
• Dominios NIS
• Servidores NTP (Protocolo de Tiempo de Red según siglas en inglés))
• Servidor SMTP
• Nombre del servidor WINS
Anatomía del protocolo DHCP
Forma de funcionar
DHCP Discover: Los clientes emiten peticiones masivamente en la subred local para encontrar un servidor disponible, mediante un paquete de broadcast.
DHCP Offer: El servidor DHCP envia este paquete al cliente, donde le ofrece una configuracion valida TCP/IP.
DHCP Request: El cliente selecciona la configuración de los paquetes recibidos de DHCP Offer. Una vez más, el cliente solicita una dirección IP específica que indicó el servidor.
DHCP Pack: Paquete que envia el DHCP SERVER para confirmar la concesion.
Pueden existir dos paquetes mas:
DHCP Nack: El servidor envía al cliente un mensaje indicando que el contrato ha terminado o que la dirección IP asignada no es válida.
DHCP Release: Los clientes envían una petición al servidor DHCP para liberar su dirección DHCP. Como los clientes generalmente no saben cuándo los usuarios pueden desconectarles de la red, el protocolo no define el envío del DHCP Release como obligatorio.
Características de DHCP
Provee los parámetros de configuración a las computadoras conectadas a la red informática que lo requieran (Mascara de red, puerta de enlace y otros) y también incluyen mecanismo de asignación de direcciones de IP.
Este protocolo se publicó en octubre de 1993, estando documentado actualmente en la RFC 2131 .
Asignación de direcciones IP por DHCP
Sin DHCP, cada dirección IP debe configurarse manualmente en cada ordenador y, si el ordenador se mueve a otro lugar en otra parte de la red, se debe de configurar otra dirección IP diferente. El DHCP le permite al administrador supervisar y distribuir de forma centralizada las direcciones IP necesarias y, automáticamente, asignar y enviar una nueva IP si el ordenador es conectado en un lugar diferente de la red.
Asignación dinámica: el único método que permite la reutilización dinámica de las direcciones IP. El administrador de la red determina un rango de direcciones IP y cada computadora conectada a la red está configurada para solicitar su dirección IP al servidor cuando la tarjeta de interfaz de red se inicializa. El procedimiento usa un concepto muy simple en un intervalo de tiempo controlable. Esto facilita la instalación de nuevas máquinas clientes a la red.
Parámetros configurables de DHCP
Lista de opciones configurables:
• Dirección del servidor DNS
• Nombre DNS
• Puerta de enlace de la dirección IP
• Dirección de Publicación Masiva (broadcast address)
• Máscara de subred
• Tiempo máximo de espera del ARP (Protocolo de Resolución de Direcciones según siglas en inglés)
• Servidores NIS (Servicio de Información de Red según siglas en inglés)
• Dominios NIS
• Servidores NTP (Protocolo de Tiempo de Red según siglas en inglés))
• Servidor SMTP
• Nombre del servidor WINS
Anatomía del protocolo DHCP
Forma de funcionar
DHCP Discover: Los clientes emiten peticiones masivamente en la subred local para encontrar un servidor disponible, mediante un paquete de broadcast.
DHCP Offer: El servidor DHCP envia este paquete al cliente, donde le ofrece una configuracion valida TCP/IP.
DHCP Request: El cliente selecciona la configuración de los paquetes recibidos de DHCP Offer. Una vez más, el cliente solicita una dirección IP específica que indicó el servidor.
DHCP Pack: Paquete que envia el DHCP SERVER para confirmar la concesion.
Pueden existir dos paquetes mas:
DHCP Nack: El servidor envía al cliente un mensaje indicando que el contrato ha terminado o que la dirección IP asignada no es válida.
DHCP Release: Los clientes envían una petición al servidor DHCP para liberar su dirección DHCP. Como los clientes generalmente no saben cuándo los usuarios pueden desconectarles de la red, el protocolo no define el envío del DHCP Release como obligatorio.
Normas clabeado Rj-45 tipo a y b
Norma de cableado “568-B” (Cable normal o paralelo)
Esta norma o estándar establece el siguiente y mismo código de colores en ambos extremos del cable:
Conector 1 Nº PinNº Pin Conector 2
Blanco/Naranja Pin 1 a Pin 1 Blanco/Naranja
Naranja Pin 2 a Pin 2 Naranja
Blanco/Verde Pin 3 a Pin 3 Blanco/Verde
Azul Pin 4 a Pin 4 Azul
Blanco/Azul Pin 5 a Pin 5 Blanco/Azul
Verde Pin 6 a Pin 6 Verde
Blanco/Marrón Pin 7 a Pin 7 Blanco/Marrón
Marrón Pin 8 a Pin 8 Marrón
Este cable lo usaremos para redes que tengan “Hub” o “Switch”, es decir, para unir los Pc´s con las rosetas y éstas con el Hub o Switch.
NOTA: Siempre la “patilla” del conector RJ45 hacia abajo y de izqda. (pin 1) a dcha. (pin 8)
-------------------------------------------------------------------------------------
”(Cable “Cruzado”)
Esta norma o estándar establece el siguiente código de colores en cada extremo del cable:
Conector 1 (568-B) Nº Pin Nº Pin Conector 2 (568-A)
Blanco/Naranja Pin 1 Pin 1 Blanco/Verde
Naranja Pin 2 Pin 2 Verde
Blanco/Verde Pin 3 Pin 3 Blanco/Naranja
Azul Pin 4 Pin 4 Azul
Blanco/Azul Pin 5 Pin 5 Blanco/Azul
Verde Pin 6 Pin 6 Naranja
Blanco/Marrón Pin 7 Pin 7 Blanco/Marrón
Marrón Pin 8 Pin 8 Marrón
Este cable lo usaremos para redes entre 2 Pc´s o para interconexionar Hubs o Switchs entre sí.
NOTA: Siempre la “patilla” del conector RJ45 hacia abajo y de izqda. (pin 1) a dcha. (pin 8)
Esta norma o estándar establece el siguiente y mismo código de colores en ambos extremos del cable:
Conector 1 Nº PinNº Pin Conector 2
Blanco/Naranja Pin 1 a Pin 1 Blanco/Naranja
Naranja Pin 2 a Pin 2 Naranja
Blanco/Verde Pin 3 a Pin 3 Blanco/Verde
Azul Pin 4 a Pin 4 Azul
Blanco/Azul Pin 5 a Pin 5 Blanco/Azul
Verde Pin 6 a Pin 6 Verde
Blanco/Marrón Pin 7 a Pin 7 Blanco/Marrón
Marrón Pin 8 a Pin 8 Marrón
Este cable lo usaremos para redes que tengan “Hub” o “Switch”, es decir, para unir los Pc´s con las rosetas y éstas con el Hub o Switch.
NOTA: Siempre la “patilla” del conector RJ45 hacia abajo y de izqda. (pin 1) a dcha. (pin 8)
-------------------------------------------------------------------------------------
”(Cable “Cruzado”)
Esta norma o estándar establece el siguiente código de colores en cada extremo del cable:
Conector 1 (568-B) Nº Pin Nº Pin Conector 2 (568-A)
Blanco/Naranja Pin 1 Pin 1 Blanco/Verde
Naranja Pin 2 Pin 2 Verde
Blanco/Verde Pin 3 Pin 3 Blanco/Naranja
Azul Pin 4 Pin 4 Azul
Blanco/Azul Pin 5 Pin 5 Blanco/Azul
Verde Pin 6 Pin 6 Naranja
Blanco/Marrón Pin 7 Pin 7 Blanco/Marrón
Marrón Pin 8 Pin 8 Marrón
Este cable lo usaremos para redes entre 2 Pc´s o para interconexionar Hubs o Switchs entre sí.
NOTA: Siempre la “patilla” del conector RJ45 hacia abajo y de izqda. (pin 1) a dcha. (pin 8)
lunes, 18 de enero de 2010
El cableado de la red (1)
El cable es el medio a través del cual fluye la información a través de la red. Hay distintos tipos de cable de uso común en redes LAN. Una red puede utilizar uno o más tipos de cable, aunque el tipo de cable utilizado siempre estará sujeto a la topología de la red, el tipo de red que utiliza y el tamaño de esta.
Estos son los tipos de cable más utilizados en redes LAN:
• Cable de par trenzado sin apantallar / UTP Unshielded twisted pair
• Cable de par trenzado apantallado / STP Shielded twisted pair
• Cable coaxial
• Cable de fibra óptica
• LAN´s sin cableado
Cable de par trenzado sin apantallar / Unshielded Twisted Pair (UTP) Cable
Este tipo de cable es el más utilizado. Tiene una variante con apantallamiento pero la variante sin apantallamiento suele ser la mejor opción para una PYME.
Fig.1. UTP
La calidad del cable y consecuentemente la cantidad de datos que es capaz de transmitir varían en función de la categoría del cable. Las gradaciones van desde el cable de teléfono, que solo transmite la voz humana a el cable de categoría 5 capaz de transferir 100 Megabits por segundo.
Categorías UTP
Tipo Uso
Categoría1 Voz (Cable de teléfono)
Categoría 2 Datos a 4 Mbps (LocalTalk)
Categoría 3 Datos a10 Mbps (Ethernet)
Categoría 4 Datos a 20 Mbps/16 Mbps Token Ring
Categoría 5 Datos a 100 Mbps (Fast Ethernet)
Categoría 6 Datos a 1000 Mbps( Gigabit)
La diferencia entre las distintas categorías es la tirantez. A mayor tirantez mayor capacidad de transmisión de datos. Se recomienda el uso de cables de Categoría 3 o 5 para la implementación de redes en PYMES (pequeñas y medianas empresas). Es conveniente sin embargo utilizar cables de categoría 5 ya que estos permitirán migraciones de tecnologías 10Mb a tecnología 100 Mb.
Conector UTP
El estandar para conectores de cable UTP es el RJ-45. Se trata de un conector de plástico similar al conector del cable telefónico. La siglas RJ se refieren al estandar Registerd Jack, creado por la industria telefónica. Este estandar define la colocación de los cables en su pin correspondiente.
Fig.2. Rj-45
Cable de par trenzado pantallado / Shielded Twisted Pair (STP) Cable
Una de las desventajas del cable UTP es que es susceptible a las intereferencias eléctricas. Para entornos con este problema existe un tipo de cable UTP que lleva apantallamiento, esto es, protección contra interferencias eléctricas. Este tipo de cable se utiliza con frecuencia en redes con topología Token Ring.
Cable Coaxial
El cable coaxial contiene un conductor de cobre en su interior. Este va envuelto en un aislante para separarlo de un apantallado metálico con forma de rejilla que aisla el cable de posibles interferencias externas.
Fig.3. Cable Coaxial
Aunque la instalación del cable coaxial es más complicada que la del UTP, este tiene un alto grado de resistencia a las interferencias. Por otra parte también es posible conectar distancias mayores que con los cables de par trenzado. Existen dos tipos de cable coaxial, el fino y el grueso conocidos como thin coaxial y thick coaxial.
Con frecuencia se pueden escuchar referencias al cable coaxial fino como thinnet o 10Base2. Esto hace referencia a una red de tipo Ethernet con un cableado coaxial fino, donde el 2 significa que el mayor segmento posible es de 200 metros, siendo en la práctica reducido a 185 m. El cable coaxial es muy popular en las redes con topología de BUS.
Con frecuencia se pueden escuchar referencias al cable coaxial grueso como thicknet o 10Base5. Esto hace referencia a una red de tipo Ethernet con un cableado coaxial grueso, donde el 5 signfica que el mayor segmento posible es de 500 metros. El cable coaxial es muy popular en las redes con topología de BUS. El cable coaxial grueso tiene una capa plástica adicional que protege de la humedad al conductor de cobre. Esto hace de este tipo de cable una gran opción para redes de BUS extensas, aunque hay que tener en cuenta que este cable es difícil de doblar.
Conector para cable coaxial
El más usado es el conector BNC. BNC son las siglas de Bayone-Neill-Concelman. Los conectores BNC pueden ser de tres tipos: normal, terminadores y conectores en T.
Fig.4. BNC connector
Cable de fibra óptica
El cable de fibra óptica consiste en un centro de cristal rodeado de varias capas de material protector. Lo que se transmite no son señales eléctricas sino luz con lo que se elimina la problemática de las interferencias. Esto lo hace ideal para entornos en los que haya gran cantidad de interferencias eléctricas. También se utiliza mucho en la conexión de redes entre edificios debido a su inmunidad a la humedad y a la exposición solar.
Con un cable de fibra óptica se pueden transmitir señales a distancias mucho mayores que con cables coaxiales o de par trenzado. Además, la cantidad de información capaz de transmitir es mayor por lo que es ideal para redes a través de las cuales se desee llevar a cabo videoconferencia o servicios interactivos. El coste es similar al cable coaxial o al cable UPT pero las dificultades de instalación y modificación son mayores. En algunas ocasiones escucharemos 10BaseF como referencia a este tipo de cableado. En realidad estas siglas hablan de una red Ethernet con cableado de fibra óptica.
Fig.5. Cable de fibra óptica
Características:
• El aislante exterior está hecho de teflón o PVC.
• Fibras Kevlar ayudan a dar fuerza al cable y hacer más difícil su ruptura.
• Se utiliza un recubrimiento de plástico para albergar a la fibra central.
• El centro del cable está hecho de cristal o de fibras plásticas.
Conectores para fibra óptica
El conector de fibra óptica más utilizado es el conector ST. Tiene una apariencia similar a los conectores BNC. También se utilizan, cada vez con más frecuencia conectores SC, de uso más fácil.
Resumen de tipos de cables empleados
Especificación Tipo de Cable Longitud Máxima
10BaseT U T P 100 meters
10Base2 Thin Coaxial 185 meters
10Base5 Thick Coaxial 500 meters
10BaseF Fibra Optica 2000 meters
Redes LAN sin cableado
No todas las redes se implementan sobre un cableado. Existen redes que utilizan señales de radio de alta frecuencia o haces infrarrojos para comunicarse. Cada punto de la red tiene una antena desde la que emite y recibe. Para largas distancias se pueden utilizar teléfonos móviles o satélites.
Este tipo de conexión está especialmente indicada para su uso con portátiles o para edificios viejos en los que es imposible instalar un cableado.
Las desventajas de este tipo de redes es sus altos costes, su susceptibilidad a las intereferencias electromagnéticas y la baja seguridad que ofrecen. Además son más lentas que las redes que utilizan cableado.
Estos son los tipos de cable más utilizados en redes LAN:
• Cable de par trenzado sin apantallar / UTP Unshielded twisted pair
• Cable de par trenzado apantallado / STP Shielded twisted pair
• Cable coaxial
• Cable de fibra óptica
• LAN´s sin cableado
Cable de par trenzado sin apantallar / Unshielded Twisted Pair (UTP) Cable
Este tipo de cable es el más utilizado. Tiene una variante con apantallamiento pero la variante sin apantallamiento suele ser la mejor opción para una PYME.
Fig.1. UTP
La calidad del cable y consecuentemente la cantidad de datos que es capaz de transmitir varían en función de la categoría del cable. Las gradaciones van desde el cable de teléfono, que solo transmite la voz humana a el cable de categoría 5 capaz de transferir 100 Megabits por segundo.
Categorías UTP
Tipo Uso
Categoría1 Voz (Cable de teléfono)
Categoría 2 Datos a 4 Mbps (LocalTalk)
Categoría 3 Datos a10 Mbps (Ethernet)
Categoría 4 Datos a 20 Mbps/16 Mbps Token Ring
Categoría 5 Datos a 100 Mbps (Fast Ethernet)
Categoría 6 Datos a 1000 Mbps( Gigabit)
La diferencia entre las distintas categorías es la tirantez. A mayor tirantez mayor capacidad de transmisión de datos. Se recomienda el uso de cables de Categoría 3 o 5 para la implementación de redes en PYMES (pequeñas y medianas empresas). Es conveniente sin embargo utilizar cables de categoría 5 ya que estos permitirán migraciones de tecnologías 10Mb a tecnología 100 Mb.
Conector UTP
El estandar para conectores de cable UTP es el RJ-45. Se trata de un conector de plástico similar al conector del cable telefónico. La siglas RJ se refieren al estandar Registerd Jack, creado por la industria telefónica. Este estandar define la colocación de los cables en su pin correspondiente.
Fig.2. Rj-45
Cable de par trenzado pantallado / Shielded Twisted Pair (STP) Cable
Una de las desventajas del cable UTP es que es susceptible a las intereferencias eléctricas. Para entornos con este problema existe un tipo de cable UTP que lleva apantallamiento, esto es, protección contra interferencias eléctricas. Este tipo de cable se utiliza con frecuencia en redes con topología Token Ring.
Cable Coaxial
El cable coaxial contiene un conductor de cobre en su interior. Este va envuelto en un aislante para separarlo de un apantallado metálico con forma de rejilla que aisla el cable de posibles interferencias externas.
Fig.3. Cable Coaxial
Aunque la instalación del cable coaxial es más complicada que la del UTP, este tiene un alto grado de resistencia a las interferencias. Por otra parte también es posible conectar distancias mayores que con los cables de par trenzado. Existen dos tipos de cable coaxial, el fino y el grueso conocidos como thin coaxial y thick coaxial.
Con frecuencia se pueden escuchar referencias al cable coaxial fino como thinnet o 10Base2. Esto hace referencia a una red de tipo Ethernet con un cableado coaxial fino, donde el 2 significa que el mayor segmento posible es de 200 metros, siendo en la práctica reducido a 185 m. El cable coaxial es muy popular en las redes con topología de BUS.
Con frecuencia se pueden escuchar referencias al cable coaxial grueso como thicknet o 10Base5. Esto hace referencia a una red de tipo Ethernet con un cableado coaxial grueso, donde el 5 signfica que el mayor segmento posible es de 500 metros. El cable coaxial es muy popular en las redes con topología de BUS. El cable coaxial grueso tiene una capa plástica adicional que protege de la humedad al conductor de cobre. Esto hace de este tipo de cable una gran opción para redes de BUS extensas, aunque hay que tener en cuenta que este cable es difícil de doblar.
Conector para cable coaxial
El más usado es el conector BNC. BNC son las siglas de Bayone-Neill-Concelman. Los conectores BNC pueden ser de tres tipos: normal, terminadores y conectores en T.
Fig.4. BNC connector
Cable de fibra óptica
El cable de fibra óptica consiste en un centro de cristal rodeado de varias capas de material protector. Lo que se transmite no son señales eléctricas sino luz con lo que se elimina la problemática de las interferencias. Esto lo hace ideal para entornos en los que haya gran cantidad de interferencias eléctricas. También se utiliza mucho en la conexión de redes entre edificios debido a su inmunidad a la humedad y a la exposición solar.
Con un cable de fibra óptica se pueden transmitir señales a distancias mucho mayores que con cables coaxiales o de par trenzado. Además, la cantidad de información capaz de transmitir es mayor por lo que es ideal para redes a través de las cuales se desee llevar a cabo videoconferencia o servicios interactivos. El coste es similar al cable coaxial o al cable UPT pero las dificultades de instalación y modificación son mayores. En algunas ocasiones escucharemos 10BaseF como referencia a este tipo de cableado. En realidad estas siglas hablan de una red Ethernet con cableado de fibra óptica.
Fig.5. Cable de fibra óptica
Características:
• El aislante exterior está hecho de teflón o PVC.
• Fibras Kevlar ayudan a dar fuerza al cable y hacer más difícil su ruptura.
• Se utiliza un recubrimiento de plástico para albergar a la fibra central.
• El centro del cable está hecho de cristal o de fibras plásticas.
Conectores para fibra óptica
El conector de fibra óptica más utilizado es el conector ST. Tiene una apariencia similar a los conectores BNC. También se utilizan, cada vez con más frecuencia conectores SC, de uso más fácil.
Resumen de tipos de cables empleados
Especificación Tipo de Cable Longitud Máxima
10BaseT U T P 100 meters
10Base2 Thin Coaxial 185 meters
10Base5 Thick Coaxial 500 meters
10BaseF Fibra Optica 2000 meters
Redes LAN sin cableado
No todas las redes se implementan sobre un cableado. Existen redes que utilizan señales de radio de alta frecuencia o haces infrarrojos para comunicarse. Cada punto de la red tiene una antena desde la que emite y recibe. Para largas distancias se pueden utilizar teléfonos móviles o satélites.
Este tipo de conexión está especialmente indicada para su uso con portátiles o para edificios viejos en los que es imposible instalar un cableado.
Las desventajas de este tipo de redes es sus altos costes, su susceptibilidad a las intereferencias electromagnéticas y la baja seguridad que ofrecen. Además son más lentas que las redes que utilizan cableado.
INTRODUCCION A LAS REDES
Clasificación de las redes
Como ya hemos visto, se denomina red de computadores una serie de host autónomos y dispositivos especiales intercomunicados entre sí.
Ahora bien, este concepto genérico de red incluye multitud de tipos diferentes de redes y posibles configuraciones de las mismas, por lo que desde un principio surgió la necesidad de establecer clasificaciones que permitieran identificar estructuras de red concretas.
La posibles clasificaciones de las redes pueden ser muchas, atendiendo cada una de ellas a diferentes propiedades, siendo las más comunes y aceptadas las siguientes:
Clasificación de las redes según su tamaño y extensión:
1. Redes LAN. Las redes de área local (Local Area Network) son redes de ordenadores cuya extensión es del orden de entre 10 metros a 1 kilómetro. Son redes pequeñas, habituales en oficinas, colegios y empresas pequeñas, que generalmente usan la tecnología de broadcast, es decir, aquella en que a un sólo cable se conectan todas las máquinas. Como su tamaño es restringido, el peor tiempo de transmisión de datos es conocido, siendo velocidades de transmisión típicas de LAN las que van de 10 a 100 Mbps (Megabits por segundo).
2. Redes MAN. Las redes de área metropolitana (Metropolitan Area Network) son redes de ordenadores de tamaño superior a una LAN, soliendo abarcar el tamaño de una ciudad. Son típicas de empresas y organizaciones que poseen distintas oficinas repartidas en un mismo área metropolitana, por lo que, en su tamaño máximo, comprenden un área de unos 10 kilómetros.
3. Redes WAN. Las redes de área amplia (Wide Area Network) tienen un tamaño superior a una MAN, y consisten en una colección de host o de redes LAN conectadas por una subred. Esta subred está formada por una serie de líneas de transmisión interconectadas por medio de routers, aparatos de red encargados de rutear o dirigir los paquetes hacia la LAN o host adecuado, enviándose éstos de un router a otro. Su tamaño puede oscilar entre 100 y 1000 kilómetros.
4. Redes internet. Una internet es una red de redes, vinculadas mediante ruteadores gateways. Un gateway o pasarela es un computador especial que puede traducir información entre sistemas con formato de datos diferentes. Su tamaño puede ser desde 10000 kilómetros en adelante, y su ejemplo más claro es Internet, la red de redes mundial.
5. Redes inalámbricas. Las redes inalámbricas son redes cuyos medios físicos no son cables de cobre de ningún tipo, lo que las diferencia de las redes anteriores. Están basadas en la transmisión de datos mediante ondas de radio, microondas, satélites o infrarrojos.
Clasificación de las redes según la tecnología de transmisión:
a. Redes de Broadcast. Aquellas redes en las que la transmisión de datos se realiza por un sólo canal de comunicación, compartido entonces por todas las máquinas de la red. Cualquier paquete de datos enviado por cualquier máquina es recibido por todas las de la red.
b. Redes Point-To-Point. Aquellas en las que existen muchas conexiones entre parejas individuales de máquinas. Para poder transmitir los paquetes desde una máquina a otra a veces es necesario que éstos pasen por máquinas intermedias, siendo obligado en tales casos un trazado de rutas mediante dispositivos routers.
Clasificación de las redes según el tipo de transferencia de datos que soportan:
I. Redes de transmisión simple. Son aquellas redes en las que los datos sólo pueden viajar en un sentido.
II. Redes Half-Duplex. Aquellas en las que los datos pueden viajar en ambos sentidos, pero sólo en uno de ellos en un momento dado. Es decir, sólo puede haber transferencia en un sentido a la vez.
III. Redes Full-Duplex. Aquellas en las que los datos pueden viajar en ambos sentidos a la vez.
Topologías de red
Hemos visto en el tema sobre el modelo OSI y la arquitectura TCP/IP que las redes de ordenadores surgieron como una necesidad de interconectar los diferentes host de una empresa o institución para poder así compartir recursos y equipos específicos.
Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden interconectar o unir de diferentes formas, siendo la forma elegida un factor fundamental que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red.
La disposición de los diferentes componentes de una red se conoce con el nombre de topología de la red. La topología idónea para una red concreta va a depender de diferentes factores, como el número de máquinas a interconectar, el tipo de acceso al medio físico que deseemos, etc.
Podemos distinguir dos aspectos diferentes a la hora de considerar una topología:
1. La topología física, que es la disposición real de las máquinas,
dispositivos de red y cableado (los medios) en la red.
2. La topología lógica, que es la forma en que las máquinas se comunican a través del medio físico. Los dos tipos más comunes de topologías lógicas son broadcast (Ethernet) y transmisión de tokens (Token Ring).
La topología de broadcast simplemente significa que cada host envía sus datos hacia todos los demás hosts del medio de red. Las estaciones no siguen ningún orden para utilizar la red, sino que cada máquina accede a la red para transmitir datos en el momento en que lo necesita. Esta es la forma en que funciona Ethernet.
En cambio, la transmisión de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eléctrico de forma secuencial a cada host. Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a través de la red. Si el host no tiene ningún dato para enviar, transmite el token hacia el siguiente host y el proceso se vuelve a repetir.
Vamos a ver a continuación los principales modelos de topología.
Modelos de topología
Las principales modelos de topología son:
Topología de bus
La topología de bus tiene todos sus nodos conectados directamente a un enlace y no tiene ninguna otra conexión entre nodos. Físicamente cada host está conectado a un cable común, por lo que se pueden comunicar directamente, aunque la ruptura del cable hace que los hosts queden desconectados.
La topología de bus permite que todos los dispositivos de la red puedan ver todas las señales de todos los demás dispositivos, lo que puede ser ventajoso si desea que todos los dispositivos obtengan esta información. Sin embargo, puede representar una desventaja, ya que es común que se produzcan problemas de tráfico y colisiones, que se pueden paliar segmentando la red en varias partes.
Topología de anillo
Una topología de anillo se compone de un solo anillo cerrado formado por nodos y enlaces, en el que cada nodo está conectado solamente con los dos nodos adyacentes.
Los dispositivos se conectan directamente entre sí por medio de cables en lo que se denomina una cadena margarita. Para que la información pueda circular, cada estación debe transferir la información a la estación adyacente.
Topología de anillo doble
Una topología en anillo doble consta de dos anillos concéntricos, donde cada host de la red está conectado a ambos anillos, aunque los dos anillos no están conectados directamente entre sí. Es análoga a la topología de anillo, con la diferencia de que, para incrementar la confiabilidad y flexibilidad de la red, hay un segundo anillo redundante que conecta los mismos dispositivos.
La topología de anillo doble actúa como si fueran dos anillos independientes, de los cuales se usa solamente uno por vez.
Topología en estrella
La topología en estrella tiene un nodo central desde el que se irradian todos los enlaces hacia los demás nodos. Por el nodo central, generalmente ocupado por un hub, pasa toda la información que circula por la red.
La ventaja principal es que permite que todos los nodos se comuniquen entre sí de manera conveniente. La desventaja principal es que si el nodo central falla, toda la red se desconecta.
Topología en árbol
La topología en árbol es similar a la topología en estrella, salvo en que no tiene un nodo central. Existe unos nodos de enlaces troncal, generalmente ocupado por un hub o switch, desde el que se ramifican los demás nodos.
Topología en malla completa
En una topología de malla completa, cada nodo se enlaza directamente con los demás nodos. Las ventajas son que, como cada todo se conecta físicamente a los demás, creando una conexión redundante, si algún enlace deja de funcionar la información puede circular a través de cualquier cantidad de enlaces hasta llegar a destino. Además, esta topología permite que la información circule por varias rutas a través de la red.
La desventaja física principal es que sólo funciona con una pequeña cantidad de nodos, ya que de lo contrario la cantidad de medios necesarios para los enlaces, y la cantidad de conexiones con los enlaces se torna abrumadora.
Topología de red celular
La topología celular está compuesta por áreas circulares o hexagonales, cada una de las cuales tiene un nodo individual en el centro.
La topología celular es un área geográfica dividida en regiones (celdas) para los fines de la tecnología inalámbrica. En esta tecnología no existen enlaces físicos; sólo hay ondas electromagnéticas.
La ventaja obvia de una topología celular (inalámbrica) es que no existe ningún medio tangible aparte de la atmósfera terrestre o el del vacío del espacio exterior (y los satélites). Las desventajas son que las señales se encuentran presentes en cualquier lugar de la celda y, de ese modo, pueden sufrir disturbios y violaciones de seguridad.
Como norma, las topologías basadas en celdas se integran con otras topologías, ya sea que usen la atmósfera o los satélites. Un ejemplo son las redes de telefonía móvil.
Topología irregular
En este tipo de topología no existe un patrón obvio de enlaces y nodos. El cableado no sigue un modelo determinado; de los nodos salen cantidades variables de cables. Las redes que se encuentran en las primeras etapas de construcción, o se encuentran mal planificadas, a menudo se conectan de esta manera.
Las topologías LAN más comunes son:
• Ethernet: topología de bus lógica y en estrella física o en estrella extendida.
• Token Ring: topología de anillo lógica y una topología física en estrella.
• FDDI: topología de anillo lógica y topología física de anillo doble.
Redes LAN Ethernet
Ethernet es la tecnología de red LAN más usada, resultando idóneas para aquellos casos en los que se necesita una red local que deba transportar tráfico esporádico y ocasionalmente pesado a velocidades muy elevadas. Las redes Ethernet se implementan con una topología física de estrella y lógica de bus, y se caracterizan por su alto rendimiento a velocidades de 10-1000 Mbps.
El origen de las redes Ethernet hay que buscarlo en la Universidad de Hawai, donde se desarrollo, en los años setenta, el Método de Acceso Múltiple con Detección de Portadora y Detección de Colisiones, CSMA/CD (Carrier Sense and Multiple Access with Collition Detection), utilizado actualmente por Ethernet. Este método surgió ante la necesidad de implementar en las islas Hawai un sistema de comunicaciones basado en la transmisión de datos por radio, que se llamó Aloha, y permite que todos los dispositivos puedan acceder al mismo medio, aunque sólo puede existir un único emisor encada instante. Con ello todos los sistemas pueden actuar como receptores de forma simultánea, pero la información debe ser transmitida por turnos.
Las redes Ethernet son de carácter no determinista, en la que los hosts pueden transmitir datos en cualquier momento. Antes de enviarlos, escuchan el medio de transmisión para determinar si se encuentra en uso. Si lo está, entonces esperan. En caso contrario, los host comienzan a transmitir. En caso de que dos o más host empiecen a transmitir tramas a la vez se producirán encontronazos o choques entre tramas diferentes que quieren pasar por el mismo sitio a la vez. Este fenómeno se denomina colisión, y la porción de los medios de red donde se producen colisiones se denomina dominio de colisiones.
Una colisión se produce pues cuando dos máquinas escuchan para saber si hay tráfico de red, no lo detectan y, acto seguido transmiten de forma simultánea. En este caso, ambas transmisiones se dañan y las estaciones deben volver a transmitir más tarde.
Para intentar solventar esta pérdida de paquetes, las máquinas poseen mecanismos de detección de las colisiones y algoritmos de postergación que determinan el momento en que aquellas que han enviado tramas que han sido destruidas por colisiones pueden volver a transmitirlas.
Formato de trama Ethernet
Según hemos visto, los datos generados en la capa de aplicación pasan a la capa de transporte, que los divide en segmentos, porciones de datos aptas para su transporte por res, y luego van descendiendo pos las sucesivas capas hasta llegar a los medios físicos. Conforme los datos van bajando por la pila de capas, paso a paso cada protocolo les va añadiendo una serie de cabeceras y datos adicionales ;necesarios para poder ser enviados a su destino correctamente. El resultado final es una serie de unidades de información denominadas tramas, que son las que viajan de un host a otro.
La forma final de la trama obtenida, en redes Ethernet, es la siguiente:
Y los principales campos que la forman son:
• Preámbulo: Patrón de unos y ceros que indica a las estaciones receptoras que una trama es Ethernet o IEEE 802.3. La trama Ethernet incluye un byte adicional que es el equivalente al campo Inicio de Trama (SOF) de la trama IEEE 802.3.
• Direcciones destino y origen: Incluye las direcciones físicas (MAC) únicas de la máquina que envía la trama y de la máquina destino. La dirección origen siempre es una dirección única, mientras que la de destino puede ser de broadcast única (trama enviada a una sola máquina), de broadcast múltiple (trama enviada a un grupo) o de broadcast (trama enviada a todos los nodos).
• Tipo (Ethernet): Especifica el protocolo de capa superior que recibe los datos una vez que se ha completado el procesamiento Ethernet.
• Longitud (IEEE 802.3): Indica la cantidad de bytes de datos que sigue este campo.
• Datos: Incluye los datos enviados en la trama. En las especificación IEEE 802.3, si los datos no son suficientes para completar una trama mínima de 64 bytes, se insertan bytes de relleno hasta completar ese tamaño (tamaño mínimo de trama).
• Secuencia de verificación de trama : Contiene un valor de verificación CRC (Control de Redundancia Cíclica) de 4 bytes, creado por el dispositivo emisor y recalculado por el dispositivo receptor para verificar la existencia de tramas dañadas.
Cuando un paquete es recibido por el destinatario adecuado, les retira la cabecera de Ethernet y el checksum de verificación de la trama, comprueba que los datos corresponden a un mensaje IP y entonces lo pasa a dicho protocolo para que lo procese. El tamaño máximo de los paquetes en las redes Ethernet es de 1500 bytes.
Tipos de redes Ethernet
Existen por lo menos 18 variedades de Ethernet, relacionadas con el tipo de cableado empleado y con la velocidad de transmisión.
Las tecnologías Ethernet más comunes y más importantes las son:
• Ethernet 10Base2. Usa un cable coaxial delgado, por lo que se puede doblar más fácilmente, y además es más barato y fácil de instalar, aunque los segmentos de cable no pueden exceder de 200 metros y 30 nodos. Las conexiones se hacen mediante conectores en T, más fáciles de instalar y más seguros.
• Ethernet 10Base5. También llamada Ethernet gruesa, usa un cable coaxial grueso, consiguiendo una velocidad de 10 Mbps. Puede tener hasta 100 nodos conectados, con una longitud de cable de hasta 500 metros. Las conexiones se hacen mediante la técnica denominada derivaciones de vampiro, en las cuales se inserta un polo hasta la mitad del cable, realizándose la derivación en el interior de un transceiver, que contiene los elementos necesarios para la detección de portadores y choques. El transceiver se une al computador mediante un cable de hasta 50 metros.
• Ethernet 10Base-T. Cada estación tiene una conexión con un hub central, y los cables usados son normalmente de par trenzado. Son las LAN más comunes hoy en día. Mediante este sistema se palian los conocidos defectos de las redes 10BAse2 y 10Base5, a saber, la mala detección de derivaciones no deseadas, de rupturas y de conectores flojos. Como desventaja, los cables tienen un límite de sólo 100 metros, y los hubs pueden resultar caros.
• Ethernet 10Base-FX. Basada en el uso de fibra óptica para conectar las máquinas, lo que la hace cara para un planteamiento general de toda la red, pero idónea para la conexión entre edificios, ya que los segmentos pueden tener una longitud de hasta 2000 metros, al ser la fibra óptica insensible a los ruidos e interferencias típicos de los cables de cobre. Además, su velocidad de transmisión es mucho mayor.
• Fast Ethernet. Las redes 100BaseFx (IEEE 802.3u) se crearon con la idea de paliar algunos de los fallos contemplados en las redes Ethernet 10Base-T y buscar una alternativa a las redes FDDI Son también conocidas como redes Fast Ethernet, y están basadas en una topología en estrella para fibra óptica. Con objeto de hacerla compatible con Ethernet 10Base-T, la tecnología Fast Ethernet preserva los formatos de los paquetes y las interfaces, pero aumenta la rapidez de transmisión hasta los 100 Mbps. En la redes Fast Ethernet se usan cables de cuatro pares trenzados de la clase 3, uno de los cuales va siempre al hub central, otro viene siempre desde el hub, mientras que los otros dos pares son conmutables. En cuanto a la codificación de las señales, se sustituye la codificación Manchester por señalización ternaria, mediante la cual se pueden transmitir 4 bits a la vez. También se puede implementar Fast Ethernet con cableado de la clase 5 en topología de estrella (100BaseTX), pudiendo entonces soportar hasta 100 Mbps con transmisión full dúplex.
Redes LAN Token Ring
Las redes Token Ring son redes de tipo determinista, al contrario de las redes Ethernet. En ellas, el acceso al medio está controlado, por lo que solamente puede transmitir datos una máquina por vez, implementándose este control por medio de un token de datos, que define qué máquina puede transmitir en cada instante. Token Ring e IEEE 802.5 son los principales ejemplos de redes de transmisión de tokens.
Las redes de transmisión de tokens se implementan con una topología física de estrella y lógica de anillo, y se basan en el transporte de una pequeña trama, denominada token(testigo), cuya posesión otorga el derecho a transmitir datos. Si un nodo que recibe un token no tiene información para enviar, transfiere el token al siguiente nodo. Cada estación puede mantener al token durante un período de tiempo máximo determinado, según la tecnología específica que se haya implementado.
Cuando una máquina recibe un token y tiene información para transmitir, toma el token y le modifica un bit, transformándolo en una secuencia de inicio de trama. A continuación, agrega la información a transmitir a esta trama y la envía al anillo, por el que gira hasta que llega a la estación destino.
Mientras la trama de información gira alrededor del anillo no hay ningún otro token en la red, por lo que ninguna otra máquina puede realizar transmisiones.
Cuando la trama llega a la máquina destino, ésta copia la información contenida en ella para su procesamiento y elimina la trama, con lo que la estación emisora puede verificar si la trama se recibió y se copió en el destino.
Como consecuencia de este método determinista de transmisión, en las redes Token Ring no se producen colisiones, a diferencia de las redes CSMA/CD como Ethernet. Además, en las redes Token Ring se puede calcular el tiempo máximo que transcurrirá antes de que cualquier máquina pueda realizar una transmisión, lo que hace que sean ideales para las aplicaciones en las que cualquier demora deba ser predecible y en las que el funcionamiento sólido de la red sea importante.
Las redes Token Ring soportan entre 72 y 260 estaciones a velocidades de 4 a 16 Mbps, se implementan mediante cableado de par trenzado, con blindaje o sin él.
Redes LAN FDDI
Las redes FDDI (Fiber Distributed Data Interface - Interfaz de Datos Distribuida por Fibra ) surgieron a mediados de los años ochenta para dar soporte a las estaciones de trabajo de alta velocidad, que habían llevado las capacidades de las tecnologías Ethernet y Token Ring existentes hasta el límite de sus posibilidades.
Están implementadas mediante una física de estrella (lo más normal) y lógica de anillo doble de token, uno transmitiendo en el sentido de las agujas del reloj (anillo principal ) y el otro en dirección contraria (anillo de respaldo o back up), que ofrece una velocidad de 100 Mbps sobre distancias de hasta 200 metros, soportando hasta 1000 estaciones conectadas. Su uso más normal es como una tecnología de backbone para conectar entre sí redes LAN de cobre o computadores de alta velocidad.
El tráfico de cada anillo viaja en direcciones opuestas. Físicamente, los anillos están compuestos por dos o más conexiones punto a punto entre estaciones adyacentes. Los dos anillos de la FDDI se conocen con el nombre de primario y secundario. El anillo primario se usa para la transmisión de datos, mientras que el anillo secundario se usa generalmente como respaldo.
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Las SAS se conectan al anillo primario a través de un concentrador que suministra conexiones para varias SAS. El concentrador garantiza que si se produce una falla o interrupción en el suministro de alimentación en algún SAS determinado, el anillo no se interrumpa. Esto es particularmente útil cuando se conectan al anillo PC o dispositivos similares que se encienden y se apagan con frecuencia.
Las redes FDDI utilizan un mecanismo de transmisión de tokens similar al de las redes Token Ring, pero además, acepta la asignación en tiempo real del ancho de banda de la red, mediante la definición de dos tipos de tráfico:
Existen dos clases de fibra: monomodo (también denominado modo único); y multimodo. La fibra monomodo permite que sólo un modo de luz se propague a través de ella, mientras que la fibra multimodo permite la propagación de múltiples modos de luz. Los modos se pueden representar como haces de rayos luminosos que entran a la fibra en un ángulo determinado.
Cuando se propagan múltiples modos de luz a través de la fibra, éstos pueden recorrer diferentes distancias, según su ángulo de entrada. Como resultado, no llegan a su destino simultáneamente; a este fenómeno se le denomina dispersión modal.
La fibra monomodo puede acomodar un mayor ancho de banda y permite el tendido de cables de mayor longitud que la fibra multimodo. Debido a estas características, la fibra monomodo se usa a menudo para la conectividad entre edificios mientras que la fibra multimodo se usa con mayor frecuencia para la conectividad dentro de un edificio. La fibra multimodo usa los LED como dispositivos generadores de luz, mientras que la fibra monomodo generalmente usa láser.
Como ya hemos visto, se denomina red de computadores una serie de host autónomos y dispositivos especiales intercomunicados entre sí.
Ahora bien, este concepto genérico de red incluye multitud de tipos diferentes de redes y posibles configuraciones de las mismas, por lo que desde un principio surgió la necesidad de establecer clasificaciones que permitieran identificar estructuras de red concretas.
La posibles clasificaciones de las redes pueden ser muchas, atendiendo cada una de ellas a diferentes propiedades, siendo las más comunes y aceptadas las siguientes:
Clasificación de las redes según su tamaño y extensión:
1. Redes LAN. Las redes de área local (Local Area Network) son redes de ordenadores cuya extensión es del orden de entre 10 metros a 1 kilómetro. Son redes pequeñas, habituales en oficinas, colegios y empresas pequeñas, que generalmente usan la tecnología de broadcast, es decir, aquella en que a un sólo cable se conectan todas las máquinas. Como su tamaño es restringido, el peor tiempo de transmisión de datos es conocido, siendo velocidades de transmisión típicas de LAN las que van de 10 a 100 Mbps (Megabits por segundo).
2. Redes MAN. Las redes de área metropolitana (Metropolitan Area Network) son redes de ordenadores de tamaño superior a una LAN, soliendo abarcar el tamaño de una ciudad. Son típicas de empresas y organizaciones que poseen distintas oficinas repartidas en un mismo área metropolitana, por lo que, en su tamaño máximo, comprenden un área de unos 10 kilómetros.
3. Redes WAN. Las redes de área amplia (Wide Area Network) tienen un tamaño superior a una MAN, y consisten en una colección de host o de redes LAN conectadas por una subred. Esta subred está formada por una serie de líneas de transmisión interconectadas por medio de routers, aparatos de red encargados de rutear o dirigir los paquetes hacia la LAN o host adecuado, enviándose éstos de un router a otro. Su tamaño puede oscilar entre 100 y 1000 kilómetros.
4. Redes internet. Una internet es una red de redes, vinculadas mediante ruteadores gateways. Un gateway o pasarela es un computador especial que puede traducir información entre sistemas con formato de datos diferentes. Su tamaño puede ser desde 10000 kilómetros en adelante, y su ejemplo más claro es Internet, la red de redes mundial.
5. Redes inalámbricas. Las redes inalámbricas son redes cuyos medios físicos no son cables de cobre de ningún tipo, lo que las diferencia de las redes anteriores. Están basadas en la transmisión de datos mediante ondas de radio, microondas, satélites o infrarrojos.
Clasificación de las redes según la tecnología de transmisión:
a. Redes de Broadcast. Aquellas redes en las que la transmisión de datos se realiza por un sólo canal de comunicación, compartido entonces por todas las máquinas de la red. Cualquier paquete de datos enviado por cualquier máquina es recibido por todas las de la red.
b. Redes Point-To-Point. Aquellas en las que existen muchas conexiones entre parejas individuales de máquinas. Para poder transmitir los paquetes desde una máquina a otra a veces es necesario que éstos pasen por máquinas intermedias, siendo obligado en tales casos un trazado de rutas mediante dispositivos routers.
Clasificación de las redes según el tipo de transferencia de datos que soportan:
I. Redes de transmisión simple. Son aquellas redes en las que los datos sólo pueden viajar en un sentido.
II. Redes Half-Duplex. Aquellas en las que los datos pueden viajar en ambos sentidos, pero sólo en uno de ellos en un momento dado. Es decir, sólo puede haber transferencia en un sentido a la vez.
III. Redes Full-Duplex. Aquellas en las que los datos pueden viajar en ambos sentidos a la vez.
Topologías de red
Hemos visto en el tema sobre el modelo OSI y la arquitectura TCP/IP que las redes de ordenadores surgieron como una necesidad de interconectar los diferentes host de una empresa o institución para poder así compartir recursos y equipos específicos.
Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden interconectar o unir de diferentes formas, siendo la forma elegida un factor fundamental que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red.
La disposición de los diferentes componentes de una red se conoce con el nombre de topología de la red. La topología idónea para una red concreta va a depender de diferentes factores, como el número de máquinas a interconectar, el tipo de acceso al medio físico que deseemos, etc.
Podemos distinguir dos aspectos diferentes a la hora de considerar una topología:
1. La topología física, que es la disposición real de las máquinas,
dispositivos de red y cableado (los medios) en la red.
2. La topología lógica, que es la forma en que las máquinas se comunican a través del medio físico. Los dos tipos más comunes de topologías lógicas son broadcast (Ethernet) y transmisión de tokens (Token Ring).
La topología de broadcast simplemente significa que cada host envía sus datos hacia todos los demás hosts del medio de red. Las estaciones no siguen ningún orden para utilizar la red, sino que cada máquina accede a la red para transmitir datos en el momento en que lo necesita. Esta es la forma en que funciona Ethernet.
En cambio, la transmisión de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eléctrico de forma secuencial a cada host. Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a través de la red. Si el host no tiene ningún dato para enviar, transmite el token hacia el siguiente host y el proceso se vuelve a repetir.
Vamos a ver a continuación los principales modelos de topología.
Modelos de topología
Las principales modelos de topología son:
Topología de bus
La topología de bus tiene todos sus nodos conectados directamente a un enlace y no tiene ninguna otra conexión entre nodos. Físicamente cada host está conectado a un cable común, por lo que se pueden comunicar directamente, aunque la ruptura del cable hace que los hosts queden desconectados.
La topología de bus permite que todos los dispositivos de la red puedan ver todas las señales de todos los demás dispositivos, lo que puede ser ventajoso si desea que todos los dispositivos obtengan esta información. Sin embargo, puede representar una desventaja, ya que es común que se produzcan problemas de tráfico y colisiones, que se pueden paliar segmentando la red en varias partes.
Topología de anillo
Una topología de anillo se compone de un solo anillo cerrado formado por nodos y enlaces, en el que cada nodo está conectado solamente con los dos nodos adyacentes.
Los dispositivos se conectan directamente entre sí por medio de cables en lo que se denomina una cadena margarita. Para que la información pueda circular, cada estación debe transferir la información a la estación adyacente.
Topología de anillo doble
Una topología en anillo doble consta de dos anillos concéntricos, donde cada host de la red está conectado a ambos anillos, aunque los dos anillos no están conectados directamente entre sí. Es análoga a la topología de anillo, con la diferencia de que, para incrementar la confiabilidad y flexibilidad de la red, hay un segundo anillo redundante que conecta los mismos dispositivos.
La topología de anillo doble actúa como si fueran dos anillos independientes, de los cuales se usa solamente uno por vez.
Topología en estrella
La topología en estrella tiene un nodo central desde el que se irradian todos los enlaces hacia los demás nodos. Por el nodo central, generalmente ocupado por un hub, pasa toda la información que circula por la red.
La ventaja principal es que permite que todos los nodos se comuniquen entre sí de manera conveniente. La desventaja principal es que si el nodo central falla, toda la red se desconecta.
Topología en árbol
La topología en árbol es similar a la topología en estrella, salvo en que no tiene un nodo central. Existe unos nodos de enlaces troncal, generalmente ocupado por un hub o switch, desde el que se ramifican los demás nodos.
Topología en malla completa
En una topología de malla completa, cada nodo se enlaza directamente con los demás nodos. Las ventajas son que, como cada todo se conecta físicamente a los demás, creando una conexión redundante, si algún enlace deja de funcionar la información puede circular a través de cualquier cantidad de enlaces hasta llegar a destino. Además, esta topología permite que la información circule por varias rutas a través de la red.
La desventaja física principal es que sólo funciona con una pequeña cantidad de nodos, ya que de lo contrario la cantidad de medios necesarios para los enlaces, y la cantidad de conexiones con los enlaces se torna abrumadora.
Topología de red celular
La topología celular está compuesta por áreas circulares o hexagonales, cada una de las cuales tiene un nodo individual en el centro.
La topología celular es un área geográfica dividida en regiones (celdas) para los fines de la tecnología inalámbrica. En esta tecnología no existen enlaces físicos; sólo hay ondas electromagnéticas.
La ventaja obvia de una topología celular (inalámbrica) es que no existe ningún medio tangible aparte de la atmósfera terrestre o el del vacío del espacio exterior (y los satélites). Las desventajas son que las señales se encuentran presentes en cualquier lugar de la celda y, de ese modo, pueden sufrir disturbios y violaciones de seguridad.
Como norma, las topologías basadas en celdas se integran con otras topologías, ya sea que usen la atmósfera o los satélites. Un ejemplo son las redes de telefonía móvil.
Topología irregular
En este tipo de topología no existe un patrón obvio de enlaces y nodos. El cableado no sigue un modelo determinado; de los nodos salen cantidades variables de cables. Las redes que se encuentran en las primeras etapas de construcción, o se encuentran mal planificadas, a menudo se conectan de esta manera.
Las topologías LAN más comunes son:
• Ethernet: topología de bus lógica y en estrella física o en estrella extendida.
• Token Ring: topología de anillo lógica y una topología física en estrella.
• FDDI: topología de anillo lógica y topología física de anillo doble.
Redes LAN Ethernet
Ethernet es la tecnología de red LAN más usada, resultando idóneas para aquellos casos en los que se necesita una red local que deba transportar tráfico esporádico y ocasionalmente pesado a velocidades muy elevadas. Las redes Ethernet se implementan con una topología física de estrella y lógica de bus, y se caracterizan por su alto rendimiento a velocidades de 10-1000 Mbps.
El origen de las redes Ethernet hay que buscarlo en la Universidad de Hawai, donde se desarrollo, en los años setenta, el Método de Acceso Múltiple con Detección de Portadora y Detección de Colisiones, CSMA/CD (Carrier Sense and Multiple Access with Collition Detection), utilizado actualmente por Ethernet. Este método surgió ante la necesidad de implementar en las islas Hawai un sistema de comunicaciones basado en la transmisión de datos por radio, que se llamó Aloha, y permite que todos los dispositivos puedan acceder al mismo medio, aunque sólo puede existir un único emisor encada instante. Con ello todos los sistemas pueden actuar como receptores de forma simultánea, pero la información debe ser transmitida por turnos.
Las redes Ethernet son de carácter no determinista, en la que los hosts pueden transmitir datos en cualquier momento. Antes de enviarlos, escuchan el medio de transmisión para determinar si se encuentra en uso. Si lo está, entonces esperan. En caso contrario, los host comienzan a transmitir. En caso de que dos o más host empiecen a transmitir tramas a la vez se producirán encontronazos o choques entre tramas diferentes que quieren pasar por el mismo sitio a la vez. Este fenómeno se denomina colisión, y la porción de los medios de red donde se producen colisiones se denomina dominio de colisiones.
Una colisión se produce pues cuando dos máquinas escuchan para saber si hay tráfico de red, no lo detectan y, acto seguido transmiten de forma simultánea. En este caso, ambas transmisiones se dañan y las estaciones deben volver a transmitir más tarde.
Para intentar solventar esta pérdida de paquetes, las máquinas poseen mecanismos de detección de las colisiones y algoritmos de postergación que determinan el momento en que aquellas que han enviado tramas que han sido destruidas por colisiones pueden volver a transmitirlas.
Formato de trama Ethernet
Según hemos visto, los datos generados en la capa de aplicación pasan a la capa de transporte, que los divide en segmentos, porciones de datos aptas para su transporte por res, y luego van descendiendo pos las sucesivas capas hasta llegar a los medios físicos. Conforme los datos van bajando por la pila de capas, paso a paso cada protocolo les va añadiendo una serie de cabeceras y datos adicionales ;necesarios para poder ser enviados a su destino correctamente. El resultado final es una serie de unidades de información denominadas tramas, que son las que viajan de un host a otro.
La forma final de la trama obtenida, en redes Ethernet, es la siguiente:
Y los principales campos que la forman son:
• Preámbulo: Patrón de unos y ceros que indica a las estaciones receptoras que una trama es Ethernet o IEEE 802.3. La trama Ethernet incluye un byte adicional que es el equivalente al campo Inicio de Trama (SOF) de la trama IEEE 802.3.
• Direcciones destino y origen: Incluye las direcciones físicas (MAC) únicas de la máquina que envía la trama y de la máquina destino. La dirección origen siempre es una dirección única, mientras que la de destino puede ser de broadcast única (trama enviada a una sola máquina), de broadcast múltiple (trama enviada a un grupo) o de broadcast (trama enviada a todos los nodos).
• Tipo (Ethernet): Especifica el protocolo de capa superior que recibe los datos una vez que se ha completado el procesamiento Ethernet.
• Longitud (IEEE 802.3): Indica la cantidad de bytes de datos que sigue este campo.
• Datos: Incluye los datos enviados en la trama. En las especificación IEEE 802.3, si los datos no son suficientes para completar una trama mínima de 64 bytes, se insertan bytes de relleno hasta completar ese tamaño (tamaño mínimo de trama).
• Secuencia de verificación de trama : Contiene un valor de verificación CRC (Control de Redundancia Cíclica) de 4 bytes, creado por el dispositivo emisor y recalculado por el dispositivo receptor para verificar la existencia de tramas dañadas.
Cuando un paquete es recibido por el destinatario adecuado, les retira la cabecera de Ethernet y el checksum de verificación de la trama, comprueba que los datos corresponden a un mensaje IP y entonces lo pasa a dicho protocolo para que lo procese. El tamaño máximo de los paquetes en las redes Ethernet es de 1500 bytes.
Tipos de redes Ethernet
Existen por lo menos 18 variedades de Ethernet, relacionadas con el tipo de cableado empleado y con la velocidad de transmisión.
Las tecnologías Ethernet más comunes y más importantes las son:
• Ethernet 10Base2. Usa un cable coaxial delgado, por lo que se puede doblar más fácilmente, y además es más barato y fácil de instalar, aunque los segmentos de cable no pueden exceder de 200 metros y 30 nodos. Las conexiones se hacen mediante conectores en T, más fáciles de instalar y más seguros.
• Ethernet 10Base5. También llamada Ethernet gruesa, usa un cable coaxial grueso, consiguiendo una velocidad de 10 Mbps. Puede tener hasta 100 nodos conectados, con una longitud de cable de hasta 500 metros. Las conexiones se hacen mediante la técnica denominada derivaciones de vampiro, en las cuales se inserta un polo hasta la mitad del cable, realizándose la derivación en el interior de un transceiver, que contiene los elementos necesarios para la detección de portadores y choques. El transceiver se une al computador mediante un cable de hasta 50 metros.
• Ethernet 10Base-T. Cada estación tiene una conexión con un hub central, y los cables usados son normalmente de par trenzado. Son las LAN más comunes hoy en día. Mediante este sistema se palian los conocidos defectos de las redes 10BAse2 y 10Base5, a saber, la mala detección de derivaciones no deseadas, de rupturas y de conectores flojos. Como desventaja, los cables tienen un límite de sólo 100 metros, y los hubs pueden resultar caros.
• Ethernet 10Base-FX. Basada en el uso de fibra óptica para conectar las máquinas, lo que la hace cara para un planteamiento general de toda la red, pero idónea para la conexión entre edificios, ya que los segmentos pueden tener una longitud de hasta 2000 metros, al ser la fibra óptica insensible a los ruidos e interferencias típicos de los cables de cobre. Además, su velocidad de transmisión es mucho mayor.
• Fast Ethernet. Las redes 100BaseFx (IEEE 802.3u) se crearon con la idea de paliar algunos de los fallos contemplados en las redes Ethernet 10Base-T y buscar una alternativa a las redes FDDI Son también conocidas como redes Fast Ethernet, y están basadas en una topología en estrella para fibra óptica. Con objeto de hacerla compatible con Ethernet 10Base-T, la tecnología Fast Ethernet preserva los formatos de los paquetes y las interfaces, pero aumenta la rapidez de transmisión hasta los 100 Mbps. En la redes Fast Ethernet se usan cables de cuatro pares trenzados de la clase 3, uno de los cuales va siempre al hub central, otro viene siempre desde el hub, mientras que los otros dos pares son conmutables. En cuanto a la codificación de las señales, se sustituye la codificación Manchester por señalización ternaria, mediante la cual se pueden transmitir 4 bits a la vez. También se puede implementar Fast Ethernet con cableado de la clase 5 en topología de estrella (100BaseTX), pudiendo entonces soportar hasta 100 Mbps con transmisión full dúplex.
Redes LAN Token Ring
Las redes Token Ring son redes de tipo determinista, al contrario de las redes Ethernet. En ellas, el acceso al medio está controlado, por lo que solamente puede transmitir datos una máquina por vez, implementándose este control por medio de un token de datos, que define qué máquina puede transmitir en cada instante. Token Ring e IEEE 802.5 son los principales ejemplos de redes de transmisión de tokens.
Las redes de transmisión de tokens se implementan con una topología física de estrella y lógica de anillo, y se basan en el transporte de una pequeña trama, denominada token(testigo), cuya posesión otorga el derecho a transmitir datos. Si un nodo que recibe un token no tiene información para enviar, transfiere el token al siguiente nodo. Cada estación puede mantener al token durante un período de tiempo máximo determinado, según la tecnología específica que se haya implementado.
Cuando una máquina recibe un token y tiene información para transmitir, toma el token y le modifica un bit, transformándolo en una secuencia de inicio de trama. A continuación, agrega la información a transmitir a esta trama y la envía al anillo, por el que gira hasta que llega a la estación destino.
Mientras la trama de información gira alrededor del anillo no hay ningún otro token en la red, por lo que ninguna otra máquina puede realizar transmisiones.
Cuando la trama llega a la máquina destino, ésta copia la información contenida en ella para su procesamiento y elimina la trama, con lo que la estación emisora puede verificar si la trama se recibió y se copió en el destino.
Como consecuencia de este método determinista de transmisión, en las redes Token Ring no se producen colisiones, a diferencia de las redes CSMA/CD como Ethernet. Además, en las redes Token Ring se puede calcular el tiempo máximo que transcurrirá antes de que cualquier máquina pueda realizar una transmisión, lo que hace que sean ideales para las aplicaciones en las que cualquier demora deba ser predecible y en las que el funcionamiento sólido de la red sea importante.
Las redes Token Ring soportan entre 72 y 260 estaciones a velocidades de 4 a 16 Mbps, se implementan mediante cableado de par trenzado, con blindaje o sin él.
Redes LAN FDDI
Las redes FDDI (Fiber Distributed Data Interface - Interfaz de Datos Distribuida por Fibra ) surgieron a mediados de los años ochenta para dar soporte a las estaciones de trabajo de alta velocidad, que habían llevado las capacidades de las tecnologías Ethernet y Token Ring existentes hasta el límite de sus posibilidades.
Están implementadas mediante una física de estrella (lo más normal) y lógica de anillo doble de token, uno transmitiendo en el sentido de las agujas del reloj (anillo principal ) y el otro en dirección contraria (anillo de respaldo o back up), que ofrece una velocidad de 100 Mbps sobre distancias de hasta 200 metros, soportando hasta 1000 estaciones conectadas. Su uso más normal es como una tecnología de backbone para conectar entre sí redes LAN de cobre o computadores de alta velocidad.
El tráfico de cada anillo viaja en direcciones opuestas. Físicamente, los anillos están compuestos por dos o más conexiones punto a punto entre estaciones adyacentes. Los dos anillos de la FDDI se conocen con el nombre de primario y secundario. El anillo primario se usa para la transmisión de datos, mientras que el anillo secundario se usa generalmente como respaldo.
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Las SAS se conectan al anillo primario a través de un concentrador que suministra conexiones para varias SAS. El concentrador garantiza que si se produce una falla o interrupción en el suministro de alimentación en algún SAS determinado, el anillo no se interrumpa. Esto es particularmente útil cuando se conectan al anillo PC o dispositivos similares que se encienden y se apagan con frecuencia.
Las redes FDDI utilizan un mecanismo de transmisión de tokens similar al de las redes Token Ring, pero además, acepta la asignación en tiempo real del ancho de banda de la red, mediante la definición de dos tipos de tráfico:
Existen dos clases de fibra: monomodo (también denominado modo único); y multimodo. La fibra monomodo permite que sólo un modo de luz se propague a través de ella, mientras que la fibra multimodo permite la propagación de múltiples modos de luz. Los modos se pueden representar como haces de rayos luminosos que entran a la fibra en un ángulo determinado.
Cuando se propagan múltiples modos de luz a través de la fibra, éstos pueden recorrer diferentes distancias, según su ángulo de entrada. Como resultado, no llegan a su destino simultáneamente; a este fenómeno se le denomina dispersión modal.
La fibra monomodo puede acomodar un mayor ancho de banda y permite el tendido de cables de mayor longitud que la fibra multimodo. Debido a estas características, la fibra monomodo se usa a menudo para la conectividad entre edificios mientras que la fibra multimodo se usa con mayor frecuencia para la conectividad dentro de un edificio. La fibra multimodo usa los LED como dispositivos generadores de luz, mientras que la fibra monomodo generalmente usa láser.
El Modelo OSI
En 1984, la Organización Internacional de Estandarización (ISO) desarrolló un modelo llamado OSI (Open Systems Interconectiòn, Interconexión de sistemas abiertos). El cual es usado para describir el uso de datos entre la conexión física de la red y la aplicación del usuario final. Este modelo es el mejor conocido y el más usado para describir los entornos de red. El modelo OSI define en siete capas los protocolos de comunicación. El OSI fue desarrollado como modelo de referencia, para la conexión de los sistemas abiertos (heterogéneos). No es una arquitectura de red, pues no define que aplicaciones ni protocolos usar, sino dice que hace cada capa.
En el modelo OSI el propósito de cada capa es proveer los servicios para la siguiente capa superior, resguardando la capa de los detalles de como los servicios son implementados realmente. Las capas son abstraídas de tal manera que cada capa cree que se está comunicando con la capa asociada en la otra computadora, cuando realmente cada capa se comunica sólo con las capas adyacentes de las misma computadora.
CAPA DE APLICACION
En esta capa utiliza el Software para comunicarse , Ejemplo:
Telnet Programa que simula estación virtual, navegador, correo electrónico.
CAPA DE PRESENTACION
Es como un traductor, que establece diálogo entre dos sistemas.
Ejemplo: si se quiere comunicar un UNIX y un NT. Esta capa se asegura que la información enviada de un sistema pueda ser entendida por la capa de aplicación de otro sistema. Esta capa también tiene que ver con la estructura de los datos usada por la aplicación que ya utiliza como está la sintaxis.
CAPA DE SESION
Esta capa administra el diálogo entre dos computadoras al establecer, sincronizar y terminar comunicaciones.
Si dos personas quieren comunicarse, establecerán reglas de conversación, con respecto al lenguaje, por ejemplo, y usarán reglas de cortesía para asegurar que los mensajes se comuniquen en una forma ordenada. Al final de la conversación, hay un intercambio amistoso para indicar que no se esperan más mensajes.
La comunicación entre dos computadoras es similar. Al establecer una comunicación, las computadoras negocian los protocolos que se usarán, los modos de comunicación, el chequeo y recuperación de errores, y otros aspectos de la comunicación. Cuando las computadoras ya no necesitan comunicarse, se utiliza un procedimiento para discontinuar la sesión en una forma ordenada.
CAPA DE TRANSPORTE
Esta capa asegura una entrega "confiable" de datos entre procesos que corren en las computadoras de fuente y destino. Debe de notarse que la comunicación es entre procesos, no entre dispositivos con direcciones de red. La unidad de información de esta capa se denomina segmento (segment).
La capa de transporte es responsable de asegurar que las unidades de datos se transmitan sin error, en secuencia, y sin pérdida o duplicación. "Confiable" no significa que los datos no puedan ser dañados o perdidos, sino que todas esas pérdidas o daños puedan ser detectados. El error debe de ser corregido por la capa de Transporte o deben ser informados del error los protocolos de capas más altas.
Esta capa es responsable de tomar cadenas de mensajes y romperlas en unidades más pequeñas que puedan ser manejadas por la capa de red. La capa de transporte controla el flujo de los datos, provee información para recuperación de errores, reordena las unidades de mensaje y provee acknowledgement entre dispositivos que se están comunicando.
Hace un circuito virtual por donde pasaran los datos. Ya se sabe exactamente a donde van los datos, transporta los datos, hace el camino, ya los dos sistemas saben que se van a conectar.
CAPA DE RED
La capa de red dirige mensajes a través de redes complejas. Su unidad de información es el paquete (packet). En redes sencillas, las direcciones físicas de fuente y destino son suficientes para mover mensajes eficientemente entre computadoras. Cuando las redes abarcan grandes áreas y tienen muchos segmentos de redes, es útil tener más información. Estas redes complejas se llaman internetworks o internets, y son simplemente redes entre redes.
En una internet, a cada segmento de red, es decir, cada red "local" dentro de la internet, se le asigna una identificación lógica de red, y esta asignación se maneja en la capa de red. Por ejemplo, Netware identifica segmentos de red individuales con números hexadecimales de 8 dígitos. La información de la red en un paquete es usada en la capa de red para dirigir el paquete eficientemente a través de la internet en una forma completamente transparente a los protocolos de las capas superiores. La capa de transporte y las otras capas superiores no están conscientes de la configuración de la red ni de la forma en que se mandan mensajes entre sus fuentes y sus destinos. Distribuye el tráfico seleccionando el camino a el cual va a ser conectado.
CAPA DE ENLACE DE DATOS
Esta capa recibe los unos y ceros (bits) de la capa física y los organiza en grupos lógicos llamados frames (tramas). La capa de enlace de datos incluye las reglas que controlan los protocolos de acceso a redes, es decir, cuándo una estación puede transmitir, qué hacer cuando un nodo falla, y cómo gestionar los errores.
Esta capa le agrega una cabecera a su componente de datos, el cual frecuentemente contiene información sobre las direcciones del que manda y del que se requiere que reciba. Esta información se usa para dirigir la trama hacia el destino apropiado y asegurar que la computadora de destino conozca el origen de la trama.
En este nivel, la dirección se interpreta como dirección física por que usualmente se deriva de la configuración del hardware. Una organización de estándares le asigna a cada fabricante un rango de direcciones, y el fabricante le asigna una dirección específica de ese rango a su hardware. Dependiendo del estándar, se puede tener hardware con dirección física permanente (como Ethernet y Token Ring), lo cual obliga a que no haya dos tarjetas de red con direcciones físicas iguales; o dirección física configurable (como ARCnet), lo que causa problemas en LANs.
CAPA FISICA
La capa física transmite y recibe bits con el medio de comunicación. Su unidad de información es el bit. A esta capa no le interesa si los bits están agrupados en patrones con cierto significado. Esta capa describe las características mecánicas de la red así como las reglas con las cuales se transmiten los bits. Debido a esto, le interesan los conectores empleados, la configuración de los pines, las señales que aparecen en los pines, las características eléctricas de las señales, etc.
Un conocido protocolo de la capa física es RS-232C, el cual describe los conectores utilizados para interconectar dispositivos así como los protocolos de las señales empleadas.
Como se puede ver las capas del OSI están numeradas de abajo hacia arriba. Las funciones más básicas, como el poner los bits de datos en el cable de la red están en la parte de abajo, mientras las funciones que atienden los detalles de las aplicaciones del usuario están arriba.
Los principios aplicados por OSI para el establecimiento de las capas fueron:
> Sólo se crea una nueva capa si es necesario un nuevo nivel de abstracción claramente diferenciado de los anteriores.
> Cada capa deberá efectuar una función bien definida.
> La función que realiza cada capa debe seleccionarse con la intención de definir protocolos normalizados internacionalmente.
> Los límites de las capas, deberán seleccionarse tomando en cuenta la minimización del flujo de información a través de las interfaces.
> El número de capas debe ser lo suficientemente grande, para que cada una no realice más de un único conjunto lógico de funciones, y lo suficientemente pequeña para que la arquitectura sea manejable.
En el modelo OSI el propósito de cada capa es proveer los servicios para la siguiente capa superior, resguardando la capa de los detalles de como los servicios son implementados realmente. Las capas son abstraídas de tal manera que cada capa cree que se está comunicando con la capa asociada en la otra computadora, cuando realmente cada capa se comunica sólo con las capas adyacentes de las misma computadora.
CAPA DE APLICACION
En esta capa utiliza el Software para comunicarse , Ejemplo:
Telnet Programa que simula estación virtual, navegador, correo electrónico.
CAPA DE PRESENTACION
Es como un traductor, que establece diálogo entre dos sistemas.
Ejemplo: si se quiere comunicar un UNIX y un NT. Esta capa se asegura que la información enviada de un sistema pueda ser entendida por la capa de aplicación de otro sistema. Esta capa también tiene que ver con la estructura de los datos usada por la aplicación que ya utiliza como está la sintaxis.
CAPA DE SESION
Esta capa administra el diálogo entre dos computadoras al establecer, sincronizar y terminar comunicaciones.
Si dos personas quieren comunicarse, establecerán reglas de conversación, con respecto al lenguaje, por ejemplo, y usarán reglas de cortesía para asegurar que los mensajes se comuniquen en una forma ordenada. Al final de la conversación, hay un intercambio amistoso para indicar que no se esperan más mensajes.
La comunicación entre dos computadoras es similar. Al establecer una comunicación, las computadoras negocian los protocolos que se usarán, los modos de comunicación, el chequeo y recuperación de errores, y otros aspectos de la comunicación. Cuando las computadoras ya no necesitan comunicarse, se utiliza un procedimiento para discontinuar la sesión en una forma ordenada.
CAPA DE TRANSPORTE
Esta capa asegura una entrega "confiable" de datos entre procesos que corren en las computadoras de fuente y destino. Debe de notarse que la comunicación es entre procesos, no entre dispositivos con direcciones de red. La unidad de información de esta capa se denomina segmento (segment).
La capa de transporte es responsable de asegurar que las unidades de datos se transmitan sin error, en secuencia, y sin pérdida o duplicación. "Confiable" no significa que los datos no puedan ser dañados o perdidos, sino que todas esas pérdidas o daños puedan ser detectados. El error debe de ser corregido por la capa de Transporte o deben ser informados del error los protocolos de capas más altas.
Esta capa es responsable de tomar cadenas de mensajes y romperlas en unidades más pequeñas que puedan ser manejadas por la capa de red. La capa de transporte controla el flujo de los datos, provee información para recuperación de errores, reordena las unidades de mensaje y provee acknowledgement entre dispositivos que se están comunicando.
Hace un circuito virtual por donde pasaran los datos. Ya se sabe exactamente a donde van los datos, transporta los datos, hace el camino, ya los dos sistemas saben que se van a conectar.
CAPA DE RED
La capa de red dirige mensajes a través de redes complejas. Su unidad de información es el paquete (packet). En redes sencillas, las direcciones físicas de fuente y destino son suficientes para mover mensajes eficientemente entre computadoras. Cuando las redes abarcan grandes áreas y tienen muchos segmentos de redes, es útil tener más información. Estas redes complejas se llaman internetworks o internets, y son simplemente redes entre redes.
En una internet, a cada segmento de red, es decir, cada red "local" dentro de la internet, se le asigna una identificación lógica de red, y esta asignación se maneja en la capa de red. Por ejemplo, Netware identifica segmentos de red individuales con números hexadecimales de 8 dígitos. La información de la red en un paquete es usada en la capa de red para dirigir el paquete eficientemente a través de la internet en una forma completamente transparente a los protocolos de las capas superiores. La capa de transporte y las otras capas superiores no están conscientes de la configuración de la red ni de la forma en que se mandan mensajes entre sus fuentes y sus destinos. Distribuye el tráfico seleccionando el camino a el cual va a ser conectado.
CAPA DE ENLACE DE DATOS
Esta capa recibe los unos y ceros (bits) de la capa física y los organiza en grupos lógicos llamados frames (tramas). La capa de enlace de datos incluye las reglas que controlan los protocolos de acceso a redes, es decir, cuándo una estación puede transmitir, qué hacer cuando un nodo falla, y cómo gestionar los errores.
Esta capa le agrega una cabecera a su componente de datos, el cual frecuentemente contiene información sobre las direcciones del que manda y del que se requiere que reciba. Esta información se usa para dirigir la trama hacia el destino apropiado y asegurar que la computadora de destino conozca el origen de la trama.
En este nivel, la dirección se interpreta como dirección física por que usualmente se deriva de la configuración del hardware. Una organización de estándares le asigna a cada fabricante un rango de direcciones, y el fabricante le asigna una dirección específica de ese rango a su hardware. Dependiendo del estándar, se puede tener hardware con dirección física permanente (como Ethernet y Token Ring), lo cual obliga a que no haya dos tarjetas de red con direcciones físicas iguales; o dirección física configurable (como ARCnet), lo que causa problemas en LANs.
CAPA FISICA
La capa física transmite y recibe bits con el medio de comunicación. Su unidad de información es el bit. A esta capa no le interesa si los bits están agrupados en patrones con cierto significado. Esta capa describe las características mecánicas de la red así como las reglas con las cuales se transmiten los bits. Debido a esto, le interesan los conectores empleados, la configuración de los pines, las señales que aparecen en los pines, las características eléctricas de las señales, etc.
Un conocido protocolo de la capa física es RS-232C, el cual describe los conectores utilizados para interconectar dispositivos así como los protocolos de las señales empleadas.
Como se puede ver las capas del OSI están numeradas de abajo hacia arriba. Las funciones más básicas, como el poner los bits de datos en el cable de la red están en la parte de abajo, mientras las funciones que atienden los detalles de las aplicaciones del usuario están arriba.
Los principios aplicados por OSI para el establecimiento de las capas fueron:
> Sólo se crea una nueva capa si es necesario un nuevo nivel de abstracción claramente diferenciado de los anteriores.
> Cada capa deberá efectuar una función bien definida.
> La función que realiza cada capa debe seleccionarse con la intención de definir protocolos normalizados internacionalmente.
> Los límites de las capas, deberán seleccionarse tomando en cuenta la minimización del flujo de información a través de las interfaces.
> El número de capas debe ser lo suficientemente grande, para que cada una no realice más de un único conjunto lógico de funciones, y lo suficientemente pequeña para que la arquitectura sea manejable.
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