Capitulo 2: COMUNICACIN A TRAVS DE LA RED La comunicacin comienza con un mensaje o informacin que se debe enviar desde una persona a otro. Todos los mtodos tienen tres elementos en comn que son: El origen, destino o receptor del mensaje y por ltimo el canal por el cual viaja el mensaje desde el origen hacia el destino. En teora, una comunicacin simple, como un video musical o un mail puede enviarse a travs de la red desde un origen hacia un destino como un stream de bits masivo y continuo. Si en realidad los mensajes se transmitieran de esta manera significara que ningn otro dispositivo podr enviar o recibir mensajes en la misma red mientras esta transferencia de datos est en proceso. Un mejor enfoque para enviar datos a travs de la red es dividir los datos en partes ms pequeas y ms manejables. La divisin del stream de datos en partes ms pequeas se denomina segmentacin. Siendo esta que nos da dos beneficios fundamentales: Al enviar partes individuales ms pequeas del origen al destino, se pueden entrelazar diversas conversaciones en la red. A este mtodo se le denomina multiplexacin. La segmentacin puede aumentar la confiabilidad de las comunicaciones de red. No es necesario que las partes separadas de cada mensaje sigan el mismo recorrido a travs de la red desde el origen hasta el destino. Si una ruta en particular se satura con el trfico de datos o falla, las partes individuales del mensaje an `pueden direccionarse hacia el destino mediante los recorridos alternativos. La desventaja de utilizar segmentacin y multiplexacin para transmitir mensajes a travs de la red es el nivel de complejidad que se agrega al proceso. COMPONENTES DE LA RED Los dispositivos y los medios son los elementos fsicos o hardware de la red. El hardware es generalmente el componente visible de la plataforma de red, como una computadora porttil, un switch o el cableado que se usa para conectar los dispositivos. Los servicios y procesos son los programas de comunicacin, denominados software, que se ejecutan en los dispositivos conectados a la red. Un servicio de red proporciona informacin en respuesta a una solicitud. Los servicios incluyen una gran cantidad de aplicaciones de red comunes que utilizan las personas a diario. Los procesos proporcionan la funcionalidad que direcciona y traslada mensajes a travs de la red. Los procesos son menos obvios para nosotros, pero son crticos para el funcionamiento de las redes. En el contexto de red, los dispositivos finales se denominan host. Las redes dependen de dispositivos intermediarios para proporcionar conectividad y para trabajar detrs de escena y garantizar que los datos fluyan a travs de la red. Ejemplos de dispositivos de red intermediarios: * Hub, switches y Access point * Routers * Servidores de comunicacin y mdems * Firewall

Los procesos que se ejecutan en los dispositivos de red intermediarios realizan las siguientes funciones: * Regenerar y transmitir las seales de datos * Mantener informacin sobre que rutas existen a travs de la red y de la internetwork * Notificar a otros dispositivos los errores y las fallas de comunicacin * Direccionar datos por rutas alternativas cuando existe fallas en un enlace. * Clasificar y direccionar mensajes segn las prioridades de QoS * Permitir o denegar el flujo de datos en base a configuraciones de seguridad. MEDIOS DE RED Las redes modernas utilizan principalmente tres tipos de medios para interconectar los dispositivos y proporcionar la ruta por la cual puede transmitirse los datos. Estos medios son: * Hilos metlicos dentro de los cables * Fibra de vidrio o plsticas * Transmisiones inalmbricas. La codificacin de seal que se debe realizar para que le mensaje sea transmitido es diferente para cada tipo de medio. Los criterios para elegir un medio de red son: * Las distancias en la cual el medio puede transportar exitosamente una seal. * El ambiente en el cual se instalar el medio * La calidad de datos y la velocidad a la que se debe transmitir * El costo del medio y de la instalacin. REDES DE AREA AMPLIA Cuando una compaa u organizacin tiene ubicaciones separadas por grandes distancias geogrficas. Es posible que deba utilizar un proveedor de servicio de telecomunicaciones TSP Para interconectar las LAN en las distintas ubicaciones. Aunque la organizacin que renta el servicio de los TSP son quienes mantienen todas las polticas y administracin de las LAN en ambos extremos de la conexin, las polticas dentro de la red del proveedor del servicio de comunicaciones son controladas por el TSP. Intranet Este trmino se utiliza generalmente para referirse a una conexin privada de algunas LAN y WAN que pertenecen a una organizacin y que est diseada para que puedan acceder solamente los miembros y empleados de la organizacin u otros que tengan autorizacin.

Tarjeta Interfaz de Red (NIC) Proporciona la conexin fsica con la red de computadora personal u otro dispositivo host. El medio que conecta la computadora personal con el dispositivo de la red se inserta directamente en la NIC. Puerto Fsico Conector o toma de un dispositivo de red en el cual el medio se conecta con un host o con otro dispositivo de red. Interfaz Puertos especializados de un dispositivo de internetworking que se conecta con redes individuales. Puesto que los Routers se utilizan para interconectar redes, los puertos de un router se conocen como interfaces de red. PROTOCOLOS DE RED La suite de protocolos de networking describe procesos como los siguientes: * El formato o estructura. * EL mtodo por el cual los dispositivos de networking comparten informacin sobre rutas con otras redes. * Cmo y cuando se pasan los mensajes de error y del sistema entre dispositivos * El inicio y terminacin de las sesiones de transferencia de datos. Los protocolos individuales de una suite de protocolos pueden ser especficos de un fabricante o de propiedad exclusiva. Un estndar es un proceso o protocolo que ha sido avalado por la industria de networking y ratificado por una organizacin de estndares, como el Instituto de Ingenieros Elctricos y Electrnicos. (IEEE) o el Grupo de Trabajo de Ingeniera de Internet (IETF) INTERACCIN DE PROTOCOLOS Protocolo de aplicacin (HTTP) Protocolo de Transferencia de Hipertexto. Es un protocolo comn que regula la forma en que interactan un servidor web y un cliente web. Protocolo de Transporte (TCP) Protocolo de Control de Transmisin. Administra las conversaciones individuales entre servidores y clientes. Divide los mensajes HTTP en pequeas partes, denominadas segmentos, para enviarlas al cliente de destino. Protocolo de Internetwork IP es responsable de tomar los segmentos formateados del TCP, encapsularlos en paquetes, asignarles las direcciones correctas y seleccionar la mejor ruta hacia el host de destino. Protocolo de Acceso a la Red

Describe dos funciones principales: Administracin de enlaces de datos y transmisin fsica de datos en los medios. Los transceptores (NIC) implementan los estndares apropiados para los medios que se utilizan.

BENEFICIOS DEL USO DE UN MODELO EN CAPAS Existen beneficios al utilizar un modelo en capas para describir los protocolos de red y el funcionamiento. Uso de un modelo en capas: * Asiste en el diseo del protocolo, porque los protocolos que operan en una capa especfica poseen informacin definida que van a poner en prctica y una interfaz definida segn las capas por encima y por debajo. * Fomenta la competencia, ya que los productos de distintos proveedores pueden trabajar en conjunto. * Evita que los cambios en la tecnologa o en las capacidades de una capa afecten otras capas superiores o inferiores. * Proporciona un lenguaje comn para describir las funciones y capacidades de red. MODELO TCP/IP El primer modelo de protocolo en capas para comunicaciones de internetwork se cre a principios de la dcada de los setenta y se conoce con el nombre de modelo de Internet PROCESO DE COMUNICACIN El modelo TCP/IP describe la funcionalidad de los protocolos que forman la suite de protocolos TCP/IP. Estos protocolos que se implementan tanto en el host emisor como en el receptor, interactan para proporcionar la entrega de aplicaciones de extremo a extremo a travs de una red. Un proceso de comunicacin completo incluye estos pasos: * Creacin de datos a nivel de la capa de aplicacin del dispositivo de origen. * Segmentacin y encapsulacin de datos cuando pasan por el stack de protocolos en el dispositivo de origen. * Generacin de los datos sobre el medio en la capa de acceso a la red de la stack * Transporte de los datos a travs de la internetwork, que consiste de los medios y de cualquier dispositivo intermediario. * Recepcin de los datos en la capa de acceso a la red del dispositivo destino. * Desencapsulacin y rearmado de los datos cuando pasan por la stack en el dispositivo final. * Traspaso de estos datos a la aplicacin de destino en la capa de aplicacin del dispositivo de destino.

UNIDAD DE DATOS DEL PROTOCOLO Mientras los datos de la aplicacin bajan al stack del protocolo y se transmiten por los medios de la red, varios protocolos le agregan informacin en cada nivel. Esto comnmente se conoce como proceso de encapsulacin. La forma en que adopta una seccin de datos en cualquier capa se denomina Unidad de Da tos del Protocolo (PDU) * Aplicacin (PDU) Datos * Transporte (PDU) Segmento * Red (PDU) Paquete

* Enlace de datos (PDU) Trama * Fsica (PDU) Bits

COMPARACIN ENTRE EL MODELO OSI Y EL MODELO TCP/IP Los paralelos clave entre dos modelos de red se producen en las capas 3 y 4 del modelo OSI. La capa 3 del modelo OSI, la capa Red se utilizan casi universalmente para analizar y documentar el rango de los procesos que se producen en todas las redes de datos para direccionar y enrutar mensajes a travs de una internetwork. El protocolo de Internet IP es el protocolo es el protocolo de la suite TCP/IP que incluye la funcionalidad descrita en la capa 3. La capa 4, la capa de transporte del modelo OSI, con frecuencia se utiliza para describir servicios o funciones generales que administran conversaciones individuales entre los host de origen y destino. Estas funciones incluyen acuse de recibo, recuperacin de errores y secuenciamiento. En esta capa, los protocolos TCP/IP, TCP y UDP proporcionan la funcionalidad necesaria. CUESTIONARIO 1.- Enumere 5 dispositivos finales, 6 dispositivos intermediarios y 3 formas de medios de red. Dispositivos finales: PC, Impresora, Telfono IP, Servidor. Dispositivos Intermediarios: Router, Switch, Firewall Medio de red. Medios de cobre, fibra e inalmbricos.

2.-Compare in contraste los siguientes trminos: Red, LAN, WAN Internetwork e Internet. Red: Grupo de dispositivos interconectados capaces de transmitir distintos tipos de comunicaciones, incluido datos informticos tradicionales, voz interactiva, videos y productos de entretenimiento. LAN: Red local o grupo de redes locales interconectadas que estn bajo el mismo control administrativo WAN: Los proveedores de servicios de telecomunicaciones TSP. Operan grandes redes regionales que abarcan grandes distancias. Estas redes conectan las LAN en ubicaciones separadas geogrficamente son redes de rea amplia.

Internetwork: Se usa una malla de redes interconectadas. Algunas de estas redes pertenecen a grandes redes pblicas o privadas. Internet: La internetwork de acceso al pblico ms conocida y ms usada. Internet se crea por la interconexin de redes que pertenecen a los ISP. 3.- Compare y contraste las capas del modelo OSI con el stack del protocolo TCP/IP Un modelo de referencia como lo es OSI proporciona una referencia comn para mantener la uniformidad dentro de todos los tipos de servicios y protocolos de red. Su objetivo principal es ayudar a lograr un mayor conocimiento de las funciones y procesos involucrados. Un conjunto de protocolo se asemeja bastante a la estructura de la suite de protocolos en particular. El conjunto jerrquico de protocolos relacionados en una suite representa tpicamente toda la funcionalidad requerida para interconectar la red humana con la red de datos. 4.-Explique los siguientes trminos: Protocolo, PDU y Encapsulacin Protocolo: Toda comunicacin, ya sea cara a cara o a travs de la red, est gobernada por reglas predeterminadas llamadas protocolos. Estos protocolos son especficos delas caractersticas de la comunicacin. PDU y Encapsulacin: A medida que los datos de aplicacin pasan por el stack del protocolo en su recorrido para ser transmitidos por los medios de red, distintos protocolos le agregan informacin en cada nivel. Esto generalmente se le conoce como proceso de encapsulacin. 5.- Cuales son las funciones nicas de las direcciones de capa 2,3 y 4. La capa cuatro del modelo OSI es la encargada re recibir los datos por parte de la capa de aplicacin, a su vez los segmenta agregndole informacin que ayudara a determinar a cul aplicacin est dirigida por su nmero de puerto. Tambin es encargada de darle seguimiento a lo largo de todo su recorrido a la informacin, ya que est orientado a la conexin y como tal ofrece seguridad al momento de prdida de algn paquete. Ofrece el reensamblaje adecuado al momento de llegar al host final, debido a que en la informacin que agrega incluye un nmero de secuencia a cada segmento del dato enviado. La capa tres del modelo OSI es la encargada de direccionar por medio de direcciones lgicas los segmentos transformndolos despus en paquetes por medio de la red. Su protocolo comn es IP, un protocolo que no est orientado a la conexin y no es confiable, pero al decir que no es confiable no quiere decir que no sirva, no confiable indica que se deslinda completamente de la entrega en orden correcto de los paquetes, no manda acuse de recibido. Siendo de esta manera un protocolo ms rpido a travs de la Internetwork. La capa dos del modelo OSI se encarga de recibir los paquetes de la capa tres. Esta capa est compuesta por dos subcapas, una de ellas es (LLC) Control de Enlace Lgico y (MAC) Control de Acceso al Medio. El LLC se encarga de mantener comunicacin con las capas superiores del stack al igual que con las capas inferiores. En trminos ms reales, el LLC se encuentra en la NIC de cualquier dispositivo con acceso a la red. La subcapa MAC es la encargada de proveer direcciones fsicas tanto de origen como de destino a las tramas de la capa de enlace de datos.

Capitulo 3: MODELO OSI Y MODELO TCP/IP Los protocolos de capa de aplicacin se utilizan para intercambiar los datos entre los programas que se ejecutan en los host de origen y destino. CAPA DE PRESENTACION Funciones primaria: * Codificacin y conversin de datos de la capa de aplicacin para garantizar que los datos del dispositivo origen puedan ser interpretados por la aplicacin adecuada en el dispositivo de destino. * Compresin de los datos de forma que puedan ser descomprimidos por el dispositivo de destino. * Encriptacin de los datos para transmisin y descifre de los datos cuando se recibe en el destino. CAPA DE SESIN Crean y mantienen dilogos entre las aplicaciones de origen y de destino. Adems maneja intercambios de informacin para iniciar los dilogos y mantenerlos activos, y para reiniciar sesiones que se interrumpieron o desactivaron durante un periodo de tiempo prolongado. MODELO TCP/IP Algunos de los protocolos TCP/IP son: * DNS Se utiliza para resolver nombres de internet en direcciones IP * HTTP Se utiliza para transferir archivos que forman las pginas web de la WWW * SMTP Se utiliza para la transferencia de mensajes de correo y adjunto * Telnet Se utiliza para proporcionar acceso remoto a servidores y dispositivos de red. * FTP Se utiliza para la transferencia de archivos entre sistemas. SOFTWARE DE LA CAPA DE APLICACIN Dentro de la capa de aplicacin existen dos formas de procesos o programas de software que proporcionan acceso a la red: Aplicaciones y Servicios. APLICACIONES RECONOCIDAS POR LA RED Algunas aplicaciones de usuario final son compatibles con la red, lo cual significa que implementan los protocolos de la capa de aplicacin y pueden comunicarse directamente con las capas inferiores del stack de protocolos. Los clientes de correos electrnicos y los exploradores web son ejemplos de este tipo de aplicaciones. Servicios de la capa de aplicacin. Este tipo de programas son transparentes para el usuario, sin embargo, son los programas que se comunican con la red y preparan los datos para la transferencia.

Cada servicio de red o aplicacin utiliza protocolos que definen los estndares y formatos de datos a utilizarse. Sin protocolos, la red de datos no tendra una manera comn de formatear y direccionar los datos. MODELO CLIENTE SERVIDOR Los procesos cliente servidor se consideran una parte de la capa de aplicacin. PROTOCOLO Y SERVICIOS DNS La capa de transporte utiliza un esquema de direccionamiento que se llama nmero de pue rto. Los nmeros de puerto identifican las aplicaciones y los servicios de la capa de aplicacin que son los datos de origen y destino. Algunos nmeros de puerto asociados con la capa de aplicacin de TCP/IP son:

* * DNS * HTTP * SMTP * POP 110 * Telnet * DHCP * FTP 20 y 21 23 67 53 80 25

DNS Utiliza un conjunto distribuido de servidores para resolver los nombres asociados con estas direcciones numricas. El protocolo DNS define un servicio automatizado que coincide con nombres de recursos que tienen la direccin de red numrica solicitada. Las comunicaciones del protocolo DNS utiliza un formato simple llamado mensaje. Este formato de mensaje se utiliza para todos los tipos de solicitudes de clientes y respuestas del servidor, mensajes de error y para la transferencia de informacin de registros de recursos entre servidores. DNS es un servicio cliente/servidor; sin embargo, diferente de los otros servicios cliente/servidor que estamos examinando. Mientras otros servicios utilizan un cliente que es una aplicacin (como un explorador web o un cliente de correo electrnico), el cliente DNS ejecuta un servicio por s mismo. El cliente DNS, a veces denominado resolucin DNS, admite resoluciones de nombre para otras aplicaciones de red y servicio que lo necesiten. Nslookup permite al usuario consultar manualmente los servidores de nombre para resolver un determinado nombre de host. Un servidor DNS proporciona la resolucin de nombres utilizando el daemon. El servidor DNS almacena diferentes tipos de registros de recursos utilizados para resolver nombres. Estos registros contienen el nombre, la direccin y el tipo de registro.

Algunos de estos tipos de registros son: * A: Una direccin de un dispositivo final * NS: Un servidor de nombre autoritativo * CNAME: El nombre ideal que se utiliza cuando varios servicios tienen su propia entrada DNS * MX: Registro de intercambio de correos, asigna un nombre de dominio a una lista de servidores de intercambio de correos para ese dominio. SERIVICIO WWW Y HTTP HTTP especifica un protocolo de solicitud/respuesta. Cuando un cliente, generalmente un explorador web, enva un mensaje de solicitud a un explorador, el protocolo HTTP define los tipos de mensaje que el cliente utiliza para solicitar la pgina web y enva los tipos de mensajes que el servidor utiliza para responder. Los tres tipos de mensajes son GET, POST y PUT. GET es una solicitud de datos del cliente. Un explorador Web enva el mensaje GET para solicitar las pginas desde un servidor Web. POST y PUT se utilizan para enviar mensajes que cargan los datos al servidor Web. Por ejemplo, cuando el usuario ingresa datos en un formulario incorporado en una pgina Web, POST incluye los datos en el mensaje enviado al servidor. PUT carga los recursos o el contenido al servidor Web. SERVICIOS DE E-MAIL Y PROTOCOLOS SMTP/POP Cuando una persona escribe mensajes de correo electrnico, generalmente utiliza una aplicacin denominada. Agente de Usuario de Correo (MUA) MUA permite enviar los mensajes y colocar los mensajes recibidos en el buzn del cliente; ambos procesos son diferentes. Para recibir e-mail desde un servidor de e-mail, el cliente de correo electrnico puede utilizar un POP. Al enviar un e-mail desde un cliente se utilizan formatos de mensajes o cadenas de comando definidas por SMTP. El servidor de e-mail ejecuta dos procesos individuales: * Agente de transferencia de correo (MTA) * Agente de entrega de correo (MDA) El formato de mensajes del protocolo SMTP utiliza un conjunto rgido de comandos y respuestas. Estos comandos admiten los procedimientos utilizados en el SMTP, como inicio de sesin, transaccin de correo, reenvo de correo, verificacin de nombres de buzn, expansin de listas de correo y apertura y cierre de intercambios. Algunos de los comandos especializados en el protocolo SMTP son: * HELO: Identifica el proceso de cliente SMTP, que incluye extensiones de servicios * EHLO: Es una versin ms nueva de HELO, que incluye extensiones de servicios * MAIL FROM: Identifica al emisor

* RCPT TO: Identifica al receptor * DATA: Identifica el cuerpo del mensaje. FTP Para transferencia de archivos exitosa, el FTP requiere de dos conexiones entre clientes y servidor: Una para comandos y respuestas, otra para la transferencia real de archivos. El cliente establece la primera conexin con el servidor en TCP puerto 21 para controlar el trfico, que consiste en comandos de cliente y respuestas del servidor. El otro puerto 20 se utiliza para la transferencia real de archivos. DHCP Permite a un host obtener una direccin IP en forma dinmica cuando se conecta a la red. El servidor DHCP elije una direccin de un rango configurado de direcciones denominado pool y se la asigna al host por un periodo establecido. PROTOCOLO GNUTELLA Y SERVICIOS P2P El protocolo Gnutella define cinco tipos de paquetes diferentes: * PING: Para descubrir un dispositivo * PONG: Como respuesta a un ping * QUERY: Para ubicar un archivo * QUERY HIT: Como respuesta a una consulta * PUSH: Como una solicitud de descarga TELNET Una conexin que utiliza Telnet se llama Sesin o Conexin de Terminal Virtual (VTY). En lugar de utilizar un dispositivo fsico para conectar al servidor, Telnet utiliza software para crear un dispositivo virtual que proporciona las mismas funciones que una sesin terminal con acceso a la interfaz de lneas de comandos (CLI) Aunque el protocolo Telnet admite autentificacin de usuario, no admite el transporte de datos encriptados. Todos los datos intercambiados durante la sesin Telnet se transportan como texto sin formato por la red. CAPITULO 4: CAPA DE TRANSPORTE DEL MODELO OSI Capa de transporte La capa de transporte es responsable de la transferencia de extremo a extremo general de los datos de aplicacin. La capa de transporte incluye las siguientes funciones: * Permitir mltiples aplicaciones para comunicarse a travs de la red al mismo tiempo en un solo dispositivo.

* Asegurar que, si se requiere, todos los datos sean recibidos de manera confiable y en orden por la aplicacin correcta * Emplear mecanismos de manejo de error. Las responsabilidades principales que debe cumplir son: * Seguimiento de la comunicacin individual entre aplicaciones en los host origen y destino * Segmentacin de datos y gestin de cada porcin * Reensamble de segmentos en flujos de datos de aplicacin * Identificacin de las diferentes aplicaciones Algunos protocolos de la capa de transporte proveen: * Conversaciones orientadas a la conexin * Entrega confiable * Reconstruccin ordenada de datos * Control de flujo En la capa de transporte, las tres operaciones bsicas de confiabilidad son: * Seguimiento de datos transmitidos * Acuse de recibo de los datos recibidos * Retransmisin de cualquier dato sin acuse de recibo Los dos protocolos ms comunes de la capa de transporte del conjunto de protocolos TCP/IP son el protocolo de control de transmisin TCP y el protocolo de datagrama de usuario (UDP) UDP es un protocolo simple, sin conexin. Cuenta con la ventaja de proveer la entrega de datos sin utilizar muchos recursos. Las porciones de comunicacin en UDP se llaman datagramas. Este protocolo de la capa de transporte enva estos datagramas como mejor intento . Entre las aplicaciones que utilizan UDP son: * DNS * Stream de video * VoIP TCP es un protocolo orientado a la conexin. Cada segmento TCP posee 20 bytes de carga en el encabezado, que encapsula los datos de la capa de aplicacin, mientras que cada segmento UDP slo posee 8 bytes de carga.

Las aplicaciones que utilizan TCP son: * Exploradores Web * E-mail * Transferencia de archivos Los nmeros de puerto se asignan de varias maneras, en funcin de si el mensaje es una solicitud o una respuesta. Mientras que los procesos en el servidor poseen nmeros de puertos estticos asignados a ellos, los clientes eligen un nmero de puerto de forma dinmica para cada aplicacin. La combinacin del nmero de puerto y de la direccin IP de la capa de red asignada al host identifica de manera exclusiva un proceso en particular que se ejecuta en un dispositivo host especfico. Esta combinacin se denomina socket. La (IANA) Autoridad de nmeros asignados de Internet, asigna nmeros de puertos. Existen distintos tipos de nmeros de puertos: * Puertos bien conocidos. (nmeros del 0 al 1023) Reservados para servicios y aplicaciones como HTTP, POP3/SMTP y Telnet * Puertos registrados. (Nmeros del 1024 al 49151). Estos puertos estn asignados a procesos o aplicaciones del usuario. * Puertos dinmicos o privados (Nmeros del 19152 al 65535) Suelen asignarse de manera dinmica a aplicaciones de cliente cuando se inicia una conexin. La confiabilidad de las comunicaciones TCP se lleva a cabo utilizando sesiones orientadas a la conexin. Antes de que un host que utiliza TCP enve datos a otro host, la capa de transporte inicia un proceso para crear una conexin con el destino. Esta conexin permite el rastreo de una sesin o Stream de comunicacin entre los host. Cada conexin representa dos Stream de comunicacin de una va o sesin. Para establecer la conexin los host realizan un intercambio de seales de tres vas. Los bits de control en el encabezado TCP indican el progreso y estado de la conexin. Enlace de tres vas: * Establece que el dispositivo destino est presente en la red. * Verifica que el dispositivo de destino tenga un servicio activo y est aceptando las peticiones en el nmero de puerto de destino que el cliente que lo inicia intente usar para la sesin. * Informa al dispositivo de destino que el cliente de origen intenta establecer una sesin de comunicacin en ese nmero de puerto. Los tres pasos para el establecimiento de una conexin TCP son: * El cliente que inicia la conexin enva un segmento (SYN) que contiene un valor de secuencia inicial, que acta como solicitud para el servidor para comenzar una sesin de comunicacin. * El servidor responde con un segmento que contiene un valor de reconocimiento igual al valor de secuencia recibido ms uno, adems de su propio valor de secuencia de

sincronizacin. El valor es uno mayor que el nmero de secuencia porque ACK es siempre el prximo byte u octeto esperado. Este valor de reconocimiento permite al cliente unir la respuesta al segmento que fue enviado al servidor. * El cliente inicia la conexin responde con un valor de reconocimiento igual al valor de secuencia que recibi ms uno. RE ENSAMBLAJE DE SEGMENTOS TCP Durante la configuracin de la sesin, se establece un nmero de secuencia inicia (ISN). Este nmero de secuencia inicial representa el valor de inicio para los bytes de esta sesin que se transmitirn a la aplicacin receptora. A medida que se transmiten los datos durante la sesin, el nmero de secuencia se incrementa en el nmero de bytes que se ha transmitido. Este rastreo de bytes de datos permite que cada segmento se identifique y se enva acuse de recibido de manera exclusiva. Se pueden identificar segmentos perdidos. El proceso TCP receptor coloca los datos del segmento en un bfer de recepcin. Los segmentos se colocan en el orden de nmero de secuencia adecuado y se pasa a la capa de aplicacin cuando son reensamblados. La cantidad de datos que un origen puede transmitir antes de que un acuse de recibo deba ser recibido se denomina tamao de la ventana. El tamao de la ventana inicial se determina durante el comienzo de la sesin a travs del enlace de tres vas. El tamao de la ventana determina la cantidad de bytes enviados antes de esperar un acuse de recibo. El acuse de recibo es el nmero del prximo byte esperado. Para una implementacin TCP tpica, un host puede transmitir un segmento, colocar una copia del segmento en una cola de retransmisin e iniciar un temporizador. Cuando se recibe el acuse de recibo de los datos, se elimina el segmento de la cola. Si no se recibe el acuse de recibo antes de que el temporizador venza, el segmento es transmitido. UDP Entre los protocolos principales de la capa de aplicacin que utilizan UDP se incluyen: * DNS * SNMP (Protocolo Simple de Administracin de Red) * DHCP * RIP * TFTP (Protocolo Trivial de Transferencia de Archivos) Se dice que UDP es basado en transacciones. En otras palabras, cuando una aplicacin posee datos para enviar, simplemente los enva. La PDU de UDP se conoce como datagrama, pese a que los trminos segmento y datagrama a veces se utilizan de manera distinta para describir una PDU de la capa de transporte. PROCESOS DE CLIENTE UDP Los nmeros de puerto de origen seleccionados al azar colaboran con la seguridad. Si existe un patrn predecible para la seleccin del puerto de destino, un intruso puede simular el acceso a

un cliente de manera ms sencilla intentando conectarse al nmero de puerto que tenga mayor posibilidad de estar abierto. Cabe recordar que una vez que el cliente ha elegido los puertos de origen y destino, estos mismos puertos se utilizarn en el encabezado de todos los datagramas que se utilicen en la transaccin.

Capitulo 5: CAPA DE RED DE OSI

La capa de red o capa 3 de OSI provee servicios para intercambiar secciones de datos individuales a travs de la red entre dispositivos finales identificados. La capa de red utiliza cuatro procesos bsicos: * Direccionamiento * Encapsulamiento * Enrutamiento * Desencapsulamiento PROTOCOLO IP El protocolo no fue diseado para rastrear ni administrar el flujo de paquetes. Caractersticas bsicas de IPv4: * Sin conexin * Mximo esfuerzo. No se usan encabezados para garantizar la entrega de paquetes * Medio independientes: Operan independientemente del medio que lleva los datos. Al IP a menudo se lo considera un protocolo no confiable. No confiable significa que IP no tiene la capacidad de administrar ni recuperar paquetes no entregados o corruptos. En el encabezado IP no incluye los campos requeridos para la entrega confiable de datos. No hay acuses de recibo de entrega de paquetes. No hay control de errores para datos. Tampoco hay forma de rastrear paquetes: por lo tanto, no existe la posibilidad de retransmitir paquetes. Parte de la comunicacin de control entre la capa de enlace de datos y la capa de red es establecer un tamao mximo para el paquete con (MTU) La capa de enlace de datos pasa la MTU hacia arriba hasta la capa de red. La capa de red entonces determina de qu tamao crear sus paquetes. En algunos casos, un dispositivo intermediario necesitar separar un paquete cuando lo enva desde un medio hacia otro medio con una MTU ms pequea. A este proceso se lo llama fragmentacin de paquetes o fragmentacin. Campos clave del IPv4 * Direccin de origen y destino * Tiempo de vida (TTL) * Tipos de servicios (QoS) * Protocolo * Desplazamiento del fragmento

DESPLAZAMIENTO DEL FRAGMENTO Un router puede tener que fragmentar un paquete cuando lo enva desde un medio a otro medio que tiene una MTU ms pequea. Cuando se produce una fragmentacin, el paquete IPv4 utiliza el campo desplazamiento de fragmento y el sealizador MF en el encabezado IP para reconstruir el paquete cuando llega al host destino. El campo de desplazamiento del fragmento identifica el orden en el cual el fragmento del paquete en la reconstruccin. POR QU SEPARAR HOST EN REDES? RENDIMIENTO Los problemas ms comunes con las redes grandes son: * Degradacin de rendimiento * Temas de seguridad * Administracin de direcciones Un broadcast es un mensaje desde un host hacia todos los otros host en la red. Para todos los otros destinos, los host slo necesitan conocer la direccin de un dispositivo intermediario al que envan paquetes para todas las otras direcciones de destino. Este dispositivo intermediario se denomina Gateway. El Gateway es un router en una red que sirve como salida desde esa red. DIVISION DE REDES. Con el direccionamiento jerrquico de IPv4, la porcin de la red de la direccin para todos los host en una red es la misma. Para dividir una red, la pocin de la red de la direccin es extendida para usar bits desde la porcin del host de la direccin. Estos bits de host pedidos prestados luego se usan como bits de red para representar las diferentes subredes dentro de un rango de red original. Al nmero de bits de una direccin utilizada como porcin de red se le denomina longitud de prefijo El router necesita una ruta que defina dnde enviar luego el paquete. A esto se le denomina direccin del siguiente salto. Si una ruta no est disponible al router, el router enviar el paquete al router del prximo salto que ofrece una ruta a la red de destino. El router toma una decisin de reenvo para cada paquete que llega a la interfaz del Gateway. Este proceso de reenvo es denominado enrutamiento. Para reenviar un paquete a una red de destino, el router requiere una ruta hacia esa red. Si una ruta a una red de destino no existe, el paquete no puede reenviarse. Los routers en una tabla de enrutamiento tienen tres caractersticas principales: * Red de destino * Prximo salto * Mtrica

Si una ruta que representa la red de destino no est en la tabla de enrutamiento, el paquete ser descartado (es decir, no se reenviar). La ruta encontrada puede ser una ruta conectada directamente o una ruta hacia una red remota. El router tambin puede usar una ruta por defecto para enviar el paquete. La ruta default se usa cuando la ruta de destino no est representada por ninguna otra ruta en la tabla de enrutamiento. RED DE DESTINO La naturaleza jerrquica del direccionamiento de la capa 3 significa que una entrada de ruta podra referirse a una subred de la misma red. Cuando se reenva un paquete, el router seleccionar la ruta ms especfica. Un paquete destinado a la subred de una red ms grande sera enrutado usando la ruta a la subred. No obstante, un paquete direccionado a una subred diferente dentro de la misma red ms grande sera enrutado usando la entrada ms general. Por ejemplo; la prioridad de la seleccin de una ruta para el paquete que va a 10.1.1.55 sera: 1.- 10.1.1.0 2.- 10.1.0.0 3.- 10.0.0.0 4.- 0.0.0.0 (Ruta default si estuviera configurada) 5.- Descartada. RUTA DEFAULT Un router puede ser configurado para que tenga una ruta default. Una ruta default es una ruta que coincida con todas las redes de destino. En redes IPv4 se usa la direccin 0.0.0.0 para este propsito. La ruta default se usa para enviar paquetes para los que no hay entrada en la tabla de enrutamiento para la red de destino. Los paquetes con una direccin de red de destino que no combinan con una ruta ms especfica en la tabla de enrutamiento son enviados al router del prximo salto asociado con la ruta por default. ENVO DE PAQUETES El router har una de tres cosas con el paquete: * Envelo al router del prximo salto * Envelo al host de destino * Descrtelo La ruta de default es conocida como Gateway de ltimo recurso. IP no tiene previsto devolver el paquete al router anterior sin un router particular no tiene dnde enviar el paquete. ENRUTAMIENTO DINMICO

Entre los protocolos de enrutamiento comunes se incluyen: * Protocolo de informacin de enrutamiento (RIP) * Protocolo de enrutamiento de Gateway interior mejorado (EIGRP) * Open Shortest Path First (OSPF)

Capitulo 6: DIRECCIONAMIENTO DE LA RED: IPV4 TIPOS DE DIRECCIONES EN UNA RED IPv4

Dentro del rango de direcciones de cada red IPv4 existen tres tipos de direcciones:

* Direcciones de red: La direccin a la que hace referencia a la red. * Direccin de broadcast: especial utilizada para enviar datos a todos los host de la red. * Direccin de host: La direccin asignada a los dispositivos finales de la red.

Dentro del rango de direcciones IPv4 de una re, la direccin ms baja se reserva para la direccin de red. Esta direccin tiene un cero para cada bit host en la porcin de host de la direccin.

La direccin de broadcast IPv4 es una direccin especial para cada red que permite la comunicacin a todos los host en esa red. Para enviar datos a todos los host de una red, un host puede enviar un solo paquete dirigido a la direccin de broadcast de la red.

La direccin de broadcast utiliza la direccin ms alta en el rango de la red. sta es la direccin en la cual los bits de la porcin de host son todos 1. Para la red 10.0.0.255 con 24 bits de red, la direccin de broadcast sera 10.0.0.255. A esta direccin se la conoce como broadcast dirigido.

PREFIJO DE RED

La longitud de prefijo es la cantidad de bits en la direccin que conforma la porcin de red.

En una red IPv4, los host pueden comunicarse de tres maneras diferentes:

* Unicast * Broadcast * Multicast

Algunos ejemplos de broadcast son:

* Asignar direcciones de capa superior a direcciones de capa inferior * Solicitar una direccin * Intercambiar informacin de enrutamiento por medio de protocolos de enrutamiento Algunos ejemplos de transmisin Multicast son:

* Distribucin de audio y video * Intercambio de informacin de enrutamiento por medio de protocolos de enrutamiento * Distribucin de software * Suministro de noticias Clientes Multicast

Los clientes Multicast usan servicios iniciados por un programa cliente para subscribirse al grupo Multicast.

Cada grupo Multicast est representado por una sola direccin IPv4 de destino Multicast. Cuando un host IPv4 se suscribe a un grupo Multicast, el host procesa paquetes dirigidos a su direccin Unicast exclusivamente asignada. IPv4 ha apartado un bloque especial de direcciones desde 224.0.0.0 a 239.255.255.255 para direccionamiento de grupos Multicast.

El rango de direcciones multicas se subdivide en diferentes tipos de direcciones:

* Direcciones de enlace locales reservadas (224.0.0.0 224.0.0.255) TTL=1 * Direcciones agrupadas globalmente (224.0.1.0 238.255.255.255) Se puede usar para transmitir datos en internet. Por ejemplo: 224.0.1.1 es un protocolo NTP para sincronizar los relojes con la hora del da de los dispositivos de la red. * Direcciones agrupadas administrativamente.

Direcciones experimentales

Un importante bloque de direcciones reservado con objetivos especficos es el rango de direcciones IPv4 experimentales de 240.0.0.0 a 255.255.255.254. Actualmente, estas direcciones se mencionan como reservadas para el futuro.

DIRECCIONES DE HOST

0.0.0.0 a 223.255.255.255 que podra usarse con host IPv4

DIRECCIONES PBLICAS Y PRIVADAS

Aunque la mayora de las direcciones IPv4 de host son direcciones pblicas designadas para uso en redes a las que se acede desde Internet, existen bloques de direcciones que se utilizan en redes que requieren o no acceso limitado a internet. A estas direcciones de las denomina direcciones privadas.

Direcciones privadas:

* 10.0.0.0 10.255.255.255 * 172.16.0.0 172.31.255.255 * 192.168.0.0 192.168.255.255

Por lo general, los host que no requieren acceso a internet pueden utilizar las direcciones privadas sin restricciones. TRADUCCIN DE DIRECCIONES DE RED (NAT)

Con servicios para traducir las direcciones privadas a direcciones pblicas, los host en una red direccionada en forma privada pueden tener acceso a recursos a travs de internet. Estos servicios, llamados NAT, pueden ser implementados en un dispositivo en un extremo de la red privada.

NAT permite a los host de la red pedir prestada una direccin pblica para comunicarse con redes externas. A pesar de que existen algunas limitaciones y problemas de rendimiento con NAT, los clientes de la mayora de las aplicaciones pueden acceder a los servicios de internet sin problemas evidentes.

DIRECCIONES ESPECIALES

IPv4 reserva todo el bloque de direcciones de 0.0.0.0 0.255.255.255. Loopback IPv4 es una direccin especial que los host utilizan para dirigir el trfico hacia ellos mismo.

DIRECCIONES DE ENLACE LOCAL

169.254.0.0 a 169.254.255.255 son designadas como direcciones de enlacelocal. El sistema operativo puede asignar automticamente estas direcciones al host local en entornos donde no se dispone de una configuracin IP. Por ejemplo, cuando no se dispone de un servidor DHCP

DIRECCIONES TEST-NET

192.0.2.0 192.0.2.255 Se utiliza para fines de enseanza y aprendizaje.

PLANIFICACIN DE DIRECCIONAMIENTO DE LA RED.

La asignacin de estas direcciones dentro de las redes debera ser planificada y documentada a fin de:

* Evitar duplicacin de direcciones * Proveer y controlar el acceso * Monitorear Seguridad y rendimiento

DESCRIPCIN DE IPv6

Crear mayores capacidades de direccionamiento fue la motivacin inicial para el desarrollo de este nuevo protocolo, as como tambin:

* Manejo mejorado de paquetes * Escalabilidad y longevidad mejoradas * Mecanismos QoS * Seguridad integrada

Para proveer estas caractersticas, IPv4 ofrece:

* Direccionamiento jerrquico de 128 bits: para expandir las capacidades de direccionamiento * Simplificacin del formato de encabezado: para mejorar el manejo de paquetes * Soporte mejorado para extensiones y opciones: para escalabilidad y longevidad mejoras y manejo mejorado de paquetes. * Capacidad de rotulado de flujo: como mecanismo QoS * Capacidades de autenticacin y privacidad: para integrar la seguridad.

ICMP

Los mensajes ICMP que se pueden enviar incluyen:

* Confirmacin de Host * Destino o servicio inalcanzable * Tiempo excedido * Redireccin de ruta * Disminucin de velocidad en origen

Capitulo 7: CAPA DE ENLACE DE DATOS

Resumen hasta el momento:

* La capa de aplicacin provee la interfaz al usuario. * La capa de transporte es responsable de dividir y manejar las comunicaciones entre los procesos que funcionan en los dos sistemas finales. * Los protocolos de capa de red organizan nuestros datos de comunicacin para que puedan viajar a travs de internetwork desde el host que los origina hasta el host de destino.

La funcin de la capa de enlace de datos de OSI es preparar los paquetes de la capa de red para ser transmitidos y controlar el acceso a los medios fsicos.

La capa de enlace de datos proporciona un medio para intercambiar datos a travs de medios locales comunes.

La capa de enlace de datos realiza dos servicios bsicos: * Permite a las capas superiores acceder a los medios usando tcnicas, como tramas. * Controla cmo los datos se ubican en los medios y son recibidos usando tcnicas como control de acceso a los medios y deteccin de errores.

Trama: El PDU de la capa de enlace de datos. Nodo: La notacin de la capa 2 para dispositivos de red conectados a un medio comn. Medios/medio (fsico) los medios fsicos para la transferencia de informacin entre dos nodos.

Red (fsica) Dos o ms nodos conectados a un medio comn.

La capa de enlace de datos es responsable del intercambio de tramas entre nodos a travs de los medios de la red fsica.

Las redes lgicas se definen en la capa de red mediante la configuracin del esquema de direccionamiento jerrquico.

Las redes fsicas representan la interconexin de dispositivos de medios comunes. Algunas veces a la red fsica se le llama segmento de red.

La capa de enlace de datos releva a las capas superiores de la responsabilidad de colocar datos en la red y de recibir datos de la red.

Esta capa proporciona servicios para soportar los procesos de comunicacin para cada medio por el cual se transmitirn los datos.

En el rango de los servicios de la capa de enlace de datos tiene que incluir todos los tipos de medios actualmente utilizados y los mtodos para acceder a ellos.

Los protocolos de capa 2 especifican la encapsulacin de un paquete en una trama y las tcnicas para colocar y sacar el paquete encapsulado en cada medio. La tcnica para colocar y sacar la trama de los medios se llama mtodo de control de acceso al medio. Para que los datos se transfieran a diferentes mtodos de control de acceso al medio durante el curso de una nica comunicacin.

Los mtodos de control de acceso al medio descritos en los protocolos de capa de enlace de datos define los procesos por los cuales los dispositivos de red pueden acceder a los medio de red y transmitir marcos en diferentes entornos de red.

Los protocolos de capa de enlace de datos requieren informacin de control para permitir que los protocolos funcionen. La informacin de control puede indicar:

* Qu nodos estn comunicados con otros nodos. * Cundo comienza y cundo termina la comunicacin entre nodos individuales. * Qu errores se producen mientras los nodos se comunican * Qu nodos se comunicarn luego.

La capa de enlace de datos prepara un paquete para transportar a travs de los medios locales encapsulndolo con un encabezado y un triler para crear una tram a.

La trama de la capa de enlace de datos incluye:

* Datos: El paquete desde la capa de red. * Encabezado: Contiene informacin de control como direccionamiento y est ubicado al comienzo del PDU * Triler: Contiene informacin de control agregada al final del DPU. Los tipos de campos compuestos por una PDU son:

* Campos indicadores de comienzo y detencin: Lmites de comienzo y finalizacin de la trama. * Nombrar y direccionar campos * Campo tipo: El tipo de PDU contenido en la trama * Calidad: Campos de control

* Campo de datos: Carga de tramas (paquete de capa de red)

Campos en el extremo final de la trama desde el triler. Estos campos se utilizan para la deteccin de errores y marcar el final de la trama.

Para sostener una gran variedad de funciones de red, la capa de enlace de datos a menudo se divide en dos subcapas: una subcapa superior y una subcapa inferior.

* La capa superior define los procesos de software que proveen servicios a los protocolos de capa de red. * La subcapa inferior define los procesos de acceso a los medios realizados por el hardware.

Separar la capa de enlace de datos en subcapas permite a un tipo de trama definida por la capa superior acceder a diferentes tipos de medios definidos por la capa inferior.

Las dos subcapas comunes de LAN son:

* Control de Enlace Lgico. (LLC) coloca informacin en la trama que identifica qu protocolo de capa de red est siendo utilizado por la trama. Esta informacin permite que varios protocolos de la capa 3 tales como IP o IPX, utilicen la misma interfaz de red y los mismos medios.

* Control de Acceso al Medio. (MAC) proporciona a la capa de enlace de datos el direccionamiento y la delimitacin de datos de acuerdo con los requisitos de sealizacin fsica del medio y al tipo de protocolo de capa de enlace de datos en uso.

Los protocolos y servicios funcionales en la capa de enlace de datos son descritos por organizaciones de ingeniera (como IEEE, ANSI e ITU)

Estndares para la capa de enlace de datos:

* ISO

(Control de Enlace de datos de alto nivel

* IEEE 802.2 Control de enlace lgico 802.3 Ethernet 802.5 Token Ring 802.11 Wireless * ITU Frame Relay, Control de Enlace de Datos de Alto nivel

* ANSI

ADCCP (Protocolo de Control de Comunicacin Avanzado de Datos)

COLOCAR TRAMAS A LOS MEDIOS

La regulacin de la colocacin de tramas de datos en los medios es conocida como control de acceso al medio.

El mtodo de control de acceso al medio utilizado depende de:

* Compartir medios: si y cmo los nodos comparten los medios * Topologa: cmo la conexin entre los nodos se muestra a la capa de enlace de datos.

Hay dos mtodos bsicos de control de acceso al medio para medio compartidos:

* Controlado: Cada nodo tiene su propio tiempo para utilizar el medio * Basado en contencin: Todos los nodos compite por el uso del medio.

Acceso controlado para medio compartidos.

Al utilizar el mtodo de acceso controlado, los dispositivos de red toman turnos, en secuencia, para acceder al medio. A este mtodo se lo conoce como acceso programado o determinstico.

Los mtodos determinsticos pueden ser ineficientes porque un dispositivo tiene que esperar su turno antes de poder utilizar el medio.

Acceso por contencin para medio compartidos.

Estos mtodos por contencin, tambin llamados no deterministas, permiten que cualquier dispositivo intente acceder al medio siempre que haya datos que enviar. Para evitar caos completo en el medio, estos mtodos utilizan un proceso de Acceso mltiple por Deteccin de Portadora (CSMA) para detectar primero si los medios estn transportando una seal.

Es posible que el proceso de CSMA falle si dos dispositivos transmiten al mismo tiempo. A esto se lo denomina. Colisin de Datos. Si esto ocurre, los datos enviados por ambos dispositivos se daarn y debern enviarse nuevamente.

CSMA es generalmente implementado junto con un mtodo para resolver la contencin del medio. Los dos mtodos comnmente utilizados son:

CSMA/Deteccin de Colisin (CSMA/CD)

Si detecta seales que muestran que otro dispositivo estaba transmitiendo al mismo tiempo, todos los dispositivos dejan de enviar e intentan despus.

CSMA/Prevencin de Colisiones) (CSMA/CA)

El dispositivo examina los medios para detectar la presencia de una seal de datos. Si el medio est libre, el dispositivo enva una notificacin a travs del medio, sobre su intencin de utilizarlo. El dispositivo luego enva los datos. Este mtodo es utilizado por las tecnologas de redes inalmbricas 802.11

TOPOLOGA LGICA

Es la forma en que una red transfiere tramas de un nodo al siguiente. Esta configuracin consiste en conexiones virtuales entre los nodos de una red independiente de su distribucin fsica. Los protocolos de capa de enlace de datos definen estas rutas de seales lgicas. La capa de enlace de datos ve la topologa lgica de una red al controlar el acceso de datos a los medios. Es la topologa la que influye en el tipo de trama de red y control de acceso a medio utilizados.

La topologa fsica o cableado de una red probablemente no sea la misma que la topologa lgica.

Las topologas lgicas y fsicas generalmente utilizadas son:

* Punto a punto * Multi-acceso

* Anillo

Topologa multiacceso: Hacer que varios nodos compartan el acceso a un medio requiere un mtodo de control de acceso al medio de enlace de datos que regule la transmisin de datos y, por lo tanto reduzca las colisiones entre las diferentes seales.

Los mtodos de control de acceso al medio utilizado por las topologas multiacceso son generalmente CSMA/CD o CSMA/CA. Sin embargo, mtodos de paso de token pueden tambin utilizarse.

Cada trama tiene tres partes bsicas:

* Encabezado * Datos * Triler

La capa de enlace de datos proporciona direccionamiento que es utilizado para transportar la trama a travs de los medios locales compartidos. Las direcciones de dispositivos en esta capa se llaman direcciones fsicas. El encabezado de la trama tambin puede contener la direccin de origen de la trama.

Debido a que la trama slo se utiliza para transportar datos entre nodos a travs del medio local, la direccin de la capa de enlace de datos slo se utiliza para entregas locales. Las direcciones de esta capa no tienen significado ms all de la red local.

Si el paquete en la trama debe pasar a otro segmento de la red, el dispositivo intermediario, un router, desencapsular el nuevo segmento. La nueva trama usar el direccionamiento de origen y de destino segn sea necesario para transportar el paquete a travs del nuevo medio.

Debido a que las topologas de anillo y multiacceso pueden conectar muchos nodos en un medio comn, se requiere direccionamiento para esas topologas. Cuando una trama alcanza cada nodo en la topologa, el nodo examina la direccin de destino en el encabezado para determinar si es el destino de la trama.

TRAMADO: FUNCIN DEL TRILER

El triler se utiliza para determinar si la trama llego sin errores. Este proceso se denomina deteccin de errores. Es diferente a la correccin de errores. La deteccin de errores se agrega colocando un resumen lgico o matemtico de los bits que comprenden la trama en el triler.

Secuencia de verificacin de trama. (FCS) Se utiliza para determinar si ocurrieron errores de transmisin y recepcin de la trama. Debido a que los medios son potencialmente inseguros para los datos. Las seales en los medios pueden estar sujetas a interferencia, distorsin o prdida que podra cambiar sustancialmente los valores de los bits que dichas seales representan.

Para asegurar que el contenido de la trama recibida en el destino combine con la trama que sali del nodo origen, un nodo de transmisin crea un resumen lgico del contenido de la trama. A esto se le conoce como valor de (Comprobacin de Redundancia Cclica) (CRC). Este valor se coloca en el campo secuencia de verificacin de trama (FCS) para representar el contenido de la trama.

Cuando la trama llega al nodo de destino, el nodo receptor calcula su propio resumen lgic o o CRC de la trama. El nodo receptor compara los dos valores CRC. Si los dos valores son iguales, se considera que la trama lleg como se transmiti. Si el valor CRC en el FCS es diferente de CRC calculado en el nodo receptor, la trama se descarta.

PROTOCOLOS DE LA CAPA DE ENLACE DE DATOS

Debido al amplio rengo de medios fsicos utilizados a travs de un rango de topologas en interconexin de redes, hay una gran cantidad correspondiente de protocolos de la capa 2 en uso.

Los protocolos que se cubrirn en los cursos CCNA incluyen:

* Ethernet * Protocolo Punto a Punto (PPP) * Control de enlace de datos de alto nivel (HDLC) * Modo de Transferencia Asncrona (ATM)

Ethernet proporciona servicios sin conexin y sin reconocimiento sobre un medio compartido utilizando CSMA/CD como mtodo de acceso al medio. Como con la mayora de los protocolos

LAN, esta direccin se llama direccin MAC del nodo. Una direccin MAC de Ethernet es de 48 bits y generalmente se representa en formato hexadecimal.

Protocolo Punto a Punto (PPP)

El Protocolo de punto a punto es un protocolo utilizado para entregar tramas entre dos nodos. A diferencia de muchos protocolos de capa de enlace de datos, definidos por las organizaciones de ingeniera elctrica, el estndar PPP est definida por RFC. PPP se puede utilizar en diversos medio fsicos, lo que incluye cable e par trenzado, lneas de fibra ptica o transmisiones satelitales.

PROTOCOLO INALMBRICO PARA LAN

802.11 es una extensin de los estndares IEEE 802 utiliza el mismo 802.11 LLC y esquema de direccionamiento de 48 bits como otras LAN 802. Sin embargo, hay muchas diferencias en la subcapa MAC y en la capa fsica. En un entorno inalmbrico, el entorno requiere consideraciones especiales. No hay una conectividad fsica definible; por lo tanto, factores externos pueden interferir con la transferencia de datos y es difcil controlar el acceso. Para vencer estos desafos, los estndares inalmbricos tienen controles adicionales.

El estndar IEEE 802.11 es un sistema CSMA/CA. Especifica un procedimiento postergacin aleatorio para todos los nodos que estn esperando transmitir. La oportunidad ms probable para la contencin del medio es el momento en el que el medio est disponible. Hacer el back off de los nodos para un periodo aleatorio reduce en gran medida la probabilidad de colisin.

SEGUIMIENTO DE DATOS A TRAVS DE UNA INTERNETWORK

1.- Un usuario en una red LAN quiere acceder a una pgina Web almacenada en un servidor que se encuentra ubicado en una red remota. El usuario comienza activando un enlace en una pgina web.

2.- El explorador inicia una solicitud HTTP GET (Obtener HTTP). La capa de aplicacin agrega el encabezado de la capa 7 para identificar la aplicacin.

3.- La capa de transporte identifica el servicio de la capa superior como un cliente World Wide Web (WWW). La capa de transporte luego asocia este servicio con el protocolo TCP y asigna los nmeros de puerto. Utiliza un puerto de origen seleccionado aleatoriamente que se

encuentre asociado con esta sesin establecida (12345). El puerto de destino (80) se encuentra asociado con el servicio WWW.

4.- TCP tambin enva un nmero de reconocimiento que le indica al servidor WWW el nmero de secuencia del prximo segmento TCP que espera recibir. El nmero de secuencia indicar dnde se encuentra este segmento en la serie de los segmentos relacionados. Las sealizaciones tambin se configuran como adecuadas para establecer una sesin.

5.- En la capa de red se construye un paquete IP para identificar los host de origen y destino. Para la direccin de destino IP asociada con el nombre host del servidor WWW que estar en cach en la tabla del host. Utiliza su propia direccin IPv4 como direccin de origen. La capa de red tambin identifica el protocolo de la capa superior encapsulado en este paquete como un segmento TCP.

6.- La capa de enlace de datos hace referencia al cach del Address Resolution Protocol (ARP) para determinar la direccin MAC que se encuentra asociada con la interfaz del Router B, que se encuentra especificada como Gateway por defecto. Luego utiliza esta direccin para construir una trama de Ethernet II para transportar el paquete IPv4 a travs de los medios locales. La direccin MAC de la computadora porttil se utiliza como direccin MAC de la interfaz Fa0/0 del Router B se utiliza como direccin MAC de destino de la trama.

7.- La trama tambin indica el protocolo de la capa superior de IPv4 con un valor de 0800 en el campo Tipo. La trama comienza con un indicador SOF, Prembulo e inicio de trama (SOF) y termina con una comprobacin cclica de redundancia (CRC) en la secuencia de verificacin de trama al final de la trama para la deteccin de errores. Luego, utiliza CSMA/CD para verificar la colocacin de la trama en los medios.

8.- La capa fsica comienza a codificar la trama en los medios, bit por bit. El segmento entre el Router A y el servidor es un segmento 10Base-T, por lo tanto, los bits se codifican mediante la codificacin diferencial Manchester. El Router B almacena los bits a medida que los recibe.

9.- El Router B examina los bits en el prembulo y SOF, y busca dos bits 1 consecutivos que indiquen el comienzo de una trama. El Router B luego, comienza a almacenar los bits como parte de la trama reconstruida. Cuando se recibe el Router B genera una CRC de ella. Luego, lo compara con la FCS al final de la trama para determinar que se haya recibido intacta, Cuando la trama se confirma como buena, la direccin MAC de destino se compara con la direccin MAC de la interfaz (Fa0/0). Como concuerda, los encabezados se retiran y el paquete se empuja hacia la capa de red.

10.- En la capa de red, la direccin IPv4 de destino del paquete se compara con las rutas en la tabla de enrutamiento. Se encuentra una coincidencia que se asocia con una p rxima interfaz

S0/0/0 de salto. Luego, el paquete dentro del Router B se pasa al circuito para la interfaz S0/0/0.

11.- EL Router B crea una trama PPP para transportar el paquete a travs de WAN. En el encabezado PPP, se agrega una sealizacin binaria 01111110 para indicar el comienzo de una trama. Luego, se agrega un campo de direccin de 11111111, que es equivalente a un broadcast (lo que quiere decir enviar a todas las estaciones ). Debido a que PPP es punto a punto y se utiliza como enlace directo entre dos nodos, este campo no tiene un significado real.

12.- Tambin est incluido un campo de protocolo con un valor de 0x0021 (HEX) para indicar que un paquete IPv4 se encuentra encapsulado. El triler de la trama termina con una verificacin cclica de redundancia en la secuencia de errores. Un valor de sealizacin de 01111110 binarios indica el fin de una trama PPP.

13.- Con el circuito y la sesin PPP ya establecida entre los Routers, la capa fsica comienza a codificar la trama en los medios WAN, bit por bit. El router que recibe (Router A) almacena los bits a medida que los recibe. El tipo de representacin de bit y codificacin depende del tipo de tecnologa WAN que se utiliza.

14.- El Router A examina los bits en la sealizacin para identificar el comienzo de la trama. El Router A luego, comienza almacenar los bits como parte de la trama reconstruida. Cuando se recibe toda la trama, como se indica en la sealizacin en el triler, el Router A genera un CRC de ella. Luego, lo compara con la FCS al final de la trama para determinar que se haya recibido intacta. Cuando la trama se confirma como buenas, los encabezados se retiran y el paquete se empuja hacia la capa de red del Router A.

15.- En la capa de red, la direccin IPv4 de destino del paquete se compara con las rutas en la tabla de enrutamiento. Se encuentra una coincidencia que est directamente conectada a la interfaz Fa0/0. Luego el paquete dentro del Router A se pasa al circuito de la interfaz Fa0/0

16.- La capa de enlace de datos hace referencia al cach ARP del Router A para determinar la direccin MAC que se encuentra asociada a la interfaz del servidor Web. Luego, utiliza esta direccin MAC para construir una trama Ethernet II para transportar el paquete IPv4 a travs de los medios locales al servidor. La direccin MAC de origen, y la direccin MAC de destino en la trama. La trama tambin indica el protocolo de la capa superior de IPv4 con un valor 0800 en el campo Tipo. La trama comienza con un indicador SOF, Prembulo e inicio detrama (SOF) y termina con una comprobacin cclica de redundancia en la secuencia de verificacin de trama al final de la trama para deteccin de errores. Luego, utiliza CSMA/CD para verificar la colocacin de la trama en los medios.

17.- La capa fsica comienza a codificar la trama en los medios, bit por bit. EL segmento entre el Router A y el servidor es un segmento 100Base-T por lo tanto los bits se codifican mediante la codificacin 4B/5B El servidor almacena los bits a medida que los recibe.

18.- El servidor web examina los bits en el prembulo y en SOF y busca dos bits 1 consecutivos que indiquen el comienzo a almacenar los bits como parte de la trama reconstruida. Cuando ya recibi toda la trama, el servidor genera una CRC de la trama. Luego, lo compara con la FCS al final de la trama para determinar que se haya recibido intacta.

19.- Cuando se confirma que la trama es buena, la direccin MAC de destino en la trama se compara con la direccin MAC del NIC en el servidor. Como concuerda, los encabezados se retiran y el paquete se empuja hacia la capa de red.

20.- En la capa de red, la direccin IPv4 de destino del paquete se examina para identificar el host de destino. Como esta direccin coincide con su propia direccin Pv4, el servidor procesa el paquete. La capa de red identifica el protocolo de la capa superior como TCP y dirige el segmento contenido al servidor TCP en la capa de transporte.

21.- En la capa de transporte del servidor, el segmento TCP se examina para determinar la sesin a la cual pertenecen los datos contenidos en el segmento. Esto se realiza examinando los puertos de origen y de destino. El puerto nico de origen y destino identifica una sesin existente en el servicio del servidor Web. Se utiliza el nmero de secuencia para colocar este segmento en el orden correcto para que pueda ser enviado hacia arriba a la capa de aplicacin.

22.- En la capa de aplicacin, la solicitud HTTO GET (Obtener HTTP) se entrega al servicio del servidor web (httpd). El servicio luego puede formular una respuesta.

Captulo 8: CAPA FSICA DEL MODELO OSI

La capa fsica controla de qu manera se ubican los datos en los medios de comunicacin. La funcin de la capa fsica de OSI es la de codificar en seales los dgitos binarios que representan las tramas de la capa de enlace de datos, adems de transmitir y recibir estas seales a travs de los medios fsicos que conectan los dispositivos de la red.

La capa fsica del OSI proporciona los medios de transporte para los bits que conforman la trama de la capa de enlace de datos a travs de los medios de red. El envo a travs de medios de transmisin requiere los siguientes elementos de la capa fsica:

* Medios fsicos y conectores asociados * Una representacin de los bits en los medios * Codificacin de los datos y de la informacin de control * Sistemas de circuitos del receptor y transmisor en los dispositivos de red. El objetivo de la capa fsica es crear la seal ptica elctrica o de microondas que representa a los bits en cada trama.

CAPA FSICA: FUNCIONAMIENTO

Los medios no transportan la trama como nica entidad. Los medios transportan seales, una por vez, para representar los bits que conforman la trama.

Las tres funciones esenciales de la capa fsica son:

* Los componentes fsicos * Codificacin de datos * Sealizacin

La codificacin es un mtodo utilizado para convertir un stream de bits de datos en un cdigo predefinido. Los cdigos son grupos de bits utilizados para ofrecer un patrn predecible que pueda reconocer tanto el emisor como el receptor. La utilizacin de patrones predecibles permite distinguir los bits de datos de los bits de control y ofrece una mejor deteccin de errores en los medios.

Adems de crear cdigos para los datos, los mtodos de codificacin en la capa fsica tambin pueden proporcionar cdigos para control como la identificacin del comienzo y el final de una trama. El host que realiza la transmisin transmitir el patrn especfico de bits o un cdigo para identificar el comienzo y el final de la trama.

Eventualmente, todas las comunicaciones desde la red humana se convierten en dgitos binarios que se transportan individualmente a travs de los medios fsicos. Cada seal ubicada en los medios cuenta con un plazo especfico de tiempo para ocupar los medios. Esto se denomina tiempo de bit.

MTODOS DE SEALIZACIN

Los bits se representan en el medio al cambiar uno o ms de las siguientes caractersticas de una seal:

* Amplitud * Frecuencia * Fase

La naturaleza de las seales reales que representan los bits en los medios depender del mtodo de sealizacin que se utilice. Por ejemplo, con el mtodo sin retorno a cero (NRZ), un cero puede representarse mediante un nivel de voltaje en los medios durante el tiempo de bit y un uno puede representarse mediante un voltaje diferente en los medios durante el tiempo de bit.

El mtodo de sealizacin deber ser compatible con un estndar para que el receptor pueda detectar las seales y decodificarlas. El estndar incluye un acuerdo entre el transmisor y el receptor sobre cmo representar los 1 y los 0.

SEALIZACIN NRZ

En NRZ, el stream de bits se transmite como una secuencia de valores de voltaje. Un valor de voltaje bajo representa un cero. Un valor de voltaje alto representa un uno.

La sealizacin NRZ no utiliza el ancho de banda de manera eficiente y es susceptible a la interferencia electromagntica. Adems, los lmites entre bits individuales pueden perderse al transmitir en forma consecutiva secuencias largas de 1 o 0.

CODIFICACIN MANCHESTER

En lugar de representar bits como impulsos de valores simples de voltaje, en el esquema de codificacin Manchester, los valores de bit se representan como transiciones de voltaje. Por ejemplo, una transicin desde un voltaje bajo a un voltaje alto representa un valor de bit de 1. Una transicin desde un voltaje alto a un voltaje bajo representa un valor de 0.

PATRONES DE SEALES

Una forma de detectar tramas es iniciar cada trama con un patrn de seales que represente los bits que la capa fsica reconoce como indicador de la trama. Otro patrn de bits sealizar el final de la trama. Los bits de seales que no se entraman de esta manera son ignorados por la capa fsica estndar que se utiliza.

Los bits de datos vlidos deben agruparse en una trama. Los patrones de seales pueden indicar: el comienzo, el final o el contenido de una trama. Estos patrones de seales pueden codificarse en bits. Los bits se interpretan como dgitos. Los cdigos indican la ubicacin donde comienza y finalizan las tramas.

GRUPOS DE CDIGOS

Las tcnicas de codificacin utilizan patrones de bits denominados smbolos.

Entre las ventajas de utilizar grupos de cdigos se incluyen:

* Reduccin del nivel de error en los bits * Limitacin de la energa efectiva transmitida a los medios. * Ayuda para distinguir los bits de datos de los bits de control * Mejoras en la deteccin de errores en los medios.

DISTINCIN ENTRE DATOS Y CONTROL

Los grupos de cdigos incluyen tres tipos de smbolos:

* Smbolos de datos: * Smbolos de control: Entre ellos se incluyen los smbolos de fin de la trama y de medios inactivos. * Smbolos no vlidos: Smbolos cuyos patrones no estn permitidos en los medios. El receptor de un smbolo no vlido indica un error de trama.

CODIFICACIN: AGRUPACIN DE BITS

En esta tcnica, 4 bits de datos se convierten en smbolos de un cdigo de 5 bits para la transmisin a travs del sistema de medios. En 4B/5B, cada byte que se transmitir se divide en parte de cuatro bits o cuarteto y se codifica como valores de 5 bits denominados smbolos. Estos smbolos representan los datos que deben transmitirse al igual que el conjunto de cdigos que permite controlar la transmisin de los medios.

Los cdigos incluyen smbolos que indican el comienzo y final de la transmisin de una trama.

Los diferentes medios fsicos admiten la transferencia de bits a distintas velocidades. La transferencia de datos puede medirse de tres formas:

* Ancho de banda * Rendimiento * Capacidad de transferencia til

Ancho de banda

La capacidad que posee un medio de transportar datos se describe como el ancho de ban de da los datos sin procesar de los medios. El ancho de banda digital mide la cantidad de informacin que puede fluir desde un lugar hacia otro en un periodo de tiempo determinado.

Las propiedades de los medios fsicos, las tecnologas actuales y las leyes de la fsica desempean una funcin al momento de determinar el ancho de banda disponible.

Rendimiento

El rendimiento es la medida de transferencia de bits a travs de los medios durante un periodo de tiempo determinado. Debido a diferentes factores, el rendimiento generalmente no coincide con el ancho de banda especificado en las implementaciones de la capa fsica, como Ethernet.

En una topologa multiacceso como Ethernet, los nodos compiten por el acceso y la utilizacin de los medios. Por lo tanto, el rendimiento de cada nodo se degrada a medida que aumenta el uso de los medios.

Capacidad de transferencia til

La capacidad de transferencia til es la medida de datos utilizables transferidos durante un perodo de tiempo determinado. Por lo tanto, es la medida de mayor inters para los usuarios de la red.

La velocidad de transferencia til es el rendimiento real de la red. La capacidad de transferencia til es una medida de la transferencia de datos utilizable una vez que se ha eliminado el trfico del encabezado del protocolo.

Por ejemplo, considere dos host en una LAN que transfiere un archivo. El ancho de banda de la LAN es de 100 Mbps Debido al uso compartido y al encabezado de los medios, el rendimiento entre los equipos es solamente de 60 Mbps Con una sobrecarga del proceso de encapsulacin de stack TCP/IP, la velocidad real de los datos recibidos por la computadora de destino, es decir la capacidad de transferencia til, es slo de 40 Mbps

Tipos de medios fsicos

Los estndares para los medios de cobre se definen segn lo siguiente:

* Tipo de cableado de cobre utilizado * Ancho de banda de la comunicacin * Tipo de conectores utilizados * Diagrama de pines y cdigos de colores de las conexiones a los medios * Distancia mxima de los medios

Los tipos de cable con blindaje o trenzado de pares de alambre estn diseados para minimizar la degradacin de seales debido al ruido electrnico.

La susceptibilidad de los cables de cobre al ruido electrnico tambin puede estar limitada por:

* Seleccin del tipo o categora de cable ms adecuado para proteger las seales de datos en un entorno de networking determinado. * Diseo de una infraestructura de cables para evitar las fuentes de interferencia posibles y conocidas en la estructura del edificio. * Utilizacin de tcnicas de cableado que incluyen el manejo y la terminacin apropiados de los cables.

El trenzado cancela las seales no deseadas. Cuando dos alambres de un circuito elctrico se colocan uno cerca del otro, los campos electromagnticos externos crean la misma interferencia en cada alambre. Los pares se trenzan para mantener los alambres lo ms cerca posible. Cuando esta interferencia comn se encuentra en los alambres del par trenzado, el receptor los procesa de la misma manera pero en forma opuesta. Como resultado, las seales provocadas por la interferencia electromagntica desde fuentes externas se cancelan de manera efectiva.

Este efecto de cancelacin ayuda adems a evitar la interferencia proveniente de fuentes internas denominadas crosstalk. Crosstalk es la interferencia ocasionada por campos magnticos alrededor de los pares adyacentes de alambres de un cable. Cuando la corriente elctrica fluye a travs de un alambre, se crea un campo magntico circular a su alrededor.

Cuando la corriente fluye en direcciones opuestas en los dos alambres de un par, los campos magnticos, como fuerzas equivalentes pero opuestas, producen un efecto de cancelacin mutua. Adems, los distintos pares de cables que se trenzan en el cable utilizan una cantidad diferente de vueltas por metro para ayudar a proteger el cable de la crosstalk entre los pares.

MEDIOS DE FIBRA

Algunos de los problemas de implementacin de medios de fibra ptica:

* Ms costoso (comnmente) que los medios de cobre en la misma distancia (pero para una capacidad mayor) * Se necesitan diferentes habilidades y equipamiento para terminar y empalmar la infraestructura de cables * Manejo ms cuidadoso que los medios de cobre.

En la mayor parte de los entornos empresariales se utiliza principalmente la fibra ptica como cableado backbone para conexiones punto a punto con una gran cantidad de trfico entre los servicios de distribucin de datos y para la interconexin de los edificios en el caso de los

campus compuestos por varios edificios. Los cables de fibra ptica consisten en un revestimiento exterior de PVC y un conjunto de materiales de refuerzo que rodean la fibra ptica y su revestimiento.

Los lseres o diodos de emisin de luz (LED) generan impulsos de luz que se utilizan para representar los datos transmitidos como bits en los medios. Los dispositivos electrnicos semiconductores, denominados fotodiodos, detectan los impulsos de luz y los convierten en voltaje que pueden reconstruirse en tramas de datos.

Fibra monomodo y multimodo La fibra monomodo transporta un solo rayo de luz generalmente emitido desde el laser. Este tipo de fibra puede transmitir impulsos pticos en distancias muy largas, ya que la luz del laser es unidireccional y viaja a travs del centro de la fibra. La fibra multimodo a menudo utiliza emisores LED que no generan una nica ola de luz coherente. En cambio, la luz de un LED ingresa a la fibra multimodo en diferentes ngulos.

MEDIOS INALMBRICOS

En general, una LAN inalmbrica requiere los siguientes dispositivos de red:

* Punto de acceso inalmbrico (AP) Concentra las seales inalmbricas de los usuarios y se conecta, generalmente a travs de un cable de cobre, a la infraestructura de red existente basada en cobre, como Ethernet. * Adaptadores NIC inalmbricos: proporcionan capacidad de comunicacin inalmbrica a cada host de la red.

Captulo 9: DESCRIPCIN GENERAL DE ETHERNET

ARP

Protocolo de resolucin de direcciones. El mtodo para hallar la direccin del hardware de un host cuando slo se conoce su direccin de capa de red. Principalmente se utiliza para traducir direcciones IP a direcciones MAC Ethernet. La primera LAN del mundo fue la versin original de Ethernet. Robert Metcalfe y sus compaeros de Xeros la disearon hace ms de treinta aos.

Ethernet opera en las dos capas inferiores del modelo OSI: La capa de enlace de datos y la capa fsica. Ethernet separa las funciones de la capa de enlace de datos en dos subcapas diferentes: LLC y MAC.

Para Ethernet, el estndar IEEE 802.2 describe las funciones de la subcapa LCC y el estndar 802.3 describe las funciones de la subcapa MAC y de la capa fsica. El LLC se encarga de la comunicacin entre las capas superiores y el software de red, y las capas inferiores, que generalmente es el hardware. La subcapa LLC toma los datos del protocolo de la red, que generalmente son un paquete IPv4 y agrega informacin de control para ayudar aentregar el paquete al nodo de destino. La capa 2 establece la comunicacin con las capas superiores a travs del LLC.

El LLC se implementa en el software y su implementacin depende del equipo fsico. En una computadora el LLC puede considerarse como el controlador de la NIC, este es un programa que interacta directamente con el hardware en la NIC para pasar los datos entre los medios y la subcapa MAC.

En la subcapa MAC Ethernet tiene dos responsabilidades principales:

* Encapsulacin de datos * Control de Acceso al Medio

La encapsulacin proporciona:

* Delimitacin de la trama * Direccionamiento * Deteccin de errores

CONTROL DE ACCESO AL MEDIO

La subcapa MAC controla la colocacin de tramas en los medios y el retiro de tramas de los medios. La topologa lgica subyacente de Ethernet es un bus de multiacceso. Esto significa que todos los nodos en ese segmento de la red comparten el medio. Por ellos los nodos en ese segmento reciben todas las tramas transmitidas por cualquier nodo de dicho segmento.

Debido a que todos los nodos reciben todas las tramas, cada nodo debe determinar si debe aceptar y procesar una determinada trama. Esto requiere analizar el direccionamiento en la trama provisto por la direccin MAC.

Ethernet ofrece un mtodo para determinar cmo comparten los nodos el acceso al medio. El mtodo de control de acceso a los medios para Ethernet clsica es el acceso mltiple con deteccin de portadora con deteccin de colisin (CSMA/CD).

El xito de Ethernet se debe a los siguientes factores:

* Simplicidad y facilidad de mantenimiento * Capacidad para incorporar nuevas tecnologas * Confiabilidad * Bajo costo de instalacin y de actualizacin

Ya que se trata de una tecnologa asociada con la capa fsica, Ethernet especifica e implementa los esquemas de codificacin y decodificacin que permiten el transporte de los bits de trama como seales a travs de los medios. Los dispositivos Ethernet utilizan una gran variedad de especificaciones de cableado y conectores.

Dada la diversidad de tipos de medios que Ethernet admite, la estructura de la trama de Ethernet permanece constante a travs de todas sus implementaciones fsicas. Es por esta razn que puede evolucionar hasta cumplir con los requisitos de red actuales.

Las primeras versiones de Ethernet utilizaban cable coaxial para conectar computadoras en una topologa de bus. Estas primeras versiones se conocan como Thicknet (10BASE5)500 m. y Thinnet (10BASE2) 185 m.

La capacidad de migrar la implementacin original de Ethernet a las implementaciones actuales se basa en la estructura de la trama de capa 2 siendo que, no ha sufrido cambios el encabezado ni el triler.

Ethernet antigua

En redes 10BASE-T, el punto central del segmento de red era generalmente un hub. Esto creaba un medio compartido, slo una estacin a la vez poda transmitir de manera exitosa. Este tipo de conexin se describe como comunicacin half-duplex.

Ethernet actual

Un desarrollo importante que mejor el rendimiento de la LAN fue la introduccin de los switches para reemplazar los hubs en redes basadas en Ethernet. Los switches pueden controlar el flujo de datos mediante el aislamiento de cada uno de los puertos y el envo de una trama slo al destino correspondiente, en lugar del envo de todas las tramas a todos los dispositivos.

Hay dos tipos de estilos de tramas de Ethernet: el IEEE 802.3 (original) y el IEEE 802.3 (revisado). La diferencia entre los dos estilos de tramas es mnima. El tipo revisado agrega un delimitador de inicio de trama (SFD) y un pequeo cambio en el campo tipo que incluye la longitud.

Tamao de la trama de Ethernet: El estndar original defini el tamao mnimo de trama en 64 bytes y el tamao mximo de trama en 1518 bytes.

LA TRAMA: ENCAPSULACIN DEL PAQUETE. Prembulo y Delimitador de inicio de trama Los campos de Prembulo y Delimitador de inicio de trama (SFD) se utilizan para la sincronizacin entre los dispositivos de envo y de recepcin. Estos ocho primeros bytes de la trama se utilizan para captar la atencin de los nodos receptores. Bsicamente, los primeros bytes le indican al receptor que se prepare para recibir una trama nueva. Campo Longitud/Tipo De (2 bytes) define la longitud exacta del campo datos de la trama. Esto se utiliza posteriormente como parte de la FCS para garantizar que el mensaje se reciba adecuadamente. El campo Tipo de la Ethernet II se incorpor a la actual definicin de trama del 802.3. La Ethernet II es el formato de trama de Ethernet que se utiliza en redes TCP/IP. Cuando un nodo recibe una trama, debe analizar el campo Longitud/Tipo para determinar qu protocolo de capa superior est presente. Si el valor de los dos octetos es equivalente a 0x0600 hexadecimal o 1536 decimal o mayor que estos los contenidos del campo Datos se codifican segn el protocolo indicado. Campos de Datos y Relleno

(De 46 a 1500 bytes) contienen los datos encapsulados de una capa superior. Todas las tramas deben tener al menos 64 bytes de longitud. Si se encapsula un paquete pequeo, el Pad se utiliza para aumentar el tamao de la trama hasta alcanzar este tamao mnimo. Campo de Secuencia de verificacin de Trama (FCS) (4 bytes) se utiliza para detectar errores en la trama. Utiliza una comprobacin cclica de redundancia (CRC). El campo emisor incluye los resultados de una CRC en el campo FCS de la trama. El dispositivo receptor recibe la trama y genera una CRC para detectar errores. Si los clculos coinciden, significa que no se produjo ningn error. Los clculos que no coinciden indican que los datos cambiaron y, por consiguiente, se descarta la trama. ESTRUCTURA DE LA DIRECCIN MAC El IEEE le asigna a cada proveedor un cdigo de 3 bytes, denominado Identificados nico Organizacional (OUI) La direccin MAC se suele denominar direccin grabada (BIA) porque se encuentra grabada en la ROM de la NIC. Esto significa que la direccin se codifica en el chip de la ROM de manera permanente (El software no puede cambiarla). La NIC utiliza la direccin MAC para determinar si un mensaje debe pasarse a las capas superiores para procesarlo. El valor hexadecimal se utiliza para representar las direcciones MAC de Ethernet y las direcciones IPv6. Las direcciones de capa 2 no tienen ningn significado fuera de los medios de la red local. * La direccin de capa de red permite el envo del paquete a su destino. * La direccin de capa de enlace de datos permite el transporte del paquete utilizando los medios locales a travs de cada segmento. Ethernet Unicast, Multicast y broadcast. En Ethernet se utilizan distintas direcciones MAC para la capa 2: comunicaciones Unicast, Multicast y Broadcast. Unicast Es una direccin exclusiva que se utiliza cuando se enva una trama desde un dispositivo de transmisin nico hacia un dispositivo de destino nico. Broadcast El paquete contiene una direccin IP de destino con todos unos (1) en la porcin de host. Algunos de los protocolos que emplean broadcast para asignar direcciones de capa 2 a direcciones de capa 3 son: DHCP ARP. Ejemplo: FF-FF-FF-FF-FF-FF Multicast

Permite a un dispositivo de origen enviar un paquete a un grupo de dispositivos. El rango de direcciones de red para Multicast son: 224.0.0.0 a 239.255.255.255. Al igual que con las direcciones Unicast y de broadcast, la direccin IP Multicast requiere una direccin MAC Multicast correspondiente para poder enviar tramas en una red local. La direccin MAC Multicast es un valor especial que comienza con 01-00-5E en hexadecimal. El valor termina con la conversin de los 23 bits inferiores de la direccin IP del grupo Multicast en los 6 caracteres hexadecimales restantes de la direccin Ethernet. El bit restante en la direccin MAC es siempre cero. CSMA/CD En el mtodo CSMA/CD, todos los dispositivos de red que tienen mensajes para enviar deben escuchar antes de transmitir. Si un dispositivo detecta una seal de otro dispositivo, esperar durante un periodo especificado antes de intentar transmitir. Cuando no se detecte trfico, un dispositivo transmitir su mensaje. Mientras se lleva a cabo la transmisin, el dispositivo contina escuchando para detectar trfico o colisiones en la LAN. Una vez que se enva en mensaje, el dispositivo regresa a su modo de escucha predeterminado. La deteccin de una colisin es posible porque todos los dispositivos pueden detectar un aumento de la amplitud de la seal por encima del nivel normal. Cuando los dispositivos de transmisin detectan una colisin, envan una seal de congestin. Esta seal interferente se utiliza para notificar a los dems dispositivos sobre una colisin, de manera que stos invocarn un algoritmo de postergacin. Este algoritmo hace que todos los dispositivos dejen de transmitir durante un periodo aleatorio, lo que permite que las seales de colisin disminuyan. El periodo de postergacin aleatorio garantiza que los dispositivos involucrados en la colisin no intenten enviar su trfico nuevamente al mismo tiempo. Algunos de las condiciones que pueden originar el aumento de las colisiones son: * Se conectan ms dispositivos a la red * Los dispositivos acceden a los medios de la red con una mayor frecuencia * Aumentan las distancias entre los dispositivos. TEMPORIZACIN DE ETHERNET En modo half-duplex, si no se produce una colisin, el dispositivo emisor transmitir 64 bits de informacin de sincronizacin de temporizacin, lo que se conoce como el prembulo. El dispositivo emisor transmitir a continuacin la trama completa. Ethernet con velocidades de 10 Mbps o menores son asncrona. Esto significa que cada dispositivo recepto utilizar los 8 bytes de informacin de temporizacin para sincronizar el circuito receptor con los datos entrantes y a continuacin descartar los 8 bytes. Ethernet con velocidades de 100 Mbps o mayores son sncronas. Esto significa que la informacin de temporizacin no es necesaria. Sin embargo, por razones de compatibilidad, los campos prembulo y delimitador de inicio de trama (SFD) todava estn presentes. Tiempo de bit

Para cada velocidad de medios diferente se requiere un periodo de tiempo determinado para que un bit pueda colocarse y detectarse en el medio. Dicho periodo de tiempo se denomina tiempo de bit. Para que el CSMA/CD de Ethernet funcione, el dispositivo emisor debe detectar la colisin antes de que se haya completado la transmisin de una trama del tamao mnimo. A 100 Mbps, la temporizacin del dispositivo apenas es capaz de funcionar con cables de 100 metros. A 1000 Mbps, ajustes especiales son necesarios porque se suele transmitir una trama completa del tamao mnimo antes de que el primer bit alcance el extremo de los primeros 100 metros de cable UTP. Por este motivo, no se permite el modo half-duplex en el Ethernet de 10 Gigabits. El intervalo de tiempo es un parmetro importante por las siguientes razones: * El intervalo de tiempo de 512 bits establece el tamao mnimo de una trama de Ethernet en 64 bytes. Cualquier trama menor de 64 bytes se considera un fragmento de colisin y las estaciones receptoras lo descartaran automticamente. * El intervalo de tiempo determina un lmite para el tamao mximo del segmento de una red. Si la red crece demasiado, pueden producirse colisiones tardas. Las colisiones tardas se consideran una falla en la red, porque un dispositivo detecta la colisin demasiado tarde durante la transmisin de tramas y ser manejada automticamente por CSMA/CD. El intervalo de tiempo real calculado es apenas mayor que la cantidad de tiempo terica necesaria para realizar una transmisin entre los puntos de mxima separacin de un dominio de colisin, colisionar con otra transmisin en el ltimo instante posible y luego permitir que los fragmentos de la colisin regresen a la estacin transmisora y sean detectados. Espacio entre tramas Los estndares de Ethernet requieren un espacio mnimo entre dos tramas que no hayan sufrido una colisin. Esto le otorga al medio tiempo para estabilizarse antes de la transmisin de la trama anterior y tiempo a los dispositivos para que procesen la trama. Este tiempo, llamado espacio entre tramas, se mide desde el ltimo bit del campo FCS de una trama hasta el primer bit del prembulo de la prxima trama. Descripcin general de la capa fsica de Ethernet Las Ethernet se rigen por los estndares IEEE 802.3 Actualmente, se definen cuatro velocidades de datos para el funcionamiento con cables de fibra ptica y de par trenzado: * 10 Mbps Ethernet 10BASE-T * 100 Mbps Ethernet Fast Ethernet * 1000 Mbps Gigabit Ethernet * 10 Gbps 10 Gigabit Ethernet

Las principales implementaciones de 10 Mbps de Ethernet incluyen: * 10