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• Cinthia Acev Guarneros

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Fundamentos de redes M.C. Irma Delia Rojas Cuevas

Agosto de 2019

1.1. La comunicación en un mundo centrado en la red • Entre todos los elementos esenciales para la existencia humana, la necesidad de interactuar está justo después de la necesidad de sustentar la vida. • La comunicación es casi tan importante para nosotros como el aire, el agua, los alimentos y un lugar para vivir. • Como con cada avance en la tecnología de la comunicación, la creación e interconexión de redes de datos sólidas están teniendo un efecto profundo. M.C. Irma Delia Rojas Cuevas

1.1. La comunicación en un mundo centrado en la red • En el transcurso del día, los recursos • •

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disponibles en Internet pueden ayudarlo a: Decidir cómo vestirse al consultar en línea las condiciones actuales del clima. Buscar el camino menos congestionado hacia su destino al observar videos de cámaras Web que muestran el clima y el tráfico. Consultar su estado de cuenta bancario y pagar electrónicamente las facturas. Recibir y enviar correo electrónico o realizar una llamada telefónica a través de Internet durante el almuerzo en un bar con servicio de Internet. etc M.C. Irma Delia Rojas Cuevas

1.2 La red como plataforma • Poder comunicarse en forma confiable con todos en todas partes es de vital importancia para nuestra vida personal y comercial. Para respaldar el envío inmediato de los millones de mensajes que se intercambian entre las personas de todo el mundo, confiamos en una Web de redes interconectadas.

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1.2 La red como plataforma • Estas redes de información o datos varían en tamaño y capacidad, pero todas las redes tienen cuatro elementos básicos en común: • Reglas o acuerdos que rigen la forma en que se envían, dirigen, reciben e interpretan los mensajes • Los mensajes o unidades de información que viajan de un dispositivo a otro • Un medio para interconectar estos dispositivos: un medio que puede transportar los mensajes de un dispositovo a otro • Dispositivos en la red que intercambian mensajes unos con otros M.C. Irma Delia Rojas Cuevas

1.3 Arquitectura de internet • Las redes deben admitir una amplia variedad de aplicaciones y servicios, así como también funcionar con diferentes tipos de infraestructuras físicas. El término arquitectura de red, en este contexto, se refiere a las tecnologías que admiten la infraestructura y a los servicios y protocolos programados que pueden trasladar los mensajes en toda esa infraestructura. Debido a que Internet evoluciona, al igual que las redes en general, descubrimos que existen cuatro características básicas que la arquitectura subyacente necesita para cumplir con las expectativas de los usuarios: tolerancia a fallas, escalabilidad, calidad del servicio y seguridad. M.C. Irma Delia Rojas Cuevas

1.3 Arquitectura de internet • Dispositivos Se utilizan para efectuar la comunicación entre los elementos

• Medio La manera en la que los dispositivos se conectan entre sí

• Mensajes Información que viaja a través del medio

• Reglas Rigen la manera en la que los mensajes fluyen por la red

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1.3 Arquitectura de internet Características de la arquitectura de internet •Tolerancia a fallas •Calidad de servicio • Seguridad •Escalabilidad • Jerárquica • Estándares comunes • Protocolos comunes M.C. Irma Delia Rojas Cuevas

1.3 Arquitectura de internet Calidad de servicio

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1.3 Arquitectura de internet Calidad de servicio Estrategias: Aumentar prioridad por servicios: teléfono, videos. Disminuir prioridad de: páginas web o videos.

Aumentar prioridad de: transacciones comerciales, control de producción. Disminuir o indeseable.

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comunicación

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1.3 Arquitectura de internet Seguridad • Asegure la confidencialidad mediante el uso de: • Autenticación de usuario • Encriptación de datos

• Mantenga la integridad de las comunicaciones mediante el uso de: • Firmas digitales

• Asegure la disponibilidad mediante el uso de: • Firewalls • Arquitectura de red redundante • Hardware sin ningún punto de error M.C. Irma Delia Rojas Cuevas

1.4 Tendencias en las redes La convergencia de los distintos medios de comunicación en una plataforma de red simple estimula el crecimiento exponencial de las capacidades de red. Existen tres tendencias principales que contribuyen a la futura estructura de las redes de información complejas: • Incremento en el número de usuarios móviles • Proliferación de los dispositivos aptos para la red • Expansión del rango de servicios M.C. Irma Delia Rojas Cuevas

1.4 Tendencias en las redes • La amplia aceptación de la tecnología y el paso acelerado de la innovación en las prestaciones de servicios de red crea una dependencia cada vez mayor. Para cumplir con las demandas del usuario, se presentan nuevos servicios y se mejoran los más viejos. • La gente depende de los servicios que se proporcionan en la red, y por lo tanto depende de la disponibilidad y la confiabilidad de la infraestructura de red fundamental. • El reto de no quedarnos atrás con una red de usuarios y servicios en crecimiento es responsabilidad de los profesionales capacitados de red y TI. M.C. Irma Delia Rojas Cuevas

1.5 Plataforma para las comunicaciones En una red de computadoras se tienen equipos y software conectados entre sí por medio de dispositivos físicos o inalámbricos que envían y reciben impulsos eléctricos, ondas electromagnéticas o cualquier otro medio para el transporte de datos, con la finalidad de compartir información, recursos y ofrecer servicios. • Las redes de computadoras cuentan con los tres elementos comunes de comunicación: • • •

El origen del mensaje El canal El destino del mensaje M.C. Irma Delia Rojas Cuevas

1.5 Plataforma para las comunicaciones • Los datos se envían a través de la red en pequeños “bloques” denominados segmentos • Los dispositivos y los medios son los elementos físicos o hardware de la red. En el caso de los medios inalámbricos, los mensajes se transmiten a través del aire mediante radio frecuencias invisibles u ondas infrarojas. Los servicios y procesos son los programas de comunicación, llamados software, que se ejecutan en los dispositivos conectados a la red. M.C. Irma Delia Rojas Cuevas

1.5 Plataforma para las comunicaciones •La función de los dispositivos finales: •

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Cliente Servidor Cliente y servidor

• Función de un dispositivo intermediario: • Determinar el recorrido de los datos • Retemporizar y retransmitir las señales de datos • Administrar el flujo de datos a través de la red

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1.6 LAN, WAN e inter redes Se denomina red de área local (LAN) a la red utilizada en un hogar, un edificio o un campus M.C. Irma Delia Rojas Cuevas

1.6 LAN, WAN e inter redes • Redes de área extensa (WAN) Las LAN separadas por una distancia geográfica se conectan entre sí mediante una red denominada red de área extensa (WAN)

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1.6 LAN, WAN e inter redes • Internet Internet se puede definir como un entramado global de redes interconectadas

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1.6 LAN, WAN e inter redes • Símbolos de red

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1.7 Protocolos • Un protocolo es un conjunto de reglas predeterminadas •Los protocolos de red se utilizan para permitir una comunicación satisfactoria entre los distintos dispositivos •Definen la estructura de la PDU(unidades de datos de protocolo) especifica de la capa •Requieren encapsulamiento según la capa •Describen las funciones necesarias para las comunicaciones entre capas M.C. Irma Delia Rojas Cuevas

1.7 Protocolos • Protocolo de aplicación: el protocolo de transferencia de hipertexto (HTTP) es un protocolo que rige la forma en que interactúan un servidor Web y un cliente Web. HTTP define el contenido y el formato de las solicitudes y respuestas intercambiadas entre el cliente y el servidor. Tanto el cliente como el software del servidor Web implementan el HTTP como parte de la aplicación. HTTP depende de otros protocolos para regular la forma en que los mensajes se transportan entre el cliente y el servidor M.C. Irma Delia Rojas Cuevas

1.7 Protocolos • Protocolo de transporte: el protocolo de control de transmisión (TCP) es el protocolo de transporte que administra las conversaciones individuales entre servidores Web y clientes Web. TCP divide los mensajes HTTP en partes más pequeñas, llamadas “segmentos”. Estos segmentos se envían entre los procesos del servidor y el cliente Web que se ejecutan en el host de destino. TCP también es responsable de controlar el tamaño y la velocidad a los que se intercambian los mensajes entre el servidor y el cliente. M.C. Irma Delia Rojas Cuevas

1.7 Protocolos • Protocolo de Internet: IP es responsable de tomar los segmentos con formato de TCP, encapsularlos en paquetes, asignarles las direcciones adecuadas y enviarlos a través del mejor camino hacia el host de destino.

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1.7 Protocolos • Protocolos de acceso a la red: los protocolos de acceso a la red describen dos funciones principales, la comunicación a través de un enlace de datos y la transmisión física de datos en los medios de red. Los protocolos de administración de enlace de datos toman los paquetes IP y los formatean para transmitirlos por los medios. Los estándares y protocolos de los medios físicos rigen la forma en que se envían las señales y la forma en que las interpretan los clientes que las reciben. Ethernet constituye un ejemplo de un protocolo de acceso a la red M.C. Irma Delia Rojas Cuevas

1.7 Protocolos • Protocolos independientes de la tecnología - Varios tipos de dispositivos pueden comunicarse mediante el mismo conjunto de protocolos. Esto se debe a que los protocolos especifican la funcionalidad de red y no la tecnología subyacente que soporta dicha funcionalidad

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1.8 Uso de modelos en capas • Ventajas: • Ayuda en el diseño de protocolos • Promueve la competencia • Permite que los cambios en una capa no afecten las capas restantes • Proporciona un lenguaje común

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1.8 Uso de modelos en capas TCP/IP

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1.8 Uso de modelos en capas Proceso de comunicación

1. Creación de datos en la capa de aplicación del dispositivo final origen. 2. Segmentación y encapsulación cuando pasan por el stack de protocolos en el dispositivo final de origen 3. Generación de datos sobre el medio 4. Transporte de los datos a través de la internetwork 5. Recepción de los datos en la capa de acceso a la red del dispositivo final de destino 6. Desencapsulación y rearmado de datos al pasar por stack de protocolos en dispositivo final 7. Traspaso de datos a la capa de aplicación M.C. Irma Delia Rojas Cuevas

1.8 Uso de modelos en capas La encapsulación permite: -Identificar las partes de datos como parte de la comunicación -Que las partes de datos puedan enviarse al dispositivo final

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1.8 Uso de modelos en capas Proceso de envío y recepción de mensajes

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Capas con modelos TCP/IP y OSI • Un modelo de protocolo proporciona un modelo que coincide estrechamente con la estructura de una suite de protocolos específica • Un modelo de referencia • proporciona una referencia común para mantener la coherencia dentro de todos los tipos de servicios y protocolos de red

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Modelo OSI

1.8 Uso de modelos en capas M.C. Irma Delia Rojas Cuevas

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1.8 Uso de modelos en capas

1.8 Uso de modelos en capas Concepto

Capa

Sirve para

MAC (Dir. Física)

2

Identificar dispositivos.

IP (Dir. Lógica)

3

Enrutar los datos a través de la red. Identificar dispositivos.

Número de puerto:

4

Identificar los proceso o servicios que se comunican dentro de los dispositivos finales

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1.8 Uso de modelos en capas • Utilización de la información del encabezado de encapsulación para identificar los procesos de origen y destino para la comunicación de datos

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1.9 Direccionamiento de red • Direccionamiento • Dirección única del host destino

• Encapsulación • Dirección origen, destino, otros datos

• Enrutamiento • Llevar el paquete a través de la red (Buscando red destino)

• Desencapsulamiento • Si la dirección es correcta se desencapsula

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1.9 Direccionamiento de red • Para direccionar un paquete a su destino, se toma la ip de destino y se extrae la porción de red.

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Actividades • Práctica: Actividad 1.4.5 • Realizar un cuadro sinóptico del modelo OSI y el modelo TCP/IP

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