Todo Sobre Redes

1. INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE LIBRES
ORGANISMO PÚBLICO DESCENTRALIZADO DEL GOBIERNO
DEL ESTADO DE PUEBLA
INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES
INTEGRACIÓN DE TECNOLOGÍAS COMPUTACIONALES
UNIDAD I
REDES
1.1 DIRECCIONAMIENTO
1.2 PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN
1.3 SUBREDES
LIC. DIANA MARICELA GONZÁLEZ DELGADO
INTEGRANTES DEL EQUPO:
GONZALINA LEAL DIAZ
RICARDO GONZÁLEZ LARA
BENIGNO VÁZQUEZ MORENO
MARÍA GUADALUPE BAUTISTA PEÑA
BELEN MARICRUZ ORTIZ HERNÁNDEZ
MARCO ANTONIO GUTIERREZ HERNÁNDEZ
8° SEMESTRE
8 DE FEBRERO 2010
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2. Índice
Introducción……………………….……………………………………………………...3
¿Qué es una Red informática?........…………………………………………….…..4
Clasificación de redes…………………………………………………………………...4
Tipos de conexiones……………………………………………………………….........4
Topologías de Red…….………………………………………………….……………..5
Tipos de medios de transmisión………………………………………………….........5
Direccionamiento….………………………………………………….………………...6
Clases de direccionamiento IP………………………………………………………....7
Protocolos de comunicación………………………………………………….……10
Subredes………...………………………………………...........................................14
Direcciones reservadas………………………………………………………………..14
Máscara de subred…………………………………………………………………….16
Conclusión………………………………………………………………………….…..17
Bibliografía……………………………………………………………………………...18
Anexos
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3. Introducción
Una de las mejores definiciones sobre la naturaleza de una red es la de
identificarla como un sistema de comunicaciones entre computadoras que
cuentan con funciones de entrada y salida de datos. Esto consta de un soporte
físico que abarca cableado, placas adicionales en las computadoras, y un
conjunto de programas que forma el sistema operativo de red y la creación de
subredes.
En una red, los protocolos son reglas de comunicación que permiten el
flujo de información entre equipos, por ejemplo, dos computadores conectados en
la misma red pero con protocolos diferentes no podrían comunicarse jamás, para
ello, es necesario que ambas "hablen" el mismo idioma.
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4. ¿Qué es una Red informática?
Es un conjunto de equipos (computadoras y/o dispositivos) conectados por medio
de cables, señales, ondas o cualquier otro método de transporte de datos, que
comparten información, recursos, servicios, etc.
Breve historia
La red surge con la creación de un sistema de comunicación telefónico en
1968 llamado DARPA que es agencia de proyectos avanzados de investigación
de la defensa de los estados unidos. Después se crea ARPA net pues su
propósito era sobrevivir a conflictos.
Clasificación de redes
LAN:( red de área local) sirve en la comunicación de campos, edificios, hogares y
oficinas.
MAN:(red de área metropolitana) comunica ciudades y regiones.
WAN:(red amplia de cobertura) comunica países y continentes.
De acuerdo a su tecnología una red se puede conectar mediante:
• Repetidores: son los que amplían la señal de una red.
• Puentes: son los que encadenan redes.
• Ruteadores: ayudan a enlazar conexiones y proveen paquetes
diferentes.
Tipos de conexiones
• Orientadas: esta conexión envía todos los nodos hacia el proceso de
transporte exactamente por la misma ruta que conecta al origen con el
destino.
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5. • No orientadas: este tipo de conexiones es dirigido por separado hacia
el destino, esto indicando que pueden llegar en desorden y es tarea de
la capa de transporte reordenarlos para que formen el paquete original.
Topologías de Red
• Topología de estrella: se basa en la conexión a un punto central el
cual se conecta a varios nodos.
• Topología de anillo: los nodos estarán conectados uno tras de otro
formando así un ciclo o un anillo. Es unidireccional o simplex, tiene la
desventaja de que cualquier fallo entre alguna de las líneas genera una
falla letal en la red.
• Topología de bus: se conectan todas las terminales o nodos a una
línea en común, una de las desventajas es la longitud de cable,
terminales donde los mensajes se colapsan y se pierden.
Tipos de medios de transmisión
Medios guiados: es aquella conexión por medio físico y va de uno en uno (cable
coaxial, par trenzado, fibra óptica).
Medios no guiados: son aquellos cuya función es enviar la información pero no
se encarga de guiarla a su destino (infrarrojos, laser, microondas).
Ethernet
Su comienzo fue en la década de los 70´s cuando fue lanzada su primera
versión por Robert Metcalfe. El Ethernet es un estándar de redes de
computadoras de área local (LAN) que define las características de cableado y
señalización del nivel físico y los formatos de tramas de datos del nivel de enlace
de datos del modelo OSI.
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6. Direccionamiento IP
Cada host TCP/IP está identificado por una dirección IP lógica. Esta dirección es
única para cada host que se comunica mediante TCP/IP. Cada dirección IP de 32
bits identifica la ubicación de un sistema host en la red de la misma manera que
una dirección identifica un domicilio en una ciudad.
Al igual que una dirección tiene un formato de dos partes estándar (el nombre
de la calle y el número del domicilio), cada dirección IP está dividida internamente
en dos partes: un Id. de red y un Id. de host:
• El Id. de red, también conocido como dirección de red, identifica un único
segmento de red dentro de un conjunto de redes (una red de redes)
TCP/IP más grande. Todos los sistemas que están conectados y
comparten el acceso a la misma red tienen un Id. de red común en su
dirección IP completa. Este Id. también se utiliza para identificar de forma
exclusiva cada red en un conjunto de redes más grande.
• El Id. de host, también conocido como dirección de host, identifica un nodo
TCP/IP (estación de trabajo, servidor, enrutador u otro dispositivo TCP/IP)
dentro de cada red. El Id. de host de cada dispositivo identifica de forma
exclusiva un único sistema en su propia red.
A continuación, se muestra un ejemplo de una dirección IP de 32 bits:
10000011 01101011 00010000 11001000
Para facilitar el direccionamiento IP, las direcciones IP se expresan en
notación decimal con puntos. La dirección IP de 32 bits está segmentada en
cuatro octetos de 8 bits. Estos octetos se convierten a formato decimal (sistema
numérico de base 10) y se separan con puntos. Por tanto, la dirección IP del
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7. ejemplo anterior es 131.107.16.200 cuando se convierte a la notación decimal con
puntos.
Para obtener más información acerca de la notación decimal con puntos y
la conversión de números del sistema binario al decimal, vea Convertir de formato
binario a formato decimal.
En la siguiente ilustración se muestra un ejemplo de dirección IP
(131.107.16.200) tal como está dividida en las secciones de Id. de red y host. La
parte de Id. de red (131.107) está indicada por los dos primeros números de la
dirección IP. La parte de Id. de host (16.200) está indicada por los dos últimos
números de la dirección IP.
Notas
• Puesto que las direcciones IP identifican los dispositivos de una red, debe
asignarse una dirección IP única a cada dispositivo de la red.
• En general, la mayor parte de los equipos tienen únicamente un adaptador
de red instalado y, por tanto, necesitan sólo una dirección IP. Si un equipo
tiene varios adaptadores de red instalados, cada uno necesita su propia
dirección IP.
Clases de direcciones IP
La comunidad de Internet ha definido cinco clases de direcciones. Las direcciones
de las clases A, B y C se utilizan para la asignación a nodos TCP/IP.
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8. La clase de dirección define los bits que se utilizan para las partes de Id. de
red e Id. de host de cada dirección. La clase de dirección también define el
número de redes y hosts que se pueden admitir por cada red.
En la siguiente tabla se utiliza w.x.y.z para designar los valores de los cuatro
octetos de cualquier dirección IP dada. La tabla siguiente sirve para mostrar:
• Cómo el valor del primer octeto (w) de una dirección IP dada indica la clase
de dirección.
• Cómo están divididos los octetos de una dirección en el Id. de red y el Id.
de host.
• El número de redes y hosts posibles por cada red que hay disponibles para
cada clase.
Otra razón para usar esta notación es que las direcciones IP se dividen en un
número de red, que es contenido en el octeto principal, y un número de puesto,
que es contenido en el resto. Cuando se solicita al NIC una dirección IP, no se le
asignar una dirección para cada puesto individual que pretenda usar. En cambio,
se le otorgar un numero de red y se le permitirá asignar todas la direcciones IP
validas dentro de ese rango para albergar puestos en su red de acuerdo con sus
preferencias.
El tamaño de la parte dedicada al puesto depende del tamaño de la red. Para
complacer diferentes necesidades, se han definido varias clases de redes, fijando
diferentes sitios donde dividir la dirección IP. Las clases de redes se definen en lo
siguiente:
Clase A
La clase A comprende redes desde 1.0.0.0 hasta 127.0.0.0. El
número de red está contenido en el primer octeto. Esta clase ofrece una
parte para el puesto de 24 bits, permitiendo aproximadamente 1,6 millones
de puestos por red.
Clase B
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9. La clase B comprende las redes desde 128.0.0.0 hasta 191.255.0.0;
el número de red está en los dos primeros octetos. Esta clase permite
16.320 redes con 65.024 puestos cada una.
Clase C
Las redes de clase C van desde 192.0.0.0 hasta 223.255.255.0, con
el número de red contenido en los tres primeros octetos. Esta clase permite
cerca de 2 millones de redes con más de 254 puestos.
Clases D, E, y F
Las direcciones que están en el rango
de 224.0.0.0 hasta 254.0.0.0 son experimentales o están reservadas para
uso con propósitos especiales y no especifican ninguna red. La IP
Multicast, un servicio que permite trasmitir material a muchos puntos en
una internet a la vez, se le ha asignado direcciones dentro de este rango.
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10. Protocolos de comunicación
Un protocolo es un conjunto de reglas usadas por computadoras para
comunicarse y transferir datos unas con otras a través de una red, estos pueden
ser implementados por hardware, software, o una combinación de ambos.
Existen dos tipos de protocolos:
Protocolos de bajo nivel y protocolos de red. Los protocolos de bajo nivel
controlan la forma en que las señales se transmiten por el cable o medio físico. En
la primera parte del curso se estudiaron los habitualmente utilizados en redes
locales (Ethernet y Token Ring). Aquí nos centraremos en los protocolos de red.
Los protocolos de red organizan la información (controles y datos) para su
transmisión por el medio físico a través de los protocolos de bajo nivel.
Modelo OSI (Open system interconection)
En el campo de las redes informáticas, los protocolos se pueden dividir en
varias categorías, una de las clasificaciones más estudiadas es la OSI.
Según la clasificación OSI, la comunicación de varios dispositivos ETD (Equipo
Terminal de Datos) se puede estudiar dividiéndola en 7 niveles, que son
expuestos desde su nivel más alto hasta el más bajo:
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11. Los protocolos de cada capa tienen una interfaz bien definida. Una capa
generalmente se comunica con la capa inmediata inferior, la inmediata superior, y
la capa del mismo nivel en otros computadores de la red. Esta división de los
protocolos ofrece abstracción en la comunicación.
Ejemplos de protocolos de red
Capa 1: Nivel físico
El paquete se envía como una secuencia de bits.
Responsable del envío de la información sobre el sistema hardware utilizado en
cada caso. Se utiliza un protocolo distinto según el tipo de red física.
Capa 2: Nivel de enlace de datos
Añade información de comprobación de envío y prepara los datos para que vayan
a la conexión física.
Token Ring Es una arquitectura de red desarrollada por IBM en los años 70’s con
topología lógica en anillo y técnica de acceso. Hoy en día está ya no es muy
utilizada ya que el Ethernet es ahora el mas utilizado.
Capa 3: Nivel de red
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12. Se añade información de dirección y secuencia al paquete.
IPX (Internetwork Packet Exchange) es un protocolo de Novell que interconecta
redes que usan clientes y servidores Novell Netware. Es un protocolo orientado a
paquetes y no orientado a conexión (esto es, no requiere que se establezca una
conexión antes de que los paquetes se envíen a su destino). Otro protocolo
IP Se encarga de repartir los paquetes de información enviados entre el
ordenador local y los ordenadores remotos. Esto lo hace etiquetando los paquetes
con una serie de información, entre la que cabe destacar las direcciones IP de los
dos ordenadores. Basándose en esta información, IP garantiza que los datos se
encaminarán al destino correcto. Los paquetes recorrerán la red hasta su destino
(que puede estar en el otro extremo del planeta) por el camino más corto posible
gracias a unos dispositivos denominados encaminadores o routers.
Capa 4: Nivel de transporte
Añade información para el control de errores
SPX (Sequenced Packet eXchange), actúa sobre IPX para asegurar la entrega de
los paquetes.
TCP. Controla la división de la información en unidades individuales de datos
(llamadas paquetes) para que estos paquetes sean encaminados de la forma más
eficiente hacia su punto de destino. En dicho punto, TCP se encargará de
reensamblar dichos paquetes para reconstruir el fichero o mensaje que se envió.
Por ejemplo, cuando se nos envía un fichero HTML desde un servidor Web, el
protocolo de control de transmisión en ese servidor divide el fichero en uno o más
paquetes, numera dichos paquetes y se los pasa al protocolo IP. Aunque cada
paquete tenga la misma dirección IP de destino, puede seguir una ruta diferente a
través de la red. Del otro lado (el programa cliente en nuestro ordenador), TCP
reconstruye los paquetes individuales y espera hasta que hayan llegado todos
para presentárnoslos como un solo fichero.
UDP (Protocolo de datagramas de usuario) es un protocolo no orientado a la
conexión y es el responsable de la comunicación de datos extremo a extremo. En
cambio, a diferencia de TCP, UDP no establece una conexión. Intenta enviar los
datos e intenta comprobar que el host de destino recibe los datos. UDP se utiliza
para enviar pequeñas cantidades de datos que no necesitan una entrega
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13. garantizada. Aunque UDP utiliza puertos, son distintos de los puertos TCP; así
pues, pueden utilizar los mismos números sin interferirse.
Capa 5: Nivel de sesión
Añade información del flujo de tráfico para determinar cuándo se envía el
paquete.
NetBIOS (Network Basic Input/Output System) es un programa que permite que
se comuniquen aplicaciones en diferentes ordenadores dentro de una LAN.
Desarrollado originalmente para las redes de ordenadores personales IBM, fué
adoptado posteriormente por Microsoft. NetBIOS se usa en redes con topologías
Ethernet y token ring. No permite por si mismo un mecanismo de enrutamiento
por lo que no es adecuado para redes de área extensa (MAN), en las que se
deberá usar otro protocolo para el transporte de los datos.
Capa 6: Nivel de presentación
Añade información de formato, presentación y cifrado al paquete de datos.
ASN.1 (Abstract Syntax Notation One),notación sintáctica abstracta es una norma
para representar datos independientemente de la máquina que se esté usando y
sus formas de representación internas.
Capa 7: Nivel de aplicación
Inicia o acepta una petición.
SNMP (Protocolo básico de gestión de red). Para la gestión de redes.
SMTP (Protocolo básico de transferencia de correo). Correo electrónico.
FTP (Protocolo de transferencia de archivos). Para la interconexión de archivos
entre equipos que ejecutan TCP/IP.
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14. Subredes
En redes de computadoras, una subred es un rango de direcciones lógicas.
Cuando una red de computadoras se vuelve muy grande, conviene dividirla en
subredes, por los siguientes motivos:
• Reducir el tamaño de los dominios de broadcast.
• Hacer la red más manejable, administrativamente. Entre otros, se puede
controlar el tráfico entre diferentes subredes, mediante ACLs.
Existen diversas técnicas para conectar diferentes subredes entre sí. Se pueden
conectar:
• A nivel físico (capa 1 OSI) mediante repetidores o concentradores(Hubs)
• A nivel de enlace (capa 2 OSI) mediante puentes o
conmutadores(Switches)
• A nivel de red (capa 3 OSI) mediante routers
• A nivel de transporte (capa 4 OSI)
• Aplicación (capa 7 OSI) mediante pasarelas.
También se pueden emplear técnicas de encapsulación (tunneling).
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15. En el caso más simple, se puede dividir una red en subredes de tamaño fijo
(todas las subredes tienen el mismo tamaño). Sin embargo, por la escasez de
direcciones IP, hoy en día frecuentemente se usan subredes de tamaño variable.
Direcciones reservadas
Dentro de cada subred - como también en la red original, sin subdivisión -
no se puede asignar la primera y la última dirección a ningún host. La primera
dirección de la subred se utiliza como dirección de la subred, mientras que la
última está reservada para broadcast locales (dentro de la subred).
Además, en algunas partes se puede leer que no se puede utilizar la
primera y la última subred. Es posible que éstos causen problemas de
compatibilidad en algunos equipos, pero en general, por la escasez de
direcciones IP, hay una tendencia creciente de usar todas las subredes posibles.
Una subred típica es una red física hecha con un router, por ejemplo una
Red Ethernet o una VLAN (Virtual Local Área Network)
La dirección de todos los nodos en una subred comienzan con la misma
secuencia binaria, que es su ID de red e ID de subred. En IPv4, las subredes
deben ser identificadas por la base de la dirección y una máscara de subred.
Es parte de una red como identificarlo una red resulta apropiado y más
práctico usar el formato de notación con puntos para referirse a ella, se hace
completando la parte local de la dirección rellenándola con ceros, por ejemplo;
5.0.0.0 identifica una red clase A,
Este mismo tipo de notación se usa para identificar las subredes. Por ejemplo, si
la red 131.18.0.0 usa una máscara de red de 8 bits, 131.18.5.0 y 131.18.6.0 se
refieren a subredes.
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16. Vamos a considerar una red pública, es decir, formada por host con
direcciones IP públicas, que pueden ser vistas por todos las máquinas conectadas
a Internet. Es igualmente válido para redes privadas, vamos a parir de una red
con dirección IP real.
Sirve para cualquier tipo de red, ya sea de clase A, B o C, entonces
nuestra red, con dirección IP es 210.25.2.0, por lo que tenemos para asignar a los
host de la misma todas las direcciones IP del rango 210.25.2.1 al 210.25.2.254,
ya que la dirección 210.25.2.0 será la de la propia red y la 210.25.2.255 será la
dirección de broadcast general.
Ejemplos de cómo realizar una subred:
Si expresamos nuestra dirección de red en binario tendremos:
210.25.2.0 = 11010010.00011001.00000010.00000000
Con lo que tenemos 24 bits para identificar la red (en granate) y 8 bits para
identificar los host (en azul).
La máscara de red será:
11111111.11111111.11111111.00000000 = 255.255.255.0
Máscara de subred
Es el concepto análogo al de máscara de red en redes generales, y que va a ser
la herramienta que utilicen luego los routers para dirigir correctamente los
paquetes que circulen entre las diferentes subredes.
Para obtener la máscara de subred basta con presentar la dirección propia de la
subred en binario, poner a 1 todos los bits que dejemos para la parte de red
(incluyendo los robados a la porción de host), y poner a 0 todos los bits que
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17. queden para los host. Por último, pasaremos la dirección binaria resultante a
formato decimal separado por puntos, y ésa será la máscara de la subred.
Conclusión
En sentido amplio se puede decir que las telecomunicaciones comprenden los
medios para transmitir, emitir y/o recibir signos, señales o datos de cualquier
naturaleza, a cualquier distancia mediante el uso de cables, ya que el hecho de
tener dos computadoras conectadas entre si, estamos hablando de la presencia
de una red de computadoras.
Hemos abordado cada uno de los puntos, con la finalidad de dar a conocer
las etapas con que funciona una red involucrando la implementación de éste
medio de comunicación tanto interno como externo en una computadora.
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18. Bibliografía
1.- Redes de computadoras
Andrew S. Tanenbaum
Cuarta Edición
Pearson Prentice Hall
2.- Alta Velocidad y Calidad de Servicios en Redes IP
Jesús García Tomas
Alfaomega
3.- Fundamento de Redes
Bruce A. Hallberg
Cuarta Edición
Mc Graw Hill
Direcciones Web
http://www.protocolos de red.mht
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19. http://html.rincondelvago.com/protocolos-y-normas-osi.html
Anexos
CREACIÓN DE UNA SUBRED UTILIZANDO LA CLASE C
Dirección IP: 192.168.1.0
Mascara de subred: 255.255.255.0
Submascara de red: 255.255.255.10000000
255.255.255.128
N= número de bits prestados para la creación de la sub red: 2n = 21 = 2
Número de red.
H= número de bits que no se han pedido prestados: 2h-2 = 27 – 2 = 128 – 2 = 126 número
de host por cada red.
Dirección de red Rango utilizable Dirección Broadcast
192.168.1.0 192.168.1.1 - 192.168.1.126 192.168.1.127
192.168.1.128 192.168.1.129 – 192.168.1.254 192.168.1.255
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