domingo, 16 de marzo de 2014

ARQUITECTURA TCP/IP

Es una completa arquitectura de red que incluye varios de ellos, apilados en capas. Es sin lugar a dudas, la más utilizada del mundo, ya que es la base de comunicación de Internet. 

En el año 1973, el DDEU (Departamento de Defensa de Estados Unidos) inició un programa de investigación para el desarrollo de tecnologías de comunicación de redes de transmisión de datos. 

El objetivo fundamental era desarrollar una red de comunicación que cumpliera las siguientes características:- Permita interconectar redes diferentes. - Sea tolerante a fallos. - Permita el uso de aplicaciones diferentes: transferencia de archivos, etc.

MODELO DE REFERENCIA OSI


 El modelo OSI (Open System Interconnection o Interconexión de Sistemas Abiertos) está basado en una propuesta establecida en el año 1983 por la organización internacional de normas ISO (ISO 7498) como un avance hacia la normalización a nivel mundial de protocolos. El modelo se llama modelo de referencia OSI de la ISO, puesto que se ocupa de la conexión de sistemas abiertos, esto es, sistemas que están preparados para la comunicación con sistemas diferentes. Lo llamaremos modelo OSIOSI emplea arquitectura en niveles con el fin de dividir los problemas de interconexión en partes manejable. ¿Cómo llegó la ISO, partiendo desde cero, a definir una arquitectura a siete niveles de esas características?

 Los principios teóricos en los que se basaron para la realización de OSI fueron los siguientes: - Cada capa de la arquitectura está pensada para realizar una función bien definida. - El número de niveles debe ser suficiente para que no se agrupen funciones distintas, pero no tan grande que haga la arquitectura inmanejable. - Debe crearse una nueva capa siempre que se necesite realizar una función bien diferenciada del resto.- Las divisiones en las capas deben establecerse de forma que se minimice el flujo de información entre ellas, es decir, que la interfaz sea sencilla. - Permitir que las modificaciones de funciones o protocolos que se realicen en una capa no afecten los niveles contiguos. - Utilizar la experiencia de protocolos anteriores. Las fronteras entre niveles deben situarse donde la experiencia ha demostrado que son convenientes. - Cada nivel debe interaccionar únicamente con los niveles contiguos a él (es decir, el superior y el inferior).- La función de cada capa se debe elegir pensando en la definición de protocolos estandarizados internacionalmente.

 OSI está definido más bien como modelo, y no como arquitectura. La razón principal es que la ISO definió solamente la función general que debe realizar cada capa, pero no mencionó en absoluto los servicios y protocolos que se deben usar en ellas. Esto quiere decir que el modelo OSI se definió antes de que se diseñaran los protocolos.

Las funciones encomendadas a cada una de las capas OSI son las siguientes: Nivel físico: tiene que ver con la transmisión de dígitos binarios por un canal de comunicación. Las consideraciones de diseño tienen que ver con el propósito de asegurarse de que, cuando un lado envíe un “1”, se reciba en el otro lado como“1”, no como “0”.. Aquí las consideraciones de diseño tienen mucho que ver con la interfaces mecánica, eléctrica y con el medio de transmisión físico que está bajo la capa física. Nivel de enlace: su tarea principal es detectar y corregir todos los errores que se produzcan en la línea de comunicación.

También se encarga de controlar que un emisor rápido no sature a un receptor lento, ni se pierdan datos innecesariamente. Finalmente, en redes donde existe un único medio compartido por el que circula la información, este nivel se encarga de repartir su utilización entre las estaciones. La unidad mínima de datos que se transfiere entre entidades pares a este nivel se llama trama o marco. Nivel de red: se ocupa de determinar cuál es la mejor ruta por la que enviar la información, es decir, el camino más corto, más rápido, el que tenga menos tráfico, etc.

 Por todo esto, debe controlar también la congestión de la red, intentando repartir la carga entre las distintas rutas. La unidad mínima de información que se transfiere a este nivel se llama paquete. Nivel de transporte: es el nivel más bajo que tiene independencia total del tipo de red utilizada y su función básica es tomar los datos procedentes del nivel de sesión y pasarlos a la capa de red, asegurando que lleguen correctamente al nivel de sesión del otro extremo. A este nivel la conexión es de extremo a extremo.

Nivel de sesión: a este nivel se establecen sesiones (conexiones) de comunicación entre los dos extremos para el transporte de datos. A este nivel se incorporan servicios, como la reanudación de la conversación después de un fallo en la red o una interrupción, etc. Nivel de presentación: a este nivel se controla el significado de la información que se transmite, lo que permite la traducción de los datos entre las estaciones. Por ejemplo, si una estación trabaja con un código concreto y la estación del otro extremo maneja uno diferente, el nivel de presentación es el encargado de realizar esta conversación.

 Para conversaciones confidenciales, este nivel también codifica y en cripta. Nivel de aplicación: es el nivel que está en contacto directo con los programas o aplicaciones informáticas de las estaciones y contiene los servicios de comunicación más utilizados en las redes.

 Como ejemplos de servicios a este nivel se puede mencionar la transferencia de archivos, el correo electrónico, etc. El principal problema de este diseño en lo que se refiere a las capas, es que algunas de ellas están prácticamente vacías (es decir, hay muy pocos protocolos definidos dentro de éstas y a la vez son bastante triviales), mientras que otras están llenas a rebosar. Por ejemplo, las capas de sesión y presentación no se usan en la mayoría de las aplicaciones, mientras que las capas más inferiores están muy saturadas.


Otro problema que tiene OSI es que existen algunas funciones que se repiten en muchas de las capas, lo que hace que muchos servicios y programas estén duplicados. Es muy importante darse cuenta del hecho de que, cuando una entidad recibe datos de su nivel inmediato superior, no sabe qué parte de ellos es cabecera y qué parte son datos reales enviados por los programas que se desean comunicar. 

Cuando los datos llegan al nivel físico de la máquina receptora, se produce justamente el proceso contrario al anterior: cada capa recibe los datos, le quita su cabecera correspondiente y los pasa al nivel superior. El nivel de aplicación de la estación A le pasa los datos puros al programa receptor.

ETHERNET



Desarrollado por la compañía XERTOX y adoptado por la DEC (Digital Equipment Corporation), y la Intel, Ethernet fue uno de los primero estándares de bajo nivel. Actualmente es el estándar mas ampliamente usado. 

Ethernet esta principalmente orientado para automatización de oficinas, procesamiento de datos distribuido, y acceso de terminal que requieran de una conexión económica a un medio de comunicación local transportando trafico a altas velocidades. 

Este protocolo esta basado sobre una topología bus de cable coaxial, usando CSMA/CD para acceso al medio y transmisión en banda base a 10 MBPS. Además de cable coaxial soporta pares trenzados. También es posible usar Fibra Óptica haciendo uso de los adaptadores correspondientes. 


Además de especificar el tipo de datos que pueden incluirse en un paquete y el tipo de cable que se puede usar para enviar esta información, el comité especifico también la máxima longitud de un solo cable (500 metros) y las normasen que podrían usarse repetidores para reforzar la señal en toda la red.

ARCNET



La Red de computación de recursos conectadas (ARCNET, Attached ResourceComputing Network) es un sistema de red banda base, con paso de testigo (token) que ofrece topologías flexibles en estrella y bus a un precio bajo. Las velocidades de transmisión son de 2.5 M bits/seg. ARCNET usa un protocolo de paso de testigo en una topología de red en bus con testigo, pero ARCNET en si misma no es una norma IEEE. En 1977, Data point desarrollo ARCNET y autorizo a otras compañías. En 1981, Standard Microsystems Corporación (SMC) desarrollo el primer controlador LAN en un solo chip basado en el protocolo de paso de testigo de ARCNET. En 1986 se introdujo una nueva tecnología de configuración de chip. ARCNET tiene un bajo rendimiento, soporta longitudes de cables de hasta 2000pies cuando se usan concentradores activos. Es adecuada para entornos de oficina que usan aplicaciones basadas en texto y donde los usuarios no acceden frecuentemente al servidor de archivos. 

Las versiones más nuevas de ARCNET soportan cable de fibra óptica y de par-trenzado. Debido a que su esquema de cableado flexible permite de conexión largas y como se pueden tener configuraciones en estrella en la misma red de área local (LAN Local Área Network). ARCNET es una buena elección cuando la velocidad no es un factor determinante pero el precio si. Además, el cable es del mismo tipo del que se utiliza para la conexión de determínales IBM 3270 a computadoras centrales de IBM y puede que va este colocado en algunos edificios.

ARCNET proporciona una red robusta que no es tan susceptible a fallos como Ethernet de cable coaxial si el cable se suelta o se desconecta. Esto se debe particularmente a su topología y a su baja velocidad de transferencia. Si el cable que une una estación de trabajo a un concentrador se desconecta o corta, solo dicha estación de trabajo se va a abajo, no la red entera. El protocolo de paso de testigo requiere que cada transacción sea reconocida, de modo no hay cambios virtuales de errores, aunque el rendimiento es mucho mas bajo que en otros esquemas de conexión de red.

Método de acceso a la ARCnet.


 ARCnet utiliza un protocolo de bus de token que considera a la red como un anillo lógico. El permiso para transmitir un token se tiene que turnar en el anillo lógico, de acuerdo con la dirección de la tarjeta de interfaz de red de la estación de trabajo, la cual debe fijarse entre 1 y 255 mediante un conmutador DIP de 8 posiciones. 

Cada tarjeta de interfaz de red conoce su propio modo con la dirección de la estación de trabajo a la cual le tiene que pasar la ficha. El moso con la dirección mayor cierra el anillo pasando la ficha al modo con la dirección menor.

Arquitectura de Red Digital (DRA)

Esta es una arquitectura de red distribuida de la Digital Equipment Corporation. Se le llama DEC net y consta de cinco capas. Las capas físicas, de control de enlace de datos, de transporte y de servicios de la red corresponden casi exactamente a las cuatro capas inferiores del modelo OSI. La quinta capa, la de aplicación, es una mezcla de las capas de presentación y aplicación del modelo OSI. La DEC net no cuenta con una capa de sesión separada La DEC net, al igual que la ASR de IBM, define un marco general tanto para la red de comunicación de datos como para el procesamiento distribuido de datos. 

El objetivo de la DEC net es permitir la interconexión generalizada de diferentes computadoras principales y redes punto a punto, multipunto o conmutadas de manera tal que los usuarios puedan compartir programas, archivos de datos y dispositivos de terminal remotos. La DEC net soporta la norma del protocolo internacional X.25 y cuenta con capacidades para conmutación de paquetes. Se ofrece un emulador mediante el cual los sistemas de la Digital Equipment Corporación se pueden interconectar con las microcomputadoras de IBM y correr en un ambiente ASR.

 El protocolo de mensaje para comunicación digital de datos (PMCDD) de la DEC net es un protocolo orientado a los bytes cuya estructura es similar a la del protocolo de Comunicación Binaria Síncrona (CBS) de IBM

Características de la Arquitectura



• Separación de funciones. Dado que las redes separa los usuarios y los productos que se venden evolucionan con el tipo, debe haber una forma de hacer que las funciones mejoradas se adapten a la ultima. Mediante la arquitectura de red el sistema se diseña con alto grado de modularidad, de Tercero, en la ASR se utiliza el principio de la independencia de dispositivo, lo cual permite la comunicación de un programa con un dispositivo de entrada / salida sin importar los requerimientos de cualquier dispositivo único. Esto también permite añadir o modificar programas de aplicación y equipo de comunicación sin afectar a otros elementos de la red de comunicación. Cuarto, en la ASR se utilizan funciones y protocolos lógicos y físicos normalizados para la comunicación de información entre dos puntos cualesquiera, y esto significa  que se puede tener una arquitectura de propósito general y terminales industriales de muchas variedades y un solo protocolo de red. La organización lógica de una red AS, sin importar su configuración física, se divide en dos grandes categorías de componentes: unidades direccionales de red y red de control de trayectoria.

Las unidades de direccionales de red son grupos de componentes de ASR que proporcionan los servicios mediante los cuales el usuario final puede enviar datos a través de la red y ayudan a los operadores de la red a realizar el control de estay las funciones de administración. La red de control de trayectoria provee el control de enrutamiento y flujo; el principal servicio que proporciona la capa de control del enlace de datos dentro de la red de control de trayectoria es la transmisión de datos por enlaces individuales. La red de control de trayectoria tiene dos capas: la capa de control de trayectoria y la capa de control de enlace de datos. El control de enrutamiento y de flujo son los principales servicios proporcionados por la capa de control de trayectoria, mientras que la transmisión de datos por enlaces individuales es el principal servicio que proporciona la capa de control de enlace de datos.

 Una red de comunicación de datos construida con base en los conceptos ARS consta de lo siguiente.
•Computadora principal
•Procesador de comunicación de entrada (nodo intermedio)
•Controlador remoto inteligente (nodo intermedio o nodo de frontera)
•Diversa terminales de propósito general y orientado a la industria (nodo terminal o nodo de grupo)

•Posiblemente redes de are local o enlaces de microcomputadora o microcomputadora.