Primera unidad redes y comunicaciones

REDES Y COMUNICACIONES

GUÍA PARA EL ESTUDIANTE

Elaborado por:

Mauricio Javier Rico Lugo Formador Área de Sistemas

INSTITUTO COLOMBIANO DE APRENDIZAJE - INCAPPROGRAMA TÉCNICO LABORAL EN SISTEMAS

R E D E S

Administraci贸n de redes TABLA DE CONTENIDO

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INCAP-INSTITUTO COLOMBIANO DE APRENDIZAJE

Administración de redes Apreciado Estudiante: Usted escogió al INCAP para que lo oriente en el camino de la formación profesional.

La institución le proporcionará un formador, quien le ayudará a descubrir sus propios conocimientos y habilidades.

El INCAP, le ofrece además, recursos para que usted alcance sus metas, es decir, lo que se haya propuesto y para ello dispondrá de módulos guías, audiovisuales de apoyo, sistemas de evaluación, aula y espacios adecuados para trabajos individuales y de grupo. Éste módulo guía que constituye además un portafolio de evidencias de aprendizaje, está distribuido de la siguiente manera: PRESENTACIÓN: Es la información general sobre los contenidos, la metodología, los alcances la importancia y el propósito del módulo.

GUÍA METODOLÓGICA: Orienta la practica pedagógica en el desarrollo del proceso de formación evaluación y se complementa con el documento de la didáctica para la formación por competencias de manejo del formador.

DIAGNÓSTICO DE ESTILO DE APRENDIZAJE: Que le permitirá utilizar la estrategia más adecuada para construir sus propios aprendizajes.

AUTOPRUEBA DE AVANCE: Es un cuestionario que tiene como finalidad que usted mismo descubra, qué tanto conoce los contenidos de cada unidad, y le sirve de insumo para la concertación de su formación y el reconocimiento de los aprendizajes previos por parte de su formador (talleres que se encuentran al final de cada unidad).

EVALUACIÓN DIAGNÓSTICA: Permite registrar tanto el estilo de aprendizaje como la auto prueba de avance.

PLAN DE FORMACIÓN: El plan de formación y evaluación es concertado con el profesor.

RECOLECCIÓN DE EVIDENCIAS DE APRENDIZAJE: Permite registrar las evidencias de los logros obtenidos en cada una de las unidades.

CONTENIDOS: Son el cuerpo de la unidad y están presentados así:  Unidad  Logro de competencia laboral  Indicadores de logro: Evidencias de Desarrollo  Didáctica del método inductivo Activo para el desarrollo de las competencias: FDH: Formador dice y hace, FDEH: Formador dice el estudiante hace, EDH: Estudiante dice y hace.

VALORACIÓN DE EVIDENCIAS

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INCAP-INSTITUTO COLOMBIANO DE APRENDIZAJE

Administración de redes PRESENTACIÓN

Las comunicaciones han evolucionado a través de los años, por lo que estar conectados es cada vez más fácil: la época del cartero ha desaparecido casi por completo y el fax ha pasado a un segundo plano en las comunicaciones modernas.

Hoy tenemos herramientas tan fáciles de manejar y tan completas que la vida nos lleva a estar actualizados en el avance tecnológico de las comunicaciones.

Servicios como el chat, la telefonía IP, la video conferencia, han hecho que este sea el siglo de las comunicaciones; atravesamos los continentes con un correo electrónico en segundos, vemos a las personas por nuestra cámara web sin importar el lugar donde se encuentre, todo esto gracias a la internet, la red de redes.

Internet es el producto de las redes y ese es nuestro camino para explorar este mundo donde los computadores se comunican entre sí. Podemos compartir información, impresoras, cámaras… pero, ¿qué sería de una red sin alguien que la administre, que cree límites, que imponga reglas para que todos podamos aprovechar los beneficios de las comunicaciones?, este es nuestro objetivo: administrar las redes para evitar el caos.

Los invito a investigar, a practicar y, sobre todo, a seguir este camino que hoy empiezan como administradores de redes. Este es el primer escalón de cientos que faltan, pero con esfuerzo y constancia cada día prenderemos algo nuevo que nos llevará por nuestro sendero de aprendizaje.

El caos es la definición de un mundo en desorden, donde no hay reglas, donde todos hacen lo que quieren. En la redes el caos comienza cuando no hay un administrador que pueda generar restricciones, permisos. Como los humanos las maquinas necesitan también un orden.

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Administración de redes GUÍA METODOLÓGICA

La estrategia metodológica del INCAP, para la formación técnica del aprendiz mediante competencias laborales, comprende dos caminos: 1. Las clases presénciales dictadas por el Formador haciendo uso del método inductivo – activo 2. El trabajo práctico de los estudiantes dirigido y evaluado por el Formador, a través de talleres, desarrollo de casos, lecturas y consultas de los temas de clase etc.

Con esto, se busca fomentar en el estudiante el análisis, el uso de herramientas tecnológicas y la responsabilidad.

Los módulos guías utilizados por el INCAP, para desarrollar cada uno de los cursos, se elaboran teniendo en cuenta ésta metodología. Sus características y recomendaciones de uso son:  A cada unidad de aprendizaje le corresponde un logro de competencia laboral el cual viene definido antes de desarrollar su contenido. Seguidamente se definen los indicadores de logro o sea las evidencias de aprendizaje requeridas que evaluará el Formador  Glosario: Definición de términos o palabras utilizadas en la unidad que son propias del tema a tratar.  Desarrollo de la unidad dividida en contenidos breves seguidos por ejercicios, referenciados así: -

FDH (El Formador dice y hace): Corresponde a la explicación del contenido y el desarrollo de los ejercicios por parte del Formador.

-

FDEH (El Formador dice y el estudiante hace): El alumno desarrolla los ejercicios propuestos y el Formador supervisa.

-

EDH (El estudiante dice y hace) Es el trabajo práctico que desarrollan los estudiantes fuera de la clase, a través de talleres, desarrollo de casos, lecturas y consultas de los temas, los cuales deben ser evaluados por el Formador.

Al final de cada unidad relevantes

se puede presentar un resumen de los contenidos más y ejercicios generales.

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Administración de redes DIAGNÓSTICO INFORMACIÓN GENERAL Regional_____________Programa__________________Módulo____________ Estudiante_________________________Formador_______________________

EVALUACIÓN DIAGNÓSTICA Estilo de aprendizaje_______________________________________________ Evidencias de aprendizaje Unidad Descripción de la evidencia

Tipo de evidencia Conocimiento.

Desempeño..

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Valoración A* NA

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Administración de redes

PLAN DE FORMACIÓN Y EVALUACIÓN Fecha Inicio

Fin

Unidad

Metodología medios y tipo de evidencia

Recolección Evidencias

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INCAP-INSTITUTO COLOMBIANO DE APRENDIZAJE

Administración de redes RECOLECCIÓN DE EVIDENCIAS DE APRENDIZAJE Módulo_______________Estudiante________________Formador___________ Evidencias de aprendizaje Unidad Descripción de la evidencia

Tipo de evidencia Conocimiento. Desempeño

Valoración A* NA

* APLICA cuando la evidencia tiene: Pertinencia, Vigencia, Autenticidad y Calidad.

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Administración de redes

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Unidad uno Teoría general de redes Logros de Competencia Laboral

Indicadores de logros

Evidencias

1. Conoce los tipos de redes y su aplicación.

2. Identifica las topologías de red y su aplicación.

3. Conoce los estándares de comunicación de redes.

4. Identifica los elementos de hardware que componen la red.

5. Identifica los elementos de hardware que componen la red.

6. Conoce las capas de modelo OSI. 7. Identifica en que capa están los dispositivos de hardware.

8. Conoce los protocolos de comunicación utilizados en redes cableadas 9. Conoce los protocolos de comunicación utilizados en redes inalámbricas.

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Conocimiento Conocimiento Conocimiento Conocimiento Conocimiento Conocimiento Conocimiento Conocimiento Conocimiento

Teoría general de redes

 Conoce los tipos de redes y su aplicación, conoce los conceptos básicos de comunicaciones. Conoce los protocolos de comunicaciones en redes cableadas y en redes inalámbricas, conoce el modelo OSI y los protocolos IPV4 he IPv6

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Administración de redes

FDH (Formador Dice y Hace) ¿Qué es una red?

Es el conjunto de software y hardware que permite que dos o más computadoras estén conectadas para compartir información, recursos como impresoras, unidades de CD, DVD, enviar mensajes, imágenes etc.

¿Por qué aparecen las redes de computadores?

Las redes aparecen para economizar recursos, por ejemplo para imprimir sin una red, cada equipo tendría que tener una impresora propia o en su defecto trasladar la información por algún medio extraíble a un equipo que tuviera impresora, las redes economizan tiempo dinero y hace más eficientes las comunicaciones tanto a nivel local como a nivel mundial.

Tipos de redes Las redes se pueden clasificar según su cobertura geográfica y su administración.

Según su cobertura geográfica, o la distancia que alcanza, podemos clasificarlas en las dos más importantes LAN y WAN. Redes LAN (Red de Área Local) Es una red que se limita a un área pequeña, tal como un salón, una oficina, un sólo edificio.

Redes WAN (Red de Área Amplia) Es una red de comunicaciones de datos que cubre un área geográfica relativamente amplia y que utiliza a menudo las instalaciones de transmisión proporcionadas por los portadores comunes, tales como compañías del teléfono. Una red WAN puede contener varias redes LAN. Estas son las dos clasificaciones más importantes de las redes según el espacio geográfico que ocupan, sin embargo es posible que se hablen algunas veces de otras clasificaciones como son: Redes PAN (Red de Área Personal) Es una red de cobertura muy corta, podemos decir que al compartir una canción entre celulares estamos utilizando este tipo de red.

Redes CAN (Red de Área de Campus) Es una red de cobertura corta en un campo universitario; puede contener varias LANs que están dentro la universidad.

Redes MAN (Red de Área Metropolitana) Es la unión de las LANs de una ciudad.

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Administración de redes Lógicamente una red se puede dividir en Grupo de Trabajo ó Dominio.

Grupo de trabajo: Es un grupo de ordenadores en red que comparten recursos (archivos e impresoras).

En el modelo de Grupo de Trabajo no existe un servidor central y equipos clientes, sino que son redes de igual a igual donde cualquier ordenador puede jugar ambos roles, tanto de servidor cuando comparte un archivo, o cumplir el rol de cliente cuando accede a algún recurso compartido en la red.

Dominio: Un Dominio es una agrupación de computadores que son administrados por un servidor que guarda la lista de usuarios y los permisos de cada uno.

A estos servidores se les llaman Controladores de Dominio (Windows 2003 Server) y centralizan la administración de la seguridad del grupo.

Algunos conceptos para tener en cuenta: Servidor: Equipo que comparte algún servicio en la red (archivos, impresoras, unidades, discos etc.).

Cliente: Equipo que accede a los recursos compartidos de una red.

Figura 1

Servidor y cliente Cliente Utiliza la impresora compartida

Servidor Comparte una impresora en la red Página 1

Topologías de la red Las topologías de red pueden ser tanto físicas como lógicas, esto quiere decir que dependiendo de cómo se organicen los equipos puede adquirir una topología física, y según como se trasmita la información puede tener una topología lógica.

Topología en anillo 11

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Administración de redes En ésta los computadores u ordenadores se conectan en un circuito cerrado formando un anillo por donde circula la información en una sola dirección, con esta característica permite tener un control de recepción de mensajes, pero si algún equipo falla toda la red deja de trasmitir.

Figura 2

Topología en bus Los ordenadores transmiten la información por un único canal, lo cual permite que si una estación falla la información pueda seguir siendo trasmitida hacia los demás ordenadores de la red. Como toda la información es enviada por el mismo canal, es posible que se presente lentitud en el envío de información y hasta la perdida de esta.

Figura 3

Topología en estrella En esta topología hay un equipo central (servidor) o un switch que se ubica en el centro de la configuración y todas las otras computadoras o estaciones de trabajo se conectan a él.

Figura 4

La topología física más utilizada en la actualidad es la de estrella ya que todos los equipos están conectados a un switch.

Trasmisión y comunicación 12

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Administración de redes La trasmisión es el proceso por el cual se transportan señales de un lugar a otro a través de un medio físico. La comunicación es la información trasmitida por el medio.

Elementos del sistema de comunicación Los elementos para que exista comunicación son: El emisor quien transmite, el canal, el cual es el medio por el cual se envía el mensaje y el receptor quien recibe el mensaje o la información.

Tipos de comunicación Hay tres tipos básicos de comunicación, simplex, semiduplex y dúplex.

Simplex o Unidireccional: La información viaja en un único sentido

Semiduplex: La información viaja en ambos sentidos pero no simultáneamente.

Duplex: La información puede viajar en ambos sentidos simultáneamente.

Medios de trasmisión Existen varios medios de trasmisión de la información, entre los más utilizados están: Los magnéticos: Disquete, CD, USB, etc., medios con los cuales se lleva información de un equipo a otro.

Los alámbricos: Como el coaxial, el cable UTP, la fibra óptica.

Coaxial: Uno de los primeros medios de trasmisión utilizados en redes de computadores.

Figura 5

Par trenzado: Uno de los medios más utilizados para redes de datos por su bajo costo y calidad de emisión. Existen de dos tipos, el más común es el UTP y el STP. Figura 6

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Administración de redes UTP (par trenzado no apantallado). De bajo costo, no protege contra interferencias.

STP (par trenzado no apantallado). De costo elevado, tiene blindaje que protege contra interferencias del medio.

La máxima distancia del UTP son 100 metros.

Normas de configuración de cable UTP (ponchado).

El cableado estructurado utiliza dos normas para el ponchado de cable UTP: la 568-A y la 568-B. La diferencia entre ellas es el orden a seguir entre los colores de los pares para el conector RJ45.

Figura 6

Conector RJ-45

Figura 7

Norma 568-A: 1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

Blanco Verde Verde Blanco Naranja Azul Blanco Azul Naranja Blanco Marrón Marrón

Figura 8

Norma 568-B: 1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

Blanco Naranja Naranja Blanco Verde Azul Blanco Azul Verde Blanco Marrón Marrón

Conector RJ-45 Vistas desde arriba y de frente

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Administración de redes Nota: El conector del cable telefónico es el RJ-11.

Fibra óptica: Ofrece gran velocidad de trasmisión, mayor distancia y costos más elevados.

Figura 9

Los inalámbricos: Se conocen como satelital, infrarrojo, Blue tood, WIFI, etc. Se refiere a todos los que se transmitan sin un medio alámbrico, permitiendo mayor alcance y comodidad de desplazamiento.

Actualmente la telefonía móvil que ofrecen los celulares permite tener internet en cualquier parte donde se pueda recibir una llamada de celular.

Estándares de comunicación en redes Son la forma como se transmite la información entre las estaciones. Cada estándar tiene su ambiente de trasmisión y su respectivo método de acceso. Hay estándares tanto para redes alámbricas como para redes inalámbricas.

Para redes alámbricas existen dos muy importantes, Token ring y Ethernet, el estándar más utilizado para redes de área local.

Token ring: Su tipología típica es en anillo. A cada computador se le asigna una prioridad para que transmita y el mensaje es enviado; cuando termina este envío, otro computador puede enviar información.

En esta tecnología, desarrollada por la IBM, la información se trasmite en un único sentido. No hay colisiones entre envíos de las maquinas ya que sólo un equipo está trasmitiendo.

Figura 10 Este equipo espera hasta

2

que

el

1

termine

la

trasmisión

Receptor Este equipo trasmite la información hacia el equipo rector los demás esperan para poder trasmitir

1

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Administración de redes Ethernet: El estándar más utilizado en redes, puede tener una topología física en bus o en estrella, buena velocidad de trasmisión de datos, voz, imágenes y videos. Este estándar va asociado con el CSMA/CD (acceso múltiple por detección de portadora con detección de colisiones), esto quiere decir que los equipos pueden tratar de transmitir al tiempo si ven el canal desocupado, si dos equipos trasfieren información al mismo tiempo puede ocurrir una colisión, la cual es detectada y la información que se perdió será retransmitida.

Para tener en cuenta Velocidad de trasmisión de los diferentes medios

FDDI: Traduce Interface de Datos Distribuidos por Fibra Óptica. Estándar desarrollado por la ANSI (Instituto Nacional Estadunidense de Estándares), para redes de fibra óptica.

IEEE: Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos. Es una organización técnico profesional encargada de estandarizar todo lo referente a la electrónica y comunicaciones.

Dispositivos de hardware de la Red Para que la información se trasmita por las redes informáticas debemos contar, aparte del medio de trasmisión, con hardware especial para lograr esta comunicación entre computadores.

Tarjeta de red o NIC (Tarjeta de Interface de Red): Es la tarjeta de conexión del equipo hacia la red con una entrada para el conector RJ-45; en algún momento de la historia de las redes esta tarjeta tuvo una entrada para un conector de cable coaxial (BNC), pero ahora el estándar es el RJ-45. Todas las NICs tienen un numero único de identificación llamado MAC (Control de Acceso al Medio), otro nombre seria la dirección acceso al medio (MAC Address).

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Administración de redes Figura 11

Conector BNC (coaxial)

Conector RJ-45 (UTP)

Repetidor: El repetidor es un hardware que nos sirve para aumentar la señal cuando esta es baja, nos serviría para prolongar el cable UTP mas de 100 metros (recordemos que la máxima distancia del UTP sin perder intensidad de la señal es de 100 metros), el repetidor tiene una única entrada y una única salida.

Figura 12

Repetido r

HUB: El HUB un hardware que nos sirve para aumentar la señal cuando esta es baja, nos serviría para prolongar el cable UTP mas de 100 metros al igual que el repetidor, con la diferencia de que tiene más entradas para conectores RJ-45. Esto quiere decir que podremos tener más de un equipo para ampliarle la distancia del cable UTP. Los HUB no son dispositivos inteligentes, simplemente replican la señal y la envían en todas direcciones hasta que el equipo que necesita la información la reciba.

Figura 13

Hu b

Puente o Bridge: Este dispositivo lo podríamos definir como un HUB inteligente ya que basa el envío de la información a través de la direcciones MAC. Esto permite que el tráfico de la red disminuya con los puentes, ya que sólo envía a un segmento de la red y no a toda. El puente no asigna ancho de banda.

Figura 14

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Administración de redes

Puente Switch: La característica fundamental del Switch es que si asigna un ancho de banda de la red a cada segmento de esta. También opera con las direcciones MAC. Figura 14

Switch Enrutador o Router: Este dispositivo opera con direcciones IP, las cuales veremos en la unidad 3. Puede enviar la información exactamente al segmento de red a la cual pertenece el equipo que debe recibir esta información.

Figura 15

Enrutador Software de la Red Los dispositivos de hardware como la tarjeta de red están asociados con software que conocemos como controladores o drivers; cada marca tiene sus propios controladores para un sistema operativo en particular ya sea XP, Vista o Linux. Los enrutadores tienen un sistema operativo propio y tendríamos que revisar el manual de cada marca para poderlos configurar correctamente.

El sistema operativo Windows tiene algunos comandos básicos para saber las direcciones MAC de las tarjetas de red, la dirección IP y los DNS. Dichos conceptos nuevos los iremos aclarando a medida que avance el curso.

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Administración de redes Uno de estos comandos es el ipconfig que nos mostrará la IP, la máscara de red y la puerta de enlace de nuestro equipo. Este comando, ejecutado de la siguiente forma, nos dará una información más detallada de la configuración de nuestra tarjeta de red (ipconfig /all)

FDEH (Formador Dice y El Estudiante Hace) Ejercicios para realizar en clase:  El estudiante llenará la información necesaria en la siguiente tabla utilizando el comando ipconfig.

Dirección física Dirección IP Mascara de subred Puerta de enlace predeterminada Servidores DNS Servidores DNS

EDH (Estudiante Dice y Hace)  El estudiante consultará los siguientes términos para comprender los resultados del comando ipconfig.

1. Dirección IP: ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ 2. Máscara de subred: ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ 3. Puerta de enlace: ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ 19

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Administraci贸n de redes ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ 4. DNS ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ 5. DHCP: ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ 6. Driver o controlador: ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________

Valoraci贸n de evidencias:

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Administración de redes

Modelo OSI ¿Qué es el modelo OSI? El modelo OSI (Interconexión de Sistemas Abiertos), fue creado para estandarizar la forma de conexión de las redes. Aunque hay otros modelos, el OSI es el más utilizado, fue desarrollado por la ISO (Organización internacional de la Normalización).

Este modelo no es algo tangible, especifica las funciones de la red por medio de capas. Este modelo sirve para conocer cómo viaja la información a través de la red.

Figura 16

ORIGEN

DESTINO

OSI

OSI

DATOS

DATOS

Capas del modelo OSI El modelo OSI tiene 7 capas, cada capa cumple una función específica en el envío de la información. Las capas se cumplen tanto para el que envía la información como para el que recibe dicha información.

Las capas del modelo OSI El problema de enviar información fue resuelto dividiéndolo en 7 niveles los cuales llamaremos capas para el modelo OSI, estas capas son:

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Administración de redes Aplicación: La capa de aplicación proporciona servicios de red a las aplicaciones del usuario. Por ejemplo, los servicios de transferencia de archivos prestan servicios a una aplicación de procesamiento de texto en esta capa.

Presentación: Esta capa proporciona representación de datos y formateo de códigos. Garantiza que los datos que llegan desde la red puedan ser utilizados por la aplicación y que la información enviada por la aplicación se pueda transmitir a través de la red.

Sesión: Esta capa establece, mantiene y administra las sesiones entre aplicaciones.

Transporte: Esta capa divide en segmentos y recompone los datos en una corriente de datos. TCP es uno de los protocolos de la capa de transporte que se usan con IP (Protocolo Internet).

Red: Esta capa determina la manera óptima de desplazar los datos de un lugar a otro. Los routers operan en esta capa, donde también se encuentra el esquema de direccionamiento IP. Enlace de datos: Esta capa prepara un paquete o datagrama para su transmisión física a través del medio.

Maneja la notificación de errores, la topología de la red y el control de flujo. Utiliza direcciones de Control de Acceso al Medio (MAC).

Física: Esta capa proporciona los medios eléctricos, mecánicos, de procedimiento y funcionales para activar y mantener el enlace físico entre los sistemas. Esta capa usa medios físicos como cables de par trenzado, coaxial y de fibra óptica.

Figura 16. Flujo de comunicación a través de una red

Origen

Dest Se recibe La información

Se envía el el mensaje o información

El mensaje “viaja” a través de la red En la vida real, las 7 capas del modelo OSI están normalmente constituidas como combinación de sistemas operativos (Windows, Mac o Unix), por las aplicaciones (navegadores, clientes de correo), por protocolos de transporte y red (TCP/IP, IPX/SPX, SNA) y por el hardware y software de la red.

Figura 17. Flujo de datos mediante el modelo OSI

DESTINO

ORIGEN

22 DATOS

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DATOS

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Hardware de la red en modelo OSI El hardware de la red se ubica en las primeras capas del modelo OSI: capa física, enlace de datos y red.

Están distribuidos de la siguiente forma.

Figura 18. Capa física

Repetido r

Hu b

Figura 19. Capa de enlace de datos

Puente

NIC

Switch

Figura 20. Capa de red

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Enrutador Modelo TCP/IP El TCP/IP es protocolo de comunicación de internet y también tiene un modelo con solo 4 capas.

Protocolos de comunicación en redes Los protocolos son los estándares que permiten que las computadoras puedan comunicarse en la red.

Podríamos asimilarlos como los lenguajes: si hablas español, necesitas de un receptor que hable español para que te entienda. Así pasa en las redes, necesitamos de protocolos para poder comunicar las maquinas.

Los protocolos definen básicamente:  Cómo las computadoras se identificarán unas con las otras en una red específica.  La forma que deben tomar los datos para ser transmitidos  Cómo la información debe ser procesada cuando llegue a su destino.

Algunos de los protocolos de redes más importantes son:

TCP/IP Son las siglas de "Transfer Control Protocol / Internet Protocol" (protocolo de control de trasferencia de internet), éste es el conjunto establecido de normas de transporte y lenguaje definido para la Red Internet e incorporado por otras redes. Es también el protocolo más utilizado en comunicación en redes.

TCP/IP es un protocolo de transmisión de paquetes. Cuando un ordenador quiere mandar a otro un archivo, lo primero que hace es partirlo en trozos pequeños (alrededor de unos 4 Kb) y posteriormente enviar cada trozo por separado. Cada paquete de información contiene la dirección en la Red donde ha de llegar, y también la dirección de remite, por si hay que recibir respuesta. Los paquetes viajan por la Red de forma independiente.

Como entre dos puntos de la Red suele haber muchos caminos posibles, cada paquete escoge el que en ese momento es óptimo, dependiendo de factores como saturación de las rutas o atascos. Así, puede pasar que parte de un fichero que se envía desde Colombia hasta España pase por cable submarino hasta el Norte de Europa y de allí hasta España, y otra parte venga por satélite directamente. Esto permite que Internet sea una red estable ya que, por su propia dimensión y complejidad, existen cientos de vías alternativas para un destino concreto, por lo que, aunque fallen ordenadores intermediarios o no funcionen correctamente algunos canales de información, prácticamente, siempre existe comunicación entre dos puntos de la Red.

Modelo TCP/IP El TCP/IP es protocolo de comunicación de internet y también tiene un modelo con solo 4 capas.

Figura 21. Modelo TCP/IP

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Administración de redes

Capa de aplicación

Capa de trasporte

Capa de internet

Capa de acceso a la Red

 Capa de aplicación: El modelo TCP/IP combina todos los aspectos relacionados con las aplicaciones en una sola capa y garantiza que estos datos estén correctamente empaquetados para la siguiente capa.  Capa de transporte: Esta capa se refiere a los aspectos de calidad del servicio con respecto a la confiabilidad, el control de flujo y la corrección de errores. Uno de sus protocolos, el protocolo para el control de la transmisión (TCP), ofrece maneras flexibles y de alta calidad para crear comunicaciones de red confiables, sin problemas de flujo y con un nivel de error bajo. TCP es un protocolo orientado a la conexión que mantiene un diálogo entre el origen y el destino mientras empaqueta la información de la capa de aplicación en unidades denominadas segmentos. “Orientado a la conexión” significa que los segmentos de Capa 4 viajan de un lado a otro entre dos hosts para comprobar que la conexión exista lógicamente para un determinado período. Esto se conoce como conmutación de paquetes.  Capa de Internet: El objetivo de la capa de Internet es enviar paquetes origen desde cualquier red en la Internet y que estos paquetes lleguen a su destino independientemente de la ruta y de las redes que hayan recorrido para llegar hasta allí. El protocolo específico que rige esta capa se denomina Protocolo Internet (IP). En esta capa se produce la determinación de la mejor ruta y la conmutación de paquetes.

Se podría decir que eficacia (llegar a destino) y eficiencia (del mejor modo posible) son el propósito que persigue.  Capa de acceso de red: También denominada “capa de host a red”. Es la capa que se ocupa de todos los aspectos que requiere un paquete IP para realizar los enlaces físicos. Esta capa incluye los detalles de tecnología LAN y WAN y todos los de la capa física y de enlace de datos del modelo OSI presentado anteriormente.

Figura 22. Paralelo entre Modelos TCP/IP y OSI

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Administración de redes

Algunas de las capas del modelo TCP/IP reciben el mismo nombre que en el modelo OSI. Como el modelo TCP/IP sólo tiene 4 capas, la de aplicación contiene 3 capas del modelo OSI, así como la capa de acceso a la red contiene 2 del modelo OSI (Figura 22).

NetBIOS Este protocolo provee los servicios de sesión en la capa 5 del modelo OSI. Es un protocolo de aplicación para compartir recursos en red que se encarga de establecer la sesión y mantener las conexiones. Pero este protocolo debe transportarse entre máquinas a través de otros protocolos, debido a que por sí mismo no es suficiente para transportar los datos en redes LAN o WAN, para lo cual debe usar otro mecanismo de transporte. Los protocolos que pueden prestar el servicio de transporte a NetBIOS son:  IPC/IPX: Protocolo nativo Novell. Es rutable, pero en Internet sólo se puede transportar si se encapsula sobre IP  NetBEUI: Protocolo nativo Windows, normalmente no rutable. Es el sistema que debe utilizarse, por seguridad, cuando la red está constituida exclusivamente por máquinas Windows. Sólo se puede transmitir por Internet si se encapsula sobre IP  TCP/IP Hay mas protocolos para redes pero el más importante para analizar es el TCP/IP, el cual veremos en direccionamiento de redes.

Redes Inalámbricas Una de las tecnologías más prometedoras y discutidas en esta década es la de poder comunicar computadoras mediante tecnología inalámbrica. Las Redes Inalámbricas facilitan la operación en lugares donde la computadora no puede permanecer en un sólo lugar, como en almacenes o en oficinas que se encuentren en varios pisos. La movilidad hace que estas redes tengan gran acogida a nivel mundial.

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Administración de redes La seguridad es un aspecto que cobra especial relevancia cuando hablamos de redes inalámbricas. Para tener acceso a una red cableada es imprescindible una conexión física al cable de la red. Sin embargo, en una red inalámbrica desplegada en una oficina, un tercero podría acceder a la red sin ni siquiera estar ubicado en las dependencias de la empresa, bastaría con que estuviese en un lugar próximo donde le llegase la señal. Es más, en el caso de un ataque pasivo, donde sólo se escucha la información, ni siquiera se dejan huellas que posibiliten una identificación posterior.

El canal de las redes inalámbricas, al contrario que en las redes cableadas privadas, debe considerarse inseguro. Cualquiera podría estar escuchando la información transmitida. Y no sólo eso, sino que también se pueden inyectar nuevos paquetes o modificar los ya existentes (ataques activos). Las mismas precauciones que tenemos para enviar datos a través de Internet deben tenerse también para las redes inalámbricas.

Protocolo WEP WEP (Wired Equivalent Privacy, privacidad equivalente al cable) es el algoritmo opcional de seguridad incluido en la norma IEEE 802.11. Los objetivos de WEP, según el estándar, son proporcionar confidencialidad, autentificación y control de acceso en redes WLAN. WEP utiliza una misma clave simétrica y estática en las estaciones y el punto de acceso. El estándar no contempla ningún mecanismo de distribución automática de claves, lo que obliga a escribir la clave manualmente en cada uno de los elementos de red. Esto genera varios inconvenientes. Por un lado, la clave está almacenada en todas las estaciones, aumentando las posibilidades de que sea comprometida. Y por otro, la distribución manual de claves provoca un aumento de mantenimiento por parte del administrador de la red, lo que conlleva, en la mayoría de ocasiones, que la clave se cambie poco o nunca.

Protocolo WAP WPA (Wi-Fi Protected Access, acceso protegido Wi-Fi) es la respuesta de la asociación de empresas Wi-Fi a la seguridad que demandan los usuarios y que WEP no puede proporcionar.

El IEEE tiene casi terminados los trabajos de un nuevo estándar para reemplazar a WEP, que se publicarán en la norma IEEE 802.11i. WPA soluciona todas las debilidades conocidas de WEP y se considera suficientemente seguro.

Las principales características de WPA son la distribución dinámica de claves, utilización más robusta del vector de inicialización (mejora de la confidencialidad) y nuevas técnicas de integridad y autentificación.

WPA incluye las siguientes tecnologías: IEEE 802.1X: Estándar del IEEE de 2001 para proporcionar un control de acceso en redes basadas en puertos. El concepto de puerto, inicialmente pensado para las ramas de un switch, también se puede aplicar a las distintas conexiones de un punto de acceso con las estaciones. Las estaciones tratarán entonces de conectarse a un puerto del punto de acceso. El punto de acceso mantendrá el puerto bloqueado hasta que el usuario se autentifique. Con este fin se utiliza el protocolo.

Protocolo TCP/IP La necesidad de poder conectar muchas redes físicas diferentes y hacerlas funcionar como una unidad homogénea, propició la aparición del modelo de referencia TCP/IP (protocolos TCP/IP) el cual vimos su estructura en la unidad anterior.

Este protocolo tiene en su versión 4 (IPV4), la base de la comunicación de redes planteada actualmente, tanto en redes locales como en internet.

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Administración de redes

Protocolo IP V4 El protocolo IPV4 tiene 32 bits los cuales están divididos en 4 partes de ocho cada una (4 octetos).

Este protocolo lo analizaremos profundamente en la siguiente unidad ya que las redes se basan en este para la conexión lógica de equipos.

Protocolo IP V6 ¿Por qué IP V6?

Nadie se imaginó el crecimiento que iba a tener Internet en algún momento. Debido a eso, las direcciones IP se están acabando ya que este protocolo tiene una limitante de direcciones (232), más exactamente 4.294.967.296.

El protocolo IP V6 tiene (2128), es decir exactamente 340.282.366.920.938.463.463.374.607.431.768.211.456.  Mayor espacio de direcciones. El tamaño de las direcciones IP cambia de 32 bits a 128 bits.  Paquetes IP eficientes y extensibles, sin que haya fragmentación en los routers, alineados a 64 bits y con una cabecera de longitud fija, más simple, que agiliza su procesado por parte del router.  Posibilidad de paquetes con carga útil (datos) de más de 65.355 bytes.  Seguridad en el núcleo del protocolo (IPsec). El soporte de IPsec es un requerimiento del protocolo IPv6.  Capacidad de etiquetas de flujo. Puede ser usada por un nodo origen para etiquetar paquetes pertenecientes a un flujo (flow) de tráfico particular, que requieren manejo especial por los routers IPv6, tal como calidad de servicio no por defecto o servicios de tiempo real. Por ejemplo video conferencia.  Características de movilidad, la posibilidad de que un nodo mantenga la misma dirección IP, a pesar de su movilidad.  Capacidades de autenticación y privacidad

FDH (Formador Dice Y Hace) Ejercicios para realizar en clase: Hacer el diseño inicial de una red local que tenga tanto equipos cableados como inalámbricos.

EDH (Estudiante Dice Y Hace) Ejercicios para realizar en casa: Con el diseño elaborado en clase, hacer una cotización básica de los equipos y hardware necesario para montar dicha red.

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