Curso: Redes Locales BĂĄsico Unidad III: Redes de Ă rea Local - LAN Realizar un reconocimiento y generar un producto de los contenidos propuestos para la Unidad III.
CURSO: REDES LOCALES BASICO DESARROLLO DE LA FASE 3 Y 4
PRESENTADO A: ING. MIGUEL ANGEL LOPEZ
CÓDIGO GRUPO (301121_32)
PRESENTADO POR: OSWALDO CONTRERAS SIERRA CÓD: 92530308
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD FACULTAD: INGENIERÍA DE SISTEMAS NOV.13 DE 2015 SINCELEJO – SUCRE
¿Qué es el Modelo TCP/IP y cuáles son sus características? Este modelo fue desarrollado por el ministerio de defensa norteamericano ya que necesitaba tener una red que pudiera resistir a todas las condiciones, incluso a una guerra nuclear. En un mundo conectado por diferentes tipos de medios de comunicación como el cobre, las micro ondas, la fibra óptica y transmisión por satélite, el ministerio de defensa deseaba tener una transmisión de paquetes con seguridad de que llegue a su destino en cualquier tipo de condiciones. Esta idea extremadamente ambiciosa condujo a la creación del modelo TCP/IP. MODELO OSI: modelo de interconexión de sistemas abiertos, el cual es un modelo de referencia para los protocolos de la red de arquitectura en capa. El Modelo OSI divide en 7 capas el proceso de transmisión de la información entre equipo informáticos, donde cada capa se encarga de ejecutar una determinada parte del proceso global. Las cuales son las siguientes: 7. 6. 5. 4. 3. 2. 1.
Aplicación Presentación Sesión Transporte Red Enlace de datos Físico
Cada una de las capas que representa el modelo OSI se es una etapa diferente en el proceso de preparación de datos que van a transmitirse a través de una red. El proceso comienza en la capa de aplicación del equipo host emisor, en el cual las aplicaciones están conectadas al software de Red; los datos que se van a enviar se agrupan en un paquete que pasa por cada capa y que reúne la información de enrutamiento y seguimiento hasta llegar a la capa física, desde donde se envía a su destino a través de la Red. Al enviar una carta se sigue un proceso similar, el ejemplo comparativo siguiente muestra la analogía entre las funciones de cada capa del modelo OSI y el proceso que se lleva a cabo cuando se envía una carta a través de una empresa de mensajería:
El proceso comienza con la creación de un documento y el envío de este a un traductor a través del correo interno, lo cual corresponde con la capa de aplicación en el modelo OSI, es decir donde se realiza la conexión entre una aplicación y el software de red. La siguiente etapa corresponde a la capa de presentación en la cual el texto se traduce al idioma del receptor, en esta capa del modelo OSI, los clientes de origen y de destino eligen una sintaxis de comunicación común. A continuación se comprueba la dirección del destinatario para asegurarse de que la empresa de mensajería cubre esa área; de ser así el documento se pone en un sobre, esto es similar a la capa de sesión en el modelo OSI en la que se realiza la conexión entre los clientes emisor y receptor. Si se desea una entrega con todas las garantías se asignara un número de seguimiento a su carta. Para la similitud en el modelo OSI la capa de transporte es donde se elige un protocolo confiable o no confiable. Luego se coloca la dirección en el sobre, para nuestro caso en la capa de red del modelo OSI, se añade la dirección de destino al paquete. Para el paso siguiente se sella el sobre y se elige el tipo de transporte, en el modelo OSI el paquete se convierte al formato correcto para su transmisión en la capa de enlace de Datos. Finalmente el sobre se envía por el transporte elegido a su destino, para el caso de la capa física, siendo la última etapa en la cual el paquete pasa al cable de red.
Funciones Por Capa Del Modelo OSI
Capa de Aplicación: Proporciona la interfaz para que las aplicaciones tengan acceso a la red, es decir concede los derechos de acceso la red y a las aplicaciones.
Capa de Presentación: Permite la comunicación entre los equipos, así como también elegir la mejor sintaxis que tienen en común. Capa de Sesión: Asegura una comunicación fluida entre clientes, es decir, mantiene la comunicación entre los equipos cliente emisor y receptor. Capa de Transporte: proporciona el tipo adecuado de conexión, es decir, Permite elegir un protocolo confiable o no confiable para establecer la conexión con el receptor, en función del tipo de protocolo que necesiten los equipos clientes. Capa de Red: Agrega la dirección de destino a cada paquete, del mismo modo si se establece una conexión confiable en la capa de transporte, los protocolos en la capa de red realizan el seguimiento y comprobación necesarios para garantizar la confiabilidad de la conexión. Capa de Vinculo de datos: prepara los paquetes para su transmisión. Capa Física: Envía los paquetes al hardware de red.
El proceso contrario tiene lugar en el equipo cliente que recibe el paquete, a medida que pasa por cada capa en dirección ascendente, la dirección adjunta al paquete antes del envío se comprueba y extrae en las mismas capas pero en el equipo host receptor; cuando alcanza la capa de aplicación solo contiene los datos originales. Contrariamente a otras tecnologías de red propietarias, TCP/IP ha sido desarrollado como una norma abierta. Esto quiere decir que cualquiera puede utilizar TCP/IP. Esto contribuyó a acelerar el desarrollo de TCP/IP como norma.
El modelo TCP/IP define las 4 capas siguientes:
La capa de aplicación La capa transporte La capa Internet La capa de acceso a red
A pesar de que algunas capas del modelo TCP/IP tengan el mismo nombre que las capas del modelo OSI*, éstas no son las mismas. La capa aplicación garantiza diferentes funciones en cada modelo.
Los creadores del modelo TCP/IP estimaban que la capa aplicación debía incluir los detalles de las capas de sesión y presentación de OSI*. Por lo tanto crearon una capa aplicación que maneje las cuestiones de representación, el código y el control del dialogo. La capa transporte está encargada de las cuestiones de calidad del servicio en relación a la confianza, el control de flujo y la corrección de errores. Uno de sus protocolos, TCP/IP (Transmission Control Protocol – protocolo de control de la transmisión), proporciona excelentes medios para crear comunicaciones de red fiables, con buena circulación y con una baja tasa de errores. El protocolo TCP está orientado a la conexión. Mantiene un dialogo entre el PC fuente y el PC de destino mientras prepara la información de la capa aplicación en
unidades, llamada segmentos. Un protocolo orientado a la conexión no significa que existe un circuito entre los PC que se comunican. Este tipo de funcionamiento indica que hay un intercambio de segmentos de capa 4 entre los dos PC host a fin de confirmar la existencia lógica de la conexión durante un cierto tiempo. El objetivo de la capa Internet es el de dividir los segmentos TCP en paquetes y enviarlos después a cualquier red. Los paquetes llegan a la red de destino sin importar la ruta que hayan tomado. El protocolo que gestiona esta capa es llamado protocolo IP (Internet Protocol). La determinación de la mejor ruta y la conmutación de paquetes tienen lugar al nivel de esta capa. La relación entre IP y TCP es fundamental. Cada protocolo juega un rol particular: IP indica la ruta de los paquetes, mientras que TCP garantiza un transporte fiable.
Implementación del modelo OSI en el protocolo TCP/IP
Al implementar o aplicar el modelo de referencia OSI al protocolo TCP/IP, las 7 capas se consolidan en 4: aplicación, transporte, internet y Acceso a la red o Vínculo. El software que interactúa con ciertas topologías de red no forma parte de TCP/IP; cada una de las 3 capas TCP/IP superiores contiene uno o varios protocolos que realizan distintas funciones en TCP/IP.
En la capa de Aplicación los 6 protocolos más comunes son: HTTP, FTP, SMTP, DNS, RIP y SNMP.
HTTP: Protocolo de transferencia de hipertexto que se utiliza para obtener acceso a internet. FTP: Protocolo de transferencia de archivos, que puede utilizarse para copiar archivos a través de la red. SMTP: Protocolo simple de transferencia de correo, que hace posible el envío de correo electrónico a través de una red. DNS: Sistema de nombres de dominio, que se encarga de buscar direcciones de host, para que sea posible la conexión. RIP: protocolo de información de enrutamiento, usado por los enrutadores para intercambiar información. SNMP: protocolo simple de administración de redes, que hace posible administrar servidores y otros dispositivos a través de la red.
En la capa de transporte hay dos protocolos: TCP y UDP
TCP: protocolo de transporte, se basa en la conexión, lo que significa que negocia y mantiene la conexión entre dos host. Mediante la conexión se garantiza que el receptor esté listo para recibir un paquete que se envíe una confirmación de recepción al emisor y que se vuelva a enviar paquetes cuya recepción no ha confirmado el receptor. TCP se conoce como protocolo confiable porque garantiza la transmisión correcta de los datos. UDP: protocolo d datagrama de usuario, es un protocolo sin conexión; cuando envía un paquete a un host, no comprueba si el receptor está listo y cuando lo recibe. Al no enviar el gran número de mensajes que TCP usa para garantizar la entrega de los paquetes, utiliza mucho menos ancho de banda que TCP. Los protocolos de la capa de aplicación como DNS, usan UDP para enviar mensajes cortos como consulta de nombres y respuestas, al igual que TCP, UDP rechaza los paquetes dañados, al no poder garantizar la entrega de paquetes, UDP se conoce como un protocolo no confiable. En multimedia de transmisión por secuencia se usa a menudo UDP por su bajo nivel de sobrecarga; la mayoría de los reproductores multimedia guardan suficiente información para solicitar al emisor otra copia de un paquete dañado y recibirla antes de usarlo.
En la capa de internet el protocolo principal es IP o protocolo de internet que administra la transmisión de paquetes entre los equipos host emisor y receptor. Este protocolo se encarga de enrutar los paquetes a su destino, dividirlos en tamaños adecuados para los enrutadores por los que pasan y direccionan
paquetes. Una dirección IP es una serie de números asignados a la dirección física de hardware de un host. La capa de internet incluye otros protocolos como:
ARP: Protocolo de resolución de direcciones que busca la dirección física vinculada a una dirección IP. IGMP: Protocolo de administración de grupos de internet, usado por los enrutadores para hacer el seguimiento de la pertenencia a grupos en una subred. ICMP: protocolo de mensajes de control de internet, que transmite mensajes de error y ofrece capacidades de diagnóstico sencillas.
TCP/IP no exige una topología de red específica sino que usa funciones en la capa de vínculo para crear tramas y enviarlas a través de la red: Ethernet, Token Ring, Frame Relay , ATM.
2. ¿Qué es una Dirección IP y cuáles son sus características? La Dirección IP es un número de identificación utilizado en todas las conexiones de red, ya sea inalámbrica, de cable local o en internet, para clasificar, diferenciar y autentificar los nodos o puntos desde los cuales nos conectamos e intercambiamos información. Dicho de otra forma Una dirección IP es algo parecido al número telefónico que se asigna dentro de un directorio a cada usuario, de tal forma que si un usuario desea comunicación con otro solo marca ese número que lo identifica. Por tanto dirección IP es un número permite identificar inequívocamente a un ordenador dentro de una Red, ya sea local (su oficina o su hogar) o pública (Internet).
Características de una Dirección IP: La dirección IP está compuesta por 4 bloques de cifras que van de 0 a 255 cada una, es decir, Tienen 4 grupos de 8 bits cada uno, sepadados por un punto, pero se representan en formato decimal, es decir, tu dirección puede
ser 11000000.10101000.00000001.00000001 pero al pasar eso a decimal se convierte en: 192.168.1.1 Un ejemplo: 164.12.123.65, el valor de cada grupo puede estar entre 0 y 255. Como se comprenderá las combinaciones posibles son muchas pero limitadas y llegará el momento que no alcancen para satisfacer la demanda, es por eso que está en desarrollo otro protocolo llamado IPv6, que suplirá dichas limitaciones.
Las direcciones IP se denominan direcciones lógicas Están constituidas por un direccionamiento jerárquico. Representan una conexión de la maquina a la red y no a la maquina misma. Una dirección de IP es un número binario de 32 bits (4 octetos) claramente, la dirección se eligió para que encajara convenientemente en un registro de 32 bits de una computadora. El espacio de direcciones resultado, es decir, el conjunto de todos los números de direcciones posibles contiene 4.294.967.296 números. La notación punto se inventó para leer y escribir fácilmente las direcciones IP. Cada octeto (8bits) de una dirección IP se convierte a su número decimal y los números se separan por puntos.
Tipos de Direcciones IP Dependiendo del alcance o ámbito de red podremos diferenciar en dos grandes grupos de direcciones IP, las fijas o estáticas y la dinámicas. IP Local: es la que identifica a nuestro ordenador inequívocamente dentro de una pequeña red. Por ejemplo: La red privada de nuestra oficina u hogar. suelen llamarse Intranet o ''Red de área local'' (LAN, Local Área Network). IP Pública Estática y Dinámica: es la que identifica a nuestro ordenador en Internet. IP Dinámica: Número que se nos asigna automáticamente cada vez que nos conectamos a Internet y que será diferente en cada conexión. IP Publica Estática o Fija: Número fijo que nos permitirá tener siempre la misma dirección IP cuando nos conectamos a Internet, de forma que se nos identificará inequívocamente. Un ejemplo claro es al Conectarse a otro ordenador a través de Internet; al cual quizás desee conectarse desde su oficina o casa. Le será más fácil conectarse a ese ordenador si ya conoce previamente su dirección IP. Ya que de ser Dinámica necesitará saber cuál se le ha asignado en ese justo momento. Para esto tendrá que pedir a alguien que esté en la oficina que se la facilite. Pero, si no hay nadie en la oficina, necesitará recurrir a métodos especiales para obtener esa dirección IP.
3. Clasificación de la Dirección IP Dirección IP de Clase A: o Son Diseñadas para redes extremadamente grandes. o En las direcciones IP de clase A, el primer octeto se usa para indicar la dirección de red. o Los 3 octetos restantes proveen direcciones hosts. Cualquier dirección que empiece entre 1 y 126 en el primer octeto es una dirección de clase A.
Dirección IP Clase B: o Fueron diseñadas para soportar las necesidades de redes de tamaño moderado. o Una Dirección IP de clase B usa los 2 primeros octetos para indicar la dirección de red. o Cualquier dirección IP que empiece en el rango de 128 a 191 en el primer octeto es una dirección de clase B. Dirección IP de clase C: o El espacio de dirección de clase C es el más utilizado fue diseñado para redes pequeñas con un máximo de 254 host. o En una dirección de clase C se utiliza los 3 primeros octetos para indicar la dirección de red. o Si una dirección contiene un número de 192 a 223 en el primer octeto, es una dirección de clase C Dirección IP de Clase D: o Utilizado para los multicast, la clase D es levemente diferente de las primeras tres clases. o Tiene un primer bit con valor de 1, segundo bit con valor de 1, tercer bit con valor de 1 y cuarto bit con valor de 0. o Los otros 28 bits se utilizan para identificar el grupo de computadoras al que el mensaje del multicast está dirigido.
o La clase D totaliza 1/16ava (268. 435. 456 o 228) de las direcciones disponibles del IP. Dirección IP de Clase E: o La clase E se utiliza para propósitos experimentales solamente. Como la clase D, es diferente de las primeras tres clases. o Tiene un primer bit con valor de 1, segundo bit con valor de 1, tercer bit con valor de 1 y cuarto bit con valor de 1. o Los otros 28 bits se utilizan para identificar el grupo de computadoras que el mensaje del multicast está dirigido. o La clase E totaliza 1/16ava (268,435,456 o 228) de las direcciones disponibles del IP. ¿Qué son las Máscaras de Red? La máscara de red o redes es una combinación de bits que sirve para delimitar el ámbito de una red de ordenadores. Su función es indicar a los dispositivos qué parte de la dirección IP es el número de la red, incluyendo la subred, y qué parte es la correspondiente al host. Mediante la máscara de red un sistema (ordenador, puerta de enlace, router, etc...) podrá saber si debe enviar un paquete dentro o fuera de la subred en la que está conectado. Por ejemplo, si el router tiene la dirección IP 192.168.1.1 y máscara de red 255.255.255.0, entiende que todo lo que se envía a una dirección IP con formato 192.168.1.X, se envía hacia la red local, mientras que direcciones con distinto formato de direcciones IP serán buscadas hacia afuera (internet, otra red local mayor, etc...). Supongamos que tenemos un rango de direcciones IP desde 10.0.0.0 hasta 10.255.255.255. Si todas ellas formaran parte de la misma red, su máscara de red sería: 255.0.0.0. Que también se podría expresar como: 10.0.0.0/8 Una máscara de red representada en binario son 4 octetos de bits (11111111.11111111.11111111.11111111). La representación utilizada se define colocando en 1 todos los bits de red (máscara natural) y en el caso de subredes, se coloca en 1 los bits de red y los bits de host usados por las subredes. Así, en esta forma de representación (10.0.0.0/8) el 8 sería la cantidad de bits puestos a 1 que contiene la máscara en binario, comenzando desde la izquierda. Para el ejemplo dado (/8), sería 11111111.00000000.00000000.00000000 y en su representación en decimal sería 255.0.0.0.
Clases de máscaras en subredes Clase A B C D E
Bits
IP Subred
IP Broadcast
0 10 110 1110 1111
0.0.0.0 128.0.0.0 192.0.0.0 224.0.0.0 240.0.0.0
127.255.255.255 191.255.255.255 223.255.255.255 239.255.255.255 255.255.255.254
Máscara en decimal 255.0.0.0 255.255.0.0 255.255.255.0 sin definir sin definir
CIDR /8 /16 /24 sin definir sin definir
Broadcast: La dirección de broadcast IPv4 es una dirección especial para cada red que permite la comunicación a todos los host en esa red. Para enviar datos a todos los hosts de una red, un host puede enviar un solo paquete dirigido a la dirección de broadcast de la red. La dirección de broadcast utiliza la dirección más alta en el rango de la red. Ésta es la dirección en la cual los bits de la porción de host son todos 1. Para la red 10.0.0.0 con 24 bits de red, la dirección de broadcast sería 10.0.0.255. A esta dirección se la conoce como broadcast dirigido. Loopback: La dirección IP se utiliza como la dirección del loopback. Esto significa que es utilizada por el ordenador huésped para enviar un mensaje de nuevo a sí mismo. Se utiliza comúnmente para localizar averías y pruebas de la red.
CARACTERISTICAS DE LOS EQUIPOS NETWORKING EQUIPO NETWORKING
DEFINICION
FUNCIONES
CARACTERISTICAS
Módem es el dispositivo que convierte las señales digitales en analógicas y viceversa, permitiendo la comunicación entre computadoras a través de la línea telefónica o del cable módem.
Se han usado módems desde los años60, principalmente debido a que la transmisión directa de las señales electrónicas inteligibles, a largas distancias, no es eficiente, por ejemplo, para transmitir señales de audio por el aire, se requerirían antenas de gran tamaño (del orden de cientos de metros)para su correcta recepción
Es un dispositivo que sirve para enviar una señal llamada moduladora mediante otra señal llamada portadora. Enviar señales moduladoras mediante otra señal llamada moduladora Módems PC Card: son módems en forma de tarjeta, que se utilizaban en portátiles, antes de la llegada del USB (PCMCIA)
Un repetidor (o regenerador) es un dispositivo electrónico que opera solo en el nivel físico del modelo OSI
Las señales que transportan información dentro de una red pueden viajar a una distancia fija antes de que la atenuación dañe la integridad de los datos. Un repetidor instalado en un enlace recibe la señal antes de que se vuelva demasiado débil o corrupta, regenera el patrón de bits original y coloca la copia refrescada de nuevo en el enlace. Un repetidor solo permite extender la longitud física de una red. El repetidor no cambia de ninguna forma la funcionalidad de la red.
Se utilizan sobre todo en los sistemas de cableado lineales como Ethernet. Los repetidores funcionan sobre el nivel más bajo de la jerarquía de protocolos. Se utilizan normalmente dentro de un mismo edificio. Los segmentos conectados a un repetidor forman parte de la misma red.
MODEM
REPETIDOR
CARACTERISTICAS DE LOS EQUIPOS NETWORKING EQUIPO NETWORKING
HUB
PUENTE
DEFINICION
FUNCIONES
CARACTERISTICAS
Un concentrador, o Paquete de entrada es Dado que cada paquete está siendo repetidor, es un transmitido a otro puerto (que no enviado a través de cualquier otro dispositivo de emisión sea el puerto de entrada). puerto, aparecen las colisiones de bastante sencillo. Los paquetes como resultado, que impiden concentradores no en gran medida la fluidez del tráfico. logran dirigir el tráfico Cuando dos dispositivos intentan que llega a través de comunicar simultáneamente, ocurrirá ellos, y cualquier una colisión entre los paquetes paquete de entrada es transmitidos, que los dispositivos transmitido a otro transmisores detectan. Al detectar esta puerto (que no sea el colisión, los dispositivos dejan de puerto de entrada). transmitir y hacen una pausa antes devolver a enviar los paquetes. Un dispositivo de hardware utilizado para conectar dos redes que funcionan con el mismo que funciona en el nivel físico, el puente funciona en el nivel lógico (en la capa 2 del modelo OSI). Esto significa que puede filtrar tramas.
Para permitir sólo el paso de aquellas cuyas direcciones de destino se correspondan con un equipo ubicado del otro lado del puente | Funciona en la capa enlace de datos del modelo osi, es decir funciona con las direcciones físicas de un equipo también se utiliza para segmentar una red y otra función del puente es enviar paquetes entre 2redes del mismo tipo.
Permiten aislar tráfico entre segmentos de red. Operan transparentemente al nivel de red y superiores. No hay limitación conceptual para el número de puentes en una red. Procesan las tramas, lo que aumenta el retardo. Utilizan algoritmos de encaminamiento, que generan tráfico adicional en la red. Filtran las tramas por dirección física y por protocolo. Se utilizan en redes de área local.
EQUIPO NETWORKING
NIC (NETWORK INTERFACE CARD)
SWITCH
DEFINICION
FUNCIONES
CARACTERISTICAS
Es una clase de tarjeta destinada a ser introducida en la placa madre de una computadora o se conecta a uno de sus puertos para posibilitar que la máquina se sume a una red y pueda compartir sus recursos (como los documentos, la conexión a Internet o una impresora, por ejemplo).
Permite la comunicación con aparatos conectados entre sí y también permite compartir recursos entre dos o más computadoras, disco duros, impresoras, etc. Permitir expansión de red
Operan a nivel físico del modelo OSI : Las normas que rigen las tarjetas determinan sus características , y su circuitería gestiona muchas de las funciones de la comunicación en red como : * Especificaciones mecánicas: Tipos de conectores para el cable, por ejemplo. * Especificaciones eléctricas: definen los métodos de transmisión de la información y las señales de control para dicha transferencia. * Método de acceso al medio: es el tipo de algoritmo que se utiliza para acceder al cable que sostiene la red. Estos métodos están definidos por las normas 802.x del IEEE.
Un conmutador o switch es un dispositivo digital lógico de interconexión de redes de computadoras que opera en la capa de enlace de datos del modelo OSI
La función es unir varias redes entre sí; sin examinar la información lo que le permite trabajar muy rápido ya que solo evalúa la dirección de destino
Permite la conexión de distintas redes de área ocal Cuentan con varios puertos rj45 integrados desde 4,8, 16, 32 y hasta 62 Actualmente compite contra dispositivos como hub, router y switch inalámbricos Permite la regeneración de la señal y son compatibles con la mayoría de sistemas operativos de La red
EQUIPO NETWORKING ROUTER
FIREWALL
DEFINICION encaminador, enrutador, direccionador o routeador. Es un dispositivo de hardware usado para la interconexi贸n de redes inform谩ticas
FUNCIONES
Encamina datagramas entre diferentes redes IP. Decide la interfaz de salida del router para cada datagrama que le llega notificar cualquier problema que impida el forwarding de datagramas usando mensajes ICMP Un firewall es un Permite o deniega las dispositivo que funciona transmisiones de una red a la como cortafuegos entre otra. redes
CARACTERISTICAS Que permite asegurar el direccionamiento de paquetes de datos entre ellas o determinar la mejor ruta que deben tomar. Opera en la capa tres del modelo OSI.
Un uso t铆pico es situarlo entre una red local y la red Internet, como dispositivo de seguridad para evitar que los intrusos puedan acceder a informaci贸n confidencial.