Capítulo 5:
El modelo OSI


Una de las necesidades más acuciantes de un sistema de comunicaciones es el establecimientos de estándares, sin ellos sólo podrían comunicarse entre si equipos del mismo fabricante y que usaran la misma tecnología.
La conexión entre equipos electrónicos se ha ido estandarizando paulatinamente siendo la redes telefónicas las pioneras en este campo. Por ejemplo la histórica CCITT definió los estándares de telefonía: PSTN, PSDN e ISDN.
Otros organismos internacionales que generan normas relativas a las telecomunicaciones son: ITU-TSS (antes CCITT), ANSI, IEEE e ISO
La ISO (International Organisation for Standarisation) ha generado una gran variedad de estándares, siendo uno de ellos la norma ISO-7494 que define el modelo OSI, este modelo nos ayudará a comprender mejor el funcionamiento de las redes de ordenadores.
El modelo OSI no garantiza la comunicación entre equipos pero pone las bases para una mejor estructuración de los protocolos de comunicación. Tampoco existe ningún sistema de comunicaciones que los siga estrictamente, siendo la familia de protocolos TCP/IP la que más se acerca.
El modelo OSI describe siete niveles para facilitar los interfaces de conexión entre sistemas abiertos, en la página siguiente puedes verlo con más detalle.
Nivel 1.- Físico - Se ocupa de la transmisión del flujo de bits a través del medio. - Cables, tarjetas y repetidores (hub).
RS-232, X.21.
Nivel 2 - Enlace - Divide el flujo de bits en unidades con formato (tramas) intercambiando estas unidades mediante el empleo de protocolos. - Puentes (bridges). HDLC y LLC.
Nivel 3 - Red - Establece las comunicaciones y determina el camino que tomarán los datos en la red. - Encaminador(router). IP, IPX.
Nivel 4 - Transporte - La función de este nivel es asegurar que el receptor reciba exactamente la misma información que ha querido enviar el emisor, y a veces asegura al emisor que el receptor ha recibido la información que le ha sido enviada. Envía de nuevo lo que no haya llegado correctamente. - Pasarela (gateway). UDP, TCP, SPX.
Nivel 5 - Sesión - Establece la comunicación entre las aplicaciones, la mantiene y la finaliza en el momento adecuado. Proporciona los pasos necesarios para entrar en un sistema utilizando otro. Permite a un mismo usuario, realizar y mantener diferentes conexiones a la vez (sesiones). - Pasarela
Nivel 6 - Conversión entre distintas representaciones de datos y entre terminales y organizaciones de sistemas de ficheros con características diferentes. - Pasarela. Compresión, encriptado, VT100.
Nivel 7 - Este nivel proporciona unos servicios estandarizados para poder realizar unas funciones especificas en la red. Las personas que utilizan las aplicaciones hacen una petición de un servicio (por ejemplo un envío de un fichero). Esta aplicación utiliza un servicio que le ofrece el nivel de aplicación para poder realizar el trabajo que se le ha encomendado (enviar el fichero). - X400
La comunicación según el modelo OSI siempre se realizará entre dos sistemas. Supongamos que la información se genera en el nivel 7 de uno de ellos, y desciende por el resto de los niveles hasta llegar al nivel 1, que es el correspondiente al medio de transmisión (por ejemplo el cable de red) y llega hasta el nivel 1 del otro sistema, donde va ascendiendo hasta alcanzar el nivel 7. En este proceso, cada uno de los niveles va añadiendo a los datos a transmitir la información de control relativa a su nivel, de forma que los datos originales van siendo recubiertos por capas datos de control.
De forma análoga, al ser recibido dicho paquete en el otro sistema, según va ascendiendo del nivel 1 al 7, va de­jando en cada nivel los datos añadidos por el nivel equiva­lente del otro sistema, hasta quedar únicamente los datos a transmitir. La forma, pues de enviar información en el mo­delo OSI tiene una cierta similitud con enviar un paquete de regalo a una persona, donde se ponen una serie de papeles de envoltorio, una o más cajas, hasta llegar al regalo en sí.

Emisor
Paquete
Receptor
Aplicación
C7 Datos
Aplicación
Presentación
C6 C7 Datos
Presentación
Sesión
C5 C6 C7 Datos
Sesión
Transporte
C4 C5 C6 C7 Datos
Transporte
Red
C3 C4 C5 C6 C7 Datos
Red
Enlace
C2 C3 C4 C5 C6 C7 Datos
Enlace
Físico
C2 C3 C4 C5 C6 C7 Datos
Físico




Medios de transmisión


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Medios magneto-ópticos.
Los disquetes, zips y en general los medios removibles, los podemos llevar de un sitio a otro.Par trenzado.
Grosor de 1mm.
El ancho de banda depende del grosor y de la distancia.
Velocidad del orden de 10-100 Mbps.
Categorías de cable par trenzado:
- STP (apantallado): 2 pares de hilo, recubierto por malla.
- UTP (no apantallado): 4 pares de hilos.
- Categoría 3: van de 4 en 4 (8 cables), alcanzando 30 Mbps .
- Categoría 5: más retorcidos y mejor aislante (teflón), alcanzando 100 Mbps .Cable coaxial.
Los hay de 2 impedancias:
- 75 ohmios: banda ancha, utilizado en TV, distintos canales, 300MHz.
- 50 ohmios: banda base, utilizado en Ethernet, un canal.
- 10BASE5: coaxial grueso, 500 metros, 10Mbps, conector "N".
- 10BASE2: coaxial fino, 185 metros, 10 Mbps, conector "BNC".Fibra óptica.
Se necesita una fuente de luz: láser o LED.
Se transmite por fibra y se capta por foto diodos.
La topología típica es el anillo
Alcanza un ancho de banda de 30000GHz .
Sólo necesita repetidores cada 30 kms.
No hay interferencias.
Pesa 8 veces menos que el cable par trenzado



¿Qué son las redes?Autor: Jonathan 4,59/5 (132 opiniones) 10656 alumnosFecha publicación: 25/11/2004
Capítulos del curso
0. Presentación
1. Teoría de la comunicación
2. Redes LAN, MAN y WAN
3. Tipología de las redes de área local
4. Topología
5. El modelo OSI
6. Medios de transmisión
7. El cable y los conectores vistos bajo la norma Ethernet 802.3
8. Componentes de una red
9. Routers
10. Equipos de red conectados a un segmento.
11. Protocolos TCP/IP
12. ¿Qué es TCP/IP?
13. Direcciones IP y máscaras de red
14. Clases de red
sas_pageid='6294/39080';
sas_formatid=2384;

sas_target='tematica=Internet'; // Targeting

SmartAdServer(sas_pageid,sas_formatid,sas_target);


El cable y los conectores vistos bajo la norma Ethernet 802.3


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Tipo de cable
Conexión
Longitud máxima
Nº max. de estaciones
Observaciones
10 base 5
Coaxial grueso, 50 ohmios, o cable amarillo,
Conectores tipo vampiro
500 m
100
Líneas acabadas en una impedancia del mismo valor que la Z característica,
Líneas libres acabadas en tapones para evitar los rebotes
10 base 2
Coaxial fino,
50 ohmios
RG58
BNC
185 m
30
conexión por "T" [Problema: hay que abrir la red]
Líneas libres acabadas en tapones para evitar los rebotes
10 base T
Par trenzado
RJ-45(ISO 8877).
100 m
Hub: Bus lógico en una caja y todas las estaciones colgando
100 base T
UTP categoría 5
Numeración del conector RJ45
Hembra
Macho
Visto de frente
Conector visto de frente y desde arriba
Ethernet 10Base-T (T568B colores)
RJ45
Código
Utilidad
Pares
1
Blanco/Naranja o el blanco del par naranja
T2
Txdata +
PAR 2
2
Naranja o naranja/blanco
R2
TxData -
3
Blanco/verde o el blanco del par verde
T3
RecvData +
PAR 3
4
Azul o azul/blanco
R1
PAR 1
5
Blanco/Naranja o el blanco del par naranja
T1
6
Verde o verde/blanco
R3
RecvData -
7
Blanco/marrón o el blanco del par marrón
T4
PAR 4
8
Marrón o marrón/blanco
R4
Pares usados según norma
ATM 155Mbps usa los pares 2 y 4 (pins 1-2, 7-8)
Ethernet 10Base - T4 usa los pares 2 y 3 (pins 1-2, 3-6)
Ethernet 100Base-T4 usa los pares 2 y 3 (4T+) (pins 1-2, 3-6)
Ethernet 100Base-T8 usa los pares 1,2,3 y 4 (pins 4-5, 1-2, 3-6, 7-8)Cable usado según norma
Categoría
Velocidad
Donde se usa
1
No entra dentro de los criterios de la norma
2
Hasta 1 MHz
Para telefonía
3
Hasta 16 MHz
Ethernet 10Base-T
4
Hasta 20 MHz
Token-Ring, 10Base-T
5
Hasta 100 MHz
100Base-T, 10Base-T


¿Qué son las redes?Autor: Jonathan 4,59/5 (132 opiniones) 10656 alumnosFecha publicación: 25/11/2004
Capítulos del curso
0. Presentación
1. Teoría de la comunicación
2. Redes LAN, MAN y WAN
3. Tipología de las redes de área local
4. Topología
5. El modelo OSI
6. Medios de transmisión
7. El cable y los conectores vistos bajo la norma Ethernet 802.3
8. Componentes de una red
9. Routers
10. Equipos de red conectados a un segmento.
11. Protocolos TCP/IP
12. ¿Qué es TCP/IP?
13. Direcciones IP y máscaras de red
14. Clases de red
sas_pageid='6294/39080';
sas_formatid=2384;

sas_target='tematica=Internet'; // Targeting

SmartAdServer(sas_pageid,sas_formatid,sas_target);

Componentes de una red


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Dentro de lo que son componentes de una red vamos a distinguir entre equipos de red, cableados y conectores a la misma; y, dentro de los equipos de red, también vamos a hacer una subdivisión en equipos que interconectan redes y equipos conectados a un segmento de las mismas.Equipos que interconectan redes. Repetidores.
Los repetidores son equipos que trabajan a nivel 1 de la pila OSI, es decir, repiten todas las señales de un segmento a otro a nivel eléctrico.
Se utilizan para resolver los problemas de longitudes máximas de los segmentos de red (su función es extender una red Ethernet más allá de un segmento). No obstante, hay que tener en cuenta que, al retransmitir todas las señales de un segmento a otro, también retransmitirán las colisiones. Estos equipos sólo aíslan entre los segmentos los problemas eléctricos que pudieran existir en algunos de ellos.
El número máximo de repetidores en cascada es de cuatro, pero con la condición de que los segmentos 2 y 4 sean IRL, es decir, que no tengan ningún equipo conectado que no sean los repetidores. En caso contrario, el número máximo es de 2, interconectando 3 segmentos de red.
El repetidor tiene dos puertas que conectan dos segmentos Ethernet por medio de transceivers (instalando diferentes transceivers es posible interconectar dos segmentos de diferentes medios físicos) y cables drop.
El repetidor tiene como mínimo una salida Ethernet para el cable amarillo y otra para teléfono.
Con un repetidor modular se pude centralizar y estructurar todo el cableado de un edificio, con diferentes medios, adecuados según el entorno, y las conexiones al exterior.
Un Concentrador es un equipo igual a un multiport repeater pero con salida RJ-45.
Los repetidores con buffers es la unión de dos redes por una línea serie mediante una pareja de repetidores.Puentes o Bridges.
Estos equipos se utilizan asimismo para interconectar segmentos de red, (amplía una red que ha llegado a su máximo, ya sea por distancia o por el número de equipos) y se utilizan cuando el tráfico no es excesivamente alto en las redes pero interesa aislar las colisiones que se produzcan en los segmentos interconectados entre sí.
Los bridges trabajan en el nivel 2 de OSI, con direcciones físicas, por lo que filtra tráfico de un segmento a otro.
Esto lo hace de la siguiente forma: Escucha los paquetes que pasan por la red y va configurando una tabla de direcciones físicas de equipos que tiene a un lado y otro (generalmente tienen una tabla dinámica), de tal forma que cuando escucha en un segmento un paquete de información que va dirigido a ese mismo segmento no lo pasa al otro, y viceversa.
No filtra los broadcasts, que son paquetes genéricos que lanzan los equipos a la red para que algún otro les responda, aunque puede impedir el paso de determinados tipos de broadcast. Esto es típico para solicitar las cargas de software, por ejemplo. Por tanto, al interconectar segmentos de red con bridges, podemos tener problemas de tormentas de broadcasts, de saturación del puente por sobrecarga de tráfico, etc.
El número máximo de puentes en cascada es de siete; no pueden existir bucles o lazos activos, es decir, si hay caminos redundantes para ir de un equipo a otro, sólo uno de ellos debe estar activo, mientras que el redundante debe ser de backup. Para esto, cuando se está haciendo bridging en las redes, se usa el algoritmo de spanning-tree, mediante el cual se deshacen los bucles de los caminos redundantes.
Las posibles colisiones no se transmiten de un lado a otro de la red. El bridge sólo deja pasar los datos que van a un equipo que él conoce.
El bridge generalmente tiene una tabla dinámica, aíslan las colisiones, pero no filtran protocolos.
El bridge trabaja en el nivel 2 de OSI y aísla las colisiones
La primera vez que llega un paquete al bridge lo transmitirá, pero aprende (ya que, si el paquete no lo coge nadie, significa que no está).
El peligro de los bridges es cuando hay exceso de broadcast y se colapsa la red. A esto se le llama tormenta de broadcast, y se produce porque un equipo está pidiendo ayuda (falla).






Routers


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Estos equipos trabajan a nivel 3 de la pila OSI, es decir pueden filtrar protocolos y direcciones a la vez. Los equipos de la red saben que existe un router y le envían los paquetes directamente a él cuando se trate de equipos en otro segmento.
Además los routers pueden interconectar redes distintas entre sí; eligen el mejor camino para enviar la información, balancean tráfico entre líneas, etc.
El router trabaja con tablas de encaminamiento o enrutado con la información que generan los protocolos, deciden si hay que enviar un paquete o no, deciden cual es la mejor ruta para enviar un paquete o no, deciden cual es la mejor ruta para enviar la información de un equipo a otro, pueden contener filtros a distintos niveles, etc.
Poseen una entrada con múltiples conexiones a segmentos remotos, garantizan la fiabilidad de los datos y permiten un mayor control del tráfico de la red. Su método de funcionamiento es el encapsulado de paquetes.
Para interconectar un nuevo segmento a nuestra red, sólo hace falta instalar un router que proporcionará los enlaces con todos los elementos conectados.Gateways.
También llamados traductores de protocolos, son equipos que se encargan, como su nombre indica, a servir de intermediario entre los distintos protocolos de comunicaciones para facilitar la interconexión de equipos distintos entre sí.
Su forma de funcionar es que tienen duplicada la pila OSI, es decir, la correspondiente a un protocolo y, paralelamente, la del otro protocolo. Reciben los datos encapsulados de un protocolo, los van desencapsulando hasta el nivel más alto, para posteriormente ir encapsulando los datos en el otro protocolo desde el nivel más alto al nivel más bajo, y vuelven a dejar la información en la red, pero ya traducida.
Los gateways también pueden interconectar redes entre sí.