Protocolos de comunicación

Protocolo

Un protocolo es un método estándar que permite la comunicación entre procesos (que potencialmente se ejecutan en diferentes equipos), es decir, es un conjunto de reglas y procedimientos que deben respetarse para el envío y la recepción de datos a través de una red. Existen diversos protocolos de acuerdo a cómo se espera que sea la comunicación. Algunos protocolos, por ejemplo, se especializarán en el intercambio de archivos (FTP); otros pueden utilizarse simplemente para administrar el estado de la transmisión y los errores (como es el caso de ICMP), etc.

En Internet, los protocolos utilizados pertenecen a una sucesión de protocolos o a un conjunto de protocolos relacionados entre sí. Este conjunto de protocolos se denomina TCP/IP. 

Entre otros, contiene los siguientes protocolos:

HTTP

FTP

ARP

ICMP

IP

TCP

UDP

SMTP

Telnet

NNTP

Protocolo de comunicación

un protocolo de comunicaciones es un conjunto de reglas y normas que permiten que dos o más entidades de un sistema de comunicación se comuniquen entre ellos para transmitir información por medio de cualquier tipo de variación de una magnitud física. Se trata de las reglas o el estándar que define la sintaxis, semántica y sincronización de la comunicación, así como posibles métodos de recuperación de errores. Los protocolos pueden ser implementados por hardware, software, o una combinación de ambos.

Ejemplos de protocolos de red

• Capa 1: Nivel físico 

Cable coaxial o UTP categoría 5, categoría 5e, categoría 6, categoría 6a Cable de fibra óptica, Cable de par trenzado, Microondas, Radio, RS-232.

• Capa 2: Nivel de enlace de datos

ARP, RARP, Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, Token Ring, FDDI, ATM, HDLC.,cdp 

• Capa 3: Nivel de red 

IP (IPv4, IPv6), X.25, ICMP, IGMP, NetBEUI, IPX, Appletalk. 

• Capa 4: Nivel de transporte 

TCP, UDP, SPX. 

• Capa 5: Nivel de sesión 

NetBIOS, RPC, SSL. 

• Capa 6: Nivel de presentación 

ASN.1. 

• Capa 7: Nivel de aplicación

SNMP, SMTP, NNTP, FTP, SSH, HTTP, CIFS (también llamado SMB), NFS, Telnet, IRC, POP3, IMAP, LDAP, Internet Mail 2000, y en cierto sentido, WAIS y el desaparecido GOPHER.

Topologia de red de area local

Logica

Es la forma en que las máquinas se comunican a través del medio físicoes la manera en que los datos viajan por las líneas de comunicación. Las topologías lógicas más comunes son Ethernet, Red en anillo y FDDI.

Fisica

Se define como la cadena de comunicación que los nodos que conforman una red usan para comunicarse. La topología de red la determina únicamente la configuración de las conexiones entre nodos. La distancia entre los nodos, las interconexiones físicas, las tasas de transmisión y/o los tipos de señales no pertenecen a la topología de la red, aunque pueden verse afectados por la misma.

Estrella

En la topología de estrella, los equipos de la red están conectados a un hardware denominado concentrador. Es una caja que contiene un cierto número de sockets a los cuales se pueden conectar los cables de los equipos. Su función es garantizar la comunicación entre esos sockets.

A diferencia de las redes construidas con la topología de bus, las redes que usan la topología de estrella son mucho menos vulnerables, ya que se puede eliminar una de las conexiones fácilmente desconectándola del concentrador sin paralizar el resto de la red. El punto crítico en esta red es el concentrador, ya que la ausencia del mismo imposibilita la comunicación entre los equipos de la red. Sin embargo, una red con topología de estrella es más cara que una red con topología de bus, dado que se necesita hardware adicional (el concentrador).

Anillo

En una red con topología en anillo, los equipos se comunican por turnos y se crea un bucle de equipos en el cual cada uno "tiene su turno para hablar" después del otro. En realidad, las redes con topología en anillo no están conectadas en bucles. Están conectadas a un distribuidor (denominado MAU, Unidad de acceso multiestación) que administra la comunicación entre los equipos conectados a él, lo que le da tiempo a cada uno para "hablar".

Las dos topologías lógicas principales que usan esta topología física son la red de anillo y la FDDI (interfaz de datos distribuidos por fibra).

Bus

Es una topología de red en la que todas las estaciones están conectadas a un único canal de comunicaciones por medio de unidades interfaz y derivadores. Las estaciones utilizan este canal para comunicarse con el resto. Es la más sencilla por el momento.

La topología de bus tiene todos sus nodos conectados directamente a un enlace y no tiene ninguna otra conexión entre nodos. Físicamente cada host está conectado a un cable común, por lo que se pueden comunicar directamente, aunque la ruptura del cable hace que los hosts queden desconectados.

Hibridos

La topología híbrida es una de las más frecuentes y se deriva de la unión de varios tipos de topologías de red, de aquí el nombre de híbridas. Ejemplos de topologías híbridas serían: en árbol, estrella-estrella, bus-estrella, etc.

Su implementación se debe a la complejidad de la solución de red, o bien al aumento en el número de dispositivos, lo que hace necesario establecer una topología de este tipo. Las topologías híbridas tienen un costo muy elevado debido a su administración y mantenimiento, ya que cuentan con segmentos de diferentes tipos, lo que obliga a invertir en equipo adicional para lograr la conectividad deseada.

UNIDAD II.- TOPOLOGÍAS Y ARQUITECTURA DE REDES

Topologia

La topología de red se define como una familia de comunicación usada por los computadores que conforman una red para intercambiar datos. En otras palabras, la forma en que está diseñada la red, sea en el plano físico o lógico. El concepto de red puede definirse como "conjunto de nodos interconectados". Un nodo es el punto en el que una curva se intercepta a sí misma. Lo que un nodo es concretamente, depende del tipo de redes a que nos refiramos.

Transmisión sincronica y asicronica

Transmisión sincrónica

En este tipo de transmisión es necesario que el transmisor y el receptor utilicen la misma frecuencia de clock (reloj) en ese caso la transmisión se efectúa en bloques, debiéndose definir dos grupos de bits denominados delimitadores, mediante los cuales se indica el inicio y el fin de cada bloque.

Este método es más efectivo por que el flujo de información ocurre en forma uniforme, con lo cual es posible lograr velocidades de transmisión más altas.

Para lograr el sincronismo, el transmisor envía una señal de inicio de transmisión mediante la cual se activa el clock del receptor. A partir de dicho instante transmisor y receptor se encuentran sincronizados. Otra forma de lograr el sincronismo es mediante la utilización de códigos auto sincronizantes los cuales permiten identificar el inicio y el fin de cada bit.

Transmisión asincrónica

Es también conocida como Stara/stop. Requiere de una señal que identifique el inicio del carácter y a la misma se la denomina bit de arranque. También se requiere de otra señal denominada señal de parada que indica la finalización del carácter o bloque.

Generalmente cuando no hay transmisión, una línea se encuentra en un nivel alto. Tanto el transmisor como el receptor, saben cual es la cantidad de bits que componen el carácter (en el ejemplo son 7).

Los bits de parada son una manera de fijar qué delimita la cantidad de bits del carácter y cuando e transmite un conjunto de caracteres, luego de los bits de parada existe un bit de arranque entre los distintos caracteres.

A pesar de ser una forma comúnmente utilizada, la desventaja de la transmisión asincrónica es su bajo rendimiento, puesto que como en el caso del ejemplo, el carácter tiene 7 bits pero para efectuar la transmisión se requieren 10. O sea que del total de bits transmitidos solo el 70% pertenecen a datos.

Banda ancha por cable

El término banda ancha normalmente se refiere al acceso a Internet de alta velocidad. La Comisión Federal de Comunicaciones (FCC, por sus siglas en inglés) define al servicio de banda ancha como la transmisión de datos a una velocidad mayor de 200 kilobits por segundo (Kbps) o 200,000 bits por segundo, en por lo menos una dirección: transmisión de bajada (del Internet a la computadora del usuario) o de subida (de la computadora del usuario al Internet).

La banda ancha incluye varias tecnologías de transmisión de alta velocidad tales como:

• Línea Digital de Suscriptor (DSL): La Línea Digital de Suscriptor (DSL, por sus siglas en inglés) es una tecnología de transmisión telefónica que transmite datos más rápido a través de las líneas telefónicas de cobre ya instaladas en casas y empresas. La banda ancha de DSL proporciona velocidades de transmisión que van desde varios cientos de kilobits por segundo (Kbps) hasta millones de bits por segundo (Mbps).

Algunos tipos de tecnologías de transmisión de la DSL son:

• Línea digital asimétrica de suscriptor

• Línea digital simétrica de suscriptor

Algunas formas más rápidas de DSL disponibles típicamente para empresas son:

• Línea digital de suscriptor de alta velocidad (HDSL)

• Línea digital de suscriptor de muy alta velocidad (VDSL)

Inalambrica

• La banda ancha inalámbrica conecta su casa o negocio a Internet usando un enlace de radio entre la localidad del cliente y las instalaciones del proveedor del servicio. La banda ancha inalámbrica puede ser móvil o fija.

• Los "hotspots" (aeropuertos, bibliotecas, etc.) usan generalmente una tecnología de rango corto con velocidades de transmisión de hasta 54 Mbps. La tecnología de fidelidad inalámbrica (Wi-Fi) se usa con frecuencia también en conjunto con el servicio de la DSL o módem de cable para conectar los dispositivos de una casa o negocio al Internet vía una conexión de banda ancha.

• Los servicios de banda ancha inalámbrica móvil se pueden obtener también de compañías de telefonía móvil y otros. Y requieren una tarjeta especial para PC con una antena integrada que se conecta a la computadora portátil del usuario.

Satélite

• La banda ancha por satélite es otra forma de banda ancha inalámbrica, muy útil también para dar servicio a áreas remotas o muy poco pobladas.

• Las velocidades de transmisión de datos de subida y bajada para la banda ancha por satélite dependen de varios factores, incluyendo el paquete de servicios que se compra y el proveedor, la línea de visibilidad directa del consumidor al satélite y el clima. Normalmente un consumidor puede esperar recibir (descargar) los datos a una velocidad de aproximadamente 500 Kbps y enviarlos (cargar) a una velocidad de aproximadamente 80 Kbps.

Banda ancha por la línea eléctrica (BPL)

• La banda ancha por la línea eléctrica (BPL, por sus siglas en inglés) es el servicio que se proporciona a través de la red existente de distribución de energía eléctrica de bajo y medio voltaje. Las velocidades de transmisión de la BPL son comparables a las de la DSL y el módem de cable. La BPL puede llegar a las casas usando las conexiones y salidas eléctricas existentes.

• La BPL es una tecnología emergente, actualmente disponible en áreas muy limitadas. Tiene un potencial significativo ya que las líneas eléctricas están instaladas virtualmente en todos lados, aliviando la necesidad de construir nuevas instalaciones de banda ancha para cada consumidor.

Transmision digital y analógica

La transmisión digital consiste en el envío de información a través de medios de comunicaciones físicos en forma de señales digitales. Por lo tanto, las señales analógicas deben ser digitalizadas antes de ser transmitidas. Sin embargo, como la información digital no puede ser enviada en forma de 0 y 1, debe ser codificada en la forma de una señal con dos estados, por ejemplo:

• dos niveles de voltaje con respecto a la conexión a tierra
• la diferencia de voltaje entre dos cables
• la presencia/ausencia de corriente en un cable
• la presencia/ausencia de luz

Esta transformación de información binaria en una señal con dos estados se realiza a través de un DCE, también conocido como decodificador de la banda base: es el origen del nombre transmisión de la banda base que designa a la transmisión digital.

Codificación de la señal

Para optimizar la transmisión, la señal debe ser codificada de manera de facilitar su transmisión en un medio físico. Existen varios sistemas de codificación para este propósito, los cuales se pueden dividir en dos categorías:

Codificación de dos niveles: la señal sólo puede tomar un valor estrictamente negativo o estrictamente positivo (-X ó +X, donde X representa el valor de la cantidad física utilizada para transportar la señal)

Codificación de tres niveles: la señal sólo puede tomar un valor estrictamente negativo, nulo o estrictamente positivo (-X, 0 ó +X)

Codificación NRZ

La codificación NRZ (que significa No Return to Zero (Sin Retorno a Cero)), es el primer sistema de codificación y también el más simple. Consiste en la transformación de 0 en -X y de 1 en +X, lo que resulta en una codificación bipolar en la que la señal nunca es nula. Como resultado, el receptor puede determinar si la señal está presente o no.

Codificación NRZI

La codificación NRZI es significativamente diferente de la codificación NRZ. Con este tipo de codificación, cuando el valor del bit es 1, la señal cambia de estado luego de que el reloj lo indica. Cuando el valor del bit es 0, la señal no cambia de estado.

La codificación NRZI posee numerosas ventajas que incluyen:

• La detección de una señal o la ausencia de la misma
• La necesidad de una corriente de transmisión de baja señal
• Sin embargo, esto presenta un problema: la presencia de una corriente continua durante una secuencia de ceros, que perturba la sincronización entre el transmisor y el receptor.

Codificación Manchester

La codificación Manchester, también denominada codificación de dos fases o PE (que significa Phase Encode (Codificación de Fase)), introduce una transición en medio de cada intervalo. De hecho, esto equivale a producir una señal OR exclusiva (XOR) con la señal del reloj, que se traduce en un límite ascendente cuando el valor del bit es cero y en un límite descendente en el caso opuesto.

La codificación Manchester posee numerosas ventajas:

• puesto que no adopta un valor cero, es posible que el receptor detecte la señal
• un espectro que ocupa una banda ancha

Codificación retrasada (de Miller)

La codificación retrasada, también conocida como Codificación Miller, es similar a la codificación Manchester, excepto que ocurre una transición en el medio de un intervalo sólo cuando el bit es 1, lo que permite mayores índices de datos...

Codificación bipolar

La codificación bipolar es una codificación de tres niveles. Por lo tanto utiliza tres estados de la cantidad transportada en el medio físico:

• El valor 0, cuando el valor del bit es 0
• Alternativamente X y -X cuando el valor del bit es 1 codificación bipolar

Examen Redes LAN, WAN Y MAN