CONCEPTOS BASICOS DE COMUNICACION DE DATOS

 

Comunicación de Datos. Es el proceso de comunicar información en forma binaria entre dos o más puntos. Requiere cuatro elementos básicos que son:

 

Emisor: Dispositivo que transmite los datos.

Mensaje: lo forman los datos a ser transmitidos.

Medio: consiste en el recorrido de los datos desde el origen hasta su destino.

Receptor: dispositivo de destino de los datos.

 

 

BIT: es la unidad más pequeña de información y la unidad base en comunicaciones.

 

BYTE: conjunto de bits continuos mínimos que hacen posible, un direccionamiento de información en un sistema computarizado. Está formado por 8 bits.

 

Paquete : fracciones de un mensaje de tamaño predefinido, donde cada fracción o paquete contiene información de procedencia y de destino, así como información requerida para el reensamblado del mensaje.

 

Interfaces: conexión que permite la comunicación entre dos o más dispositivos.

 

Códigos: acuerdo previo sobre un conjunto de significados que definen una serie de símbolos y caracteres. Toda combinación de bits representa un carácter dentro de la tabla de códigos.

-----Paridad: técnica que consiste en la adición de un bit a un carácter o a un bloque de caracteres para forzar al conjunto de unos (1) a ser par o impar. Se utiliza para el chequeo de errores en la validación de los datos. El bit de paridad será cero (0=SPACE) o uno (1=MARK).

 

Modulación: proceso de manipular de manera controlada las propiedades de una señal portadora para que contenga la información que se va a transmitir

 

DTE (Data Terminal Equipment): equipos que son la fuente y destino de los datos. Comprenden equipos de computación (Host, Microcomputadores y Terminales).

 

DCE (Data Communications Equipment): equipos de conversión entre el DTE y el canal de transmisión, es decir, los equipos a través de los cuales conectamos los DTE a las líneas de comunicación.

 

 

-------------------MEDIOS, FORMAS Y TIPOS DE TRANSMISION

 

Medios

 

Aéreos: basados en señales radio-eléctricas (utilizan la atmósfera como medio de transmisión), en señales de rayos láser o rayos infrarrojos.

 

Sólidos: principalmente el cobre en par trenzado o cable coaxial y la fibra óptica.

 

Formas

 

Transmisión en Serie: los bits se transmiten de uno a uno sobre una línea única. Se utiliza para transmitir a larga distancia.

 

Transmisión en Paralelo: los bits se transmiten en grupo sobre varias líneas al mismo tiempo. Es utilizada dentro del computador.

 

La transmisión en paralela es más rápida que la transmisión en serie pero en la medida que la distancia entre equipos se incrementa, no solo se encarecen los cables sino que además aumenta la complejidad de los transmisores y los receptores de la línea a causa de la dificultad de transmitir y recibir señales de pulsos a través de cables largos.

 

Tipos

 

Transmisión Simplex: la transmisión de datos se produce en un solo sentido. siempre existen un nodo emisor y un nodo receptor que no cambian sus funciones.

 

Transmisión Half-Duplex: la transmisión de los datos se produce en ambos sentidos pero alternativamente, en un solo sentido a la vez. Si se está recibiendo datos no se puede transmitir.

 

Transmisión Full-Duplex: la transmisión de los datos se produce en ambos sentidos al mismo tiempo. un extremo que esta recibiendo datos puede, al mismo tiempo, estar transmitiendo otros datos.

 Transmisión Asincrona: cada byte de datos incluye señales de arranque y parada al principio y al final. La misión de estas señales consiste en:

 

• ð      Avisar al receptor de que está llegando un dato.

• ð      Darle suficiente tiempo al receptor de realizar funciones de sincronismo antes de que llegue el siguiente byte.

 

Transmisión Sincrona: se utilizan canales separados de reloj que administran la recepción y transmisión de los datos. Al inicio de cada transmisión se emplean unas señales preliminares llamadas:

 

• ð      Bytes de sincronización en los protocolos orientados a byte.

• ð      Flags en los protocolos orientados a bit.

 

Su misión principal es alertar al receptor de la llegada de los datos.

 

Nota: Las señales de reloj determinan la velocidad a la cual se transmite o recibe.

 

 

 

PROTOCOLOS

 

Protocolo Conjunto de reglas que posibilitan la transferencia de datos entre dos o más computadores.

 

Arquitectura de Niveles : el propósito de la arquitectura de niveles es reducir la complejidad de la comunicación de datos agrupando lógicamente ciertas funciones en áreas de responsabilidad (niveles).

 

Características

• ð        Cada nivel provee servicios al nivel superior y recibe servicios del nivel inferior.

• ð        Un mensaje proveniente de un nivel superior contiene una cabecera con información a ser usada en el nodo receptor.

• ð        El conjunto de servicios que provee un nivel es llamado Entidad y cada entidad consiste en un manejador (manager) y un elemento (worker).

 

ESTANDARES

 

OSI ( International Standards Organization)

IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers)

 

OSI ( International Standards Organization)

 

En este modelo, el propósito de cada nivel es proveer servicios al nivel superior, liberándolo de los detalles de implementación de cada servicio. La información que se envía de un computador a otro debe pasar del nivel superior al nivel inferior atravesando todos los demás niveles de forma descendente, dentro del computador que origina los datos.

 

A su paso por cada nivel a los datos se les adiciona información que será removida al llegar a su destino. La información adicionada se clasifica en:

 

Información de Control, dirigida a su nivel correspondiente en el computador de destino. Cada nivel se comporta como si estuviera comunicándose con su contraparte en el otro computador.

 

Información de Interface, dirigida al nivel adyacente con el cual se está interactuando. El objeto de esta información es definir los servicios provistos por el nivel inferior, y como deben ser accesados estos servicios. Esta información tras ser empleada por el nivel adyacente es removida.

 

El modelo OSI se estructura en 7 niveles:

 

1.      Nivel Fisico.

2.      Nivel de Enlace de Datos 

3.      Nivel de Red: 

4.      Nivel de Transporte: 

5.      Nivel de Sesión:

6.      Nivel de Presentación:

7.      Nivel de Aplicación:

 

IEEE

 

El modelo desarrollado por IEEE, también conocido como el proyecto 802, fue orientado a las redes locales. Este estándar esta de acuerdo, en general con el modelo ISO, difieren principalmente en el nivel de enlace de datos. Para IEEE este nivel está dividido en dos subniveles:

 

MAC (Medium Access Control)

 

LLC (Logical Link Control)

 

 

Clasificación de los Protocolos de Enlace de Datos

 

De acuerdo a su estructura

 

Protocolos Orientados a Bit: son aquellos protocolos en los cuales los bits por si solos pueden proveer información, son protocolos muy eficientes y trabajan en tramas de longitud variable.

 

Protocolos Orientados a Byte: son aquellos en los que la información viene provista por la conjunción de bytes de información y bytes de control.

 

 

De acuerdo a su disciplina de comportamiento

 

Protocolos de Sondeo Seleccion: son aquellos que utilizan un DTE como nodo principal de canal. Este nodo primario controla todas las demás estaciones y determina si los dispositivos pueden comunicarse y, en caso afirmativo, cuando deben hacerlo.

 

Protocolos Peer to Peer: son aquellos en los cuales ningún nodo es el principal, y por lo general todos los nodos poseen la misma autoridad sobre el canal.

 

 

 

REDES WAN

 

Una Red Wan: es una red de gran cobertura en la cual pueden transmitirse datos a larga distancia, interconectando facilidades de comunicación entre diferentes localidades de un país. En estas redes por lo general se ven implicadas las compañías telefónicas.

 

Componentes Físicos

 

Línea de Comunicación: medios físicos para conectar una posición con otra con el propósito de transmitir y recibir datos.

 

Hilos de Transmisión: en comunicaciones telefónicas se utiliza con frecuencia el termino "pares" para describir el circuito que compone un canal. Uno de los hilos del par sirve para transmitir o recibir los datos, y el otro es la línea de retorno eléctrico.

 

Clasificación Líneas de Comunicación

 

Líneas Conmutadas: líneas que requieren de marcar un código para establecer comunicación con el otro extremo de la conexión.

 

Líneas Dedicadas: líneas de comunicación que mantienen una permanente conexión entre dos o más puntos. Estas pueden ser de dos o cuatro hilos.

 

Líneas Punto a Punto: enlazan dos DTE

 

Líneas Multipunto: enlazan tres o más DTE

 

Líneas Digitales: en este tipo de línea, los bits son transmitidos en forma de señales digitales. Cada bit se representa por una variación de voltaje y esta se realiza mediante codificación digital en la cual los códigos más empleados son:

 

Código NRZ Polar: este código desplaza el nivel de referencia de la señal al punto medio de la amplitud de la señal. De este modo se reduce a la mitad la potencia requerida para transmitir la señal en comparación con el Unipolar.

 

Transmisión Bipolar o AMI (Alternate Marks Inverted): es uno de los códigos más empleados en la transmisión digital a través de redes WAN.

 

INTERFACES

 

RS-232 en 23 Y 9 Pines: define una interfaz no balanceada empleando un intercambio en serie de datos binarios a velocidades de transmisión superiores a los 20,000 bps, opera con datos sincronos pero está limitada por una longitud de cable de aprox. 50 pies.

 

V.35: especifica una interfaz sincrono para operar a velocidades superiores a 1 Mbps. Este interfaz utiliza la mezcla de dos señales no balanceadas para control y de señales balanceadas para la sincronización y envío/recepción de los datos lo que facilita trabajar a latas velocidades.

 

PROCESADORES DE COMUNICACION

 

Equipo cuya misión principal consiste en aliviar el trabajo de comunicaciones del computador central. Regula la comunicación tanto local como remota desde y hacia el computador central.

 

Los Procesadores de Comunicación cargan, su propio sistema operativo desde una unidad de almacenamiento secundaria instalada en su interior o en un computador central y es un nodo más en la red.

 

 

TIPOS DE REDES WAN

 

Conmutadas por Circuitos: redes en las cuales, para establecer comunicación se debe efectuar una llamada y cuando se establece la conexión, los usuarios disponen de un enlace directo a través de los distintos segmentos de la red.

 

Conmutadas por Mensaje: en este tipo de redes el conmutador suele ser un computador que se encarga de aceptar tráfico de los computadores y terminales conectados a él. El computador examina la dirección que aparece en la cabecera del mensaje hacia el DTE que debe recibirlo. Esta tecnología permite grabar la información para atenderla después. El usuario puede borrar, almacenar, redirigir o contestar el mensaje de forma automática.

Conmutadas por Paquetes: en este tipo de red los datos de los usuarios se descomponen en trozos más pequeños. Estos fragmentos o paquetes, estás insertados dentro de informaciones del protocolo y recorren la red como entidades independientes.

 

Redes Orientadas a Conexión: en estas redes existe el concepto de multiplexión de canales y puertos conocido como circuito o canal virtual, debido a que el usuario aparenta disponer de un recurso dedicado, cuando en realidad lo comparte con otros pues lo que ocurre es que atienden a ráfagas de tráfico de distintos usuarios.

 

Redes no orientadas a conexión: llamadas Datagramas, pasan directamente del estado libre al modo de transferencia de datos. Estas redes no ofrecen confirmaciones, control de flujo ni recuperación de errores aplicables a toda la red, aunque estas funciones si existen para cada enlace particular. Un ejemplo de este tipo de red es INTERNET.

 

Red Publica de Conmutación Telefónica (PSTN) : esta red fue diseñada originalmente para el uso de la voz y sistemas análogos. La conmutación consiste en el establecimiento de la conexión previo acuerdo de haber marcado un número que corresponde con la identificación numérica del punto de destino.

 

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REDES DE AREA LOCAL

 

Componentes

 

Tarjetas de Conexión a la red (NIC's) : tarjeta electrónica que conectan a las estaciones de trabajo a la red. Normalmente se insertan en una de las ranuras de expansión del motherboard del microcomputador suministrando de esta forma acceso directo a memoria (DMA). El NIC tiene las siguientes funciones:

 

• ð      Forman los paquetes de datos

• ð      Dan acceso al cable, con la conversión eléctrica y ajuste de velocidad

• ð      Son el transmisor y el receptor de la estación

• ð      Chequean las tramas para chequear errores

• ð      Conversión Serie/Paralelo

• ð      Identificación o dirección única en la red que permite saber cual es físicamente la terminal

 

Estaciones de Trabajo : PC's conectadas a la red a través de las cuales podemos acceder a los recursos compartidos en dicha red como discos, impresoras, modems, etc. Pueden carecer de la mayoría de los periféricos pero siempre tendrán un NIC, un monitor, un teclado y un CPU.

 

Servidores : Computadores que proporcionan servicios a las estaciones de trabajo de la red tales como almacenamiento en discos, acceso a las impresoras, unidades para respaldo de archivos, acceso a otras redes o computadores centrales.

 

Repetidores : dispositivos que generan la señal de un segmento de cable y pasan estas señales a otro segmento de cable sin variar el contenido de la señal. Son utilizados para incrementar la longitud entre conexiones en una LAN.

 

 

Bridges : consiste en un equipo que contiene dos puertos de comunicación, crea unas tablas en memoria que contienen todas las direcciones de MAC (direcciones de las tarjetas de comunicaciones), de ambos extremos, de tal manera que restringen el trafico de datos de un segmento a otro, no permitiendo el paso de tramas que tengan como destino una dirección del mismo segmento al que pertenece la estación de origen. Es conveniente el uso de los mismos cuando requerimos la interconexión de dos LAN's locales o remotas.

 

Routers : son dispositivos que nos permiten unir varias redes( más de dos, a diferencia de los bridge), tomando como referencia la dirección de red de cada segmento. Al igual que los bridges, los Routers restringen el trafico local de la red permitiendo el flujo de datos a través de ellos solamente cuando los datos son direccionados con esa intención.

Brouters : dispositivos con funciones combinadas de bridge y router. Cuando se configura se le indica la modalidad en la cual va a funcionar, como bridge o como router.

 

 

Concentradores

 

 

MAU ( Multistation Access Unit) : concentrador que permite insertar en el anillo o eliminar derivándolas, hasta 8 estaciones. El MAU detecta señales procedentes de las estaciones de trabajo, en caso de detectarse un dispositivo defectuoso o un cable deteriorado y elimina, derivándola, la estación en cuestión para evitar perdidas de datos y del TOKEN.

 

 

Hubs : concentradores de cableado en estrella integrados por microprocesadores, memoria y protocolos como SNMP, características que lo convierten en un nodo inteligente en la red capaz de controlar y diagnosticar, incluso por monitoreo remoto.

 

 

Switching Hub o Switch Ethernet : divide la LAN en varios segmentos limitando el trafico a uno o más segmentos en vez de permitir la difusión de los paquetes por todos los puertos. Dentro del Switch, un circuito de alta velocidad se encarga del filtrado y de permitir el transito entre segmentos de aquellos segmentos que tengan la intención de hacerlo.

 

 

TOPOLOGIA : Descripción de la disposición de las conexiones físicas en una LAN

 

Estrella : en este tipo de topología todas las estaciones de trabajo se conectan a una estación central que se encarga de establecer, mantener y romper la conexión entre las estaciones. En este tipo de red si cae la estación central cae toda la red.

 

Bus :en esta topología todas las estaciones están conectadas al mismo cable. En una Red Bus, todas las estaciones escuchan todos los mensajes que se transfieren por el cable, capturando este mensaje solamente la estación a la cual va dirigido, que responde con un ACK o señal que significa haber recibido el mensaje correctamente.

 

 

 

 

Anillo : todos los nodos de la red están conectados a un bus cerrado, es decir, un circulo o lazo.

 

Simbología usada para representar los componentes de una Red