Introducci

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Introducción a las redes Ethernet

• Conceptos generales

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Ethernet

• Ethernet es el nombre de una tecnología de redes
  de computadoras de área local (LANs) basada en
  tramas de datos.
• El nombre viene del concepto físico de ether.
• Ethernet define las características de cableado y
  señalización de nivel físico y los formatos de
  trama del nivel de enlace de datos del modelo
  OSI.
• Ethernet se refiere a las redes de área local y
  dispositivos bajo el estándar IEEE 802.3 que
  define el protocolo CSMA/CD, aunque actualmente
  se llama Ethernet a todas las redes cableadas que
  usen el formato de trama descrito más abajo,
  aunque no tenga CSMA/CD como método de acceso al
  medio.
• Ethernet es popular porque permite un buen
  equilibrio entre velocidad (10/100/1000 Mb/s),
  costo y facilidad de instalación.

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Red Ethernet Modelo OSI
El modelo OSI divide las tareas necesarias para
mover información entre dos o mas computadores
conectados a una red en siete tareas mas simples
llamadas CAPAS.
La capa de PRESENTACIÓN pasa sus datos a la
capa de SESIÓN, CAPA 5, y así sucesivamente,
hacia abajo, hasta llegar a la capa FÍSICA, CAPA
1. Para llegar a B proceso es contrario
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Red Ethernet Modelo OSI

• ? Capa Física (Capa 1)
• La Capa Física es la que se encarga de las
  conexiones físicas cable de par trenzado, fibra
  óptica, etc y la forma en la que se transmite la
  información (codificación de señal, niveles de
  tensión/intensidad de corriente eléctrica,
  modulación, tasa binaria, etc.),si esta es uni o
  bidireccional (simplex, dúplex o full-duplex).
• ? Capa de enlace de datos (Capa 2)
• Debe crear y reconocer los límites de las tramas,
  así como resolver los problemas derivados del
  deterioro, pérdida o duplicidad de las tramas. La
  capa de enlace de datos se ocupa del
  direccionamiento físico, de la topología de la
  red, del acceso a la red, de la notificación de
  errores, de la distribución ordenada de tramas y
  del control del flujo.
• Ejemplos Ethernet, Token Ring, ATM (Asynchronous
  Transfer Mode), FDDI (interfaz de datos
  distribuida por fibra).

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Red Ethernet Modelo OSI

• ? Capa de red (Capa 3)
• Se encarga de encontrar un camino manteniendo una
  tabla de enrutamiento y atravesando los equipos
  que sea necesario, para hacer llevar los datos al
  destino. Los equipos encargados son los
  encaminadores (routers o enrutadores).
• Adicionalmente la capa de red debe gestionar la
  congestión de red, que es el fenómeno que se
  produce cuando una saturación de un nodo tira
  abajo toda la red.
• Ejemplos IP
• ? Capa de transporte (Capa 4)
• Capa encargada de efectuar el transporte de los
  datos (que se encuentran dentro del paquete) de
  la máquina origen a la destino, independizándolo
  del tipo de red física que se esté utilizando.
  Todo el servicio que presta la capa está
  gestionado por las cabeceras que agrega al
  paquete a transmitir.
• Ejemplos TCP, UDP

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Red Ethernet Modelo OSI

• ? Capa de sesión (Capa 5)
• Se encarga de 1 Control de la sesión a
  establecer entre el emisor y el receptor (quién
  transmite, quién escucha y seguimiento de ésta).
  2 Control de la concurrencia (que dos
  comunicaciones a la misma operación crítica no se
  efectúen al mismo tiempo). 3 Mantener puntos de
  verificación (checkpoints), que sirven para que,
  ante una interrupción de transmisión por
  cualquier causa, la misma se pueda reanudar desde
  el último punto de verificación en lugar de
  repetirla desde el principio.
• ? Capa de presentación (Capa 6)
• El objetivo de la capa de presentación es
  encargarse de la representación de la
  información, de manera que aunque distintos
  equipos puedan tener diferentes representaciones
  internas de caracteres (ASCII, Unicode, EBCDIC),
  números, sonido o imágenes, los datos lleguen de
  manera reconocible.
• Esta capa también permite cifrar los datos y
  comprimirlos.

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Red Ethernet Modelo OSI

• ? Capa de aplicación (Capa 7)
• Ofrece a las aplicaciones (de usuario o no) la
  posibilidad de acceder a los servicios de las
  demás capas y define los protocolos que utilizan
  las aplicaciones para intercambiar datos, como
  correo electrónico (POP y SMTP), gestores de
  bases de datos y servidor de ficheros (FTP). El
  usuario normalmente no interactúa directamente
  con el nivel de aplicación. Así por ejemplo un
  usuario no manda una petición "HTTP/1.0 GET
  index.html" para conseguir una página en html, ni
  lee directamente el código html/xml.
• ? Unidades de datos
• El intercambio de información entre dos capas OSI
  consiste en que cada capa en el sistema fuente la
  agrega información de control a los datos, y cada
  capa en el sistema de destino analiza y convierte
  la información de control de los datos como
  sigue
• Si un ordenador (host A) desea enviar datos a
  otro (host B), en primer término los datos deben
  empaquetarse a través de un proceso denominado
  encapsulamiento, es decir, a medida que los datos
  se desplazan a través de las capas del modelo
  OSI, reciben encabezados, información final y
  otros tipos de información.

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Red Ethernet
CSMA/CD carrier sense mulptiple access whit
collision detection. Una estación "escucha" la
línea antes de trasmitir datos. Si ninguna otra
estación lo está haciendo, entonces envía sus
datos. Si la red está ocupada, espera. Si dos
estaciones comienzan a trasmitir al mismo tiempo
se produce una "colisión". En este caso ambas
estaciones detectan la colisión y cesan el envío.
Cada una de ellas espera un tiempo y vuelve a
intentar.(Este retardo es de valor aleatorio para
cada una, para minimizar la posibilidad de que
nuevamente ambas estaciones colisionen).
?La topología de la red ethernet es por
definición un "bus". Cada estación está ligada en
"paralelo" al bus. Cada estación escucha los
paquetes y si la dirección de destino es la
propia (MAC address) lo recibe y procesa. Si no
es para ella lo descarta. En la práctica actual
es más corriente usar topologiás físicas
"estrellas", si bien a nivel lógico siguen siendo
"Bus". 
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Elementos físicos de una Red Ethernet
? NIC, o Tarjeta de Interfaz de Red - permite el
acceso de un ordenador u otro equipo (PLC) a una
red local. Cada adaptador posee una dirección MAC
(Media Acces Control) que la identifica en la red
y es única. Un equipo conectado a una red se
denomina nodo.
? Las direcciones MAC son únicas para cada
interfaz de la red. Tienen 48 bits los primeros
24 bits identifican al fabricante y son asignados
por el IEEE. Los 24 últimos bits pueden ser la
serie u otro dato del fabricante.
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Elementos físicos de una Red Ethernet
? Repetidor o repeater - aumenta el alcance de
una conexión física, recibiendo las señales y
retransmitiéndolas, para evitar su degradación a
lo largo del medio de transmisión, lográndose un
alcance mayor. Usualmente se usa para unir dos
áreas locales de igual tecnología y sólo tiene
dos puertos. Opera en la capa física del modelo
OSI.
? Concentrador o hub - funciona como un
repetidor, pero permite la interconexión de
múltiples nodos, su funcionamiento es
relativamente simple, ya que recibe una trama de
ethernet y la repite por todos sus puertos. Es
básicamente un repetidor eléctrico. Todos los
dispositivos conectados a él comparten el mismo
ancho de banda Todo lo que se transmite llega a
todos los elementos conectados al hub Todos los
dispositivos conectados comparten el mismo
dominio de colisión. Introduce lentitud en las
redes. Opera en la capa física del modelo OSI.
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Elementos físicos de una Red Ethernet
? Puente o bridge - interconectan segmentos de
red, haciendo el cambio de frames (tramas) entre
las redes de acuerdo con una tabla de direcciones
que dice en qué segmento está ubicada una
dirección MAC. Solamente retransmite las tramas
libres de errores, y los que pertenecen al
segmento correspondiente.
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Elementos físicos de una Red Ethernet
? Conmutador o Switch - funciona como el bridge,
pero permite la interconexión de múltiples
segmentos de red o de equipos. Funciona en
velocidades más rápidas y es más sofisticado. Su
funcionamiento básico es en las capas física y de
enlace de datos del modelo OSI, por lo cual son
capaces de procesar información de las trama.
Su funcionalidad más importante es gestionar las
tablas de dirección. Por ejemplo, una computadora
conectada al puerto 1 del conmutador envía una
trama a otra computadora conectada al puerto 2,
el switch recibe la trama y la transmite a todos
sus puertos, excepto aquel por donde la recibió,
la computadora 2 recibirá el mensaje y
eventualmente lo responderá, generando tráfico en
el sentido contrario,
por lo cual ahora el switch conocerá las
direcciones MAC de las computadoras en el puerto
1 y 2, y cuando reciba otra trama con dirección
de destino a alguna de ellas, sólo transmitirá la
trama a dicho puerto, lo cual disminuye el
tráfico de la red y contribuye al buen
funcionamiento de la misma. Los switches permiten
interconectar una LAN de 100 Mbps con una LAN de
10 Mbps.
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Elementos físicos de una Red Ethernet
? ROUTER   Filtra el tráfico entre redes según un
protocolo específico, no usa solamente las
direcciones de los paquetes. Mueve datos de
manera efectiva entre los sistemas de las
redes. Usa la información del protocolo de la
capa 3. Divide las redes en subredes
separadas. Reconoce diferentes protocolos.
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TCP Protocolo de Control de Transmisión

• Trabaja conjuntamente con IP para mover paquetes
  de datos a través de la red.
• Opera a nivel de la capa de TRANSPORTE
• Proporciona la conexión de computador a
  computador
• Chequea los errores
• Organiza la conexión y desconexión
• Genera señales de Aceptación
• Realiza control del flujo

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Direccionamiento IP
? El Protocolo Internet (IP) es la implementación
más popular de un esquema de direccionamiento de
red jerárquico. ? La dirección IP tiene una
longitud de 32 bits. ? Para facilitar el manejo
de estas direcciones de 32 bits, las direcciones
IP de agrupan en números de 8 bits, separados por
puntos y representados en formato decimal.
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Direccionamiento IP

• Partes de la dirección IP.
• Se compone de dos partes
• Número de host.
• Como las direcciones IP están formadas por cuatro
  octetos, se puede utilizar uno, dos o tres
  octetos para identificar el número de red.
• Número de red.
• También se pueden utilizar hasta 3 octetos para
  identificar la parte de hosts de una dirección IP.

RED HOST
190 . 106 . 0 . 132
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Clases de direcciones IP
Clase Formato IP (rred, hhost) Redes disponibles Host disponibles por Red Rango Mascara de subred
A r.h.h.h 126 16.777.214 0.0.0.0 - 127.0.0.0 255.0.0.0
B r.r.h.h 16.384 65.534 128.0.0.0 - 191.255.0.0 255.255.0.0
C r.r.r.h 2.097.152 245 192.0.0.0 - 223.255.255.0 255.255.255.0
D grupo - - 224.0.0.0 - 239.255.255.255 -
E No validas - - 240.0.0.0 - 255.255.255.255 -
31
24
16
8
0
0 red host
Clase A
1 0 red host
Clase B
1 1 0 red host
Clase C
1 1 1 0 grupo de multidifusión
Clase D
1 1 1 1 direcciones reservadas (no utilizar)
Clase E
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Clases de direcciones IP

• Identificador de red.
• Los hosts solo pueden comunicarse con los
  dispositivos de una red que tengan el mismo
  identificador de red.
• Direcciones IP publicas.
• Son visibles en todo Internet.
• Direcciones IP privadas.
• Son visibles únicamente por otros hosts de su
  propia red o de otras redes privadas
  interconectadas por routers.

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Clases de direcciones IP

• A su vez, las direcciones pueden ser
• Direcciones IP estáticas (fijas).
• Un host que se conecta a la red con dirección IP
  estática siempre lo hará con una misma dirección
  IP.
• Direcciones IP publicas estáticas son las que
  utilizan los servidores de Internet con objeto de
  que estén siempre localizables por los usuarios
  en Internet.
• Direcciones IP dinámicas.
• Un host que se conecte a la red mediante
  dirección IP dinámica, cada vez que se conecte lo
  hará con una dirección IP distinta.
• Direcciones IP publicas dinámicas son las que se
  utilizan en la conexión a Internet mediante modem.

Broadcast, en castellano difusión, es un modo de
transmisión de información donde un nodo emisor
envía información a una multitud de nodos
receptores de manera simultánea, sin necesidad de
reproducir la misma transmisión nodo por nodo.
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Clases de direcciones IP

• Direcciones privadas.
• Hay ciertas direcciones de cada clase de
  direcciones IP que no están asignadas. Se
  denominan direcciones privadas.
• Pueden se utilizadas por los hosts que usan
  traducción de dirección de red (NAT), para
  conectarse a una red pública o por un servidor
  proxy.
• Las usan aplicaciones que no requieren
  conectividad externa.
• Cualquier trafico que posea una dirección destino
  dentro de uno de los intervalos de direcciones
  privadas NO se enrutará a través de Internet.

Rango de direcciones de red privadas Rango de direcciones de red privadas
Clase A 10.0.0.0
Clase B 172.16.0.0 - 172.31.0.0
Clase C 192.168.0.0 - 192.168.255.0
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Cableado Ethernet
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Cableado Ethernet
TERA 1200 MHz Cable - International
Premium 5e UTP Cable - International
Premium 5e F/UTP Cable - International
LightSystem Fiber Optic Cable Multimode
LightSystem Fiber Optic Cable Singlemode
System 6 UTP Cable - International
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Conectores (pin)
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Conectores