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Topologías, protocolos y arquitecturas de red - Contenido educativo

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Subido el 17 de enero de 2021 por Guillermo S.

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Bueno, en esta presentación vamos a ver cuáles son las diferentes topologías y los diferentes protocolos. 00:00:02
Una vez que hemos visto ya los diferentes componentes y dispositivos que necesitamos para transmitir por una red de ordenadores, 00:00:10
vamos a ver cómo se disponen estos elementos, estos dispositivos y qué protocolos o qué normas utilizan para poder comunicarse. 00:00:17
Esto va a dar lugar a diferentes arquitecturas de red. 00:00:27
Y vamos a ver por último cómo se controlan los diferentes errores que se puedan producir a la hora de transmitir. 00:00:30
Primero, hemos hablado ya en alguna ocasión que consiste en una red troncal. 00:00:38
Una red troncal se denomina aquella red que permite interconectar diferentes redes y la comunicación de varias LAN o segmentos. 00:00:44
Por ejemplo, en el instituto que tenemos un edificio principal y un edificio anexo, cada uno de estos edificios tiene diferentes clases con diferentes segmentos de red interconectados entre ellos, 00:00:53
pero existe una red troncal principal que en este caso es fibra óptica, aunque podría ser mediante cualquier otro tipo de cableado 00:01:07
porque la distancia no es muy grande, pero en este caso es fibra óptica y conforma esa red troncal. 00:01:16
Una topología es la forma en la que están distribuidas las estaciones de trabajo. 00:01:25
Podemos hablar, y ya hemos nombrado, que existen dos tipos de topologías. 00:01:32
La topología que está formada por la distribución del cableado de la red se le denomina topología física y la forma en que se realizan las conexiones y distribuyen los mensajes se le denomina topología lógica. 00:01:37
Hablábamos entonces que dependiendo del dispositivo la topología física y la topología lógica podían diferir. 00:01:53
Voy a recordar un poquito el ejemplo que puse. Si yo tengo diferentes equipos conectados a un hub, a un concentrador, la topología física en este caso es en estrella y la topología lógica es en bus. 00:02:01
¿Por qué? Porque los equipos están conectados a este dispositivo formando una estrella física 00:02:27
la forma del cableado y los componentes están, cada equipo está conectado a un dispositivo central 00:02:35
pero a la hora de transmitir, cuando transmite un equipo llega a todos 00:02:42
eso es como si estuvieran todos conectados a la misma línea, es decir, en bus 00:02:47
Si en vez de un hub tenemos un MAU, estaremos hablando que la topología física también es en estrella 00:02:51
porque un MAU tiene las características físicas muy similares a un hub, es decir, un montón de puertos donde se conectan todos los equipos 00:03:07
y sirve para centralizar las conexiones, pero la forma de transmitir un MAU ya no es en bus, sino que es en anillo 00:03:17
Es decir, hablábamos de que un equipo envía la información al que tiene al lado, ese a su vez al siguiente, a su vez al siguiente, a su vez al siguiente y así de manera que la transmisión se hace circular y es la forma en que se transmiten los mensajes. 00:03:25
estamos hablando de la topología lógica. Muchas de las topologías que vamos a ver ahora pues ya las hemos nombrado 00:03:49
pero básicamente por definirlas más detalladamente vamos a verlas en estas siguientes diapositivas. 00:03:58
La topología en bus es aquella topología en la cual las estaciones están compartiendo todas el mismo medio de comunicaciones 00:04:06
Es decir, todas están conectadas al mismo cable. 00:04:14
Normalmente, para hacer una topología física en bus, necesitaremos cable coaxial y necesitaremos sus tarjetas y conectores BNC en forma de T, 00:04:19
de manera que así cada uno de los equipos esté conectado al siguiente y decíamos que al final tendríamos un terminador al final de las dos líneas. 00:04:35
¿Qué características tiene? Esto si quisiéramos hacer una topología física en Boost 00:04:47
porque topología lógica ya con un hub la podemos conseguir 00:04:52
Es fácil de instalar y tiene gran flexibilidad 00:04:57
y si se utiliza cable coaxial, como he dicho, hay que tener especial cuidado 00:05:03
porque el fallo de una estación no repercute en la red 00:05:08
aunque la ruptura de un cable la dejará totalmente inutilizada 00:05:13
Es decir, si una de estas tres está floja o un terminador está desconectado, la red quedará totalmente inutilizada, toda la red. 00:05:16
Por otro lado, tenemos la topología en anillo, donde cada estación está conectada a la siguiente y la información circula de esta forma. 00:05:29
En las primeras redes solo se utilizaba un único sentido para transmitir la información, aunque actualmente se transmite en las dos direcciones. 00:05:40
Un fallo en una estación puede bloquear la red y la instalación es compleja. 00:05:51
Esta arquitectura se denomina token RIN porque utiliza RIN el anillo y token que es el paso de testigo, 00:05:58
que es la arquitectura, es la forma de comunicarse en esta arquitectura llamada token ray. 00:06:06
Y arquitectura en estrella, que todos los equipos están conectados directamente a un elemento central, 00:06:14
como hemos visto, que va a ser un concentrador o un conmutador. 00:06:25
Un fallo en un equipo no repercute en el funcionamiento de la red, 00:06:29
es decir, si este equipo falla, la red sigue funcionando, 00:06:33
pero un fallo en el elemento central, que sería este concentrador, aunque aquí parece como un servidor, 00:06:37
que debería ser un concentrador, inutilizará la red, dejará a toda la red sin conexión. 00:06:46
Podemos tener topologías mezcladas en cuanto a su topología física y lógica. 00:06:55
Ya hemos hablado de topología en estrella y bus. Por lo tanto, una topología física hace referencia a la forma en que están conectados, como hemos dicho, y la topología lógica a la forma en que transmiten esas estaciones. 00:07:01
Esta diapositiva hace alusión un poquito a todo lo que habíamos explicado anteriormente. 00:07:20
Una vez que tengamos claro las topologías que podemos encontrarnos, aunque existen algunas más, estas que hemos descrito son las más comunes, vamos a hablar de los protocolos de comunicación. 00:07:23
¿Qué es un protocolo? Pues un protocolo es un conjunto de normas que permite que un equipo se comunique con otro equipo dentro de una red de ordenadores. 00:07:42
desde el nivel físico hasta la presentación de la información. 00:07:53
Aquí el usuario estaría escribiendo su mensaje de correo electrónico 00:07:59
y aquí ese correo electrónico se transformaría en ceros y unos que se transmitirían a través de la red. 00:08:03
Esta información va pasando por una serie de niveles o capas de protocolos que hemos ya nombrado 00:08:11
donde van sufriendo alteraciones hasta que se transmiten por la tarjeta de red. 00:08:17
En toda comunicación existen tres fases. 00:08:27
Primero, se establece la comunicación. 00:08:31
En esta fase se establece la conexión física entre los ordenadores 00:08:34
y se ponen de acuerdo en el procedimiento empleado para el intercambio de la información. 00:08:37
Posteriormente, cuando ya se ha establecido la comunicación, se transfiere la información. 00:08:43
En caso de producirse un error se detecta y se solicita su reenvío y por último terminaría la comunicación. 00:08:47
Aunque ya más adelante describiremos los diferentes protocolos y en qué nivel aparecen, vamos a ver diferentes arquitecturas de red que tienen que ver con la topología. 00:09:00
El tipo de arquitectura de red más típico es el Ethernet 00:09:13
Ethernet es una arquitectura que originalmente se creó para utilizar cable coaxial de banda base 00:09:21
Pero actualmente se pueden utilizar otros tipos 00:09:29
Lo que pasa es que el más popular para hacer redes es la S y es como apareció 00:09:33
Es la arquitectura de red que más extendida está 00:09:38
Desde 1990 que se empezó a implementar apareció la arquitectura, ahora veremos cómo ha ido evolucionando 00:09:42
10 base T que estaba basada en un elemento central, es decir, topología en estrella 00:09:51
donde se implementa un bus lógico, es decir, topología lógica en forma de bus 00:09:57
pero utilizando la física como hemos dicho en estrella 00:10:02
Los datos se transmitían a 10 Mbps y de hecho 10 hace referencia a la velocidad. 00:10:06
Bases que se transmiten banda base, que ya vimos en qué consistía esto, y T porque se utiliza el cable normalmente ahora de parte de enzado. 00:10:15
Ethernet es un protocolo, Ethernet es una arquitectura de red, perdón, que utiliza un protocolo de contienda llamado CSMA-CD, que significa acceso múltiple por detección de portadora con detección de colisiones. 00:10:28
¿Qué quiere decir esto? Cualquier estación puede intentar transmitir en cualquier momento pero solo una estación puede transmitir datos simultáneamente. Esto es debido a que todas están compartiendo el mismo medio físico. 00:10:47
¿En qué consiste este protocolo? Pues acceso múltiple, como hemos dicho, consiste en que todas acceden al mismo medio y detección de portadora tiene que ver con que los equipos son capaces de detectar que se está transmitiendo. 00:11:01
Por lo tanto, todas las estaciones comparten el mismo medio de transmisión 00:11:22
Un equipo no transmite hasta que el medio esté libre, evidentemente porque necesita todo el ancho de banda 00:11:27
El equipo emisor se pone a la escucha para saber si hay otro enviando datos 00:11:35
Por ejemplo, puede hacer escuchar continuamente a la espera de que quede libre 00:11:41
o escuchar y si está ocupado esperar un tiempo aleatorio hasta volver a intentarlo 00:11:45
Se comprueba si se ha producido alguna colisión durante la transmisión y se espera un tiempo aleatorio hasta enviar de nuevo el bloque de datos 00:11:49
En esto consiste el protocolo CSMA-CD que es el que utiliza la arquitectura de red Ethernet 00:11:59
Esta arquitectura de red que nació en los años 90 pues evidentemente ha ido evolucionando y ha ido dando lugar a otras arquitecturas de red basadas en lo mismo 00:12:07
pero que han ido evolucionando. Está basada en Ethernet, fase Ethernet, pero cuenta con alguna variación 00:12:18
que le permite transmitir a velocidades de 100 Mbps. Está construida con hub o switch distribuidos 00:12:26
utilizando un cableado 100 base T o 100 base FX, es decir, ya puedo utilizar además de par trenzado, 00:12:35
que es Twisper o fibra óptica. Evidentemente necesitaremos tarjetas de red específicas 00:12:45
para transmitir esas velocidades y también sigue utilizando el protocolo de contienda 00:12:54
CSMA-CD. Posteriormente apareció Gigabit Ethernet que está desarrollado bajo dos especificaciones. 00:12:59
Primero MIL base X que utiliza fibra óptica o MIL base T que utiliza cable parterenzado UTP que es sin apantallar dijimos de categorías 5, 5E o 6 con la restricción de distancia de 100 metros aproximadamente. 00:13:12
1000 es el caso de la velocidad, estamos transmitiendo a 1000 Mbps, base es que es la transmisión en banda base y por último el tipo de cableado que se utiliza. 00:13:33
En este caso estamos trabajando con transmisión HAL duples o FULL duples. 00:13:51
En su diseño se intentó que pudiera seguir siendo compatible con versiones anteriores 00:13:56
y la característica principal es que trabaja a 1000 Mbps, lo que es decir velocidades de gigabit por segundo 00:14:03
Evidentemente para que una red sea gigabit Ethernet tienen que darse las condiciones de que todos los dispositivos transmitan a esa velocidad 00:14:12
Es decir, que el cable sea de la categoría correspondiente, que las tarjetas de red sean Gigabit Ethernet y que los concentradores también lo sean. 00:14:24
Además de las arquitecturas tipo Ethernet, tenemos otros tipos de arquitecturas como son la Token Ring. 00:14:38
En este caso, la arquitectura Token Ring emplea una topología en anillo, como ya hemos visto, donde cada equipo está conectado al siguiente y al anterior, formando un anillo. 00:14:46
Se puede implementar con un MAU, que le daría lugar a una topología en estrella, pero una topología lógica en anillo. 00:15:00
Se utiliza un protocolo que se llama de paso de testigo o token passing o token ring como su nombre indica el de la arquitectura 00:15:08
Y se puede utilizar en este caso o bien par trenzado o bien cable coaxial o bien fibra óptica 00:15:18
¿En qué consiste el paso de testigo o token passing? 00:15:26
Pues en este protocolo de comunicación se hace circular un grupo de bits, que es lo que se denomina el token, que es un bloque de datos que está formado por una cabecera, un campo de datos y un campo final. 00:15:31
Cuando un equipo quiere transmitir ha de esperar a que le llegue el testigo vacío y le añadirá los datos 00:15:51
Si un equipo quisiera transmitir llenaría esto con datos y pondría el testigo a circular 00:15:59
Si la estación no tiene que transmitir pasaría el testigo vacío a la siguiente estación 00:16:09
Cuando un testigo que se ha llenado con datos llega al equipo de destino, recoge los datos, indicará si acepta o rechaza por venir con errores y lo devuelve a la estación emisora. 00:16:14
Es decir, se utiliza una especie de testigo como ocurre en las carreras de relevos donde se utiliza para transmitir los datos y de esta forma se garantiza que existen colisiones. 00:16:28
Aquí está. Las diferentes ventajas es que elimina por completo el riesgo de colisiones porque si solo puede transmitir el equipo que tiene el testigo, pues no se producirán colisiones. 00:16:46
Se pueden emplear mensajes muy largos para transmitir, el volumen de datos es bastante alto y el tamaño de la red puede ser muy grande. 00:16:59
Como principal desventaja, pues tenemos que es muy difícil de implementar y de mantener. 00:17:09
Subido por:
Guillermo S.
Licencia:
Reconocimiento - No comercial - Sin obra derivada
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Fecha:
17 de enero de 2021 - 23:41
Visibilidad:
Clave
Centro:
IES REY FERNANDO VI
Duración:
17′ 20″
Relación de aspecto:
1.34:1
Resolución:
964x720 píxeles
Tamaño:
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