La telematica
§ El plano de usuario, donde se distribuye y procesa la información de los servicios y aplicaciones finales;
§ El plano de señalización y control, donde se distribuye y procesa la información de control del propio sistema, y su interacción con los usuarios;
§ El plano de gestión, donde se distribuye y procesa la información de operación y gestión del sistema y los servicios, y su interacción con los operadores de la red.
Cada uno de los planos se estructura en subsistemas denominados entidades de protocolo, que a su vez se ubican por su funcionalidad en varios niveles. Estos niveles son agrupaciones de funcionalidad, y según el Modelo de interconexión de sistemas abiertos (OSI) de la Organización Internacional para la Estandarización (ISO) se componen de: nivel físico, nivel de enlace, nivel de red, nivel de transporte extremo a extremo, nivel de sesión, nivel de presentación y nivel de aplicación.
Trata también servicios como la tele-educación, el comercio electrónico (e-commerce) o la administración electrónica (e-government), servicios Web, TV digital, la conmutación y la arquitectura de conmutadores, y también toca temas como el análisis de prestaciones, modelado y simulación de redes: optimización, planificación de la capacidad, ingeniería de tráfico y diseño de redes.
Otra modalidad es encontrarla focalizada en una actividad específica como Telemática Educativa en donde se desarrolla el uso de los recursos telemáticos dirigidos a la Educación ; entre ellos la comunicación interactiva, la distribución de la información y el uso pedagógico de los servicios.
CONCEPTOS BASICOS DE COMUNICACION DE DATOS
Comunicación de Datos. Es el proceso de comunicar información en forma binaria entre dos o más puntos. Requiere cuatro elementos básicos que son:
Emisor: Dispositivo que transmite los datos.
Mensaje: lo forman los datos a ser transmitidos.
Medio: consiste en el recorrido de los datos desde el origen hasta su destino.
Receptor: dispositivo de destino de los datos.
BIT: es la unidad más pequeña de información y la unidad base en comunicaciones.
BYTE: conjunto de bits continuos mínimos que hacen posible, un direccionamiento de información en un sistema computarizado. Está formado por 8 bits.
Paquete : fracciones de un mensaje de tamaño predefinido, donde cada fracción o paquete contiene información de procedencia y de destino, así como información requerida para el reensamblado del mensaje.
Interfaces: conexión que permite la comunicación entre dos o más dispositivos.
Códigos: acuerdo previo sobre un conjunto de significados que definen una serie de símbolos y caracteres. Toda combinación de bits representa un carácter dentro de la tabla de códigos.
-----Paridad: técnica que consiste en la adición de un bit a un carácter o a un bloque de caracteres para forzar al conjunto de unos (1) a ser par o impar. Se utiliza para el chequeo de errores en la validación de los datos. El bit de paridad será cero (0=SPACE) o uno (1=MARK).
Modulación: proceso de manipular de manera controlada las propiedades de una señal portadora para que contenga la información que se va a transmitir
DTE (Data Terminal Equipment): equipos que son la fuente y destino de los datos. Comprenden equipos de computación (Host, Microcomputadores y Terminales).
DCE (Data Communications Equipment): equipos de conversión entre el DTE y el canal de transmisión, es decir, los equipos a través de los cuales conectamos los DTE a las líneas de comunicación.
MEDIOS, FORMAS Y TIPOS DE TRANSMISION
Medios
Aéreos: basados en señales radio-eléctricas (utilizan la atmósfera como medio de transmisión), en señales de rayos láser o rayos infrarrojos.
Sólidos: principalmente el cobre en par trenzado o cable coaxial y la fibra óptica.
Formas
Transmisión en Serie: los bits se transmiten de uno a uno sobre una línea única. Se utiliza para transmitir a larga distancia.
Transmisión en Paralelo: los bits se transmiten en grupo sobre varias líneas al mismo tiempo. Es utilizada dentro del computador.
La transmisión en paralela es más rápida que la transmisión en serie pero en la medida que la distancia entre equipos se incrementa, no solo se encarecen los cables sino que además aumenta la complejidad de los transmisores y los receptores de la línea a causa de la dificultad de transmitir y recibir señales de pulsos a través de cables largos.
Tipos
Transmisión Simplex: la transmisión de datos se produce en un solo sentido. siempre existen un nodo emisor y un nodo receptor que no cambian sus funciones.
Transmisión Half-Duplex: la transmisión de los datos se produce en ambos sentidos pero alternativamente, en un solo sentido a la vez. Si se está recibiendo datos no se puede transmitir.
Transmisión Full-Duplex: la transmisión de los datos se produce en ambos sentidos al mismo tiempo. un extremo que esta recibiendo datos puede, al mismo tiempo, estar transmitiendo otros datos.
Transmisión Asincrona: cada byte de datos incluye señales de arranque y parada al principio y al final. La misión de estas señales consiste en:
· ð Avisar al receptor de que está llegando un dato.
· ð Darle suficiente tiempo al receptor de realizar funciones de sincronismo antes de que llegue el siguiente byte.
Transmisión Sincrona: se utilizan canales separados de reloj que administran la recepción y transmisión de los datos. Al inicio de cada transmisión se emplean unas señales preliminares llamadas:
· ð Bytes de sincronización en los protocolos orientados a byte.
· ð Flags en los protocolos orientados a bit.
Su misión principal es alertar al receptor de la llegada de los datos.
Nota: Las señales de reloj determinan la velocidad a la cual se transmite o recibe.
PROTOCOLOS
Protocolo Conjunto de reglas que posibilitan la transferencia de datos entre dos o más computadores.
Arquitectura de Niveles : el propósito de la arquitectura de niveles es reducir la complejidad de la comunicación de datos agrupando lógicamente ciertas funciones en áreas de responsabilidad (niveles).
Características
· ð Cada nivel provee servicios al nivel superior y recibe servicios del nivel inferior.
· ð Un mensaje proveniente de un nivel superior contiene una cabecera con información a ser usada en el nodo receptor.
· ð El conjunto de servicios que provee un nivel es llamado Entidad y cada entidad consiste en un manejador (manager) y un elemento (worker).
ESTANDARES
OSI ( International Standards Organization)
IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers)
OSI ( International Standards Organization)
En este modelo, el propósito de cada nivel es proveer servicios al nivel superior, liberándolo de los detalles de implementación de cada servicio. La información que se envía de un computador a otro debe pasar del nivel superior al nivel inferior atravesando todos los demás niveles de forma descendente, dentro del computador que origina los datos.
A su paso por cada nivel a los datos se les adiciona información que será removida al llegar a su destino. La información adicionada se clasifica en:
Información de Control, dirigida a su nivel correspondiente en el computador de destino. Cada nivel se comporta como si estuviera comunicándose con su contraparte en el otro computador.
Información de Interface, dirigida al nivel adyacente con el cual se está interactuando. El objeto de esta información es definir los servicios provistos por el nivel inferior, y como deben ser accesados estos servicios. Esta información tras ser empleada por el nivel adyacente es removida.
El modelo OSI se estructura en 7 niveles:
1. Nivel Fisico.
2. Nivel de Enlace de Datos
3. Nivel de Red:
4. Nivel de Transporte:
5. Nivel de Sesión:
6. Nivel de Presentación:
7. Nivel de Aplicación:
IEEE
El modelo desarrollado por IEEE, también conocido como el proyecto 802, fue orientado a las redes locales. Este estándar esta de acuerdo, en general con el modelo ISO, difieren principalmente en el nivel de enlace de datos. Para IEEE este nivel está dividido en dos subniveles:
MAC (Medium Access Control)
LLC (Logical Link Control)
Clasificación de los Protocolos de Enlace de Datos
De acuerdo a su estructura
Protocolos Orientados a Bit: son aquellos protocolos en los cuales los bits por si solos pueden proveer información, son protocolos muy eficientes y trabajan en tramas de longitud variable.
Protocolos Orientados a Byte: son aquellos en los que la información viene provista por la conjunción de bytes de información y bytes de control.
De acuerdo a su disciplina de comportamiento
Protocolos de Sondeo Seleccion: son aquellos que utilizan un DTE como nodo principal de canal. Este nodo primario controla todas las demás estaciones y determina si los dispositivos pueden comunicarse y, en caso afirmativo, cuando deben hacerlo.
Protocolos Peer to Peer: son aquellos en los cuales ningún nodo es el principal, y por lo general todos los nodos poseen la misma autoridad sobre el canal.
5)Redes i
Una red de computadoras, también llamada red de ordenadores o red informática, es un conjunto de equipos conectados por medio de cables, señales, ondas o cualquier otro método de transporte de datos, que compartan información (archivos), recursos (CD-ROM, impresoras, etc.), servicios (acceso a internet, e-mail, chat, juegos), etc.
Una red de comunicaciones es, también, un conjunto de medios técnicos que permiten la comunicación a distancia entre equipos autónomos (no jerárquica -master/slave-). Normalmente se trata de transmitir datos, audio y vídeo por ondas electromagnéticas a través de diversos medios (aire,vacío, cable de cobre, cable de fibra óptica, etc.).
Para simplificar la comunicación entre programas (aplicaciones) de distintos equipos, se definió elModelo OSI(Open System Interconnection) por la ISO, el cual especifica 7 distintas capas deabstracción. Con ello, cada capa desarrolla una función específica con un alcance definido.
LAN
Una red de área local, red local o LAN (del inglés local area network) es la interconexión de variascomputadoras y periféricos. Su extensión está limitada físicamente a un edificio o a un entorno de 200 metros , con repetidores podría llegar a la distancia de un campo de 1 kilómetro . Su aplicación más extendida es la interconexión de computadoras personales y estaciones de trabajo en oficinas, fábricas, etc.
El término red local incluye tanto el hardware como el software necesario para la interconexión de los distintos dispositivos y el tratamiento de la información.
CARACTERISTICAS IMPORTANTES
§ Tecnología broadcast (difusión) con el medio de transmisión compartido.
§ Capacidad de transmisión comprendida entre 1 Mbps y 1 Gbps.
§ Uso de un medio de comunicación privado.
§ La simplicidad del medio de transmisión que utiliza (cable coaxial, cables telefónicos y fibra óptica).
§ Gran variedad y número de dispositivos conectados.
§ Posibilidad de conexión con otras redes.
§ Limitante de 100 m, puede llegar a mas si se usan repetidores.
COMPONENTES
§ Servidor: el servidor es aquel o aquellos ordenadores que van a compartir sus recursos hardwarey software con los demás equipos de la red. Sus características son potencia de cálculo, importancia de la información que almacena y conexión con recursos que se desean compartir.
§ Estación de trabajo: los ordenadores que toman el papel de estaciones de trabajo aprovechan o tienen a su disposición los recursos que ofrece la red así como los servicios que proporcionan los Servidores a los cuales pueden acceder.
§ Gateways o pasarelas: es un hardware y software que permite las comunicaciones entre la red local y grandes ordenadores (mainframes). El gateway adapta los protocolos de comunicación del mainframe (X25, SNA, etc.) a los de la red, y viceversa.
§ Bridges o puentes: es un hardware y software que permite que se conecten dos redes locales entre sí. Un puente interno es el que se instala en un servidor de la red, y un puente externo es el que se hace sobre una estación de trabajo de la misma red. Los puentes también pueden ser locales o remotos. Los puentes locales son los que conectan a redes de un mismo edificio, usando tanto conexiones internas como externas. Los puentes remotos conectan redes distintas entre sí, llevando a cabo la conexión a través de redes públicas, como la red telefónica, RDSI o red de conmutación de paquetes.
§ Tarjeta de red: también se denominan NIC (Network Interface Card). Básicamente realiza la función de intermediario entre el ordenador y la red de comunicación. En ella se encuentran grabados los protocolos de comunicación de la red. La comunicación con el ordenador se realiza normalmente a través de las ranuras de expansión que éste dispone, ya sea ISA, PCI o PCMCIA. Aunque algunos equipos disponen de este adaptador integrado directamente en la placa base.
§ El medio: constituido por el cableado y los conectores que enlazan los componentes de la red. Los medios físicos más utilizados son el cable de par trenzado, par de cable, cable coaxial y lafibra óptica (cada vez en más uso esta última).
§ Concentradores de cableado: una LAN en bus usa solamente tarjetas de red en las estaciones y cableado coaxial para interconectarlas, además de los conectores, sin embargo este método complica el mantenimiento de la red ya que si falla alguna conexión toda la red deja de funcionar. Para impedir estos problemas las redes de área local usan concentradores de cableado para realizar las conexiones de las estaciones, en vez de distribuir las conexiones el concentrador las centraliza en un único dispositivo manteniendo indicadores luminosos de su estado e impidiendo que una de ellas pueda hacer fallar toda la red.
Existen dos tipos de concentradores de cableado:
1. Concentradores pasivos: actúan como un simple concentrador cuya función principal consiste en interconectar toda la red.
2. Concentradores activos: además de su función básica de concentrador también amplifican y regeneran las señales recibidas antes de ser enviadas.
Los concentradores de cableado tienen dos tipos de conexiones: para las estaciones y para unirse a otros concentradores y así aumentar el tamaño de la red. Los concentradores de cableado se clasifican dependiendo de la manera en que internamente realizan las conexiones y distribuyen los mensajes. A esta característica se le llama topología lógica.
Existen dos tipos principales:
1. Concentradores con topología lógica en bus (HUB): estos dispositivos hacen que la red se comporte como un bus enviando las señales que les llegan por todas las salidas conectadas.
2. Concentradores con topología lógica en anillo (MAU): se comportan como si la red fuera un anillo enviando la señal que les llega por un puerto al siguiente.
MAN
Una red de área metropolitana (metropolitan area network o MAN, en inglés) es una red de alta velocidad (banda ancha) que da cobertura en un área geográfica extensa, proporciona capacidad de integración de múltiples servicios mediante la transmisión de datos, voz y vídeo, sobre medios de transmisión tales como fibra óptica y par trenzado (MAN BUCLE), la tecnología de pares de cobre se posiciona como la red mas grande del mundo una excelente alternativa para la creación de redes metropolitanas, por su baja latencia (entre 1 y 50ms), gran estabilidad y la carencia de interferencias radioeléctricas, las redes MAN BUCLE, ofrecen velocidades de 10Mbps, 20Mbps, 45Mbps, 75Mbps, sobre pares de cobre y 100Mbps, 1Gbps y 10Gbps mediante Fibra Óptica.
Las Redes MAN BUCLE, se basan en tecnologías Bonding, de forma que los enlaces están formados por múltiples pares de cobre con el fin de ofrecer el ancho de banda necesario.
Además esta tecnología garantice SLAS´S del 99,999, gracias a que los enlaces están formados por múltiples pares de cobre y es materialmente imposible que 4, 8 ó 16 hilos se averíen de forma simultanea.
El concepto de red de área metropolitana representa una evolución del concepto de red de área local a un ámbito más amplio, cubriendo áreas mayores que en algunos casos no se limitan a un entorno metropolitano sino que pueden llegar a una cobertura regional e incluso nacional mediante la interconexión de diferentes redes de área metropolitana.
Este tipo de redes es una versión más grande que la LAN y que normalmente se basa en unatecnología similar a esta, La principal razón para distinguir una MAN con una categoría especial es que se ha adoptado un estándar para que funcione, que equivale a la norma IEEE.
Las redes Man también se aplican en las organizaciones, en grupos de oficinas corporativas cercanas a una ciudad, estas no contiene elementos de conmutación, los cuales desvían los paquetes por una de varias líneas de salida potenciales. Estas redes pueden ser públicas o privadas.
Las redes de área metropolitana, comprenden una ubicación geográfica determinada "ciudad, municipio", y su distancia de cobertura es mayor de 4 km . Son redes con dos buses unidireccionales, cada uno de ellos es independiente del otro en cuanto a la transferencia de datos.
Características principales
§ La interfaz de red a los locales del abonado se denomina Interfaz de Subred de abonado (SNI, Subscriber Network Interface). Las tramas "no orientadas a conexión" son enviadas sobre el SNI entre equipos de abonado y el equipamiento de la red pública.
§ El formato de los datos y el nivel de adaptación es idéntico al especificado por IEEE 802.6. El SNI se especifica como una interfaz DQDB punto-a-punto, aunque la interfaz DQDB punto-a-multipunto no está excluido. El caso de bucle de bus dual no se ha contemplado por su complejidad y coste, y porque existen alternativas más simples para ofrecer esta redundancia.
§ El nivel físico del SNI es el especificado por el estándar IEEE 802.6.
§ Las direcciones fuente y destino conforman el estándar E164, junto con la posibilidad de broadcast y multicast de direcciones E.164.
§ Capacidad de definir Grupos Cerrados de Usuarios mediante validación de direcciones tanto en salida como en destino.
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Características principales
§ La interfaz de red a los locales del abonado se denomina Interfaz de Subred de abonado (SNI, Subscriber Network Interface). Las tramas "no orientadas a conexión" son enviadas sobre el SNI entre equipos de abonado y el equipamiento de la red pública.
§ El formato de los datos y el nivel de adaptación es idéntico al especificado por IEEE 802.6. El SNI se especifica como una interfaz DQDB punto-a-punto, aunque la interfaz DQDB punto-a-multipunto no está excluido. El caso de bucle de bus dual no se ha contemplado por su complejidad y coste, y porque existen alternativas más simples para ofrecer esta redundancia.
§ El nivel físico del SNI es el especificado por el estándar IEEE 802.6.
§ Las direcciones fuente y destino conforman el estándar E164, junto con la posibilidad de broadcast y multicast de direcciones E.164.
§ Capacidad de definir Grupos Cerrados de Usuarios mediante validación de direcciones tanto en salida como en destino.
WAN
Las Redes de área amplia (WAN) son redes informáticas que se extienden sobre un área geográfica extensa. Contiene una colección de máquinas dedicadas a ejecutar los programas de usuarios (hosts). Estos están conectados por la red que lleva los mensajes de un host a otro. Estas LAN de host acceden a la subred de la WAN por un encaminador. Suelen ser por tanto redes punto a punto.
La subred tiene varios elementos:
§ Líneas de comunicación: mueven bits de una máquina a otra.
§ Elementos de conmutación: Máquinas especializadas que conectan dos o más líneas de transmisión. Se suelen llamar encaminadores o routers.
Cada host está después conectado a una LAN en la cual está el encaminador que se encarga de enviar la información por la subred.
Una WAN contiene numerosos cables conectados a un par de encaminadores. Si dos encaminadores que no comparten cable desean comunicarse, han de hacerlo a través de encaminadores intermedios. El paquete se recibe completo en cada uno de los intermedios y se almacena allí hasta que la línea de salida requerida esté libre.
Se pueden establecer WAN en sistemas de satélite o de radio en tierra en los que cada encaminador tiene una antena con la cual poder enviar y recibir la información. Por su naturaleza, las redes de satélite serán de difusión.
Hoy en día Internet proporciona WAN de alta velocidad, y la necesidad de redes privadas WAN se ha reducido drásticamente mientras que las VPN que utilizan cifrado y otras técnicas para hacer esa red dedicada aumentan continuamente.
Normalmente la WAN es una red punto a punto, es decir, red de paquete conmutado. Las redes WAN pueden usar sistemas de comunicación vía satélite o de radio. Fue la aparición de los portátiles y losPDA la que trajo el concepto de redes inalámbricas.
Componentes
§ Servidor: El servidor es aquel o aquellos ordenadores que van a compartir sus recursos hardwarey software con los demás equipos de la red. Sus características son potencia de cálculo, importancia de la información que almacena y conexión con recursos que se desean compartir.
§ Estación de trabajo:Los ordenadores que toman el papel de estaciones de trabajo aprovechan o tienen a su disposición los recursos que ofrece la red así como los servicios que proporcionan los Servidores a los cuales pueden acceder.
§ Gateways o pasarelas: Es un hardware y software que permite las comunicaciones entre la red local y grandes ordenadores (mainframes). El gateway adapta los protocolos de comunicación del mainframe (X25, SNA, etc.) a los de la red, y viceversa.
§ Bridges o puentes: Es un hardware y software que permite que se conecten dos redes locales entre sí. Un puente interno es el que se instala en un servidor de la red, y un puente externo es el que se hace sobre una estación de trabajo de la misma red. Los puentes también pueden ser locales o remotos. Los puentes locales son los que conectan a redes de un mismo edificio, usando tanto conexiones internas como externas. Los puentes remotos conectan redes distintas entre sí, llevando a cabo la conexión a través de redes públicas, como la red telefónica, RDSI o red de conmutación de paquetes.
§ Tarjeta de red: También se denominan NIC (Network Interface Card). Básicamente realiza la función de intermediario entre el ordenador y la red de comunicación. En ella se encuentran grabados los protocolos de comunicación de la red. La comunicación con el ordenador se realiza normalmente a través de las ranuras de expansión que éste dispone, ya sea ISA, PCI o PCMCIA. Aunque algunos equipos disponen de este adaptador integrado directamente en la placa base.
§ El medio: Constituido por el cableado y los conectores que enlazan los componentes de la red. Los medios físicos más utilizados son el cable de par trenzado, par de cable, cable coaxial y lafibra óptica (cada vez en más uso esta última).
§ Concentradores de cableado: Una LAN en bus usa solamente tarjetas de red en las estaciones y cableado coaxial para interconectarlas, además de los conectores, sin embargo este método complica el mantenimiento de la red ya que si falla alguna conexión toda la red deja de funcionar. Para impedir estos problemas las redes de área local usan concentradores de cableado para realizar las conexiones de las estaciones, en vez de distribuir las conexiones el concentrador las centraliza en un único dispositivo manteniendo indicadores luminosos de su estado e impidiendo que una de ellas pueda hacer fallar toda la red.
Existen dos tipos de concentradores de cableado:
1. Concentradores pasivos: Actúan como un simple concentrador cuya función principal consiste en interconectar toda la red.
2. Concentradores activos: Además de su función básica de concentrador también amplifican y regeneran las señales recibidas antes de ser enviadas.
Los concentradores de cableado tienen dos tipos de conexiones: para las estaciones y para unirse a otros concentradores y así aumentar el tamaño de la red. Los concentradores de cableado se clasifican dependiendo de la manera en que internamente realizan las conexiones y distribuyen los mensajes. A esta característica se le llama topología lógica.
Existen dos tipos principales:
1. Concentradores con topología lógica en bus (HUB): Estos dispositivos hacen que la red se comporte como un bus enviando las señales que les llegan por todas las salidas conectadas.
2. Concentradores con topología lógica en anillo (MAU): Se comportan como si la red fuera un anillo enviando la señal que les llega por un puerto al siguiente.
RED PRIVADA
En la terminología de Internet, una red privada es una red que usa el espacio de direcciones IP'especificadas en el documento' RFC 1918. A los terminales puede asignársele direcciones de este espacio de direcciones cuando se requiera que ellas deban comunicarse con otras terminales dentro de la red interna (una que no sea parte de Internet) pero no con Internet directamente.
Las redes privadas son bastante comunes en esquemas de redes de área local (LAN) de oficina, pues muchas compañías no tienen la necesidad de una dirección IP global para cada estación de trabajo,impresora y demás dispositivos con los que la compañía cuente. Otra razón para el uso de direcciones de IP privadas es la escasez de direcciones IP públicas que pueden ser registradas. IPv6se creó justamente para combatir esta escasez, pero aun no ha sido adoptado en forma definitiva.
Los routers en Internet normalmente se configuran de manera tal que descarten cualquier tráfico dirigido a direcciones IP privadas. Este aislamiento le brinda a las redes privadas una forma de seguridad básica, dado que por lo general no es posible que alguien desde fuera de la red privada establezca una conexión directa a una máquina por medio de estas direcciones. Debido a que no es posible realizar conexiones entre distintas redes privadas a través de Internet, distintas compañías pueden usar el mismo rango de direcciones privadas sin riesgo de que se generen conflictos con ellas, es decir, no se corre el riesgo de que una comunicación le llegue por error a un tercero que esté usando la misma dirección IP.
Si un dispositivo de una red privada necesita comunicarse con otro dispositivo de otra red privada distinta, es necesario que cada red cuente con una puerta de enlace con una dirección IP pública, de manera que pueda ser alcanzada desde fuera de la red y así se pueda establecer una comunicación , ya que un router podrá tener acceso a esta puerta de enlace hacia la red privada. Típicamente, esta puerta de enlace será un dispositivo de traducción de dirección de red (NAT) o un servidor proxy.
Sin embargo, esto puede ocasionar problemas cuando distintas compañías intenten conectar redes que usan direcciones privadas. Existe el riesgo de que se produzcan conflictos y problemas de ruteo si ambas redes usan las mismas direcciones IP para sus redes privadas o si dependen de la traducción de dirección de red (NAT) para que se conecten a través de Internet.
