2. Internetworking Básico
Una red es un conjunto de dispositivos
interconectados con el fin de compartir
recursos.
Las redes de comunicación son vitales para las
empresas debido a que sus procesos de negocio
dependen de la disponibilidad de la red para
compartir recursos como:
Voz IP, Correo, Transferencia de Archivos,
Sistema, Videoconferencia, etc.
3. Componentes de una red
En la actualidad las redes se basan en PC
arquitectura cliente-servidor es decir
desde una estación de trabajo (PC) se Server
accede a aplicaciones que residen en
servidores y se comunican a través de Switch
dispositivos de red como Routers y
Router
switches.
La disponibilidad y el desempeño de la comunicación
depende de la operación y el mantenimiento de los
dispositivos de red.
4. Modelos de Red
Cuando las empresas empezaron a implementar
comunicación en los dispositivos lo hacían a su
manera por lo cual no se podía interconectar dos
equipos de diferente fabricante.
Debido a esto la Organización Internacional para la Estandarización
(ISO) creó el modelo OSI ( Open System Interconnection) el cual sirvió
de patrón para la interconectividad de equipos de diferente fabricante.
En el se describe cómo la información viaja del origen al destino.
5. Enfoque de Capas
Los procesos de comunicación en las redes son demasiado
complejos para estudiarse como un solo tema.
Por lo cual se realizó una división en grupos lógicos (capas) a
esto se le llamó arquitectura de capas.
La ventaja principal de esta arquitectura es que el análisis se
realiza por bloques más pequeños.
6. Modelo OSI
odelo Jerárquico de 7 capas 7 Aplicación
6 Presentación
s 3 capas superiores definen cómo las
licaciones dentro de las PC se
5 Sesión
munican. 4 Transporte
s 4 capas inferiores definan cómo se 3 Red
ansmitirán los datos entre dispositivos 2 Enlace de datos
nales (generalmente PC).
1 Física
7. Función de las Capas
Provee de una interface de usuario.
7 Aplicación
Presenta los datos y maneja el procesos como encripcion.
6 Presentación
Mantiene aplicaciones diferentes separadas.
5 Sesión
Provee entrega confiable o no confiable, corrección de
4 Transporte errores antes de retransmitir.
Provee direccionamiento lógico (IP) con esto los routers
3 Red determinan el mejor camino.
Detección de errores, provee acceso al medio con el
2 Enlace de datos direccionamiento MAC (Switches).
1 Física Mueve bits entre dispositivos, voltajes, velocidades,cables.
8. Capa 7 Aplicación
La capa de aplicación es la interfase entre
la aplicación y la capa inferior
(presentación).
Para obtener datos provenientes de un
servidor la Aplicación hace uso de la capa
de aplicación para hacer la petición.
9. Capa 6 Presentación
Presenta los datos de la capa de aplicación, es responsable de
la traducción de los datos y el formato del código.
Asegura que los datos transferidos de la capa de aplicación de
un sistema puedan ser interpretados por la capa de aplicación
del otro sistema.
Tareas como compresión, descompresión, encripción,
desencripción están asociadas a esta capa.
10. Capa 5 Sesión
Es la responsable de la creación, manejo y terminación
de las sesiones entre las entidades de la capa de
presentación.
Provee el diálogo de control entre dispositivos.
Coordina la comunicación ofreciendo 3 modos diferentes:
simplex, half-duplex, full-duplex.
11. Capa 4 Transporte
Segmenta y ensambla el flujo de datos.
Provee servicio de transporte end to end y puede
establecer una conexion lógica entre dos hosts.
Mediante TCP se provee de una conexión confiable
gracias a paquetes de confirmación de recibido, números
de secuencia y control de flujo.
12. Capa 4 Transporte
Control de Flujo
El control de flujo previene que un host envíe
datos a otro que esta ocupado (saturado) y
evita que se pierdan los paquetes (la
información).
Para lograr esto usa la comunicación
orientada a conexión (TCP).
13. Capa 4 Transporte
Comunicación orientada a conexión (TCP).
Para lograr una conexión confiable se establece una sesión en la
cual los dos dispositivos se ponen de acuerdo mediante un
mecanismo llamado three-way Handshake.
Las características que lo hacen confiable es contar con ACK,
three-way handshake, número de secuencia y control de flujo.
SYN
SYN/ACK
ACK
Connection Established
14. Capa 4 Transporte
Windowing (TCP)
Sender Reciver
Windows size 3
Es un mecanismo de control de flujo que
establece un número máximo permitido
Send 1
de segmentos transmitidos antes de Send 2
recibir una confirmación de recibido Send 3
(Ack) a ese número se le conoce como Ack 4
Window. Send 4
15. Capa 4 Transporte
Acknowlegments Sender Reciver
Windows size 3
Para asegurar la integridad de los
datos se previene envíar datos dobles y Send 1
pérdida de datos usando los Ack. Send 2
Send 3
Cuando se pierde un paquete el Reciver Ack2
pide la retransmisión mediante un Ack. Send 2
Ack4
16. Capa 3 Red
En esta capa se maneja el
direccionamiento lógico de los
Mexico
dispositivos (dirección IP) y en base a
esta información determina el mejor
camino para los datos.
Ayuda al transporte de datos a Monterrey
dispositivos que no están conectados
localmente.
17. Capa 3 Red
Data packets:en ellos se lleva la información
que se desea transmitir.
Route update packets: este tipo de paquetes
se encarga de establecer y mantener los
mecanismos para que lleguen a su destino los
data packets.
Network addresses: identifica una porción de
la red y se usa por los routers para
determinar por dónde enviarán los paquetes.
18. Capa 2 Enlace de datos
Provee la transmisión física de datos, maneja notificación de
errores, topología de la red, control de flujo.
802.3 Media Access Control(MAC): Define cómo los paquetes
se ponen en el medio, aquí se define el direccionamiento físico.
802.2 Logical Link Control(LLC): Es responsable de identificar
los protocolos de la capa de red y después encapsularlos;
también provee el control de flujo y número de secuencia de
control de bits.
19. Capa 2 Enlace de datos
Switches y Bridges en capa 2
Estos dispositivos leen cada frame en la capa 2 Switch
ponen la dirección fuente en una tabla para
determinar hacia que puerto se dirigen los datos.
Bridge
La principal diferencia entre Switch y Bridge es que
el Switch funciona con ASIC’s (aplication specific
integrated circuit) que reduce los tiempos de latencia
a diferencia del bridge que lo hace por software lo
que lo hace más lento. ASIC
20. Capa 2 Enlace de datos
Conversión entre sistemas binario,decimal y hexadecimal
Hexadecimal a Binario Decimal a Binario
Decimal Binario Hexadecimal 016 00002
0 116 00012
0 128 64 32 16 8 4 2 1
1
0 1 216 00102 10
1
2 2 316 00112 0 0 0 0 1 0 1 0
3 100
3 416 01002
4 4 150 0 1 1 0 0 1 0 0
5 5 516 01012
6 6 616 01102 200 1 0 0 1 0 1 1 0
7 716 01112
7 255
8 8
9 816 10002
9
A 916 10012
B A16 10102
C
D
B16 10112
E C16 11002
F D16 11012
E16 11102
F16 11112
21. Conversión entre sistemas binario,decimal y hexadecimal
1- convertir a binario 172 .17 .28 .220.
2- convertir a binario 10. 11 .12 .99
3- convertir a decimal 01011100.11010111.11000000.00101111.
4- convertir a decimal 11001110.10110110.00000111.00110110.
5- convertir a hexadecimal 11001100.10010111.11000000.10101111.
6- convertir a hexadecimal 11010100.11001110.01000011.00100011.
22. Capa 1 Física
Se encarga de enviar y recibir bits (1 o 0).
Especifica los aspectos eléctrico, mecánico,
procedimiento y requerimientos para activar
mantener y desactivar una conexión física
entre dispositivos.
En esta capa también entre el terminal data
equipment (DTE) y el data communication
equipment (DCE).
23. Capa 1 Física
Funcionamiento de un Hub
Hub
Dispositivo que trabaja en capa 1.
Recibe la señal eléctrica la regenera y la reenvía a
todos los puertos.
Si dos dispositivos transmiten al mismo tiempo se
produce una colisión (un dominio de colisión).
24. Ethernet Networking
Ethernet es un método de medio de acceso que permite
que los host en una red compartan el mismo banwidth
de la conexión.
Es muy escalable y fácil de implementar.
Ethernet usa las especificaciones de la capa física y la
capa de enlace de datos.
25. CSMA/CD
Carrier Sense Multiple Access Colision Detection.
Es un protocolo que ayuda a los dispositivos a compartir el
medio evitando que dos de ellos transmitan al mismo
tiempo.
Cuando existe una colisión se envía una señal a todos los
dispositivos para informar de la colisión, cada dispositivo
toma un tiempo de espera diferente y aleatorio antes Colisión
comenzar a transmitir.
Los efectos de CSMA/CD en un ambiente de muchas
colisiones: delay, low throughput y congestion. Colisión Colisión Colisión
26. Hub
Dominio de Colisión
Segmento físico de una red de computadoras
donde es posible que los paquetes puedan
colisionar con otros.
Dominio de Broadcast Switch
Area lógica en una red de computadoras en la
cual se puede comunicar entre ellos sin el uso de
un Router.
28. Half Duplex
Esta definido en el estándar 802.3 usa CSMA/CD para prevenir colisiones y
permitir la retransmisión de paquetes en caso de colisión; usa un solo par de
cables con la señal digital en ambos sentidos (Tx y Rx).
Full Duplex
Usa dos pares de cables para la comunicación transmisión con recepción de cada
uno lo cual elimina las colisiones
Half Duplex Full Duplex
Rx Tx
Rx o Tx
Tx Rx
29. Ethernet en la Capa de enlace de datos (2)
Es el responsable del direccionamiento Ethernet también llamado
direccionamiento físico o direccionamiento MAC.
Ethernet también es responsable de recibir los paquetes de la capa 3
convertirlos en frames y prepararlos para la transmisión en la red local
con el método de acceso al medio.
30. Direccionamiento Ethernet
Cada NIC (Network interface card) tiene una dirección MAC única que
consta de 48 bits organizados en 6 bytes escritos en un formato
hexadecimal (ejemplo 10:9A:DD:6D:C6:13).
Los primeros 24 bits o 3 bytes son asignados por la IEEE e identifican al
fabricante y los restantes 24 bits son asignados por el vendor
arbitrariamente.
OUI (lo asigna la IEEE) Asignado por el Fabricante
24 bits 24 bits
31. Ethernet Frames
La capa de enlace de datos es la encargada del cambio de bits dentro de
bytes y bytes dentro de los frames, los Frames son usados para encapsular
los datos provenientes de la capa 3 o de red.
Ethernet envía los data frames en base a la dirección MAC, además
provee de detección de errores por medio de CRC (cyclic redundancy check).
Preamble DA SA Type FCS
Data
8 bytes 6 bytes 6 bytes 2 bytes 4 bytes
Ethernet II
Preamble DA SA Length FCS
Data
8 bytes 6 bytes 6 bytes 2 bytes
802.3 Ethernet
32. Preamble: es un patrón de 7 octetos de unos y ceros a una frecuencia de 5MHz
que indica el inicio de cada frame.
Start Frame Delimiter (SFD): es un octeto “10101011” que simboliza que lo que
viene después ya son los datos.
Destination Address: es la dirección mac de 48 bits expresados en hexadecimal a
la cual se enviarán los datos, existe una dirección especial llamada de brodcast
que es todos los bits en un (FF:FF:FF:FF:FF:FF).
Source Address: es la dirección mac de 48 bits expresados en hexadecimal de la
cual se enviarán los datos.
Length or Type:identifica en Network Layer protocol en caso de que tenga la
capacidad de hacerlo.
Data: estos son la información que se envía que puede ir desde 64 a 1500 bytes.
FCS: es el campo donde se guarda el CRC.
33. Ethernet en la capa física
La primera implementación de ethernet fue realizada por un grupo llamado DIX
(Digital-Intel-Xerox) el estándar IEEE802.3 utilizando un cable coaxial a una
velocidad de 10Mbps después apareció el UTP y el Fast ethernet 100Mbps y la
fibra óptica teniendo velocidades de 1 y 10Gbps.
Data Link Ethernet 802.3
100BaseTX
100BaseT4
100BaseFX
10Base2
10Base5
10BaseT
10BaseF
Physical
34. 10Base2: 10Mbps, 185 Mts, tecnología banda base soporta hasta 30 estaciones
de trabajo en el mismo segmento, la tarjeta de red usaba conectores BNC
también conocido como Thinnet.
10Base5: 10Mbps, 500 Mts, tecnología banda base soporta hasta 2500mts con
repetidores y hasta 1024 estaciones de trabajo, también conocido como Ticknet.
10BaseT: 10Mbps, cableado UTP cat 3 se debe conectar cada estación de trabajo
a un hub o switch usa conector Rj45.
100BaseTX: 100Mbps, cableado UTP cat 5, 6 o 7 alcanza una longitud de hasta
100mts con un conector RJ45.
35. 100BaseFX: 100Mbps usa fibra óptica multimodo para enlaces punto a punto y
alcanza distancias de hasta 412 usa conectores SC y ST.
1000BaseCX: 1000Mbps en cableado de cobre llamado twinax con un alcance de
hasta 25 metros .
1000BaseT: 1000Mbps en cableado UTP con un alcance de hasta 1000mts.
1000BaseSX: 1000Mbps se usa fibra óptica y un láser de 850nmts el alcance
depende del core de la fibra 62.5micrones dan un alcance de 220mts y un core
de 50 micrones una distancia de 550mts .
1000BaseLX: 1000Mbps fibra óptica monomodo con un core de 9 micrones
usando un láser de 1800nmts y las distancias pueden ir de los 3 Km a los 10Km.
36. Cableado Ethernet
Existen 3 tipos de configuración de cableado ethernet dependiendo del tipo de
conexión que se desea realizar.
- Cable directo.
- Cable cruzado.
- Cable totalmente cruzado.
37. Cableado Directo
El cable directo se utiliza en el siguiente
tipo de conexiones:
- Host a switch o hub
- Router a switch o hub
1 1
2 2
y su configuración es de uno a uno. 3 3
6 6
Cable Directo
38. Cableado Cruzado
El cable cruzado se utiliza en el siguiente
tipo de conexiones:
- Switch a swich
- Hub a hub
- Host a Host
- Router a Router
1 3
- Router a Host 2 6
3 1
6 2
y su configuración es la siguiente.
Cable Cruzado
39. Cableado traspuesto o de consola
Puerto Com Puerto Consola
El cable traspuesto se utiliza para
accesar a los equipos mediante el puerto
de consola para administrarlos
localmente.
se utiliza un software terminal para que 1 8
la PC nos sirva de interfase mediante 2 7
3 6
comunicación serial usando el protocolo 4 5
RS232. 5 4
6 3
7 2
y su configuración es la siguiente. 8 1
Cable Traspuesto
41. Encapsulacion de datos
Cuando un host transmite datos a través de la red a otro dispositivo los datos pasan
por un proceso de encapsulación dependiendo la capa del modelo OSI casa capa del
dispositivo local se comunica con su similar del dispositivo remoto.
para realizar esta comunicación se utilizan los PDU’s (Protocol Data Unit) esto
mantiene el control de la información adjunta a los datos en cada capa.
7 Aplicación
6 Presentación
5 Sesión
TCP header data 4 Transporte Segmentos
IP header data 3 Red Paquetes
LLC header data FCS
2 Enlace de datos Frames
MAC header data FCS
0101011101110001010 1 Fisica Bits
42. Método de encapsulación
1.- La información se convierte en datos para su transmisión.
2.- Los datos se convierten en segmentos y se configura una conexión confiable entre
el dispositivo que transmite y el que recibe.
3.- Los segmentos se convierten en paquetes o datagramas y se añade el
direccionamiento lógico para que el paquete pueda ser ruteado hacia su destino.
4.- Los paquetes se convierten en frames para la transmisión en la red local. El
direccionamiento físico (MAC) identifica a un dispositivo en un segmento de red.
5.- Los Frames se convierten en bits para su transmisión por el cable.
43. Segmento source port destination port .... data
Paquete source IP destination IP Protocol .... Segmento
Frame source MAC destination MAC eth field .... Paquete eth field
Bits 010010101000111110101101010101011011010
44. Modelo Jerárquico
Las grandes redes pueden ser muy complejas, usar múltiples protocolos, configuraciones
detalladas y con uso de varias tecnologías diferentes.
El modelo jerárquico ayuda a resumir todos los detalles en un modelo que lo hace más
fácil de comprender y en el cual cada capa tiene una responsabilidad especifica.
Este modelo se compone de 3 capas: core, distribución y acceso
Core
Distribución
Acceso
45. Capa de Core
Es literalmente el core de la red, es responsable de transportar grandes cantidades de
tráfico de manera confiable y rápida.
El único propósito de la capa de core es envíar el trafico tan rápido como sea posible . El
tráfico que se transporta a través del core es común para la mayoría de los usuarios.
No debemos hacer nada que retarde el tráfico como usar access list, ruteo entre VLANs e
implementar filtrado de paquetes. Evitar expandir el core cuando la red crezca.
Se debe diseñar el core para alta confiabilidad considerando tecnologías que faciliten
rapidez y redundancia como FDDI, Fastethernet o ATM.
Otro enfoque de diseño es la velocidad, el core debe tener una latencia muy baja, elegir
protocolos de ruteo con los más bajos tiempos de convergencia y usar enlaces redundantes
Core
46. Capa de Distribución
La capa de distribución es el punto de comunicación entre la capa de acceso y el
core. La función primordial es proveer de routing, filtering, acceso a la WAN y
determinar que paquetes pueden accesar al Core.
Esta capa debe determinar el mejor camino para los servicios de red que sean
solicitados por los host.
Aquí es donde se implementan políticas para la red, las siguientes son algunas
acciones que deberían usarse en la capa de distribución.
Ruteo, access-list, filtrado de paquetes, Implementar seguridad, firewalls,
Redistribución entre protocolos, ruteo entre VLANs, definir dominios de Broadcast y
Multicast.
Distribución
47. Capa de Acceso
La capa de acceso controla el acceso de los usuarios a los recursos de red. Muchos de los
recursos de red que los usuarios necesitan se encuentran disponibles localmente.
La capa de distribución maneja cualquier trafico para servicios remotos, las siguientes son
algunas de las funciones de la capa de acceso.
- Uso de control de acceso y políticas de la capa de distribución.
- Creación y separación de dominios de colisión.
- Conectividad entre grupos de trabajo.
Acceso
