Arquitectura y Redes de Computadora

Informática. Sistema de Comunicación de Datos. Modos de Transmisión. Velocidad de Transmisión. Lineas y Canales. Modelo ISO (International Standard Organization). Modelo OSI (Open Systems Interconnection). Redes Comerciales. Ethernet. Token Ring. Bitnet

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GUIA DE RED

1. Conceptos Básicos.

1. Conceptos Básicos.

1.1. Componentes Sistema de Comunicación de Datos.

Un SISTEMA DE COMUNICACION DE DATOS se puede describir por medio de tres componentes...

TRANSMISOR / FUENTE

MEDIO DE TRANSMISION / CANAL / LINEA

RECEPTOR / DESTINO

Como las comunicaciones pueden ser bidireccionales, es más fácil considerar un SISTEMA de COMUNICACION de DATOS entre dos puntos A y B, compuestos de las siguientes partes...

1.- El DTE (equipo terminal de datos) del punto A.

2.- El interfaz entre el DTE y el DCE (equipo comunicador de datos) del punto A.

3.- El DCE del punto A.

4.- El canal de transmisión entre el punto A y el B.

5.- El DCE del punto B.

6.- El interfaz DTE-DCE del punto B.

7.- El DTE del punto B.

Al SISTEMA de COMUNICACION de DATOS solo le concierne la correcta transmisión de la información entre dos puntos; el sistema no modifica el contenido de la información, es decir, la información recibida es idéntica a la transmitida.

En muchos sistemas, el interfaz DTE-DCE se ajusta a la norma RS-232C, publicada por la EIA (Electronics Industry Association) en EEUU, o V.24 del CCITT en Europa. La norma RS-232C especifica las pautas por la que los datos atraviesan el interfaz entre el DTE y el DCE.

1.2. Modos de Transmisión.

1.2.1. Transmisión PARALELA.

Cada bit de un carácter se traslada por su propio cable, es decir, es un traslado de un grupo de bits a la vez sobre varias líneas. Hay una señal, llamada strobe o reloj, que va sobre un canal adicional e indica al receptor cuando están presentes todos los bits en sus respectivos cables para que se puedan tomar muestras de los valores.

Los ordenadores y otros sistemas digitales, unos cerca de otro, suelen utilizar este tipo de transmisión debido a que es mucho más rápida. Es buena en cortas distancias. Los cables son mas caros. Aumenta la complejidad de los transmisores y receptores de la línea a grandes distancias, a causa de la dificultad de transmitir y recibir señales de pulsos a través de cables largos.

1.2.2. Transmisión SERIAL.

1.2.2.1. Explicación.

Corresponde al traslado de los bits de uno en uno sobre una única línea. Para interpretar en forma correcta la información que llega al receptor es necesario sincronización a nivel de bits y a nivel de caracteres. La primera se logra con la existencia de relojes en ambos extremos sincronizados entre si; para lograr la sincronización de datos o caracteres, es decir, poder determinar cual es el primer bit del carácter que llega, existen dos enfoques...

transmisión SINCRONICA, y (... volver a nivel menú...)

transmisión ASINCRONICA. (... volver a nivel menú...)

Se utiliza transmisión en serie para transmitir a largas distancias, aunque resulta ser mucho mas lenta que la transmisión paralela.

1.2.2.2. Transmisión SINCRONICA.

La sincronización de caracteres se realiza a nivel de MENSAJE (varios caracteres), en que la cabeza del mensaje lleva una secuencia característica (caracteres de sincronismo, SYN) que permiten sincronizar al Emisor con el Receptor. Esta sincronización se mantiene mientras dura el mensaje.

Para hacer el sistema mas eficiente, se agregan buffers con el fin de trabajar mejor con largos de mensajes. Además, para evitar falsos sincronismos se repiten dos o tres veces los caracteres de encabezamiento SYN.

Se dice que este sistema es bastante eficiente porque aprovecha mejor las líneas de comunicación.

1.2.2.3. Transmisión ASINCRONICA.

La sincronización de caracteres se realiza a nivel del CARACTER, en que al carácter lo precede un bit de arranque (BIT START) de sincronización para el Receptor; y una vez transmitido el carácter lo sigue un bit de parada (BIT STOP).

El reloj del Receptor se resincroniza después de cada carácter.

No hay restricciones de tiempo entre un carácter y otro.

1.3. Velocidad de Transmisión

Existen dos conceptos no idénticos, en Transmisión de Datos, referidos a VELOCIDAD de TRANSMISION. Estos son...

BPS(bits por segundo)... mide la transferencia de información por segundo. Es la medida que interesa desde el punto de vista computacional.

BAUDIO... numero de niveles o cambio de niveles por segundo. Mide la velocidad de modulación. Es la medida que interesa desde el punto de vista de las comunicaciones.

1.4. Líneas y Canales.

1.4.1. Explicación.

Las LINEAS son el medio que transporta los mensajes. Corresponde a una parte del Sistema de Transmisión en la que se incluyen los MEDIOS DE TRANSMISION y Repetidores asociados entre dos zonas terminales.

Existen dos posibilidades básicas de CANALES...

CANAL CON PASO PARA NIVEL CONTINUO... En estos canales se puede transmitir directamente la señal con información, siempre que no se excedan los limites indicados para el Medio de Transmisión. Se habla de señal en BANDA BASE.

CANAL CON PORTADORA... Se modula o modifica la señal en BANDA BASE, operándose con una señal sinusoidal, lo cual produce un corrimiento en frecuencia, del espectro de frecuencia y doble banda lateral.

Como generalmente no se requiere de toda la capacidad de una línea para la transmisión de datos o voz, la línea física se divide en líneas virtuales mas pequeñas (CANALES) de acuerdo a la capacidad que requieran los usuarios y a las consideraciones técnicas para mantenerlas separadas. Un canal puede transmitir típicamente información en una sola dirección a la vez. El ANCHO DE BANDA DEL CANAL será el rango de frecuencias a el asignado, y esta relacionado a su vez con la Velocidad de Transmisión asociada a el, así en un canal de banda estrecha o angosta la velocidad será baja (300 BPS), en cambio si el canal es de banda ancha o amplia la velocidad será alta (40 KBPS, 56KBPS, 72KBPS).

1.4.2. Modalidades de los CANALES.

SIMPLEX... Es el caso de sistemas que han sido diseñados solo para transmitir o recibir, pero no para las dos cosas. (Ejemplo... Sistema de Televisión).

HALF-DUPLEX (HDX)... Es el caso de los sistemas que pueden transmitir o recibir, pero no simultáneamente. Debe existir un tiempo para alterar la dirección de comunicación, llamado TURNAROUND TIME. (Ejemplo... RadioAficionados).

FULL-DUPLEX (FDX)... Es el caso de los sistemas que pueden transmitir y recibir al mismo tiempo. No es necesario el TURNAROUND TIME. (Ejemplo... Sistema Telefónico).

2. Modelo ISO/OSI.

2.1. ¿Que es ISA/OSI?

ISO... International Standard Organization

OSI... Open System Interconection

Una red es un Sistema Complejo. Para poder diseñar o analizar una red es necesario descomponerla jerárquicamente en niveles o capas de Hardware y Software. ISO estableció un estándar para las arquitecturas de redes en general, que se conoce con el nombre de MODELO DE REFERENCIA ISO/OSI. Este modelo considera que la comunicación dentro de una red se da en 7 niveles (ver gráfica). La función de cada capa es ofrecer servicios a los niveles superiores ocultando los detalles de implementación. Cada nivel realiza una tarea bien definida, minimizando el flujo de información entre capas.

2.2. Niveles de ISO/OSI.

2.2.1. Nivel FISICO.

2.2.1.1. Definición Nivel FISICO.

Es el nivel encargado de la interconexión mecánica y eléctrica con la red. Los niveles superiores usan el NIVEL FISICO para comunicarse. Cables de pares, cable RS232C, fibra óptica y cable coaxial son todos parte de este nivel.

Probablemente el standard mas conocido del NIVEL FISICO es el RS232C, que define que señales debe llevar cada pin y cuando un nivel de voltaje representa un 1 o un 0 lógico.

El nivel físico lleva las señales de todos los niveles superiores. Sin el no puede haber comunicación.

2.2.1.2. Medios de Transmisión.

2.2.1.2.1. SATELITE.

Un Sistema de Transmisión por SATELITE se compone de...

Una o mas ESTACIONES TERRENAS

Un SATELITE GEOESTACIONARIO

SATELITE GEOESTACIONARIO

Un SATELITE es GEOESTACIONARIO si la velocidad de este se ajusta a la velocidad de rotación de la Tierra sobre el ecuador. De este modo, se pueden fijar las posiciones de las antenas de las Estaciones Terrenas, ya que no tienen que rastrear un objeto móvil en el espacio.

Físicamente los SATELITES giran alrededor de la Tierra en forma sincrónica con este a una altura de 35680 [Km] en un arco directamente ubicado sobre el ecuador. Esta es la distancia requerida para que un SATELITE gire alrededor de la Tierra en 24 [hr], coincidiendo con la vuelta completa de un punto en el ecuador.

ESTACIONES TERRENAS

Actualmente una antena, considerada como pequeña, tiene unos 5 [mts] de diámetro, mas existen MICROESTACIONES TERRENAS para comunicaciones vía SATELITE, con una antena de 60 [cm] de diámetro y unos 7 [Kg] de peso. Estas MICROESTACIONES han llegado a ser importantes por su costo (bajo) y por su facilidad de instalación y mantención. Además son ubicables en la oficina o en el hogar, eliminan conexiones a la red telefónica y permiten el uso de microcomputadores locales como inteligencia de control.

La Transmisión por SATELITE es un sistema de MICROONDAS con transmisión en línea recta y con un único repetidor, el SATELITE. Este contiene secciones de REPETICION/AMPLIFICACION/TRANSMISION denominados TRANSPONDEDORES, con frecuencias de trabajo ligeramente distintas entre si. Las Estaciones Terrenas de enlace ascendente, envían al SATELITE haces de señales de Microondas. Cada TRANSPONDEDOR recibe una señal de un único transmisor, la amplifica y la retransmite a la Tierra con distinta frecuencia. Importante es que la Estación Terrena transmisora envía señal a un solo Transpondedor de un SATELITE; este, por el contrario, Refleja/Retransmite a cada una de las Estaciones Terrenas receptoras situadas en su zona de cobertura.

Algo menos de la mitad del globo queda en el "cono de mira" de un SATELITE, con lo cual, es obvia la importancia del alcance que tienen cada uno de estos dispositivos. Como ejemplo, un solo SATELITE ubicado sobre el ecuador en cualquier punto latinoamericano, actuaría como una altísima torre de Microondas que permitiría interconectar todo el continente.

Como el ángulo que cubre un SATELITE GEOESTACIONARIO es casi 120 grados, en teoría, tres SATELITES equiespaciados alrededor del ecuador podrían cubrir toda la Tierra. En la practica, el ángulo de cobertura queda reducido a menos de 110 grados debido a que la antena de la Estación Terrena debe elevarse sobre el horizonte.

2.2.1.2.2. MICROONDAS.

MICROONDAS es un termino que se aplica popularmente a la electricidad cuando la frecuencia de la onda es de billones de ciclos por segundo. Se considera MICROONDA sobre 2 GigaHertz.

Los Sistemas de Radioenlace o MICROONDAS son punto a punto, es decir, que la señal se transmite por medio de un haz que va desde una antena emisora hasta la antena a la que se ha dirigido. Como consecuencia, la transmisión resulta muy direccionada, lo cual es conveniente si la información va dirigida a un solo destino.

Una cadena de transmisión de MICROONDAS esta formada de dos estaciones terminales y, en la mayoría de los casos de una serie de estaciones repetidoras. El numero de estaciones repetidoras necesarias depende tanto de la distancia entre las estaciones terminales como de las características del alcance visual de la propagación de MICROONDAS. En termino medio el alcance máximo efectivo de una estación repetidora esta limitado entre 32 y 64 [Km], lo cual depende enteramente de las características del terreno.

El equipo repetidor no solo esta limitado a funcionar como tal, sino que también puede funcionar, en algunos casos, como equipo emisor o receptor de señales.

Como las propiedades de irradiación de las frecuencias de MICROONDAS se aproximan a las de las ondas de luz, su propagación puede dirigirse mediante superficies reflectoras ubicadas en su trayectoria. La antena o reflector que se ocupa comúnmente en las frecuencias de MICROONDAS es el REFLECTOR PARABOLICO que tiene la propiedad de concentrar la energía irradiada.

2.2.1.2.3. RED TELEFONICA.

La RED TELEFONICA existía mucho tiempo antes de que surgiera la necesidad de interconectar computadores. Dada su extensión y costo de inversión, era de interés utilizarla como medio de transmisión de datos, aun cuando existían ciertas barreras tecnológicas.

Todo Sistema de Transmisión de Datos que requiera utilizar este medio de comunicación, necesita del equipo que haga de interfaz entre las señales reconocidas por un computador (señales del tipo digital) y aquellas que fluyen por la RED TELEFONICA (señales del tipo analógica). (para más detalle consulte 2.2.1.3.1.)

Existen dos modalidades de utilización de la Línea Telefónica como Medio de Transmisión...

LINEAS CONMUTADAS O PUBLICAS

LINEAS NO CONMUTADAS O PRIVADAS

Para LINEAS CONMUTADAS o PUBLICAS, la ruta de comunicación se establece al momento de "marcar numero" y posterior respuesta de OK.

La mayor VENTAJA de este tipo de línea, reside en la utilización de la infraestructura telefónica existente; por lo mismo, la mayor inversión se puede concentrar en los equipos terminales y modems.

Por el contrario sus DESVENTAJAS radican en no cumplir con algunos requisitos para transmisión de datos; las características de cada llamada son distintas, porque son distintas rutas; las centrales de conmutación pueden ser fuentes potenciales de ruido; interferencias y retrasos, especialmente cuando hay línea ocupada; velocidad es menor que en líneas privadas.

Para LINEAS NO CONMUTADAS O PRIVADAS, estas son arrendadas para uso ilimitado entre lugares previamente determinados (no se hace uso de los equipos de conmutación).

Dentro de sus VENTAJAS la de mayor trascendencia es la de poder realizar lo que se llama ACONDICIONAMIENTO DE LINEA. Este es un proceso de utilización de filtros para reducir la interferencia y retraso en la línea, permitiendo así mayores velocidades de transmisión; no hay tiempo de "marcar numero"; y, la línea alquilada puede ser utilizada tanto como punto a punto o multipunto (Polling).

Por el contrario su DESVENTAJA mas importante es el costo de este tipo de línea, aunque puede justificarse si la tasa de uso es alta.

2.2.1.2.4. FIBRA OPTICA.

Un Sistema de FIBRA OPTICA se compone básicamente de 3 componentes:

1. FUENTE DE LUZ, que convierte energía eléctrica en energía óptica (fotones) de modo que la luz pueda acoplarse a la FIBRA efectivamente.

2. FIBRA OPTICA, que corresponde a un medio de transmisión que utiliza la luz como señal transportadora, ya sea de voz, datos o imágenes.

3. DETECTOR DE LUZ, que detecta el rayo óptico, lo amplifica y lo vuelve a convertir en señal eléctrica.

A su vez la FIBRA OPTICA, en su composición, consta de 3 regiones:

a) Un delgado NUCLEO de vidrio muy puro.

b) Un REVESTIMIENTO, también de vidrio.

c) Una CUBIERTA de material opaco que evita que la luz escape del cable.

El rayo luminoso, proveniente de una poderosa fuente luminica, viaja por el interior de la FIBRA desplazándose gracias a las característica refractaria de la luz, mediante un adecuado manejo de los ángulos de incidencia con que se refleja en el interior del NUCLEO. De esta forma la luz, a través de sucesivos reflejos, logra de manera zigzagueante alcanzar el extremo opuesto de la FIBRA donde es convertida nuevamente en señal del tipo digital.

MODOS DE PROPAGACION

Se llama MODOS DE PROPAGACION de una FIBRA OPTICA al ángulo con que la luz penetra la fibra.

Cuando una FIBRA permite mas de un "modo", recibe el nombre de FIBRA MULTIMODO. Es el caso de las FIBRAS que tienen el diámetro del NUCLEO varias veces superior a la longitud de onda de la luz transmitida, por lo que el rayo de luz atraviesa la FIBRA rebotenado una y otra vez en la separación entre el núcleo y el revestimiento.

Si por el contrario, el diámetro del NUCLEO de la FIBRA es solo unas veces superior a la longitud de onda de la luz transmitida, solo se propagara un rayo o modo. Estas FIBRAS se denominan FIBRAS MONOMODO.

Los Sistemas de FIBRA OPTICA resultan ser atractivos por ...

1. Pequeñas perdidas en transmisión en comparación con otros medios.

2. Como las FIBRAS OPTICAS soportan rayos luminosos, la transferencia de información es a grandes velocidades.

3. Los cables de FIBRA OPTICA son inmunes a campos electromagnéticos, por lo que no se ven afectados por este tipo de ruido. Además no presentan problemas de seguridad ante la eventual "lectura" de la información que viaja por el cable.

4. La FIBRA OPTICA ofrece anchos de banda extraordinariamente elevados.

5. Los cables de FIBRA OPTICA son menores, mas ligeros y mas baratos que los cables metálicos de la misma capacidad.

Por otro lado, también se presentan ciertos problemas, los que se pueden manifestar de cuatro maneras...

1. Radiación o esparcimiento de la luz debido a imperfecciones microscópicas de la FIBRA, como es la presencia de agua en el vidrio.

2. Conversión de energía luminosa en calor (absorción), debido también a imperfecciones en la FIBRA.

3. Problemas en conexiones de reparación del sistema, en las cuales, por lo general, no se obtiene efectividad total.

4. Doblar una FIBRA OPTICA es algo que resulta bastante riesgoso de hacer para este medio de transmisión.

2.2.1.2.5. CABLE COAXIAL.

Para poner mas conversaciones o datos sobre un único medio se precisa un ancho de banda mayor, lo cual en la practica significa mayores frecuencias. La transmisión por CABLE COAXIAL nace como solución a un sistema de gran capacidad de canales, tanto de corto como de largo alcance.

Básicamente, el CABLE COAXIAL es un Conductor Sólido colocado dentro de un tubo que forma el Conductor Externo. Ambos tienen una relación concéntrica y van separados por un Material Aislante. Con los conductores concéntricos se reduce al mínimo la interferencia externa que puede perturbar las señales transmitidas por el Conductor Interno.

Dos tipos de CABLE COAXIAL son ampliamente usados...

BROADBAND... puede conducir muchas señales a la vez, donde cada señal ocupa una banda o canal diferente sobre el cable. Las señales que fluyen por una Red BroadBand son siempre del tipo analógicas; los bits de información son representados por la frecuencia de una señal portadora. Los canales de datos de una Red BroadBand pueden compartir el mismo cable con otras señales analógicas, tales como canales de TV.

BASEBAND... es usado para transmisión digital. Solo una señal viaja por el cable, por lo que se requiere de un protocolo especial de acceso al medio (CSMA/CD). El ancho de banda posible depende del largo del cable. Para cables de 1[Km], la tasa de data es aprox. de 10 Mbps.

Algunas de las características de este medio de transmisión son...

*Un ancho de banda elevado con posibilidad de transmisión de 10 MBPS.

*Permite un alto trafico de comunicaciones

*Fácil de instalar

*De un costo moderado

*Posible de ser utilizado en diversas topologías de red (bus, anillo).

*Requiere mucho menos mantenimiento que los sistemas equivalentes de transmisión por Microondas.

*La distancia entre Repetidores depende del ancho de banda de transmisión, diámetro y características de atenuación del cable.

*Una alta (lo mejor es muy alto) inmunidad al ruido.

2.2.1.3. Productos de Comunicaciones de Datos.

2.2.1.3.1. MODEM.

Los datos en su forma original de BandaBase tienen componente de corriente continua (0Hz), la cual esta por debajo de los 300Hz que es limite inferior del canal telefónico, razón por la cual la señal no entra en la banda o canal de paso.

Dado que la Red Telefónica se ha diseñado para transmitir señales analógicas en banda vocal, lo mas indicado para transmitir los datos por este medio, será darles forma analógica. Esta es exactamente la función del MODEM. En el extremo Transmisor los pulsos que vienen del DTE se transforman en sonido (o forma de onda analógica parecida al sonido) y se transmiten por el canal telefónico; en el extremo Receptor se convierten de nuevo en pulsos y se entregan al DTE.

La MODULACION en si misma es una técnica que consiste en generar una señal llamada PORTADORA (de naturaleza analógica) y modificar(modular) alguna de sus características de acuerdo a las variaciones de una señal que contiene la información (señal MODULANTE) que se desea transmitir. Lo que se dedera transmitir es esta PORTADORA una vez modulada, eligiéndose su frecuencia (300-3300Hz) de tal forma que sea factible su transmisión sin que sufra mayores deterioros.

Como la AMPLITUD, FRECUENCIA y FASE caracterizan a una sinusoidal, son los únicos parámetros que puede modificarse en una PORTADORA y transmitir información de un MODEM a otro. Por tanto, los MODEMs utilizan MOD. de AMPLITUD, FRECUENCIA o FASE, o combinaciones de estas.

En realidad, la MODULACION de AMPLITUD en solitario no se utiliza en comunicaciones de datos, porque es muy sensible a interferencias de ruido eléctrico que pueden provocar errores en los datos recibidos. Los MODEMs de baja velocidad usan MODULACION de FRECUENCIA; los de mayor velocidad usan MODULACION de FASE, y los de máxima velocidad usan una combinación de las modulaciones de AMPLITUD y FASE.

Existe una gran variedad y diversidad de equipos MODEMs disponibles en el mercado, lo que hace difícil su elección o determinación para alguna aplicación en particular, sin embargo, es posible clasificarlos de acuerdo a características intrínsecas de ellos siendo las de mayor importancia desde el punto de vista computacional las siguientes...

VELOCIDAD DE TRANSMISION

MODOS DE TRANSMISON

SINCRONISMO DE TRANSMISION

2.2.1.3.2. MULTIPLEXOR.

Un Terminal no utilizaría en su real capacidad una línea de alta o media velocidad, por lo que es posible compartir la misma línea física entre varios dispositivos usando un Hardware llamado MULTIPLEXOR (MUXs). La función de un MULTIPLEXOR, básicamente consiste en tomar una línea y multicanalizarla, entrelazando la transmisión lenta de varios dispositivos (terminales, impresoras, etc.), de manera de optimizar el rendimiento de la línea. En el otro extremo de la línea, un MUXs revierte el proceso.

Existen dos tipos de MUXs...

FDM (Frecuency Division Multiplexor)

TDM (Time Division Multiplexor)

FDM...Frecuency Division Multiplexor

Las frecuencias de las señales de entrada al MUX son cambiadas, para que estas se puedan colocar una junto a otra en un canal de banda ancha, de manera que se transmitan en grupo. En el otro extremo, se devuelve la frecuencia original a las llamadas.

Para MUXs del tipo FDM, la multicanalización se logra a través del particionamiento, del ancho de banda del medio de transmisión, en canales de distinto espectro de frecuencias.

La capacidad de la Línea de Comunicación debe ser mayor o igual que la sumatoria de las capacidades de las Puertas de Entrada conectadas (por overhead de sincronización).

TDM...Time Division Multiplexor

En TDM, a los dispositivos de entrada se le asigna un periodo de tiempo para que utilicen por completo el ancho de banda del medio de transmisión. Todo esto por un pequeño periodo de tiempo.

Para MUXs del tipo TDM la multicanalización se logra a través de la asignación de un quantum de tiempo pequeño a cada una de las puertas de entrada.

La velocidad de la Línea de Comunicación debe ser mayor o igual que la sumatoria de las velocidades de las Puertas de Entrada conectadas (por overhead de sincronización).

2.2.1.3.3. CONCENTRADOR.

La utilización de un MULTIPLEXOR puede resultar ineficiente si las Puertas de Entrada envían data a intervalos distantes de tiempo. Como resultante de esto, viajan por la Línea de Comunicación caracteres en blanco (dummy) que no ayudan a mejorar el porcentaje de utilización del medio, que es considerado de alta o media velocidad.

Por tal motivo, generalmente es posible usar una Línea de Salida con menos capacidad y/o velocidad que la suma de las Puertas de Entrada. El dispositivo HW/SW que permite esta configuración es el CONCENTRADOR.

Un CONCENTRADOR es un pequeño computador que realiza las mismas funciones que un MUXs, pero además otras funciones como validación de datos, organización, formato, respaldo, conversión de código, etc.

El CONCENTRADOR transmite solo datos y no caracteres en blanco. El frame que viaja por el medio se compone tanto de la data como de la dirección (dir) de la Puerta de Entrada que genero esa data.

Desgraciadamente la CONCENTRACION tiene una dificultad inherente. Si cada Terminal empezara repentinamente a mandar datos de salida con su máxima velocidad, habría insuficiente capacidad en el medio para soportar esa carga. Algunos datos podrían perderse. Por esta razón los CONCENTRADORES están provistos de buffers para soportar estos imprevistos.

2.2.1.3.4. FRONT-END.

Es un caso especial de Concertador y también recibe el nombre de PROCESADOR de COMUNICACIONES.

Debido a que el manejo de la comunicación de datos es un proceso complejo que requiere de un conjunto de programas en el Computador Central (terminales necesitan ser verificados para transmisión, los mensajes ensamblados y verificados antes de cualquier procesamiento), se usa un procesador especial FRONT-END para manejar todas las comunicaciones de datos.

Este procesador interactua tanto con la CPU como con la Red de Comunicación, teniendo la capacidad de identificar los terminales que envían datos, recibirlos y ensamblarlos, detectar errores, etc.

2.2.1.3.5. CONTROLADOR TERMINAL.

Como los dispositivos conectados a un Computador Central (terminales, impresoras, etc.) operan normalmente con un bajo caudal de información, se utiliza un sistema denominado CONTROLADOR de TERMINALES que trata de optimizar el uso de la línea de comunicación, procurando que varios dispositivos la compartan. Esta UNIDAD CONTROLADORA tiene como principal función la de proveer distintos tipos de conexiones entre diferentes dispositivos y el procesador de un HOST; y además enlaces o conexiones de telecomunicaciones (conexión a una RED).

Un CONTROLADOR de TERMINALES puede operar en 2 configuraciones...

LINEA o ENLACE PUNTO a PUNTO, o

LINEA o ENLACE MULTIPUNTO

ENLACE PUNTO a PUNTO

ENLACE PUNTO a PUNTO es aquel que conecta únicamente dos estaciones en un instante dado. Se puede establecer enlaces PUNTO a PUNTO entre circuitos dedicados o conmutados, que a su vez pueden ser HDX o FDX.

ENLACE MULTIPUNTO

Los ENLACES MULTIPUNTO conectan mas de dos estaciones a la vez. Debe instalarse algún procedimiento de control para designar que estaciones pueden utilizar el enlace en un momento dado. Con este fin, se designa como estación de control a una de las estaciones de la línea multiacceso, al CONTROLADOR de TERMINALES, mientras que las demás son esclavas. El CONTROLADOR de TERMINALES designa a través de sondeo (Polling) y selección que estación va a utilizar el enlace. El método Polling consiste en que el CONTROLADOR ordena el derecho de los terminales a enviar información invitándolos en forma ordenada a transmitir datos, por lo que hay solo enlaces CONTROLADOR-Estacion.

2.2.2. Nivel ENLACE DATOS.

2.2.2.1. Definición y Explicación Nivel ENLACE.

Durante una sesión EMISOR-RECEPTOR existe la probabilidad de ocurrencia de diferentes fenómenos, como atenuación y ruido, que conllevan a la recepción errónea de la información. Por ello existe el NIVEL de ENLACE, el cual tiene como función tomar las facilidades de transferencia del nivel FISICO y transformar la línea en un canal libre de errores para el nivel RED.

La función del NIVEL ENLACE se realiza tomando los mensajes y separándolos en frames o tramas. Básicamente las componentes de cada frame las podríamos enmarcar dentro de lo que se denominan caracteres de control de enlace. Estos son...

SINCRONISMO...Ej. SYN, ACK,NAK.

ENCABEZAMIENTO...Ej. Start of Text (STX), Start of Header (SOH).

TEXTO...Información.

ERROR...Ej. CRC,LRC,VRC.

Cada frame es enviado desde EMISOR a RECEPTOR, cuando ocurre un error se retransmite el frame, sino se envía el siguiente (ver HDLC Path:2\2\2\2).

Por lo general las configuraciones de redes poseen un medio de transmisión y diferentes nodos que desean hacer uso de este. Otra de las funciones del NIVEL ENLACE son las de definir el protocolo de acceso al medio para solucionar colisiones entre nodos (dos estaciones desean ocupar el medio en el mismo instante de tiempo).

El acceso al medio puede ser ALEATORIO (las estaciones tratan de accesar el medio al momento de querer establecer una comunicación) o REGULADO (se usa un algoritmo para regular la secuencia de acceso de las estaciones). En el primer caso los protocolos se denominan PROTOCOLOS de CONTIENDA (CSMA/CD el mas representativo), y en el segundo se denominan PROTOCOLOS de ENCUESTA (TOKEN el mas tradicional).

2.2.2.2. HDLC.

HDLC (High-Level Data Link Control) es el protocolo standard de ISO en donde cada frame posee la estructura que se muestra.

CAMPO FLAG: Todos los frames empiezan y terminan con un flag (=01111110) que es un indicador de SINCRONISMO. El puede, terminar un frame y comenzar el siguiente. Toda estación conectada a un enlace debe buscar el flag continuamente entre datos recibidos. Con el fin de asegurar que el flag es único, el Hardware transmisor debe monitorizar continuamente el flujo de bits entre los flags inicial y final para detectar cadenas de 5 bits de valor 1. Si aparece una cadena así, el Hardware inserta un bit 0 después del 5to. bit 1 para que la cadena no se asemeje a un flag. En el receptor se elimina el 0 añadido.

CAMPO DIRECCION...En los frames de orden, la dirección identifica a la estación que va dirigida la orden. En los frames de respuesta, la DIRECCION identifica a la estación que envía la respuesta.

CAMPO DATOS...Puede contener cualquier secuencia de bits. En la practica, el campo de DATOS casi siempre es un múltiplo entero de la longitud de un carácter, que normalmente es de 8 bits.

CAMPO FCS (Frame Checking Secuence)...En HDLC el FCS es el CCITT-CRC.

CAMPO CONTROL...Incluye ordenes y respuestas. Hay 3 tipos de control y por lo tanto 3 tipos de frames...

FRAME de INFORMACION...Corresponde a comandos o respuestas de transferencia de información. Como la secuencia (N(R) y N(S)) es modulo 8, esto significa que no se pueden enviar mas de 7 frames sin haber recibido reconocimiento (mecanismo de ventana).

FRAME de SUPERVISION...Corresponde a comandos o respuestas de Supervisión, dentro de los cuales existen varios tipos:

Tipo 0: frames ACK, que en HDLC se denominan RR (Receive Ready)

Tipo 1: frames NAK, que en HDLC se denominan REJ (Reject) , además existen otros tipos de frames (Tipo 2, Tipo 3).

FRAME NO NUMERADOS...Corresponde a comandos o respuestas sin numerar, dentro de las cuales podemos mencionar:

DISC (Disconnect), anuncia que la maquina se desconectara

SRMN (Set Normal Response Mode), se usa para inicializar forzándose los contadores de secuencia a 0

FRMR (Frame Reject), indica que un frame sin error de FCS ha llegado, pero el receptor no lo sabe interpretar

Para ver algunos ejemplos de HDLC vamos a rotular cada frame de la siguiente manera...

TIPO, N(S), N(R), P/F

#1..canal HDX, sin ruido

#2.. canal HDX, con ruido (en donde el ultimo bloque recibido correctamente es N(R)-1, transmisión de información en un solo sentido.

#3..canal HDX, sin ruido, transmisión de información en ambos sentidos

Note que estos ejemplos solo se refieren a canales HDX, mas HDLC también funciona para canales del tipo FDX.

2.2.2.3. CSMA/CD.

CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Acces/Collision Dectection, Protocolo de acceso múltiple con detección de portadora y colisiones) funciona de la siguiente manera...

Cuando una estación desea transmitir, monitorea el medio de comunicación para determinar si este esta ocupado (se esta efectuando otra transmisión). Si el medio esta libre la estación transmite. De lo contrario, la estación espera un periodo de tiempo de acuerdo a un algoritmo e intenta de nuevo. Después de transmitir, la estación espera un tiempo razonable para el reconocimiento. Para el caso de las colisiones (dos estaciones transmiten simultáneamente a la vez) cada estación transmisora continua escuchando mientras transmite...........,actuando de la siguiente forma. Si detecta colisión, la estación cesa inmediatamente la transmisión del paquete y espera un tiempo aleatorio para retransmitirlo. Como los tiempos son distintos, la probabilidad de una nueva colisión baja considerablemente.

En la sección Sin COLISION, inicialmente transmite A por el canal, para luego ocuparlo B. Si B deseara transmitir mientras A lo hace, este tendría que esperar hasta que A desocupe la línea.

Para el caso Con COLISION, en el tiempo X tanto B como C desean transmitir simultáneamente. Como ambos detectan la colisión, B espera un tiempo aleatorio t1 y C un tiempo t2. Como t1 resulta ser mas corto que t2, B comienza a transmitir teniendo C que esperar.

2.2.2.4. TOKEN.

El protocolo de acceso al medio TOKEN es una técnica que se basa en el uso de un pequeño paquete (Token) que circula por el medio. Cuando ninguna estación desea transmitir, el paquete Token es reconocido como "libre". Si una estación desea transmitir, espera hasta que detecta el paso del Token, lo marca como "ocupado" (lo que significa que posee el control del medio) y transmite inmediatamente un paquete de información siguiendo al Token. Ahora el Token esta ocupado, y si otras estaciones desean transmitir, deberán esperar hasta que el nodo que controla el medio libere el Token. El paquete es sacado de la red por la estación transmisora, una vez de vuelta, quien insertara un nuevo Token "libre" al medio.

Cuando la estación libera el Token, la siguiente estación en conexión que tenga datos a transmitir estará habilitada para coger el Token y transmitir.

2.2.3. Nivel RED.

2.2.3.1. Definición Nivel RED.

El NIVEL de RED es el encargado de controlar la operación de la SubRed de comunicaciones. Su tarea principal es decidir que camino deben seguir los paquetes (unidades de información del Nivel de Red) para alcanzar su destino. Básicamente lo que hace es aceptar mensajes del Host fuente, convertir estos en paquetes y vigilar que los paquetes lleguen a destino.

Otras funciones de este nivel son controlar el congestionemiento y el tarifado de la comunicación.

Existen dos métodos para manejar el flujo de paquetes a través de la red...

DATAGRAMA

CIRCUITOS VIRTUALES

DATAGRAMA

  • Un DATAGRAMA es un paquete.

  • Un mensaje consiste de varios DATAGRAMAS que pueden seguir distintas rutas para llegar a destino.

  • La secuencia de llegada de los paquetes puede ser distinta a la enviada.

  • Los paquetes contienen la dirección del destino.

  • La elección de ruta puede ser tomada secuencialmente a medida que avanza el paquete.

En el ejemplo de la gráfica vemos como un mensaje es dividido en dos DATAGRAMAS para ir desde Host Fuente a Host Destino.

CIRCUITOS VIRTUALES

  • Es una conexión lógica punto a punto entre Emisor - Receptor.

  • La elección de la ruta se toma al entrar al 1er. nodo (en el setup).

  • La red tiene la responsabilidad de recuperar paquetes perdidos y de no despachar paquetes duplicados.

  • Los paquetes son despachados en el mismo orden en que son recibidos, por lo que no se requiere reordenar o detectar paquetes duplicados.

  • Los paquetes contienen números de circuitos en vez de direcciones finales, o sino el identificador del canal lógico.

  • Si un mensaje esta formado por múltiples paquetes, estos no necesariamente siguen la misma ruta física, mas mantienen la secuencia.

2.2.3.2. Topologías de SUBRED.

Existen dos tipos básicos de topologías de la SubRed......

PUNTO a PUNTO (redes grandes)

EMISION (redes de área local)

PUNTO a PUNTO

En este tipo de redes los mensajes transmitidos por una estación, deben pasar por nodos intermedios, llamados IMPs (INTERFACE MESSAGE PROCESSORS: Procesador de Comunicaciones), antes de arribar a un destinatario, es decir, cada estación involucrada capta el mensaje y según si esta o no dirigido a ella, lo recibe o lo traspasa al siguiente nodo. Esta modalidad de trabajo se denomina "STORE AND FORWARD" (almacenar y transmitir).

EMISION

En este caso se comparte un mismo canal de comunicaciones por todos los IMPs, es decir, los mensajes son detectados por todas las estaciones, independiente de sus respectivos destinatarios. El problema que se presenta en este tipo de topología es como asignar el único canal. Hay dos métodos...

ASIGNACION ESTATICA: a cada nodo se le asigna un intervalo discreto de tiempo para que ocupe el canal (ej. ROUND ROBIN).

ASIGNACION DINAMICA: se utiliza alguna estrategia para resolver el problema de las colisiones (ej. CSMA/CD, TOKEN).

2.2.3.3. Algoritmos de Enrutamiento.

2.2.3.3.1. Definición.

El ALGORITMO de ENRUTAMIENTO decide por cual línea de salida debe transmitirse el paquete que llega. En Circuitos Virtuales estos algoritmos actúan solo cuando se establece una llamada.

Las siguientes propiedades son deseables en un ALG. de ENRUTAMIENTO:

  • Correcto

  • Simple

  • Robusto (que ante fallas no sea necesario rebootear la red)

  • Estable (que con el tiempo converja a un optimo)

  • Imparcial (todos los nodos se tratan igual)

  • Optimo (de acuerdo a alguna métrica), sin embargo pueden haber criterios que sean contradictorios.

2.2.3.3.2. FLOODING.

Cada paquete que llega se envía por todas las líneas de salida, excepto por la que viene.

Genera un numero grande de paquetes duplicados.

Cada paquete contiene un campo que es contador de saltos. El contador se inicializa con el largo del camino y se decrementa en cada salto. Los paquetes con contador 0 son descartados.

En muchas aplicaciones no es practico este método, pero es robusto.

FLOODING es una medida de comparación con otros algoritmos, porque siempre escoge el camino mas corto por el alto grado de paralelismo.

Una variación es el FLOODING SELECTIVO, el cual descarta rutas que se alejen del destino.

2.2.3.3.3. Enrutamiento Estático.

Cada IMP mantiene una tabla. La tabla da el mejor, 2do. mejor, etc. de acuerdo a un peso relativo. Antes de despachar un paquete, el IMP genera un numero aleatorio y selecciona entre las alternativas usando el peso como probabilidad.

Las tablas son mantenidas y cargadas manualmente por el operador.

En el Sistema Centralizado, un nodo tiene el papel de CENTRO DE CONTROL DE RUTA (CCR). Periódicamente cada IMP envía información de estado (ej. largo de colas) al CCR. Este con esta información calcula la ruta optima de cada IMP a los otros nodos, utilizando el algoritmo de la ruta mas corta. Las tablas calculadas, que son diseñadas para condiciones de trafico promedio, son enviadas periódicamente a los.... otros nodos. Este sistema no considera que el trafico en una red no es uniforme ,es decir, existen intervalos de tiempo de gran demanda y otros de muy poca.

Algunas de las desventajas de los Alg. de Enrut. Centralizado son....

  • El calculo de las tablas es largo.

  • Es vulnerable al IMP de CCR.

  • Los nodos cerca del IMP-CCR actualizan sus tablas en forma mas rápida que aquellos IMPs que están mas lejos, lo cual significa que hay paquetes con información de ruta no actualizada.

  • Hay una fuerte concentración de trafico en la cercanías del IMP-CCR.

  • Hay problemas con rutas alternativas.

2.2.3.3.4. Papa Caliente.

Cuando llega un paquete, el IMP trata de liberarse de el en la forma mas rápida poniéndolo en la cola mas corta.

Se puede combinar con las tablas de Enrutamiento Estático, o sea, considerar pesos estáticos y tamaños de cola. Alguna de las estrategias a tomar podrían ser...

Usar tablas estáticas hasta que las colas excedan un cierto tamaño.

Usar Papa Caliente a menos que su peso estático sea muy bajo.

2.2.3.3.5. Aprendizaje Lento.

La idea es preguntar a los paquetes que llegan, que pasa con la red?

Se implementa poniendo en cada paquete un identificador de nodo fuente y un contador que se incrementa con cada salto.

Por ejemplo, llega un paquete de H con el contador en 10 a través de la línea k. Esto significa que desde el nodo actual hasta el nodo H hay una distancia de 10 por la línea k. De esta manera después de un tiempo, el nodo descubre su camino mas corto a otros IMPs.

Ahora bien, el problema es que los IMPs solo mantienen información de la mejor ruta. Si se corta una vía, hay que actualizar las tablas y se toma un tiempo en "aprender" la nueva ruta mas optima.


2.2.3.3.6. Enrutamiento Distribuido.

Cada IMP en forma periódica intercambia información de ruta con sus vecinos manteniendo una tabla con una entrada por cada IMP presente en la red; de esta manera cada IMP conoce su "distancia" a los demás nodos de la red.

Por ejemplo, llega una tabla desde el vecino X con Xi como distancia al IMP i. Si el IMP sabe que el retardo o distancia a X es m, también sabe que el tiempo o retardo a i es Xi+m vía X.

2.2.3.3.7. Enrutamiento Jerárquico.

Si la red crece de tamaño, las tablas de enrutamiento crecen en forma proporcional, lo que implica un mayor consumo de memoria, tiempo de CPU, ancho de banda por paquetes de información por ruta, etc.

El Enrutamiento Jerárquico significa particionar la red en regiones, de forma tal que el IMP conozca los detalles de su región e ignorar la estructura interna de otras regiones.

2.2.3.4. Protocolo X.25.

La norma X.25 del CCITT describe los protocolos Físicos, de Enlace y de Red del interfaz entre DTE y DCE en la puerta de acceso hacia una red de conmutación de paquetes.

Como muestra la figura, X.25 relaciona un terminal de datos con la puerta de acceso de una red de paquetes. X.25 es en realidad parte de un conjunto mucho mayor de recomendaciones del CCITT sobre redes de datos publicas. Para entender bien el tema habría que estudiarse toda la serie "X".

El estándar X.25 no describe ni el terminal de datos ni la red de paquetes, pero dice mucho sobre lo que deben ser capaces de hacer el terminal y la red. Es por eso que X.25 es tan importante.

NIVEL FISICO X.25

Las características del Nivel Físico de X.21 (o X.21 bis) se especifica como el protocolo de Nivel Físico. X.21 usa un interfaz sincrono de 15 contactos que no ha despertado mucho entusiasmo a causa de la popularidad de RS232C y V.35, anteriores a X.21.

Al aceptar esta realidad, el CCITT ha desarrollado X.21 bis como alternativa adecuada. X.21 bis especifica V.24/V.28 (esencialmente equivalente a RS232C), X.26/IS-4902 (esencialmente equivalente a RS449) y V.35 con sus capacidades respectivas apropiadas. Como los vendedores suelen suministrar RS232C o V.35, no hay que hacer ningún cambio.

NIVEL ENLACE X.25

En el Nivel de Enlace, el protocolo que se especifica es un subcaso de HDLC, que en terminología de X.25 se denomina LAPB (Link Access Procedure Balanced). LAPB dispone comunicaciones bidireccionales simultaneas entre DTE y el DCE en la puerta de acceso a la red. La estructura del frame LAPB es idéntica a la de SDLC (versión IBM de HDLC). El delimitador (flag), aborto, canal libre, transparencia (inserción de ceros), sucesión de frames, control de flujo y mecanismo de control de errores son idénticos a los de SDLC. La diferencia entre los procedimientos LAPB y SDLC se encuentran principalmente en las áreas de control de línea y direccionado.

NIVEL RED X.25

El Nivel de Red de X.25 se denomina en la norma Nivel de Paquete. Todos los paquetes de X.25 se transmiten como campos de información en frames de comando de información de LAPB. Un paquete contiene al menos una cabecera de tres o mas octetos (grupos de 8 bits). Muchos paquetes contienen además datos de usuario, pero algunos paquetes son únicamente de control, indicación de estado o diagnósticos. La cantidad máxima de datos del usuario que se pueden incluir en un paquete de datos la determina el vendedor de la red, pero suelen ser 128 octetos.

2.2.4. Nivel TRANSPORTE.

El NIVEL TRANSPORTE tiene por función suministrar a la capa superior (Nivel Sesión) la transferencia transparente de los mensajes de los usuarios. Esta capa se ocupa de todos los detalles de la ejecución de una transferencia de datos. En particular, debe asegurar la correcta llegada de los mensajes desde los usuarios conectados a las redes, a los destinatarios respectivos.

La capa de TRANSPORTE debe optimizar el empleo de recursos de transmisión disponibles, a fin de asegurar lo mas económicamente posible el nivel de rendimiento requerido por cada usuario del servicio de TRANSPORTE. Esta optimización se realizara por la toma en consideración del conjunto de peticiones formuladas por todos los usuarios simultáneos, en los limites de los recursos puestos a disposición de la capa de TRANSPORTE. En particular, para optimizar el uso de conexiones de redes, la capa de TRANSPORTE podrá ser dedicada a efectuar un multiplexado, es decir, a utilizar una conexión de red para soportar varias conexiones de transporte.

Por el contrario, la capa de TRANSPORTE podrá utilizar varias conexiones de red para soportar una conexión de transporte. Es el caso cuando existe mucho flujo de información entre dos terminales.

2.2.5. Nivel SESION.

El NIVEL de SESION es la interfaz del usuario a la red. El usuario debe negociar con este nivel para establecer una conexión con un proceso en otra maquina. Una vez que la conexión ha sido establecida, el NIVEL de SESION puede manejar el dialogo de un modo ordenado. Un ejemplo simple lo forman 2 usuarios que trabajan sobre la misma información de una Base de Datos conectada a una red. La capa de SESION debe asegurar coherencia en la información que es transmitida a los usuarios. En particular, el problema de actualizaciones hechas de manera coherente, debe ser regulado por esta capa.

Otra de las funciones de este nivel es la recuperación transparente ante un corte en la conexión de transporte.

2.2.6. Nivel PRESENTACION.

La capa de PRESENTACION tiene como finalidad la interpretación de la significación de los datos intercambiados entre los usuarios. Se ocupa principalmente de la gestión de Entradas y Salidas. Esta capa asegura una comprensión sintáctica entre los usuarios que manejan los formatos de los datos a intercambiar y efectúa los cambios necesarios sobre las estructuras de datos, para hacerlos comprensibles, aunque sean heterogéneos. Da una imagen de PRESENTACION a la capa de Aplicación.

En resumen, podemos decir que el NIVEL de PRESENTACION controla las funciones que permiten transformar la información transmitida de acuerdo a lo que solicita el usuario. Estos controles incluyen:

COMPACTACION

CRIPTOGRAFIA

CONVERSION DE CODIGO (EBCDIC <--> ASCII)

TRADUCCION DE LENGUAJES

COMPATIBILIZAR TERMINALES

otros.

2.2.7. Nivel APLICACION.

La capa de APLICACION permite la comprensión y ejecución de los mandatos relativos a los procesos de Aplicación. Se utilizan tres categorías de procesos de Aplicación:

Los procesos de Aplicación de gestión del sistema, tales como gestión de activaciones, la vigilancia, el control de errores, etc.

Los procesos de Aplicación de gestión de la Aplicación, como la contabilidad, los rearranques de errores, los controles de acceso.

Los procesos de Aplicación del usuario, que son propios de la empresa que los pone en practica.

Las principales funciones de la capa de APLICACION conciernen a las peticiones de conexión entre varios procesos de aplicación distantes.

Los problemas que se presentan provienen del direccionamiento, la activación y desactivación de procesos, la vigilancia que efectúa el control de errores y los rearranques en caso de bloqueo.

3. Redes Comerciales.

3.1. ETHERNET.

NIVEL FISICO

La sociedad XEROX ha desarrollado una red local llamada ETHERNET que funciona según el principio de acceso aleatorio CSMA/CD. Esta suministra las dos primeras capas de protocolo de la norma ISO. La estructura topologica de la red es del tipo multipunto en bus. El medio de transmisión es un cable coaxial con transmisión a 10 Mbps en banda base. La transmisión en banda base hace que los datos se transmitan sin portadora y por el único canal definido por el sistema. Además el numero de estaciones posibles a conectar es de 1024.

IEEE 802.3 es el trabajo de un subcomite que describe el cableado y señales de un sistema casi idéntico al clásico ETHERNET, y StarLAN.

NIVEL ENLACE DE DATOS

Este nivel se ocupa principalmente del empaquetamiento de mensajes y de la gestión del enlace. Básicamente su función es:

1ro. Entramado: identificación del principio y fin de un mensaje.

2do. Direccionamiento: campos para direcciones fuente y destino.

3ro. Comprobación Errores: códigos redundantes para detectar errores.

La figura muestra el formato de un frame ETHERNET. No aparece el preámbulo porque su generación y eliminación son tareas del Nivel Físico. Note que el tamaño de un frame es un numero entero entre 64 y 1518 bytes. El campo TIPO se reserva para indicar cual de entre varios protocolos posibles de nivel superior se estará utilizando.

CONFIGURACIONES DEL SISTEMA

Cuando deben ser conectadas muchas estaciones, se interconectan muchos buses entre ellas, de acuerdo con la figura mostrada. Dos buses alejados pueden ser unidos por conexiones punto a punto de 1Km. mas o menos. Los paquetes son difundidos al conjunto de estaciones de la red por repetidores existentes entre los buses.

3.2. TOKEN RING.

3.2.1. Definición.

Las redes con paso de Testigo o TOKEN proporcionan un procedimiento de acceso al medio que se concede a la estación que tiene el TOKEN, es decir, en un momento dado solo hay una estación que tiene la oportunidad de ocupar el canal. El TOKEN pasa de una estación inactiva a otra, hasta que lo recibe una estación con un mensaje pendiente. Después de enviar el mensaje, pasa el TOKEN a la otra estación. En esencia una RED TOKEN RING es una red con sondeo distribuido.

El Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) es quien establece líneas de diseño de redes de ordenadores. Las técnicas de paso de Testigo se desarrollan sobre el standard 802.5 del IEEE, que define los dos últimos niveles según modelo ISO/OSI (físico y enlace).

3.2.2. Hardware.

3.2.2.1. Estaciones.

ESTACIONES

Cada ordenador personal de la red se recomienda que tenga 256 Kbytes o mas de memoria. El Ordenador personal debe ser compatible ciento por ciento. Además, cada PC debe tener también, como mínimo, una unidad de disco flexible de 360 Kbytes.

3.2.2.2. Tarjetas Adaptadoras.

TARJETAS ADAPTADORAS

Cada ordenador personal en la red debe tener instalada una TARJETA ADAPTADORA TOKEN-RING para poder hablar con la red; la tarjeta debe estar en uno de los slots de expansión del ordenador y conectada por cable a la MAU.

3.2.2.3. MAU.

La MAU (Unidad de Acceso Multiestación) de la red TOKEN RING, interconecta las tarjetas adaptadoras y sirve como concentrador de cableado para 8 PCs o menos.

En la red TOKEN RING los PCs están enchufados a la MAU. Esta disposición de cables, de los PCs a un concentrador, es parecida a la de una red Estrella, pero es en la MAU donde se forma la estructura en anillo.

Dentro de la MAU hay un relé que actúa como conmutador de paso. La MAU oye la señal enviada por un PC conectado a ella. Si la tarjeta adaptadora no trabaja adecuadamente, o si el PC esta apagado, la MAU no oye durante un periodo largo la señal y asume que el PC no puede responder a la red; en tal caso, la MAU evita este PC e ignora su

presencia en la red.

Si se quiere conectar mas de 8 PCs a una red TOKEN RING, necesitara MAUs adicionales; la interconexión de 2 o más MAUs se conoce como cluster.

La conexión entre 2 MAUs de un mismo cluster se consigue teniendo un cable especial entre el conector de salida de anillo (Ring-Out) de una MAU y el conector de entrada de anillo (Ring-In) de la otra MAU.

3.2.2.4. Cables.

La recomendación es que se empleen solo cables con calidad para datos y conectores para datos, en el momento de unir los PCs a la MAU o entre MAUs. En las especificaciones para sus sistemas de cableado, IBM define distintos tipos de cable para redes, dentro de los cuales podemos destacar:

Blindado de dos pares trenzados

Fibra Optica

otros.

3.2.3. Software.

3.2.3.1. Introducción.

Desde el punto de vista del HARDWARE es posible interconectar muchos ordenadores personales, pero dicho HARDWARE sirve poco sin el SOFTWARE de COMUNICACIONES que permite que los ordenadores se hablen a través de la red. Todo el SOFTWARE para la red TOKEN RING requiere de la versión 3.1 del D.O.S o superior.

3.2.3.2. Diagnostico Adaptador.

El PROGRAMA de MANIPULACION y DIAGNOSTICO DEL ADAPTADOR es un Software que controla la tarjeta adaptadora de la red TOKEN RING, ya sea antes de conectar el PC a la red (asegurarse de que la tarjeta este correctamente instalada y que esta trabajando bien) o después de realizar este proceso (si se piensa que por cualquier razón la tarjeta funciona mal).

3.2.3.3. Netbios.

El NETBIOS permite a los programas de aplicación utilizar una interfaz standard para comunicarse con la red; esto significa que desde el punto de vista de los programas de aplicación, es indiferente que el NETBIOS este controlando una tarjeta adaptadora TOKEN RING o una ETHERNET. Las demandas de funciones del NETBIOS, requeridas por los programas de aplicación, se convierte en protocolos de testigo en anillo. La propia tarjeta se encarga de estas demandas en la red.

3.2.3.4. Sistema Operativo Red.

Para utilizar la red es imprescindible que todos los PCs tengan instalada una copia del programa PC LAN. Este programa es el Software básico mediante el cual los usuarios interactuan con la red. El programa PC LAN proporciona las características de comunicaciones de la red, permitiendo a las maquinas (y a sus usuarios) enviar mensajes, compartir archivos, recursos de disco e impresoras.

3.2.3.5. Otros.

Dentro de este tópico se considera incorporar aquellos programas para mejorar las prestaciones, es decir, aquellos Software's que aumentan la capacidad de comunicaciones a una red TOKEN RING. Estos podrían ser:

APPC/PC

Programa Gestor de Comunicaciones Asincronas

Con el programa APPC/PC (Advanced Program to Program Comunication for PC) y la tarjeta de la red TOKEN RING, un PC puede comunicarse con grandes ordenadores que utilicen soporte SNA (System Network Architecture) para procesado distribuido (S/370, S/36, otros).

El APPC/PC proporciona una interfaz para que los programas que operan en un entorno (PC) puedan comunicarse con programas que operan en el otro entorno (MAINFRAME).

El Programa Gestor de Comunicaciones Asincronas permite a los ordenadores personales de una red local, comunicarse con dispositivos ASCII a través de una conexión vía telefónica standard. Esta circunstancia proporciona a cualquiera de los PCs integrados a una red TOKEN RING, la capacidad de conectarse telefónicamente y acceder a los servicios on-line que se oferten.

3.2.4. Redes con varios Anillos.

Siempre y cuando se este dentro de los limites de distancia, es posible conectar muchos ordenadores a esta red TOKEN RING: el esquema de direccionamiento actual para una red permite hasta 65000 dispositivos. En el futuro, cuando se consiga una red TOKEN RING mas grande, utilizando PUENTES para interconectar anillos individuales, este limite será incluso mayor: hasta un millón de dispositivos.

Un PUENTE actúa como un filtro entre redes. Por ejemplo cuando un ordenador de la red tiene el Testigo de mensaje para un ordenador personal del anillo 2, el PUENTE actúa como un guardia de trafico y envía dicho TOKEN a la red 2. Asimismo el PUENTE devuelve el Testigo de mensaje de la red 2 a la red 1.

3.3. BITNET.

Para Chile BITNET se compone básicamente de:

RED UNIVERSITARIA NACIONAL, y

BITNET propiamente tal.

Ambas redes son netamente académicas. Tienen como objetivo proveer una forma de intercambio entre investigadores, docentes y estudiantes, para promover el desarrollo de la investigación y de la docencia en todas las áreas de conocimiento. Los miembros de estas redes son instituciones de educación superior, centros de investigación estatales, centros de investigación privados, instituciones relacionadas con la promoción y administración de la investigación, y ciertas empresas privadas con fuentes vinculadas a las universidades.

RED UNIVERSITARIA NACIONAL

La Red Universitaria se forma mediante la interconexión por líneas telefónicas privadas de computadores grandes (Mainframes) marca IBM.

La estructura general de esta red es de tipo árbol, con nodo central en la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la U. de Chile.

La manera de traspasar información es en la forma STORE AND FORWARD ,es decir, la información que se origina en un nodo de la red es recibido por los nodos intermedios y luego reenviado a su destino.

Como parte de la Red Universitaria existe un Gateway en la U. de Chile que permite la comunicación con otra red, cuya arquitectura es diferente, que se conecta con distintos equipos de la línea DIGITAL.

RED BITNET

BITNET (Because It's Time Network) une alrededor de 2600 computadores a través del mundo en un total de 27 países. Nace en EEUU cuando se conectan los computadores de la U. de Yale y de la U. Cuny. Con el fin de ampliar la cobertura de la red e incrementar su potencial de intercambio de información, se han establecido Gateways entre BITNET y: ARPANET, la red DARPA (Defense Advance Research Project); CSNET, una red con mas de 150 computadores usada con el fin de intercambiar información en las áreas de Ingeniería y Ciencias de la Computación; UUCP, la red de maquinas que operan bajo el Sistema Operativo UNIX; JANET, la Red Académica de Gran Bretaña.

La ventaja y facilidades que entrega esta red son muy amplias, las que las podríamos enmarcar dentro de los siguientes ítems:

  • INTERCAMBIO DE CORREO ELECTRONICO

  • INTERCAMBIO DE ARCHIVOS

  • INTERCAMBIO DE MENSAJES INTERACTIVOS

  • CONEXION REMOTA

  • ACCESO A BASE DE DATOS

  • LISTAS DE INTERES (semejante a suscripción a revistas).

Arquitectura y Redes de Computadora Página: 2

Guía de Red