MODULO 1: CONCEPTO GENERALES DE LA COMUNICACION DE DATOS

 

INTRODUCCION

La globalización de Internet está ocurriendo más rápido de lo que nadie puede imaginar. Estamos en la etapa de crecimiento, innovando para producir nuevos productos y servicios, específicamente diseñados para utilizar el poder de Internet, y utilizar Internet como el punto de partida de nuestros esfuerzos. A medida que los desarrolladores continúan ampliando los límites de lo posible, la capacidad de las redes interconectadas que componen Internet jugará un papel muy importante en el éxito de estos proyectos. Érase una vez, las personas solo usaban la voz y los gestos para comunicarse, pero gracias a Internet, cualquier tipo de computadora se puede compartir instantáneamente con miles de personas en todo el mundo. Debido a que la comunicación en áreas remotas es complicada y costosa, la gente se comunica principalmente a nivel local. El correo electrónico proporciona la mayor parte de la comunicación a través de video y mensajes de texto unidireccionales. Siempre que la tecnología de la comunicación avance, la creación y conexión de poderosas redes de datos tendrá un gran impacto.

Concepto de comunicación de datos

La comunicación toma muchas formas y se produce en muchos entornos. Tenemos expectativas diferentes en función de si estamos charlando a través de Internet o participando en una entrevista de trabajo. Estas expectativas son las reglas de la comunicación y algunos de los elementos son universales.

¿Qué es la comunicación?

La comunicación puede definirse esencialmente como el proceso de compartir un mensaje. Las personas tenemos muchas formas de comunicamos entre sí. La comunicación de datos se refiere a compartir un mensaje virtual a través de diversos medios:

• cables, medios inalámbricos, infrarrojo, satélite y microondas.

Componentes básicos de un sistema de comunicación

Los componentes básicos de un sistema de comunicación son:

• Las reglas de las comunicación: Para que una comunicación tenga éxito, se trate de una comunicación verbal o no verbal, una conversación cara a cara o por teléfono, o a través de una carta, por escrito o en una sala de chat, se requieren unas reglas comunes.

Reglas de la comunicación. Freepik.es (CCBY)

Las personas no nos preocupamos de muchas de las reglas que seguimos para comunicamos, porque esas reglas están implícitas en el idioma y la cultura.

"El tono de voz, las pausas entre reflexiones y los métodos corteses de interrumpir son sólo algunos ejemplos de las reglas implícitas que los humanos seguimos."

https://www.dictea.es/blog/10-reglas-para-la-comunicacion-asertiva

• Calidad de la comunicación: Las computadoras y las redes de computadoras no disponen de semejante conocimiento de la comunicación implícita, pero aun así se necesitan unos protocolos parecidos para que los dispositivos de red puedan comunicarse. El significado del mensaje entendido por el receptor debe coincidir con el significado pretendido por el emisor.

https://tecnologiasinf.files.wordpress.com/2015/01/conexioc2b4n.jpg

A continuación, algunos ejemplos de factores externo:

• Calidad del camino entre el emisor y el receptor
• Número de veces que el mensaje tiene que cambiar de forma
• Número de veces que el mensaje ha de ser redirigido
• Número de mensajes que se están transmitiendo simultáneamente por la red de comunicaciones
• Cantidad de tiempo asignada para una comunicación

 Los factores internos son los siguientes:

• Tamaño del mensaje
• Complejidad del mensaje
• Importancia del mensaje

Tareas en los sistemas de comunicación

Tareas claves en los sistemas de comunicación. Autores grupo 11R122

como crear mapas mentales como la imagen anterior:

https://www.mindmeister.com/es

Definición de cada tarea claves en los sistema de comunicación de datos:

1. Utilización del sistema de transmisión: Se refiere a la necesidad de hacer un uso eficaz de los recursos utilizados en la transmisión, los cuales típicamente se suelen compartir 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.
2. Implementación de la interfaz: Para que un dispositivo pueda transmitir información tendrá que hacerlo a través de la interfaz con el medio de transmisión. Las técnicas de transmisión dependen en última instancia de la utilización de señales electromagnéticas que se transmitirán a través del medio.
3. Generación de la señal: Las características de la señal, tales como la forma y la intensidad, deben ser tales que permitan: ser propagadas a través del medio de transmisión y ser interpretadas en el receptor como datos.
4. Sincronización: La señal debe sincronizarse entre el receptor y el emisor. El receptor debe ser capaz de determinar cuándo comienza y cuándo acaba la señal recibida.
5. Gestión de intercambio: Si se necesita intercambiar datos durante un período de tiempo, las dos partes deben cooperar, el receptor establecerá la llamada y el receptor contestará.
6. Detección y corrección de errores: En todos los sistemas de comunicación es posible que aparezcan errores; es decir, la señal transmitida se distorsiona de alguna manera. Por tanto, en circunstancias donde no se puedan tolerar errores, se necesitarán procedimientos para la detección y corrección de errores.
7. Control de flujo: Para evitar que la fuente de datos transmita datos más rápido de lo que el receptor puede procesar y absorber, sin saturar el destino, se requieren una serie de procesos llamados control de flujo.
8. Direccionamiento y enrutamiento: Cuando un determinado recurso es compartido por más de dos dispositivos, el sistema de origen debe indicar la identidad del destino al recurso compartido de alguna manera. El sistema de transmisión debe garantizar este destino y solo este destino recibe datos. Además, el sistema de transmisión puede ser una red en la que puede haber más de una forma de llegar al destino. Por lo tanto, en este caso, será necesario seleccionar una ruta posible.
9. Recuperación: Este es un concepto diferente al de corregir errores. En algunos casos, el intercambio de información se interrumpe debido a alguna falla y se requerirá un mecanismo de recuperación. El objetivo es poder continuar la transmisión desde donde ocurrió la interrupción, o al menos recuperar el estado de los sistemas involucrados antes de que comenzara el intercambio.
10. Formato de mensaje: Está relacionado con el acuerdo entre las dos partes sobre el formato de los datos intercambiados (por ejemplo, el código binario que representa los caracteres).
11. Seguridad: El emisor que llaman deben asegurarse de que solo reciben datos de lo que pretenden hacer. Asimismo, el destinatario debe asegurarse de que los datos recibidos no hayan cambiado durante el tránsito y que los datos efectivamente provengan del presunto emisor.
12. Gestión de red: Todos los sistemas de comunicación son tan complejos que se requieren habilidades de administrador de red para configurar el sistema, monitorear su condición, responder a cortes y sobrecargas  y planificar razonablemente su desarrollo futuro.

LA TOPOLOGÍA

La topología de red es la representación de la relación entre todos los enlaces y los dispositivos que los enlazan entre sí (habitualmente denominados nodos).

TOPOLOGÍA FÍSICA

Se refiere a las conexiones físicas e identifica cómo se interconectan los dispositivos finales y de infraestructura, como los enrutadores, los conmutadores y los puntos de acceso inalámbrico.

                                                           Topología física.Sites.google.com

Topología anillo

es una topología de red en la que cada nodo se conecta exactamente a otros dos nodos, formando una única ruta continua, para las señales a través de cada nodo: un anillo. Los datos viajan de un nodo a otro, y cada nodo maneja cada paquete.si un nodo deja de funcionar, la red se cae, es decir, deja de enviar información al resto de los equipos.

Topología árbol

   

es una topología de red en la que los nodos están colocados en forma de árbol. Desde una visión topológica, es parecida a una serie de redes en estrella interconectadas salvo en que no tiene un concentrador central. Si uno nodo falla, no se presentan problemas entre los nodos restantes. Tiene un cable llamado backbone, que lleva la comunicación a todos los nodos de la red, compartiendo un mismo canal de comunicación.                         

Topología bus

es aquella topología que se caracteriza por tener un único canal de comunicaciones al cual se conectan los diferentes dispositivos. De esta forma todos los dispositivos comparten el mismo canal. Si el cable central se interrumpe, la red deja de comunicar la información. No se utiliza mucho en la actualidad.

Topología de estrella

es una red de computadoras donde las estaciones están conectadas directamente a un punto central y todas las comunicaciones se hacen necesariamente a través de ese punto. Los dispositivos no están directamente conectados entre sí, además de que no se permite tanto tráfico de información. Si un nodo fallara, la red seguiría funcionando. Contrario a si el nodo central falla, la red se cae o deja de transmitir información.

Topología de malla

 es una topología de red en la que cada nodo está conectado a todos los nodos. De esta manera es posible llevar los mensajes de un nodo a otro por distintos caminos. Si la red de malla está completamente conectada, no puede existir absolutamente ninguna interrupción en las comunicaciones. De manera que, si un nodo falla, la información puede seguirse distribuyendo.

Topología híbrida

es una de las más frecuentes y se deriva de la unión de varios tipos de topologías de red, de forma que se crea un diseño de red completo y si se puede decir perfecto para la persona que lo cree y para el uso que le de. 

 Deben ajustarse a la estructura física del lugar en donde estará la red y a los equipos conectados.

Topología lógica

Se refiere a la forma en que una red transfiere tramas de un nodo al siguiente. Esta disposición consta de conexiones virtuales entre los nodos de una red. Los protocolos de capa de enlace de datos definen estas rutas de señales lógicas. La topología lógica de los enlaces punto a punto es relativamente simple, mientras que los medios compartidos ofrecen métodos de control de acceso al medio deterministas y no deterministas.

ver aquí el método por contienda no determinista.

Protocolos de capa de enlace

Modelo OSI Explicado de manera sencilla ''mirar el video''.

definición de cada etapa aquí.

una breve descripcion de cada etapa:

Aplicación (Capa 7) – La función principal de la capa de aplicación es suministrar servicios de red a las aplicaciones del usuario final. Estos servicios de red incluyen acceso a archivos, aplicaciones e impresión.
Presentación (Capa 6) – Esta capa suministra formateo a la capa de aplicación, garantizando que los datos que llegan desde otra computadora se puedan utilizar con una aplicación. convierte caracteres de computadoras mainframe en caracteres para PC, de manera que una aplicación pueda leer los datos.
Sesión (Capa 5) – Esta capa de sesión establece, mantiene y administra conversaciones, denominadas sesiones, entre dos o más aplicaciones de distintas computadoras.
Transporte (Capa 4) – Esta capa toma el archivo de datos y lo divide en segmentos para facilitar la transmisión. Esta capa también es la que provee confiabilidad en el transporte entre los dos hosts.
Red (Capa 3) – La capa de red agrega direcciones lógicas o de red, como las direcciones de Protocolo de Internet (IP), a la información que pasa por ella. Con la adición de esta información de direccionamiento, los segmentos en esta etapa se denominan paquetes. Esta capa determina la mejor ruta para transferir los datos de una red a otra.
Enlace de datos (Capa 2) – Esta capa administra la notificación de errores, la topología y el control de flujo. Esta capa reconoce identificadores especiales que son únicos para cada host, tales como las direcciones físicas (BIA) o las direcciones de control de acceso a medios (MAC).
Física (Capa 1) – Esta capa incluye los medios, como cable de par trenzado, cable coaxial y cable de fibra óptica, para transmitir las tramas de datos. Esta capa define los medios eléctricos y mecánicos, el procedimiento y las funciones para activar, mantener y desactivar el enlace físico entre sistemas finales.

CAPA DE ENLACE DE DATOS Y PROTOCOLOS ''CAPA 2''

Elementos básicos de la comunicación de datos

Estas redes de información o datos varían en tamaño y capacidad, pero todas las redes tienen cuatro elementos básicos en común:

• Reglas y acuerdos para regular cómo se envían, redireccionan, reciben e interpretan los mensajes
• Mensaje o unidades de información que viajan de un dispositivo a otro
• Medio para la interconexión de dispositivos que transportan los mensajes y,
• Dispositivos de la red que cambian mensajes entre sí.

Y todo esto nos permite: disponibilidad de la información...

1.Regla:

Estas reglas son las normas o protocolos que especifican la manera en que se envían los mensajes, cómo se direccionan a través de la red y cómo se interpretan en los dispositivos de destino. Por ejemplo: en el caso de la mensajería instantánea Jabber, los protocolos XMPP, TCP e IP son importantes conjuntos de reglas que permiten que se realice la comunicación.

2. Medios.

           Muchas de las redes instaladas utilizan cables para proporcionar conectividad. Ethernet es la tecnología de red con cable más común en la actualidad. Los hilos, llamados cables, conectan las computadoras a otros dispositivos que forman las redes. Las redes con cables son mejores para transmitir grandes cantidad de datos a altas velocidades, tal como se necesita para dar soporte a multimedia de calidad profesional.

3.Mensaje.

        Todos los tipos de mensajes se tienen que convertir a bits, señales digitales codificadas en binario, antes de enviarse a sus destinos. Esto es así sin importar el formato del mensaje original: texto, video, voz o datos informáticos. Una vez que nuestro mensaje instantáneo se convierte a bits, está listo para enviarse hacia la red para su entrega

4.Dispositivo.

una computadora es sólo un tipo de dispositivo que puede enviar y recibir mensajes por una red. Muchos otros tipos de dispositivos pueden conectarse a la red para participar en servicios de la misma. Entre estos dispositivos están teléfonos, cámaras, sistemas musicales, impresoras y consolas de juegos. Además de la computadora, hay otros componentes que hacen posible que nuestro mensaje instantáneo viaje a través de miles de cables, cables subterráneos, ondas aéreas y estaciones de satélite que pueden existir entre los dispositivos de origen y destino. 

Aplicaciones y perspectivas

Los dos tipos de redes más comunes utilizados para la comunicación han sido la conmutación por circuito y la conmutación por paquete.

• conmutación por circuito

es un tipo de conexión que realizan los diferentes nodos de una red para lograr un camino apropiado para conectar dos usuarios de una red de telecomunicaciones. A diferencia de lo que ocurre en la conmutación de paquetes, en este tipo de conmutación se establece un canal de comunicaciones dedicado entre dos estaciones. Se reservan recursos de transmisión y de conmutación de la red para su uso exclusivo en el circuito durante la conexión. Ésta es transparente: una vez establecida parece como si los dispositivos estuvieran realmente conectados. La comunicación por conmutación de circuitos implica tres fases: el establecimiento del circuito, la transferencia de datos y la desconexión del circuito. Una vez que el camino entre el origen y el destino queda fijado, queda reservado un ancho de banda fijo hasta que la comunicación se termine. Para comunicarse con otro destino, el origen debe primero finalizar la conexión establecida. Los nodos deben tener capacidad de conmutación y de canal suficiente como para gestionar las conexión solicitada; los conmutadores deben contar con la inteligencia necesaria para realizar estas reservas y establecer una ruta a través de la red.

•  conmutación de paquetes

 es un método de agrupar los datos transmitidos a través de una red digital en paquetes. Los datos en el encabezado son utilizados por el hardware de red para dirigir el paquete a su destino donde la carga útil es extraída y utilizada por el software de la aplicación. La conmutación de paquetes es la base principal de las comunicaciones de datos en redes informáticas de todo el mundo.

 

Redes convergentes

Las redes convergentes o redes de multiservicio se refieren  a la integración de los servicios de voz, datos y video sobre una sola red basada en IP (protocolo de internet).  Esto permite que dispositivos distintos como los smartphones, ordenadores, tabletas o televisores requieran una única infraestructura de red.

Redes escalables con QoS

Una red escalable puede expandirse rápidamente para admitir nuevos usuarios y aplicaciones sin afectar el rendimiento del servicio (calidad de servicio o quality of service) enviado a los usuarios actuales. La escalabilidad también se refiere a la capacidad de admitir nuevos productos y aplicaciones. Aunque no hay una organización única que regule Internet, las numerosas redes individuales que proporcionan conectividad a Internet y cooperan para cumplir con los estándares y protocolos aceptados. 

Redes inteligentes de información

Se trata de una apuesta que aporta inteligencia a la red para permitir aplicaciones y servicios bajo demanda. Redes más rápidas, más duraderas, más inteligentes, más sólidas, que se integren con los sistemas existentes de manera flexible.

El concepto Intelligent Information Network (IIN) es una de las metodologías básicas para la creación de redes de Cisco. El concepto detrás de IIN es que el diseño de la red debe hacer disponible la información cuando sea necesario por los procesos de negocio.

 

 Los tres puntos principales de las redes inteligentes

Puntos de integración de las redes inteligentes

Virtualización de redes

La virtualización de red (NV) hace referencia a la desvinculación de los recursos de red que tradicionalmente se proporcionaban en forma de hardware. La virtualización de red puede combinar varias redes físicas en una red virtual, mediante software o dividir una red física en redes virtuales independientes y separadas.

¿Por qué elegir la virtualización de red?

La virtualización de red desvincula los servicios de red del hardware subyacente y permite el aprovisionamiento virtual de toda la red. Los recursos de la red física, tales como conmutadores y enrutadores, se agrupan y están accesibles para cualquier usuario a través de un sistema de gestión centralizado. La virtualización de red también hace posible la automatización de muchas tareas administrativas, lo que reduce los errores manuales y el tiempo de aprovisionamiento. Puede aumentar la productividad y la eficiencia de la red.

Organismos y normalización

IEEE

La IEEE una asociación dedicada a promover la innovación y la excelencia tecnológica en beneficio de la humanidad. Es la sociedad profesional técnica más grande del mundo. Está diseñada para servir a profesionales involucrados en todos los aspectos de los campos eléctricos, electrónicos e informáticos y áreas relacionadas de ciencia y tecnología que subyacen a la civilización moderna.

IETF

Internet Engineering Task Force (IETF) es el principal organismo de estándares de Internet, que desarrolla estándares abiertos a través de procesos abiertos. El IETF es una gran comunidad internacional abierta de diseñadores de redes, operadores, vendedores e investigadores preocupados por la evolución de la arquitectura de Internet y el buen funcionamiento de Internet. 

ITU

La ITU es el organismo especializado de las Naciones Unidas para las tecnologías de la información y la comunicación TICs. El compromiso de ITU es de comunicar a todas las personas del mundo, donde sea que vivan y sean cuales sean sus medios. Gracias al trabajo de ITU se protege el derecho de todos a comunicarse.

ECIA

La Asociación de la Industria de Componentes Electrónicos (ECIA) está formada por los principales fabricantes de componentes electrónicos, sus representantes de fabricantes y distribuidores autorizados. Los miembros de ECIA comparten el objetivo común de promover y mejorar el entorno empresarial para la venta autorizada de componentes electrónicos.

TIA

La intersección de la red y las tecnologías de comunicaciones, la Asociación de la Industria de las Telecomunicaciones (TIA) reúne a comunidades de interés en todo el mundo. La comunidad está en el centro de la conectividad, y TIA convoca a los líderes de pensamiento y arquitectos más brillantes de la industria para resolver desafíos únicos y desarrollar nuevas ideas y enfoques que aporten un valor tangible a las empresas para mejorar sus resultados.

IANA

Es responsable de coordinar algunos de los elementos clave que hacen que Internet funcione sin problemas. Específicamente, asignan y mantienen códigos únicos y sistemas de numeración que se utilizan en los estándares técnicos ("protocolos") que manejan Internet.

ICANN

Su misión es ayudar a garantizar una Internet global estable, segura y unificada. Su estructura ascendente define su salida de una organización más convencional y ha ayudado a ICANN a convertirse en un jugador importante en el ecosistema de Internet. En términos más técnicos, la Corporación de Internet para Nombres y Números Asignados (ICANN) ayuda a coordinar las funciones de la Autoridad de Números Asignados de Internet (IANA).

ISO

es una organización internacional no gubernamental independiente, a través de sus miembros, reúne a expertos para compartir conocimientos y desarrollar estándares internacionales voluntarios, basados en el consenso y relevantes para el mercado que apoyan la innovación y brindan soluciones a los desafíos globales.

ISOC

Internet Society. Desde esos primeros días, una de sus principales razones es proporcionar una estructura organizativa para Internet. La Internet Society fue formada por varias personas con una participación a largo plazo en el Internet Engineering Task Force (IETF). Como resultado, uno de sus fundamentos principales era proporcionar un hogar institucional y apoyo financiero para el proceso de Estándares de Internet. Esta lógica todavía existe hoy

IAB

Junta de Arquitectura de  Internet proporciona una dirección técnica de largo alcance para el desarrollo de Internet, asegurando que Internet continúe creciendo y evolucionando como una plataforma para la comunicación e innovación global. En su trabajo, el IAB se esfuerza por: asegurarse de que Internet sea un medio de comunicación confiable que proporcione una base técnica sólida para la privacidad y la seguridad, especialmente a la luz de la vigilancia generalizada.