Proyecto de topologias

El Proposito del proyecto fue hacer entender con mayor facilidad las topologias representandolas por medio de una pequeña maqueta creada por mangueras por las cuales hacian un recorrido pequeños balines jalados manualmente por imanes las cuales simulaban las diferentes topologias.

MOdelO Osi

Respondiendo a la teoría general imperante del mundo de la computación, de diseñar el hardware por módulos y el software por capas, en 1978 la organización ISO (International Standards Organization), propuso un modelo de comunicaciones para redes, y en 1984 desarrollaron un modelo al que titularon "The reference model of Open Systems Interconnection", generalmente conocido como MODELO OSI. El cual es usado para describir el uso de datos entre la conexión física de la red y la aplicación del usuario final. Este modelo es el mejor conocido y el más usado para describir los entornos de red.
El Modelo OSI es un lineamiento funcional para tareas de comunicaciones y, por consiguiente, no especifica un estándar de comunicación para dichas tareas. Sin embargo, muchos estándares y protocolos cumplen con los lineamientos del Modelo OSI.
Su filosofía se basa en descomponer la funcionalidad de la cadena de transmisión en diversos módulos, cuya interfaz con los adyacentes esté estandarizada.
El modelo OSI tiene dos componentes principales:

· Un modelo de red, denominado modelo básico de referencia o capa de servicio.
· Una serie de protocolos concretos.

Enlace de datos

Puede decirse que esta capa traslada los mensajes hacia/desde la capa física a la capa de red. Además del direccionamiento local, se ocupa de la detección y control de errores ocurridos en la capa física, del control del acceso a dicha capa y de la integridad de los datos y fiabilidad de la transmisión. Para esto agrupa la información a transmitir en bloques ("Frames"), e incluye a cada uno una suma de control que permitirá al receptor comprobar su integridad.

La capa de enlace puede considerarse dividida en dos subcapas:
· Control lógico de enlace LLC("Logical Link Control") define la forma en que los datos son transferidos sobre el medio físico, proporcionando servicio a las capas superiores.
· Control de acceso al medio MAC ("Medium Access Control"). Esta subcapa actúa como controladora del hardware subyacente (el adaptador de red)

red

se ocupa de la transmisión de los datagramas (paquetes) y de encaminar cada uno en la dirección adecuada ("Routing"), tarea esta que puede ser complicada en redes grandes como Internet, pero no se ocupa para nada de los errores o pérdidas de paquetes. Define la estructura de direcciones y rutas de Internet. A este nivel se utilizan dos tipos de paquetes: paquetes de datos y paquetes de actualización de ruta.
Esta capa puede considerarse subdividida en dos:
· Transporte: Encargada de encapsular los datos a transmitir (de usuario). Utiliza los paquetes de datos. En esta categoría se encuentra el protocolo IP ("Internet Protocol").
· Conmutación ("Switching"): Esta parte es la encargada de intercambiar información de conectividad específica de la red


  transporte 
 Esta capa se ocupa de garantizar la fiabilidad del servicio, describe la calidad y naturaleza del envío de datos. Esta capa define cuando y como debe utilizarse la retransmisión para asegurar su llegada. Para ello divide el mensaje recibido de la capa de sesión en trozos (datagramas), los numera correlativamente y los entrega a la capa de red para su envío. Durante la recepción, si la capa de Red utiliza el protocolo IP, la capa de Transporte es responsable de reordenar los paquetes recibidos fuera de secuencia. También puede funcionar en sentido inverso multiplexando una conexión de transporte entre diversas conexiones de datos. Este permite que los datos provenientes de diversas aplicaciones compartan el mismo flujo hacia la capa de red.

 sesion 
Esta capa es la que se encarga de mantener y controlar el enlace establecido entre dos computadores que están transmitiendo datos de cualquier índole. Por lo tanto, el servicio provisto por esta capa es la capacidad de asegurar que, dada una sesión establecida entre dos máquinas, la misma se pueda efectuar para las operaciones definidas de principio a fin, reanudándolas en caso de interrupción.

 presentacion 

 Su objetivo es encargarse de la representación de la información, de manera que aunque distintos equipos puedan tener diferentes representaciones internas de caracteres los datos lleguen de manera reconocible.es la primera en trabajar más el contenido de la comunicación que el cómo se establece la misma.
Esta capa también permite cifrar los datos y comprimirlos. Podría decirse que esta capa actúa como un traductor.
Se ocupa de garantizar la fiabilidad del servicio, describe la calidad y naturaleza del envío de datos. Define cuando y como debe utilizarse la retransmisión para asegurar su llegada. Para ello divide el mensaje recibido de la capa de sesión en trozos (datagramas), los numera correlativamente y los entrega a la capa de red para su envío.

1-. Capa física

Es la que se encarga de las conexiones físicas de la computadora hacia la red, tanto en lo que se refiere al medio físico como a la forma en la que se transmite la información.

Sus principales funciones se pueden resumir como:

• Definir el medio o medios físicos por los que va a viajar la comunicación: cable de pares trenzados (o no, como en RS232/EIA232), coaxial, guías de onda, aire, fibra óptica.
• Definir las características materiales (componentes y conectores mecánicos) y eléctricas (niveles de tensión) que se van a usar en la transmisión de los datos por los medios físicos.
• Definir las características funcionales de la interfaz (establecimiento, mantenimiento y liberación del enlace físico).
• Transmitir el flujo de bits a través del medio.
• Manejar las señales eléctricas del medio de transmisión, polos en un enchufe, etc.
• Garantizar la conexión (aunque no la fiabilidad de dicha conexión).

2.-Capa de enlace de datos

Esta capa se ocupa del direccionamiento físico, de la topología de la red, del acceso al medio, de la detección de errores, de la distribución ordenada de tramas y del control del flujo.

Como objetivo o tarea principal, la capa de enlace de datos se encarga de tomar una transmisión de datos” cruda” y transformarla en una abstracción libre de errores de transmisión para la capa de red.  Este proceso se lleva a cabo dividiendo los datos de entrada en marcos (también llamados tramas) de datos (de unos cuantos cientos de bytes), transmite los marcos en forma secuencial, y procesa los marcos de estado que envía el nodo destino.

3.-Capa de red

El objetivo de la capa de red es hacer que los datos lleguen desde el origen al destino, aún cuando ambos no estén conectados directamente. Los dispositivos que facilitan tal tarea se denominan en caminadores, aunque es más frecuente encontrar el nombre inglés router y, en ocasiones enrutadores. Los router trabajan en esta capa, aunque pueden actuar como Switch de nivel 2 en determinados casos, dependiendo de la función que se le asigne. Los firewalls actúan sobre esta capa principalmente, para descartar direcciones de máquinas.

En este nivel se realiza el direccionamiento lógico y la determinación de la ruta de los datos hasta su receptor final.

 

Linux

¿Qué es linux ?

Es un sistema operativo (asi como lo es Windows, Solaris, Mac OS X) y fue creado por Linus Torvalds en 1991 como una alternativa a los sistemas Unix de la época.

Linux es, a simple vista, un Sistema Operativo. Es una implementación de libre distribución UNIX para computadoras personales (PC), servidores y estaciones de trabajo. Fue desarrollado para el i386 y ahora soporta los procesadores i486, Pentium, Pentium Pro y Pentium II, así como los clones AMD y Cyrix. También soporta máquinas basadas en SPARC, DEC Alpha, PowerPC/PowerMac y Mac/Amiga Motorola 680x0.

Como sistema operativo, Linux es muy eficiente y tiene un excelente diseño. Es multitarea, multiusuario, multiplataforma y multiprocesador; en las plataformas Intel corre en modo protegido; protege la memoria para que un programa no pueda hacer caer al resto del sistema; carga sólo las partes de un programa que se usan; comparte la memoria entre programas aumentando la velocidad y disminuyendo el uso de memoria; usa un sistema de memoria virtual por páginas; utiliza toda la memoria libre para cache; permite usar bibliotecas enlazadas tanto estática como dinámicamente; se distribuye con código fuente; usa hasta 64 consolas virtuales; tiene un sistema de archivos avanzado pero puede usar los de los otros sistemas y soporta redes tanto en TCP/IP como en otros protocolos.

Diferencias entre Windows y Linux

Linux a diferencia de Windows, es multitarea real, y multiusuario, posee un esquema de seguridad basado en usuarios y permisos de lectura, escritura y ejecución establecidos a los archivos y directorios. Esto significa que cada usuario es propietario de sus archivos, y otro usuario no puede acceder a estos archivos. Esta propiedad no permite el contagio de virus entre archivos de diferentes usuarios.

Una diferencia, quizás la más importante de todas, con respecto a cualquier sistema operativo comercial, es el hecho de que es software libre, qué quiere decir esto? que junto con el sistema, se puede obtener el código fuente de cualquier parte del mismo y modificarlo a gusto. Ésto da varias ventajas, por ejemplo:

La seguridad de saber qué hace un programa tan solo viendo el código fuente, o en su defecto, tener la seguridad que al estar el código disponible, nadie va a agregar «características ocultas» en los programas que distribuye.

La libertad que provee la licencia GPL permite a cualquier programador modificar y mejorar cualquier parte del sistema, ésto da como resultado que la calidad del software incluido en GNU/Linux sea muy buena.

El hecho de que el sistema sea mantenido por una gran comunidad de programadores y usuarios alrededor del mundo, provee una gran velocidad de respuesta ante errores de programas que se van descubriendo, que ninguna compañía comercial de software puede igualar.

Además de las ventajas anteriormente enumeradas, GNU/Linux es ideal para su utilización en un ambiente de trabajo, dos razones justifican ésto:

Al ser software libre, no existe el costo de las licencias, y una copia del sistema GNU/Linux puede instalarse en tantas computadoras como se necesite.

Existen utilidades para el trabajo en oficina, que son compatibles con las herramientas de la serie MS-Office.

Concentrador

Un concentrador o hub es un dispositivo que permite centralizar el cableado de una red y poder ampliarla. Esto significa que dicho dispositivo recibe una señal y repite esta señal emitiéndola por sus diferentes puertos.

Un concentrador, o repetidor, es un dispositivo de emisión bastante sencillo. Los concentradores no logran dirigir el tráfico que llega a través de ellos, y cualquier paquete de entrada es transmitido a otro puerto (que no sea el puerto de entrada). Dado que cada paquete está siendo enviado a través de cualquier otro puerto, aparecen las colisiones de paquetes como resultado, que impiden en gran medida la fluidez del tráfico. Cuando dos dispositivos intentan comunicar simultáneamente, ocurrirá una colisión entre los paquetes transmitidos, que los dispositivos transmisores detectan. Al detectar esta colisión, los dispositivos dejan de transmitir y hacen una pausa antes de volver a enviar los paquetes.

Medios de transmision

MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN DE DATOS:

El medio físico viene a ser básicamente el "cable" que permite la comunicación y transmisión de datos, y que define la transmisión de bits a través de un canal. Esto quiere decir que debemos asegurarnos que cuando un punto de la comunicación envía un bit 1, este se reciba como un bit 1, no como un bit 0.

Para conectar físicamente una red se utilizan diferentes medios de transmisión.

A continuación veremos cómo se trabaja con los medios de transmisión en las redes LAN, en donde por lo general se utilizan cables.

Cable de par trenzado sin apantallar

Este tipo de cable es el más utilizado. Tiene una variante con apantallamiento pero la variante sin apantallamiento suele ser la mejor opción para una PYME.

La calidad del cable y consecuentemente la cantidad de datos que es capaz de transmitir varían en función de la categoría del cable. Las categorías van desde el cable de teléfono, que solo transmite la voz humana, a el cable de categoría 5 capaz de transferir 100Megabytes por segundo.

Conector UTP

El estándar para conectores de cable UTP es el RJ-45. Se trata de un conector de plástico similar al conector del cable telefónico. La siglas RJ se refieren al estándar Registred Jack, creado por la industria telefónica. Este estándar define la colocación de los cables en su pin correspondiente.

 

 

Cable de par trenzado apantallado

Una de las desventajas del cable UTP es que es susceptible a las interferencias eléctricas. Para entornos con este problema existe un tipo de cable UTP que lleva apantallamiento, esto es, protección contra interferencias eléctricas.

Cable Coaxial

El cable coaxial contiene un conductor de cobre en su interior. Este va envuelto en un aislante para separarlo de un apantallado metálico con forma de rejilla que aísla el cable de posibles interferencias externas.

Cable Coaxial

Aunque la instalación del cable coaxial es más complicada que la del UTP, este tiene un alto grado de resistencia a las interferencias. Por otra parte también es posible conectar distancias mayores que con los cables de par trenzado. Existen dos tipos de cable coaxial, el fino y el grueso conocidos como thin coaxial y thick coaxial.

Con frecuencia se pueden escuchar referencias al cable coaxial fino como thinnet o 10Base2. Esto hace referencia a una red de tipo Ethernet con un cableado coaxial fino, donde el 2 significa que el mayor segmento posible es de 200 metros, siendo en la práctica reducido a 185 m.

El cable coaxial es muy popular en las redes con topología de BUS.

Con frecuencia se pueden escuchar referencias al cable coaxial grueso como thicknet o 10Base5. Esto hace referencia a una red de tipo Ethernet con un cableado coaxial grueso, donde el 5 significa que el mayor segmento posible es de 500 metros.

El cable coaxial grueso tiene una capa plástica adicional que protege de la humedad al conductor de cobre. Esto hace de este tipo de cable una gran opción para redes de BUS extensas, aunque hay que tener en cuenta que este cable es difícil de doblar 

Topologìa de Red

Hay varias maneras de conectar dos o más computadoras en red.

Para ellos se utilizan cuatro elementos fundamentales: servidores de archivos, estaciones de trabajo, tarjetas de red y cables. 

A ellos se le suman los elementos propios de cada cableado, así como los manuales y el software de red, a efectos de la instalación y mantenimiento. 

Los cables son generalmente de dos tipos: UTP par trenzado y coaxil. 

La manera en que están conectadas no es arbitraria, sino que siguen estándares físicos llamados topologías. 

Dependiendo de la topología será la distribución física de la red y dispositivos conectados a la misma, así como también las características de ciertos aspectos de la red como: velocidad de transmisión de datos y confiabilidad del conexionado. 

TOPOLOGÍA FÍSICAS :Es la forma que adopta un plano esquemático del cableado o estructura física de la red, también hablamos de métodos de control.

TOPOLOGÍA LÓGICAS :Es la forma de cómo la red reconoce a cada conexión de estación de trabajo.

Se clasifican en: 

TOPOLOGÍA LINEAL O BUS: 

consiste en un solo cable al cual se le conectan todas las estaciones de trabajo. 

En este sistema un sola computadora por vez puede mandar datos los cuales son escuchados por todas las computadoras que integran el bus, pero solo el receptor designado los utiliza. 

TOPOLOGÍA ANILLO(TOKEN RING):

Es un desarrollo de IBM que consiste en conectar cada estación con otra dos formando un anillo. 

Los servidores pueden estar en cualquier lugar del anillo y la información es pasada en un único sentido de una a otra estación hasta que alcanza su destino. 

Cada estación que recibe el TOKEN regenera la señal y la transmite a la siguiente. 

Por ejemplo en esta topología, esta envía una señal por toda la red. 

Si la terminal quiere transmitir pide el TOKEN y hasta que lo tiene puede transmitir. 

Si no está la señal la pasa a la siguiente en el anillo y sigue circulando hasta que alguna pide permiso para transmitir. 

Ventajas: 

No existen colisiones, Pues cada paquete tienen una cabecera o TOKEN que identifica al destino. 

Desventajas: 

La caída de una estación interrumpe toda la red. Actualmente no hay conexiones físicas entre estaciones, sino que existen centrales de cableado o MAU que implementa la lógica de anillo sin que estén conectadas entre si evitando las caídas. 

Es cara, llegando a costar una placa de red lo que una estación de trabajo. 

TOPOLOGÍA ÁRBOL:

En esta topología que es una generalización del tipo bus, el árbol tiene su primer nodo en la raíz y se expande hacia fuera utilizando ramas, en donde se conectan las demás terminales. 

Esta topología permite que la red se expanda y al mismo tiempo asegura que nada más existe una ruta de datos entre dos terminales cualesquiera. 

TOPOLOGÍA MESH:

Es una combinación de más de una topología, como podría ser un bus combinado con una estrella. 

Este tipo de topología es común en lugares en donde tenían una red bus y luego la fueron expandiendo en estrella. 

Son complicadas para detectar su conexión por parte del servicio técnico para su reparación. 

  

TOPOLOGÍA ESTRELLA:

En este esquema todas las estaciones están conectadas a un concentrador o HUB con cable por computadora. 

Para futuras ampliaciones pueden colocarse otros HUBs en cascada dando lugar a la estrella jerárquica. 

Por ejemplo en la estructura CLIENTE-SERVIDOR: el servidor está conectado al HUB activo, de este a los pasivos y finalmente a las estaciones de trabajo. 

Ventajas: 

La ausencia de colisiones en la transmisión y dialogo directo de cada estación con el servidor. 

La caída de una estación no anula la red. 

Desventajas:

Baja transmisión de datos. 

 

Tipo de servicios

Los sistemas de redes como Internet permiten intercambiar información entre computadoras, y ya se han creado numerosos servicios que aprovechan esta función. Entre ellos figuran los siguientes: conectarse a un ordenador desde otro lugar (telnet); transferir ficheros entre una computadora local y una computadora remota (protocolo de transferencia de ficheros, o FTP) y leer e interpretar ficheros de ordenadores remotos (gopher). El servicio de Internet más reciente e importante es el protocolo de transferencia de hipertexto (http), un descendiente del servicio de gopher. El http puede leer e interpretar ficheros de una máquina remota: no sólo texto sino imágenes, sonidos o secuencias de vídeo. El http es el protocolo de transferencia de información que forma la base de la colección de información distribuida denominada Word Wide Web.

Estaciones de trabajo

 es un microordenador de altas prestaciones destinado para trabajo técnico o científico. En una red de computadoras, es una computadora que facilita a los usuarios el acceso a los servidores y periféricos de la red. A diferencia de una computadora aislada, tiene una tarjeta de red y está físicamente conectada por medio de cables u otros medios no guiados con los servidores. Los componentes para servidores y estaciones de trabajo alcanzan nuevos niveles de rendimiento informático, al tiempo que ofrecen fiabilidad, compatibilidad, escalabilidad y arquitectura avanzada ideales para entornos multiproceso.

Una estación de trabajo es optimizada para desplegar y manipular datos complejos como el diseño mecánico 3D, simulación de ingeniería, diagramas matemáticos, etc. Las consolas usualmente consisten de una alta resolución, un teclado y un ratón como mínimo. Para tareas avanzadas de visualización, hardware especializado como Space Ball puede ser usado en conjunción con software MCAD para mejorar una percepción más profunda. Las estaciones de trabajo, en general, están generalmente entre primeros para ofrecer los accesorios y las herramientas de la colaboración tales como capacidad de la videoconferencia.

Aplicaciones técnicas



CAD (Computer Aided Design, Diseño Asistido por Ordenador), destinadas al diseño y análisisde sistemas de ingeniería y arquitectura.

AEC (Architecture, Engineering and Construction, Sistemas para la arquitectura / ingeniería / construcción) aplicables a la ediciónde planos de construcción y arquitectura, elaboración de presupuestosy seguimiento de obras.

CAM (Computer Aided Manufacturing, Fabricación Asistida por Ordenador), aplicables en la ingeniería de producción, control de procesos y gestión de recursos.

EDA (Electronic Design Automation, Diseño Electrónico Automatizado), aplicables en el diseño, análisis y prueba de circuitos integrados, tarjetas y otros sistemas electrónicos.

CASE (Computer Aided Software Engineering, Ingeniería de Software Asistida por Ordenador), que ayudan a la gestión completa de los ciclos de vida de los desarrollos de aplicaciones lógicas.

 

Aplicaciones científicas
GIS (Geographic Information System, Sistemas de Información Geográfica) para edición, captura y análisis de información sobre determinadas zonas geográficas, con base en referencias de mapas digitalizados.

Aplicaciones orientadas a la industria química y farmacéutica, aplicaciones de laboratorio tales como instrumentación analítica, modelado de experimentos químicos y sistemas de información de laboratorios químicos.

Aplicaciones dentro del campo de la medicina para la captura, manipulación y presentación de imágenes de rayos X, ultrasonidos y escáneres, así como sistemas de información propios de hospitales.

Sistemas de análisis de los recursos de la Tierra para análisis geológicos y sísmicos sobre mapas.

Sistemas expertos, basados en técnicas de programación de inteligencia artificial, para aplicaciones tales como detección electrónica de errores, funciones de diagnóstico o configuración de ordenadores.