Redes de Computadora

Unidad 1:  Introducción a la comunicación industrial

Ing. Oscar Alonso Rosete Beas

Semana 24 Enero Rev:2 ciclo 2022-1

Agenda

1.1. Definición y principios de la comunicación de datos

1.2. Funciones de un sistema de comunicación industrial

1.3. Transferencia de información

1.4. Modelo OSI

Unidad 1: Introducción a la comunicación industrial

Unidad 1

Introducción a la materia

PROPÓSITO DEL  CURSO

Este curso tiene como propósito que el estudiante adquiera las competencias que utilizará sobre los conceptos generales de interfaces y redes, implementando el desarrollo de sistemas que permitan interactuar con medios de transmisión y comunicación de datos elementales y de uso industrial.

Durante el curso se estudiará:

• Conceptos de comunicación industrial

• Interfaces de comunicación industrial

• Elementos para constituir una red industrial

• Tipos de redes industriales.

Introducción a la materia

Las actividades que se realicen dentro del aula serán dirigidas por el profesor y otras serán de carácter independiente para ser realizadas por los alumnos fuera del aula.

Las formas genéricas de actividades de aprendizaje que serán realizadas por los alumnos son:

• Trabajo colaborativo dentro del aula para analizar y debatir sobre los contenidos y bajo la dirección del profesor.
• Exposición de contenidos por parte del profesor y alumnos
• Aprendizaje basado en proyectos de aplicación por equipos  o individuales.

EVIDENCIAS DE DESEMPEÑO

• Reportes de análisis y resolución de casos de estudio y ejercicios de aplicación.

• Reportes de lectura y reportes de investigación.

• Prácticas de Laboratorio(*)

• Presentaciones en clase.

• Elaboración de prototipos.

• Exámenes escritos a lo largo del curso y examen final.

• Proyecto final integrador en donde se apliquen las herramientas vistas durante el curso.

Agenda

1.1. Definición y principios de la comunicación de datos

1.2. Funciones de un sistema de comunicación industrial

1.3. Transferencia de información

1.4. Modelo OSI

Unidad 1: Introducción a la comunicación industrial​

Introducción a la materia

2.1. Puertos de comunicación

2.2. Interfaces seriales

2.2.1. Estándares y protocolos

2.2.2. Detección de fallas

Unidad 2: Interfaces de comunicación industrial

Introducción a la materia

2.3. Interfaces paralelos

2.3.1. Estándares y protocolos

2.3.2. Detección de fallas

2.4. Buses de campo

2.4.1. Estándares y protocolos

2.4.2. Detección de fallas

Unidad 2: Interfaces de comunicación industrial

Introducción a la materia

3.1. Antecedentes

3.2. Arquitectura de redes industriales

3.2.1. Tipos

3.2.2. Componentes

3.2.3. Topologías

3.3. Especificaciones técnicas

3.4. Cableado Estructurado

3.5. Redes inalámbricas

Unidad 3: Redes industriales de computadoras

Introducción a la materia

4.1. Introducción

4.2. Arquitectura de redes inalámbricas de sensores

4.3. Obtención de información

4.4. Administración de energía

4.5. Seguridad en redes inalámbricas

4.6. Instalación y programación

Unidad 4: Redes inalámbricas de sensores

POLÍTICAS ENTREGAS

• Existe tolerancia de 5 minutos de llegada tardía, a partir de los cuales se tomará asistencia.
• Las fechas de entrega y presentación para exámenes parciales, tareas, exposiciones, prácticas y trabajo final son Inamovibles.
• No se aceptarán entregas de exámenes fuera de la fecha y hora establecida y la calificación de una falta de entrega o entrega extemporánea es cero.

• Se aceptarán entregas de tareas/prácticas fuera de las fechas y horas establecidas (calificación de falta de entrega es cero).
  • Penalización 10%/ día en tareas
  • Penalización 10%/ semana en práctica.

• Todas las entregas deberán realizarse por medio definido en clase, de acuerdo a las indicaciones dadas (blackboard y pdf generalmente).

POLÍTICAS ENTREGAS

POLÍTICAS MATERIAL

• El material para trabajar en clase, descripción de tareas y temas para exposición, así como cualquier material de apoyo estará disponible a través del Blackboard o el sitio web y este será actualizado periódicamente.
• Es responsabilidad de cada estudiante traer a la sesión de clase el material que indique el maestro, incluyendo exposiciones y tareas.

POLÍTICAS PRESENTACIONES

• Preparar una presentación formal e interactiva que presente al grupo el tema correspondiente (Prezi, PowerPoint, Google Slides, otro).
• Preparar un reporte escrito de los puntos más relevantes de la presentación, así como las referencias consultadas.
• Subir en la actividad correspondiente en Blackboard la presentación y el reporte escrito.

• Es necesario estar presente en las actividades de exposición, de lo contrario la calificación para la exposición es cero.

Introducción a la materia

Bibliografía

Stallings, W. (2013) Data and Computer Communications, 10th editions. Upper Saddle River, NJ, USA. Pearson Education Inc.

Wilamoski, B. M. (2011) Industrial Communication Systems, 2nd edition. Boca Raton, FL, USA. CRC press.

Zurawski, R. (2014). Industrial Communication Technology Handbook, 2nd edition. Boca Raton, FL, USA. CRC press.

Mukherjee, N. (2015). Building Wireless Sensor Networks: Theoretical and Practical Perspectives. Boca Raton, FL, USA. CRC press.

Building the Web of Things: With examples in Node.js and Raspberry Pi

Introducción a la materia

Software:

CISCO Packet Tracer, Python/Node.js

Herramientas digitales:

Blackboard, Google suite, recursos microsoft, portafolio electronico,  bases de datos.

Criterios de evaluación

Profesor:

Ing. Oscar Alonso Rosete Beas
E-Mail:

oscar.rosete@cetys.mx
Pagina de facebook:

https://www.facebook.com/oscararosete
Sitio web:

https://oscarrosete.com/

Información de referencia

Contacto preferente para dudas

Asesorías: WhatsApp  686 264 5073

Proyecto final

Desarrollar un proyecto de innovación a nivel experimental de tecnología utilizando el material visto en el curso, donde el alumno proponga la solución de un problema planteado mediante el desarrollo de un proceso para la implementación de la solución y la realización de pruebas de factibilidad y utilidad de un sistema.

Introducción a la materia

• Formación de equipos para presentaciones y proyectos (3-4 integrantes)
• Registro en grupo de Facebook
• Pase de lista y sondeo

Introducción a la materia

Tarea 1. Investigue el significado de los siguientes términos:

• Red de transmisión de datos
• Sistema de comunicación
• Protocolo de comunicación 
• Arquitectura de protocolos

Nota: Toda tarea debe subirse a blackboard en un solo archivo cuyo nombre sea:
No de matricula – Tarea No
Ejemplo: 13256 Tarea 1

24/01

Agenda

1.1. Definición y principios de la comunicación de datos

1.2. Funciones de un sistema de comunicación industrial

1.3. Transferencia de información

1.4. Modelo OSI

Unidad 1: Introducción a la comunicación industrial

En los equipos previamente formados, debatan al respecto y lleguen a una respuesta conjunta a las preguntas:

1. ¿Qué es una red de computadoras?

2. ¿Qué es un protocolo de comunicación?

3. ¿De que manera los han afectado negativa y positivamente las redes de computadora?

Introducción

Actividad en equipo

• Mariana Castro, Luis German, Juan Romero, Sergio Vargas
• Azael galaviz, Jorge Davila,Roberto Quintero y Priscila Valenzuela
• Missael Perez, Daniel Valdez, Max Delgado, Carlos Macias
• Daniel Torres, Erween Felix,  Arian Hernandez
• Sebastian Beltran, Paulina Parra, Alfredo Angulo
• Eduardo Alvarado, Rebeca Alarcon y Angel Ramirez
• Ariel Reyes, Omar Rivera, Ricardo Garcia, Samuel Barragan
• Airam Ordoñez, Diana Bentley, Misael Anaya, Yahir Rubio

Introducción

En torno a los años 1970 y 1980 se produjo una sinergia entre los campos de los computadores y las comunicaciones que desencadenó un cambio drástico en las tecnologías, productos y en las propias empresas que, desde entonces, se dedican conjuntamente a los sectores de los computadores y de las comunicaciones. 

Antecedentes

Introducción

Overview of Computer Networks

Introducción

La revolución experimentada en el sector de los computadores y las comunicaciones ha producido los siguientes hechos significativos:

Antecedentes

1973: First Voice Data Packet

1971: Primer microprocesador en un chip

Introducción

No hay diferencias fundamentales entre la transmisión de datos, de voz o de vídeo.

Antecedentes

Video-Over-Ip

VoIP

Introducción

Las fronteras entre computadores monoprocesador o multiprocesador, así como las existentes entre las redes de área local, metropolitanas y de área amplia, se han difuminado.

No hay grandes diferencias entre el procesamiento de datos (los computadores) y las comunicaciones de datos (la transmisión y los sistemas de conmutación).

Antecedentes

Introducción

Antecedentes

Tendencias tecnológicas

Gartner, 2021.

Top ten trends 2022

Cloud-native platforms, distributed enterprise, total experience

Tendencias

Introducción

Una red no es mas que 2 o mas ordenadores conectadas entre si con el hardware (adaptadores de red) y software de red para comunicarse e intercambiar datos.

¿Qué es una red de computadoras?

Introducción

Esta compuesta por dos aspectos principales:

• Conexión física (alambres, cables, medios inalámbricos)
• Logical Connection (transferencia de datos a traves del medio físico)

¿Qué es una red de computadoras?

Introducción

Puedes crear una red de computadoras simple utilizando un dispositivo llamado switch para conectar todas las computadoras en tu red entre sí.

¿Qué es una red de computadoras?

Introducción

Puedes realizarlo conectando un cable de red desde el switch a cada computadora con un conector especial, el cual lo conecta a una interfaz de red, un circuito electrónico que se encuentra en la computadora para facilitar la interacción en una red de computadoras.

¿Qué es una red de computadoras?

Introducción

Si no se quiere trabajar con cables, se puede crear una red inalámbrica.

En una red inalámbrica, las computadoras o dispositivos utilizan adaptadores de red que permiten que se comuniquen a traves de señales/ondas de radio.

¿Qué es una red de computadoras?

Introducción

Adicional se necesitará un punto de acceso inalámbrico (WAP) , que permita que las computadoras se conecten.

En las oficinas pequeñas o redes de casa el WAP puede encontrarse dentro del funcionamiento del router que nos permite conectarnos a internet (router inalámbrico).

¿Qué es una red de computadoras?

Introducción

La figura muestra una red típica con 5 computadoras. 

¿Qué es una red de computadoras?

Introducción

En esta familia, cada persona tiene un equipo de cómputo, dos conectados inalámbricamente y 3 conectados alámbricamente.

¿Qué es una red de computadoras?

Introducción

En este ejemplo, el router inalámbrico cuenta con un switch que puede proveer múltiples puertos para conectarse por medio de cables.

¿Qué es una red de computadoras?

Simplificación

Comenzaremos nuestro estudio considerando el modelo sencillo de sistema de comunicación mostrado en la figura, en la que se propone un diagrama de bloques.

El objetivo principal de todo sistema de comunicaciones es intercambiar información entre dos entidades.

Modelo para las comunicaciones

La figura muestra un ejemplo particular de comunicación entre una estación de trabajo y un servidor a través de una red telefónica pública.

Otro posible ejemplo consiste en el intercambio de señales de voz entre dos teléfonos a través de la misma red anterior. 

Modelo para las comunicaciones

Simplificación

Los elementos clave en este modelo son los siguientes:

La fuente

Este dispositivo genera los datos a transmitir. Ejemplos de fuentes pueden ser un teléfono o un computador personal.

Modelo para las comunicaciones

Simplificación

El transmisor

Normalmente los datos generados por la fuente no se transmiten directamente tal y como son generados. Al contrario, el transmisor transforma y codifica la información, generando señales electromagnéticas susceptibles de ser transmitidas a través de algún sistema de transmisión.

Modelo para las comunicaciones

Simplificación

El transmisor

Por ejemplo, un módem convierte las cadenas de bits generadas por un computador personal y las transforma en señales analógicas que pueden ser transmitidas a través de la red de telefonía.

Modelo para las comunicaciones

Simplificación

El sistema de transmisión

Puede ser desde una sencilla línea de transmisión hasta una compleja red que conecte a la fuente con el destino.

Modelo para las comunicaciones

Simplificación

El receptor

El receptor acepta la señal proveniente del sistema de transmisión y la transforma de tal manera que pueda ser manejada por el dispositivo de destino. Por ejemplo, un módem captará la señal analógica de la red o línea de transmisión y la convertirá en una cadena de bits.

Modelo para las comunicaciones

Simplificación

Introducción

El destino

Toma los datos del receptor. 

Modelo para las comunicaciones

Reglas básicas de redes

Las computadoras en una red deben  de utilizar los mismos procedimientos para enviar y para recibir datos.

Le llamamos a esto protocolos de comunicación.

Los datos deben de ser entregados sin corromperse.

En caso contrario, seria inservible. (Hay excepciones)

Reglas básicas de redes

Las computadoras en una red deben de ser capaces de determinar el origen y el destino de cada pieza de información (IP y Mac Address).

Reglas básicas de redes

Introducción

Aunque el modelo presentado pueda parecer aparentemente sencillo, en realidad implica una gran complejidad. La tabla inferior lista algunas de las tareas claves que se deben realizar en un sistema de comunicaciones. 

Realidad

Introducción

El primer ítem, denominado utilización del sistema de transmisión, se refiere a la necesidad de hacer un uso eficaz de los recursos utilizados en la transmisión, los cuales se suelen compartir habitualmente entre una serie de dispositivos de comunicación. La capacidad total del medio de transmisión se reparte entre los distintos usuarios haciendo uso de técnicas denominadas de multiplexación.

Realidad

Actividad Asíncrona

Tarea 1. 

• Descargar  Cisco Packet Tracer version 8.0.0.0212
• Crear cuenta de acceso, registrarse a curso: "Introduction to Packet Tracer English 0122b"
  

Laboratorio (Práctica 0)

• Teniendo certeza de la instalación exitosa de la versión más reciente de Cisco Packet Tracer, tomar curso de "Getting Started with Cisco Packet Tracer".
• Como evidencia de finalización se subirá foto del achievement (donde aparezca el estudiante) a Blackboard.

Agenda

1.1. Definición y principios de la comunicación de datos

1.2. Funciones de un sistema de comunicación industrial

1.3. Transferencia de información

1.4. Modelo OSI

Unidad 1: Introducción a la comunicación industrial

Introducción

La figura muestra una perspectiva novedosa del modelo tradicional para las comunicaciones.

Dicha figura se explica a continuación, paso a paso, con la ayuda de un ejemplo: la aplicación de correo electrónico.

Otra perspectiva

Supóngase que tanto el dispositivo de entrada como el transmisor están en un computador personal.

Y que, por ejemplo, el usuario de dicho PC desea enviar el mensaje m a otro.

Envio de mensaje

Introducción

El usuario activa la aplicación de correo en el PC y compone el mensaje con el teclado (dispositivo de entrada). La cadena de caracteres se almacenará temporalmente en la memoria principal como una secuencia de bits (g). 

Envio de mensaje

Introducción

El computador se conecta a algún medio de transmisión, por ejemplo una red local o una línea de telefonía, a través de un dispositivo de E/S (transmisor), como por ejemplo un transceptor en una red local o un módem.

Introducción

Envio de mensaje

Los datos de entrada se transfieren al transmisor como una secuencia de niveles de tensión [g(t)] que representan los bits en algún tipo de bus de comunicaciones o cable. 

Introducción

Envio de mensaje

El transmisor se conecta directamente al medio y convierte la cadena [g(t)] en la señal a transmitir [s(t)].

Introducción

Envio de mensaje

Al transmitir s(t) a través del medio, antes de llegar al receptor, aparecerán una serie de dificultades que se estudiarán a futuro. Por tanto, la señal recibida r(t) puede diferir de alguna manera de la transmitida s(t).

Introducción

Envio de mensaje

El receptor intentará estimar la señal original s(t), a partir de la señal r(t) y de su conocimiento acerca del medio, obteniendo una secuencia de bits g'(t). Estos bits se envían al computador de salida, donde se almacenan temporalmente en memoria como un bloque de bits g'. 

Introducción

Envio de mensaje

En muchos casos, el destino intentará determinar si ha ocurrido un error y, en su caso, cooperar con el origen para, eventualmente, conseguir el bloque de datos completo y sin errores.

Introducción

Envio de mensaje

Los datos, finalmente, se presentan al usuario a través del dispositivo de salida, que por ejemplo puede ser la impresora o la pantalla de su terminal. El mensaje recibido por el usuario (m') será normalmente una copia exacta del mensaje original (m).

Introducción

Envio de mensaje

Consideremos ahora una conversación usando el teléfono. En este caso, la entrada al teléfono es un mensaje (m) consistente en una onda sonora.

Ejemplo telefono

Introducción

Dicha onda se convierte en el teléfono en señales eléctricas con los mismos componentes en frecuencia. Estas señales se transmiten sin modificación a través de la línea telefónica.

Por tanto, la señal de entrada g(t) y la señal transmitida s(t) son idénticas.

Introducción

Ejemplo telefono

La señal s(t) sufrirá algún tipo de distorsión a través del medio, de tal manera que r(t) no será idéntica a s(t).

No obstante, la señal r(t) se convierte recuperando una onda sonora, sin aplicar ningún tipo de corrección o mejora de la calidad.

Introducción

Ejemplo telefono

Por tanto, m' no será una réplica exacta de m. Sin embargo, el mensaje sonoro recibido es normalmente comprensible por el receptor

Introducción

Ejemplo telefono

A veces no es práctico que dos dispositivos de comunicaciones se conecten directamente mediante un enlace punto a punto.

Esto es debido a alguna (o a las dos) de las siguientes circunstancias:

Los dispositivos están muy alejados. En este caso no estaría justificado, por ejemplo, utilizar un enlace dedicado entre dos dispositivos que puedan estar separados por miles de kilómetros.

Introducción

Redes de transmisión de datos

Esto es debido a alguna (o a las dos) de las siguientes circunstancias:

Hay un conjunto de dispositivos que necesitan conectarse entre ellos en instantes de tiempo diferentes. Un ejemplo de esta necesidad es la red de teléfonos mundial o el conjunto de computadores pertenecientes a una compañía. 

Introducción

Redes de transmisión de datos

Salvo el caso de que el número de dispositivos sea pequeño, no es práctico utilizar un enlace entre cada dos.

La solución a este problema es conectar cada dispositivo a una red de comunicación.

Introducción

Redes de transmisión de datos

• En la actualidad hay más dispositivos inteligentes que personas
• Muchas personas están conectadas a Internet durante las 24 horas del día.
• Para 2020, se tenia contemplado que  cada consumidor poseeria 6,58 dispositivos inteligentes.

Introducción

Todo está conectado

• Las redes digitales modernas hacen que todo esto sea posible.
• La transformación digital es la aplicación de la tecnología digital para proporcionar el entorno adecuado para la innovación de las empresas y la industria.

Introducción

Todo está conectado

 Las redes son la base

• 50 000 millones de objetos proporcionan billones de gigabytes de datos
• Las redes proporcionan la base para Internet y el mundo digitalizado.
• Las redes pueden ir desde redes simples, compuestas por dos PC, hasta redes que conectan millones de dispositivos.

Conectados globalmente a través de redes

Introducción

Las redes pueden proporcionar productos y servicios a los clientes a través de su conexión a Internet.

Internet es la red más grande que existe, y proporciona “la capa electrónica” que rodea al planeta de manera eficaz.

Introducción

Conectados globalmente a través de redes

Internet: un sistema de redes globales multicapa que conecta a cientos de millones de computadoras.

¿Quién es dueño del internet?

El internet no es propiedad de un grupo o individuo, es una coleccion mundial de redes interconectadas (internetwork/internet) cooperando entre si para intercambiar información utilizando estandares comunes a través de distintos medios físicos.

Todo lo accesado en línea esta ubicado en la internet global.

Introducción

Conectados globalmente a través de redes

Introducción

Conectados globalmente a través de redes

Para clasificar las redes tradicionalmente se consideran dos grandes categorías:

las redes de área amplia (WAN, Wide Area Networks) y las redes de área local (LAN, Local Area Networks).

Introducción

Redes de transmisión de datos

Las diferencias entre estas dos categorías son cada vez más difusas, tanto en términos tecnológicos como de posibles aplicaciones; no obstante, es una forma natural y didáctica de organizar su estudio, por lo que aquí se adoptará dicha clasificación.

Introducción

Redes de transmisión de datos

Redes de área local (LAN): redes que se encuentran en un área geográfica pequeña, tales como una vivienda a una empresa pequeña.

Redes de área amplia (WAN): un conjunto de LAN que brinda conexión entre LAN y con Internet.

*Red de área personal (PAN): conectar tu smartphone a tu carro utilizando Bluetooth es un ejemplo de una PAN.

Introducción

Redes de transmisión de datos

Generalmente, se considera como redes de área amplia a todas aquellas que cubren una extensa área geográfica, requieren atravesar rutas de acceso público y utilizan, al menos parcialmente, circuitos proporcionados por una entidad proveedora de servicios de telecomunicación.

Redes de área amplia

Introducción

Generalmente, una WAN consiste en una serie de dispositivos de conmutación interconectados. La transmisión generada por cualquier dispositivo se encaminará a través de estos nodos internos hasta alcanzar el destino.

Introducción

Redes de área amplia

A estos nodos (incluyendo los situados en los contornos) no les concierne el contendido de los datos, al contrario, su función es proporcionar el servicio de conmutación, necesario para transmitir los datos de nodo en nodo hasta alcanzar su destino final.

Introducción

Redes de área amplia

Tradicionalmente, las WAN se han implementado usando una de las dos tecnologías siguientes:

Conmutación de circuitos y conmutación de paquetes.

Últimamente, se está empleando como solución la técnica de retransmisión de tramas ( frame relay), así como las redes ATM.

Introducción

Redes de área amplia

Al igual que las redes WAN, una LAN es una red de comunicaciones que interconecta varios dispositivos y proporciona un medio para el intercambio de información entre ellos.

No obstante, hay algunas diferencias entre las LAN y las WAN que se enumeran a continuación

Diferencias entre WAN y LAN

Introducción

La cobertura de una LAN es pequeña, generalmente un edificio o, a lo sumo, un conjunto de edificios próximos.

Es habitual que la LAN sea propiedad de la misma entidad propietaria de los dispositivos conectados a la red.

En WAN, esto no es tan habitual o, al menos, una fracción significativa de recursos de la red son ajenos. 

Introducción

Diferencias entre WAN y LAN

Esto tiene dos implicaciones.

La primera es que se debe cuidar mucho la elección de la LAN, ya que, evidentemente, lleva acarreada una inversión sustancial de capital (comparada con los gastos de conexión o alquiler de líneas en redes de área amplia) tanto en la adquisición como en el mantenimiento.

Introducción

Diferencias entre WAN y LAN

Segunda, la responsabilidad de la gestión de la red local recae solamente en el usuario

Por lo general, las velocidades de transmisión internas en una LAN son mucho mayores que en una WAN.

Introducción

Diferencias entre WAN y LAN

Para las LAN hay muy diversas configuraciones.

De entre ellas, las más habituales son las LAN conmutadas y las LAN inalámbricas.

Dentro de las conmutadas, las más populares son las LAN Ethernet, constituidas por un único conmutador, o, alternativamente, implementadas mediante un conjunto de conmutadores interconectados entre sí.

Introducción

Redes de área local

Otro ejemplo muy relevante son las LAN ATM, caracterizadas por utilizar tecnología de red ATM en un entorno local.

Por último, son también destacables las LAN con canal de fibra (Fiber Channel).

En las LAN inalámbricas se utilizan diversos tipos de tecnologías de transmisión y distintos tipos de configuraciones. 

Introducción

Redes de área local

Como ya se ha mencionado, las LAN inalámbricas son bastante habituales, fundamentalmente en entornos de oficinas.

La tecnología inalámbrica es también muy utilizada en redes de área amplia de voz y datos. Las redes inalámbricas proporcionan ventajas evidentes en términos de movilidad y facilidad de instalación y configuración

Redes inálambricas

Introducción

Como el propio nombre sugiere, las MAN (Metropolitan Area Network) están entre las LAN y las WAN.

El interés en las MAN ha surgido tras ponerse de manifiesto que las técnicas tradicionales de conmutación y conexión punto a punto usadas en WAN, pueden ser no adecuadas para las necesidades crecientes de ciertas organizaciones.

Introducción

Redes de área metropolitana

Actividad en equipo

• Mariana Castro, Luis German, Juan Romero, Sergio Vargas (1)
• Azael galaviz, Jorge Davila,Roberto Quintero y Priscila Valenzuela (2)
• Missael Perez, Daniel Valdez, Max Delgado, Carlos Macias (3)
• Daniel Torres, Erween Felix,  Arian Hernandez (4)
• Sebastian Beltran, Paulina Parra, Alfredo Angulo (5)
• Eduardo Alvarado, Rebeca Alarcon y Angel Ramirez (1)
• Ariel Reyes, Omar Rivera, Ricardo Garcia, Samuel Barragan (2)
• Airam Ordoñez, Diana Bentley, Misael Anaya, Yahir Rubio (3)

En los equipos previamente formados, debatan al respecto y lleguen a una respuesta conjunta para cada una de las preguntas:

1. ¿Qué es un router/enrutador y cuales son sus tipos?

2. ¿Qué es un switch/conmutador y cuales son sus tipos ?

3. ¿Cuál es la diferencia entre un dispositivo final y un intermediario de una red? Mencione algunos ejemplos

Trabajo en equipos

En los equipos previamente formados, debatan al respecto y lleguen a una respuesta conjunta para cada una de las preguntas:

4. ¿Cuál es la diferencia entre un cliente y un servidor?

5. ¿Cuáles son las funciones de un administrador de red?

Nota: El entregable consiste en una presentación con la resolución.

Trabajo en equipos

Agenda

1.1. Definición y principios de la comunicación de datos

1.2. Funciones de un sistema de comunicación industrial

1.3. Transferencia de información

1.4. Modelo OSI

Unidad 1: Introducción a la comunicación industrial

En los equipos previamente formados, debatan al respecto y lleguen a una respuesta conjunta para cada una de las preguntas:

1. ¿Qué es un router/enrutador y cuales son sus tipos?

2. ¿Qué es un switch/conmutador y cuales son sus tipos ?

3. ¿Cuál es la diferencia entre un dispositivo final y un intermediario de una red? Mencione algunos ejemplos

Trabajo en equipos

En los equipos previamente formados, debatan al respecto y lleguen a una respuesta conjunta para cada una de las preguntas:

4. ¿Cuál es la diferencia entre un cliente y un servidor?

5. ¿Cuáles son las funciones de un administrador de red?

Nota: El entregable consiste en una presentación con la resolución.

Trabajo en equipos

Actividad en equipo

• Mariana Castro, Luis German, Juan Romero, Sergio Vargas (1)
• Azael galaviz, Jorge Davila,Roberto Quintero y Priscila Valenzuela (2)
• Missael Perez, Daniel Valdez, Max Delgado, Carlos Macias (3)
• Daniel Torres, Erween Felix,  Arian Hernandez (4)
• Sebastian Beltran, Paulina Parra, Alfredo Angulo (5)
• Eduardo Alvarado, Rebeca Alarcon y Angel Ramirez (1)
• Ariel Reyes, Omar Rivera, Ricardo Garcia, Samuel Barragan (2)
• Airam Ordoñez, Diana Bentley, Misael Anaya, Yahir Rubio (3)

Infraestructura de red

Introducción

La trayectoria que toma un mensaje desde su origen hasta su destino puede ser desde un simple cable que conecta una computadora a otra, o tan complejo como una red que a nivel global. Esta infraestructura de red es la plataforma que soporta la red, provee un canal estable y confiable a traves del cual las comunicaciones suceden.

Categorías de componentes de red:

• Dispositivos

• Medios de red

• Servicios

Categorías de componentes de hardware:

• End devices/dispositivos finales
• Intermediate devices/dispositivos intermediarios
• Network media/medios de red

Infraestructura de red

Introducción

Componentes de las redes

Introducción

Los dispositivos y los medios son los elementos físicos o el hardware, de la red. Por lo general, el hardware está compuesto por los componentes visibles de la plataforma de red, como una computadora portátil, una PC, un switch, un router, un punto de acceso inalámbrico o el cableado que se utiliza para conectar esos dispositivos. 

Introducción

A veces, puede que algunos componentes no sean visibles. En el caso de los medios inalámbricos, los mensajes se transmiten a través del aire mediante radio frecuencias invisibles u ondas infrarojas.​

Componentes de las redes

Introducción

Los componentes de red se utilizan para proporcionar servicios y procesos, que son los programas de comunicación, denominados “software”, que se ejecutan en los dispositivos conectados en red.

Un servicio de red proporciona información en respuesta a una solicitud. 

Componentes de las redes

Introducción

Los servicios incluyen muchas de las aplicaciones de red comunes que utilizan las personas a diario, como los servicios de hosting de correo electrónico y web hosting.

Los procesos proporcionan la funcionalidad que direcciona y traslada mensajes a través de la red. Los procesos son menos obvios para nosotros, pero son críticos para el funcionamiento de las redes.

Componentes de las redes

Introducción

Dispositivos finales

Los dispositivos de red con los que las personas están más familiarizadas se denominan “dispositivos finales” o “hosts”.

Estos dispositivos forman la interfaz entre los usuarios y la red de comunicación subyacente.

Introducción

Dispositivos finales

Algunos ejemplos de dispositivos finales son:

• Computadoras (estaciones de trabajo, computadoras portátiles, servidores de archivos, servidores web)
• Impresoras de red
• Teléfonos VoIP
• Terminales de TelePresence
• Cámaras de seguridad
• Dispositivos portátiles móviles (como smartphones, tablet PC, PDA y lectores inalámbricos de tarjetas de débito y crédito, y escáneres de códigos de barras)

Introducción

Dispositivos finales

Un dispositivo host es el origen o el destino de un mensaje transmitido a través de la red.

Para distinguir un host de otro, cada host en la red se identifica por una dirección. Cuando un host inicia la comunicación, utiliza la dirección del host de destino para especificar a dónde se debe enviar el mensaje.

Dispositivos intermediarios

Introducción

Los dispositivos intermediarios interconectan dispositivos finales. Estos dispositivos proporcionan conectividad y operan detrás de escena para asegurar que los datos fluyan a través de la red, como se muestra en la figura. 

Introducción

Dispositivos intermediarios

Los dispositivos intermediarios conectan los hosts individuales a la red y pueden conectar varias redes individuales para formar una internetwork.

Introducción

Dispositivos intermediarios

Los siguientes son ejemplos de dispositivos de red intermediarios:

• Acceso a la red (switches y puntos de acceso inalámbrico) Internetworking (routers)
• Seguridad (firewalls)

Introducción

Dispositivos intermediarios

La administración de datos, así como fluye en la red, es también una función de los dispositivos intermediarios. Estos dispositivos utilizan la dirección host de destino, conjuntamente con información sobre las interconexiones de la red para determinar la ruta que deben tomar los mensajes a través de la red.

Introducción

Dispositivos intermediarios

Los procesos que se ejecutan en los dispositivos de red intermediarios realizan las siguientes funciones:

• Volver a generar y transmitir las señales de datos.
• Conservar información acerca de las rutas que existen a través de la red y de internetwork.

Introducción

Dispositivos intermediarios

• Notificar a otros dispositivos los errores y las fallas de comunicación.
• Dirigir los datos a lo largo de rutas alternativas cuando hay una falla en el enlace.
• Clasificar y dirigir los mensajes según las prioridades de calidad de servicio (QoS, Quality of Service).
• Permitir o denegar el flujo de datos de acuerdo con la configuración de seguridad.

Introducción

Dispositivos intermediarios

Medios de red

Introducción

La comunicación a través de una red es transportada por un medio. El medio proporciona el canal por el cual viaja el mensaje desde el origen hasta el destino.

Medios de red

Introducción

Las redes modernas utilizan principalmente tres tipos de medios para interconectar los dispositivos y proporcionar la ruta por la cual pueden transmitirse los datos. 

Medios de red

Introducción

Como se muestra en la ilustración, estos medios son los siguientes:

• Hilos metálicos dentro de cables
• Fibras de vidrio o plástico (cable de fibra óptica)
• Transmisión inalámbrica

Medios de red

Introducción

La codificación de la señal que se debe realizar para que se transmita el mensaje es diferente para cada tipo de medio.

En los hilos metálicos, los datos se codifican dentro de impulsos eléctricos que coinciden con patrones específicos.

Medios de red

Introducción

Las transmisiones por fibra óptica dependen de pulsos de luz, dentro de intervalos de luz visible o infrarroja. En las transmisiones inalámbricas, los patrones de ondas electromagnéticas muestran los distintos valores de bits.

Transmision inalámbrica

Introducción

Medios de red

Introducción

Los diferentes tipos de medios de red tienen diferentes características y beneficios.

No todos los medios de red tienen las mismas características ni son adecuados para el mismo fin.

Medios de red

Introducción

 Los criterios para elegir medios de red son los siguientes:

• La distancia por la que los medios pueden transportar una señal correctamente.
• El entorno en el que se instalarán los medios.
• La cantidad de datos y la velocidad a la que se deben transmitir.
• El costo del medio y de la instalación.

Medios de red (Cisco Packet tracer)

Introducción

Introducción

Para transmitir información compleja, como la presentación de todos los dispositivos y el medio en una internetwork grande, es conveniente utilizar representaciones visuales.

Los diagramas permiten comprender fácilmente la forma en la que se conectan los dispositivos en una red grande. 

Diagramas de topología

Introducción

Estos diagramas utilizan símbolos para representar los diferentes dispositivos y conexiones que componen una red.

Este tipo de representación de una red se denomina “diagrama de topología”.

Diagramas de topología

Introducción

Como cualquier otro lenguaje, el lenguaje de las redes se compone de un conjunto común de símbolos que se utilizan para representar los distintos dispositivos finales, dispositivos de red y medios, como se muestra en la ilustración.

Diagramas de topología

Diagramas de topología

Introducción

Los diagramas de topología son obligatorios para todos los que trabajan con redes. Estos diagramas proporcionan un mapa visual que muestra cómo está conectada la red.

Existen dos tipos de diagramas de topología

Introducción

Diagramas de topología física

Identifican la ubicación física de los dispositivos intermediarios, los puertos configurados y la instalación de los cables.

Introducción

Diagramas de topología física

Identifican la ubicación física de los dispositivos intermediarios, los puertos configurados y la instalación de los cables.

Introducción

Diagramas de topología lógica

Identifican dispositivos, puertos y el esquema de direccionamiento IP.

Introducción

Diagramas de topología lógica

Identifican dispositivos, puertos y el esquema de direccionamiento IP.

Actividad Individual

En una documento, realiza una lista con imagenes de los componentes de la infraestructura de red que tienes instalada en tu red doméstica.

• Dibujar un diagrama de topología física, utilizando simbología de Cisco Packet Tracer
• Clasificarlos en Intermediarios, dispositivos finales o medios de transmision (incluir los cables o wireless access points que proveen tus conexiones de red)

Componentes de las redes

Agenda

1.1. Definición y principios de la comunicación de datos

1.2. Funciones de un sistema de comunicación industrial

1.3. Transferencia de información

1.4. Modelo OSI

Unidad 1: Introducción a la comunicación industrial

• El comando ipconfig provee información de la dirección ip, subnet mask y default gateway
• Abrir command prompt
• ingresar comando ipconfig para determinar la dirección IP asignada a cada adaptador de red en su computadora.

Determinar dirección IP (Windows)

Configurar dirección IP (Windows)

• Acceder a la configuración del adaptador
• Acceder a las propiedades

• Acceder a las propiedades IPV4
• Seleccionar opción de dirección estática

Configurar dirección IP (Windows)

Laboratorio (Práctica 1)

Ejercicios preliminares

Laboratorio (Práctica 1)

• Dibujar un diagrama de topología física (incluir dispositivos finales, intermediarios y medios de transmisión), utilizando Cisco Packet Tracer.
• Identificar la dirección IP de cada uno de los elementos (Investigar para dispositivos móviles)
  • Agregar a la lista de dispositivos una imagen de la identificación de las IP.

Introducción

En las redes de conmutación de circuitos, para interconectar dos estaciones se establece un camino dedicado a través de los nodos de la red. El camino es una secuencia conectada de enlaces físicos entre nodos. En cada enlace, se dedica un canal lógico a cada conexión. Los datos generados por la estación fuente se transmiten por el camino dedicado tan rápido como se pueda. En cada nodo, los datos de entrada se encaminan o conmutan por el canal apropiado de salida sin retardos. El ejemplo más ilustrativo de la conmutación de circuitos es la red de telefonía

Conmutación de circuitos

Introducción

Un enfoque diferente al anterior es el adoptado en las redes de conmutación de paquetes. En este caso, no es necesario hacer una asignación a priori de recursos (capacidad de transmisión) en el camino (o sucesión de nodos). 

Conmutación de paquetes

Introducción

Por el contrario, los datos se envían en secuencias de pequeñas unidades llamadas paquetes. Cada paquete se pasa de nodo en nodo en la red siguiendo algún camino
entre la estación origen y la destino. En cada nodo, el paquete se recibe completamente, se almacena durante un breve intervalo y posteriormente se retransmite al siguiente nodo. Las redes de conmutación de paquetes se usan fundamentalmente para las comunicaciones terminal-computador y computador-computador.
Introducción a las comunicaciones de datos y redes 15

Conmutación de paquetes

Introducción

La conmutación de paquetes se desarrolló en la época en la que los servicios de transmisión a larga
distancia presentaban una tasa de error relativamente elevada, comparada con los servicios de los
que se dispone actualmente. Por tanto, para compensar esos errores relativamente frecuentes, en
los esquemas de conmutación de paquetes se realiza un esfuerzo considerable, que se traduce en
añadir información redundante en cada paquete así como en la realización de un procesamiento
extra, tanto en el destino final como en los nodos intermedios de conmutación, necesario para detectar
los errores y, en su caso, corregirlos.

Retransmisión de tramas (frame relay )

Introducción

Ahora bien, con los modernos sistemas de telecomunicación de alta velocidad, este esfuerzo
adicional es innecesario e incluso contraproducente. Es innecesario ya que la tasa de errores se ha
reducido drásticamente y los escasos errores que aparecen se pueden tratar en el sistema final mediante
dispositivos que operan por encima del nivel de la lógica dedicada a la conmutación de paquetes.
A su vez, es contraproducente ya que los bits redundantes introducen un desaprovechamiento
de parte de la capacidad proporcionada por la red.

Retransmisión de tramas (frame relay )

Introducción

El Modo de Transferencia Asíncrono (ATM, Asynchronous Transfer Mode), a veces denominado
como modo de retransmisión de celdas (cell relay), es la culminación de todos los desarrollos en
conmutación de circuitos y conmutación de paquetes. ATM se puede considerar como una evolución
de la retransmisión de tramas. La diferencia más obvia entre retransmisión de tramas y ATM
es que la primera usa paquetes de longitud variable, llamados «tramas», y ATM usa paquetes de
longitud fija denominados «celdas».

ATM

Introducción

Al igual que en retransmisión de tramas, ATM introduce poca
información adicional para el control de errores, confiando en la inherente robustez del medio de
transmisión así como en la lógica adicional localizada en el sistema destino para detectar y corregir
errores. Al utilizar paquetes de longitud fija, el esfuerzo adicional de procesamiento se reduce
incluso todavía más que en retransmisión de tramas. El resultado es que ATM se ha diseñado
para trabajar a velocidades de transmisión del orden de 10 a 100 Mbps, e incluso del orden
de Gbps.

ATM

La figura muestra una perspectiva novedosa del modelo tradicional para las comunicaciones.

Dicha figura se explica a continuación, paso a paso, con la ayuda de un ejemplo: la aplicación de correo electrónico

Otra perspectiva

Introducción

En la Figura  se muestra un escenario de comunicación típico junto con los elementos constituyentes de una red
de las usadas en la actualidad. 

UN EJEMPLO DE CONFIGURACIÓN

Introducción

En la esquina superior izquierda, se puede encontrar un usuario residencial conectado a Internet a través de un proveedor de acceso a Internet o, del inglés, ISP (Internet Service Provider) mediante algún tipo de conexión de abonado.

UN EJEMPLO DE CONFIGURACIÓN

Introducción

Ejemplos habituales para
esa conexión son la red pública de telefonía, para lo que el usuario necesitaría un módem (generalmente
a 56 Kbps); 

UN EJEMPLO DE CONFIGURACIÓN

Introducción

una línea digital de abonado, DSL (Digital Subscriber Line), tecnología que
proporciona un enlace de alta velocidad a través de líneas de telefonía mediante el uso de un módem especial DSL;

UN EJEMPLO DE CONFIGURACIÓN

Introducción

o un acceso de TV por cable, tecnología que requeriría un cable módem.

UN EJEMPLO DE CONFIGURACIÓN

Introducción

Generalmente, un ISP estará formado por un conjunto de servidores interconectados entre sí (aunque se muestra sólo un servidor) y conectados a Internet a través de un enlace de alta velocidad.

UN EJEMPLO DE CONFIGURACIÓN

Introducción

Este enlace puede ser, por ejemplo, una línea SONET (Synchronous Optical NETwork).

Internet está formada por una serie de encaminadores interconectados a lo largo de todo el globo terrestre. Los encaminadores transmiten los paquetes de datos desde el origen al destino a través de Internet.

UN EJEMPLO DE CONFIGURACIÓN

Introducción

La parte inferior de la Figura muestra una LAN implementada con un único conmutador Ethernet.

Esta configuración es muy habitual en negocios, oficinas o cualquier tipo de organización de dimensiones reducidas. 

UN EJEMPLO DE CONFIGURACIÓN

Introducción

La LAN se conecta a Internet a través de un equipo cortafuegos (del inglés firewall ), el cual ofrece servicios de seguridad. También se muestra un encaminador adicional fuera de la LAN conectado a una WAN privada, la cual puede ser una red ATM privada o una red de retransmisión de tramas.

UN EJEMPLO DE CONFIGURACIÓN

Introducción

En el diseño de los enlaces que conectan a los distintos elementos mostrados (por ejemplo, entre los encaminadores de Internet, o entre los conmutadores en la red ATM, o entre el abonado y el ISP) quedan pendientes una serie de aspectos como la codificación de la señal y el control de errores.

UN EJEMPLO DE CONFIGURACIÓN

Introducción

Mientras que la retransmisión de tramas y ATM prometen satisfacer un amplio espectro de necesidades en cuanto a velocidades de transmisión, hay situaciones, tanto en redes privadas como públicas, que demandan gran capacidad a coste reducido en áreas relativamente grandes.

Para tal fin se han implementado una serie de soluciones, como por ejemplo las redes inalámbricas o las extensiones metropolitanas de Ethernet.

Redes de área metropolitana

Introducción

El principal mercado para las MAN lo constituyen aquellos clientes que necesitan alta capacidad en un área metropolitana.

Las MAN están concebidas para satisfacer estas necesidades de capacidad a un coste reducido y con una eficacia mayor que la que se obtendría mediante una compañía local de telefonía para un servicio equivalente

Redes de área metropolitana

Introducción

Agenda

1.1. Definición y principios de la comunicación de datos

1.2. Funciones de un sistema de comunicación industrial

1.3. Transferencia de información

1.4. Modelo OSI

Unidad 1: Introducción a la comunicación industrial

Clientes y Servidores

Introducción

Todas las PC conectadas a una red que participan directamente en las comunicaciones de red se clasifican como hosts o dispositivos finales. 

Los hosts pueden enviar y recibir mensajes a través de la red. En las redes modernas, los dispositivos finales pueden funcionar como clientes, servidores o ambos. 

Introducción

Clientes y Servidores

El software instalado en la computadora determina cuál es la función que cumple la computadora.

Introducción

Clientes y Servidores

Los servidores son hosts con software instalado que les permite proporcionar información, por ejemplo correo electrónico o páginas Web, a otros hosts de la red.

Cada servicio requiere un software de servidor diferente. Por ejemplo, para proporcionar servicios Web a la red, un host necesita un software de servidor Web.

Introducción

Clientes y Servidores

Los clientes son computadoras host que tienen instalado un software que les permite solicitar información al servidor y mostrar la información obtenida.

Un explorador Web, como Internet Explorer o Google Chrome, es un ejemplo de software cliente.

Introducción

Clientes y Servidores

Una computadora con software de servidor puede prestar servicios a uno o varios clientes simultáneamente.

Además, una sola computadora puede ejecutar varios tipos de software de servidor. En una oficina pequeña u hogareña, puede ser necesario que una computadora actúe como servidor de archivos, servidor Web y servidor de correo electrónico.

Introducción

Clientes y Servidores

Una sola computadora también puede ejecutar varios tipos de software cliente.

Debe haber un software cliente por cada servicio requerido. Si un host tiene varios clientes instalados, puede conectarse a varios servidores de manera simultánea. Por ejemplo, un usuario puede leer su correo electrónico y ver una página Web mientras utiliza el servicio de mensajería instantánea y escucha la radio a través de Internet.

Introducción

Clientes y Servidores

Introducción

Clientes y Servidores

Introducción

Clientes y Servidores

El software de servidor y el de cliente normalmente se ejecutan en computadoras distintas, pero también es posible que una misma computadora cumpla las dos funciones a la vez. En pequeñas empresas y hogares, muchas computadoras funcionan como servidores y clientes en la red.

Introducción

Clientes y Servidores

Este tipo de red se denomina red entre pares (peer-to-peer).

La red punto a punto más sencilla consiste en dos computadoras conectadas directamente mediante una conexión por cable o inalámbrica.

Las personas intercambian ideas mediante diversos métodos de comunicación.

Sin embargo, independientemente del método elegido, todos los métodos de comunicación tienen tres elementos en común.​

Métodos de comunicación

El primero de estos elementos es el origen del mensaje, o emisor. Los orígenes de los mensajes son las personas o los dispositivos electrónicos que deben enviar un mensaje a otras personas o dispositivos.

El segundo elemento de la comunicación es el destino, o receptor, del mensaje. El destino recibe el mensaje y lo interpreta.

Un tercer elemento, llamado “canal”, está formado por los medios que proporcionan el camino por el que el mensaje viaja desde el origen hasta el destino.

Métodos de comunicación

La comunicación comienza con un mensaje, o información, que se debe enviar desde un origen hasta un destino.

El envío de este mensaje, ya sea mediante comunicación cara a cara o a través de una red, está regido por reglas llamadas “protocolos”.

Métodos de comunicación

Estos protocolos son específicos del tipo de método de comunicación en cuestión.

En nuestra comunicación personal diaria, las reglas que utilizamos para comunicarnos por un medio, como una llamada telefónica, no son necesariamente las mismas que los protocolos para utilizar otro medio, como enviar una carta.

Métodos de comunicación

Antes de comunicarse, deben acordar cómo hacerlo. Si en la comunicación se utiliza la voz, primero deben acordar el idioma.

A continuación, cuando tienen un mensaje que compartir, deben poder dar formato a ese mensaje de una manera que sea comprensible. 

Métodos de comunicación

Cada una de estas tareas describe protocolos implementados para lograr la comunicación.

Esto es válido para la comunicación por computadora.

Métodos de comunicación

Los protocolos que se utilizan en las comunicaciones de red comparten muchas de las características fundamentales de los protocolos que se utilizan para regir las conversaciones humanas correctas.

Métodos de comunicación

Además de identificar el origen y el destino, los protocolos informáticos y de red definen los detalles sobre la forma en que los mensajes se transmiten a través de una red para cumplir con los requisitos anteriores.

Métodos de comunicación

Los protocolos utilizados en las comunicaciones de redes comparten muchos rasgos fundamentales y generalmente  incluyen los siguientes requerimientos:

• Codificación de los mensajes
• Formato y encapsulación del mensaje
• Tamaño del mensaje
• Temporización del mensaje
• Opciones de entrega del mensaje

Métodos de comunicación

Métodos de comunicación

Al igual que en la comunicación humana, los diversos protocolos informáticos y de red deben poder interactuar y trabajar en conjunto para que la comunicación de red se lleve a cabo correctamente.

Un grupo de protocolos interrelacionados que son necesarios para realizar una función de comunicación se denomina “suite de protocolos”. 

Suite de protocolos

Los hosts y los dispositivos de red implementan las suites de protocolos en software, hardware o ambos.

Una de las mejores formas para visualizar la forma en que los protocolos interactúan dentro de una suite es ver la interacción como un stack.

Suite de protocolos

Un stack de protocolos muestra la forma en que los protocolos individuales se implementan dentro de una suite.

Los protocolos se muestran en capas, donde cada servicio de nivel superior depende de la funcionalidad definida por los protocolos que se muestran en los niveles inferiores. 

Suite de protocolos

Las capas inferiores del stack se encargan del movimiento de datos por la red y proporcionan servicios a las capas superiores.

Las capas superiores se enfocan en el contenido del mensaje que se envía.

Suite de protocolos

En la capa inferior, la capa física, hay dos personas, cada una con una voz que puede pronunciar palabras en voz alta. 

En la segunda capa, la capa de las reglas, existe un acuerdo para hablar en un lenguaje común.

Suite de protocolos

En la capa superior, la capa de contenido, están las palabras que se pronuncian realmente.

Este es el contenido de la comunicación.

Suite de protocolos

Si fuéramos testigos de esta conversación, realmente no veríamos las capas flotando en el lugar.

El uso de capas es un modelo que proporciona una forma de dividir convenientemente una tarea compleja en partes y describir cómo funcionan.

Suite de protocolos

Los protocolos de red definen un formato y un conjunto de reglas comunes para intercambiar mensajes entre dispositivos.

Algunos protocolos son IP, HTTP y DHCP.

La manera en que se da formato o se estructura el mensaje, se muestra en la figura.

Protocolos comunes

Esto no difiere mucho del protocolo utilizado para escribir la dirección en un sobre al enviar una carta.

La información debe respetar un determinado formato, ya que, de lo contrario, la oficina de correos no puede entregar la carta en el destino.

Analogía con envío de correos

Algunos protocolos de red comunes son IP, HTTP y DHCP.

El proceso por el cual los dispositivos de red comparten información sobre rutas con otras redes, como se muestra en la figura.

Protocolos comunes

La manera y el momento en que se transmiten mensajes de error y del sistema entre los dispositivos, como se muestra en la figura.

Protocolos comunes

La configuración y la terminación de sesiones de transferencia de datos, como se muestra en la figura.

Protocolos comunes

Un ejemplo del uso de una suite de protocolos en comunicaciones de red es la interacción entre un servidor Web y un cliente Web.

Esta interacción utiliza una cantidad de protocolos y estándares en el proceso de intercambio de información entre ellos. 

Servidor/Cliente web

Los distintos protocolos trabajan en conjunto para asegurar que ambas partes reciben y entienden los mensajes

Protocolo de aplicación

El protocolo de transferencia de hipertexto (HTTP) es un protocolo que rige la forma en que interactúan un servidor Web y un cliente Web.

Servidor/Cliente web

Protocolo de transporte

El protocolo de control de transmisión (TCP) es el protocolo de transporte que administra las conversaciones individuales entre servidores Web y clientes Web.

TCP divide los mensajes HTTP en partes más pequeñas, llamadas “segmentos”.

Servidor/Cliente web

Protocolo de Internet

IP es responsable de tomar los segmentos con formato de TCP, encapsularlos en paquetes, asignarles las direcciones adecuadas y enviarlos a través del mejor camino hacia el host de destino.

Servidor/Cliente web

Protocolos de acceso a la red

los protocolos de acceso a la red describen dos funciones principales, la comunicación a través de un enlace de datos y la transmisión física de datos en los medios de red.

Servidor/Cliente web

Los estándares y protocolos de los medios físicos rigen la forma en que se envían las señales y la forma en que las interpretan los clientes que las reciben.

Ethernet constituye un ejemplo de un protocolo de acceso a la red.

Servidor/Cliente web

Una suite de protocolos es un grupo de protocolos que trabajan en forma conjunta para proporcionar servicios integrales de comunicación de red.

Las suites de protocolos pueden estar especificadas por un organismo de estandarización o pueden ser desarrolladas por un proveedor.

Estandarización

Los protocolos IP, HTTP y DHCP son todos parte de la suite de protocolos de Internet conocida como protocolo de control de transmisión/IP (TCP/IP).

La suite de protocolos TCP/IP es un estándar abierto, lo que significa que estos protocolos están disponibles para el público sin cargo, y cualquier proveedor puede implementar estos protocolos en su hardware o software.

Estandarización

Los estándares abiertos fomentan la competencia y la innovación. También garantizan que ningún producto de una sola compañía pueda monopolizar el mercado o tener una ventaja desleal sobre la competencia. 

Estandarización

La compra de un router inalámbrico para el hogar constituye un buen ejemplo de esto.

Existen muchas opciones distintas disponibles de diversos proveedores, y todas ellas incorporan protocolos estándares, como IPv4, DHCP, 802.3 (Ethernet) y 802.11 (LAN inalámbrica).

Estandarización

Estos estándares abiertos también permiten que un cliente con el sistema operativo OS X de Apple descargue una página Web de un servidor Web con el sistema operativo Linux.

Esto se debe a que ambos sistemas operativos implementan los protocolos de estándar abierto, como los de la suite TCP/IP.

Estandarización

Los organismos de estandarización son importantes para mantener una Internet abierta con especificaciones y protocolos de libre acceso que pueda implementar cualquier proveedor.

Los organismos de estandarización pueden elaborar un conjunto de reglas en forma totalmente independiente o, en otros casos, pueden seleccionar un protocolo exclusivo como base para el estándar. Si se utiliza un protocolo exclusivo, suele participar el proveedor que creó el protocolo.

Estandarización

Los organismos de estandarización generalmente son organismos sin fines de lucro y neutrales en lo que respecta a proveedores, que se establecen para desarrollar y promover el concepto de estándares abiertos.

Estandarización

Entre los organismos de estandarización, se incluyen los siguientes:

Internet Society (ISOC)
Internet Architecture Board (IAB)
Internet Engineering Task Force (IETF)
Instituto de Ingenieros en Electricidad y Electrónica (IEEE)
International Organization for Standardization (ISO)