Redes

[pic] UNIVERSIDAD DE ORIENTE NUCLEO DE SUCRE ESCUELA DE CIENCIAS DEPARTAMENTO DE MATEMATICAS PROGRAMA DE LA LICENCIATURA EN INFORMATICA CUMANA-SUCRE ESTRUCTURA Y ORGANIZACION DE INTERNET Realizado por: Fernando Brazon Cumana, mayo de 2009 INTRODUCCION

En los anos 1960 fue implementado el uso de redes conectadas entre si por un sistema llamado internet que su funcion era controlar el uso de las conexiones de dichas redes, rigiendo el control de estas por normas o protocolos que se basan en una estructura y una organizacion para un mejor funcionamiento, y de esta manera controlar los flujos de errores que puedan ocurrir en el momento de la comunicacion entre estas. No parece que las personas tengan una idea clara de lo que es Internet.

El motivo de esta duda quizas sea el hecho de que no hay una definicion que pueda resumir Internet; hay varios puntos de vista para entenderlo. Por un lado, Internet podria ser concebido en relacion con sus protocolos comunes, como una coleccion de circuitos y rutinas, como un conjunto de recursos compartidos o incluso como una disposicion a intercomunicarse; es decir, como una gran red, una red de redes de computadores.

Sin embargo, otro enfoque, que parece mas adecuado, es pensar en las

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redes como el medio a traves del cual se envia y acumula informacion. Desde este punto de vista, Internet puede ser interpretado como la informacion y los servicios que circulan por esta red. En pocas palabras, un sistema distribuido de informacion, una red global de redes de ordenadores (cada red esta compuesta por docenas de miles de ordenadores).

Para conectar redes con otras redes a nivel mundial independientemente de la topologia de redes que se utilice es necesario conectarse o acceder al internet como medio de interconexion entre redes pero no solo basta con esto tambien existe una estructura y una organizacion de internet para poder ingresar a este, estos aspectos se rigen por ciertos protocolos parecidos a los que poseen las otras redes a diferencia que estos necesitan un numero de registro de acceso al conectarse con otras redes (numeros IP), es decir, necesitan un codigo o nombre que identifique la conexion.

Los protocolos tambien rigen la forma ordenada en que deben ser enviados los datos, para que estos al ser recibidos lleguen al su destino de la misma forma en que fueron enviados, el mismo caso ocurre cuando se intenta descargar un conjunto de datos, archivos o aplicaciones. Para intercambiar informacion entre ordenadores es necesario desarrollar normas tecnicas que regulen la transmision de paquetes. Dicho conjunto de normas se denomina protocolo. Hacia 1973 aparecieron los protocolos TCP e IP, utilizados ahora para controlar el flujo de datos en Internet.

Ademas estos protocolos permiten al usuario ingresar de forma efectiva a traves de numeros denominados IP los cuales por su dificil manejabilidad porque general mente son olvidados, fueron creados los llamados Domain Name System (DNS) utilizados para que el usuario pueda ingresar con mayor facilidad al internet creando un nombre para su computadora para registrarla siendo de esta manera mas facil recordar la direccion asignada en internet. Existen otros terminos utilizados en la estructura y organizacion de internet como por ejemplo los protocolos por capas encargados de organizar cada operacion.

Ademas esten el puente, router y pasarela relacionados entre si pero cada uno cumple una funcion especifica. Diferenciandose en que uno se realiza conexiones de redes mas grandes que las otras y con mas potencia. EL PROTOCOLO DE COMUNICACIONES DE INTERNET: TCP/IP. Un protocolo es una serie de codigos y formatos que se utilizan para que los ordenadores se entiendan entre si. Por ejemplo, al hablar por telefono sabemos que hay que contestar «diga», para que la persona que llama sepa que estamos listos para escuchar.

Ese es un ejemplo de protocolo, asi como tambien lo son los tradicionales «corto» o «cambio y corto» en las conversaciones por radio. Una de las mas relevantes contribuciones del proyecto de Internet, fue el desarrollo de protocolos de comunicacion que permitieron que todos los ordenadores pertenecientes a la red se mantuvieran al mismo nivel, evitando que un punto central tuviera a su cargo la administracion de la informacion. Esos protocolos son conocidos como TCP/IP (Transmission Control Protocol/ Internet Protocol). El conjunto de protocolos TCP/IP incorporan una tecnica que permite transmitir la informacion por partes.

Asi, cada mensaje es dividido en pequenos paquetes de datos, lo que impide que una transmision, por grande que esta sea, monopolice los servicios de la red y por lo tanto, por una misma linea datos se pueden transportar paquetes de informacion correspondientes a diferentes comunicaciones. NUMEROS IP. Cada ordenador conectado a Internet tiene su propia direccion electronica. La direccion electronica es un numero unico que se le asigna a cada maquina y que la identifica en la red, de manera que conociendo el numero, los demas ordenadores de la red pueden acceder a ella.

Este numero, llamado IP, es asignado por el organismo encargado de asignarlos para todo el mundo (Network Information Center, en los Estados Unidos). Cada numero IP se expresa generalmente como una serie de cuatro octetos (series de ocho bits), asi que un numero IP se ve de la siguiente forma: 194. 179. 16. 5. DNS (DOMAIN NAME SYSTEM). No es sencillo para los usuarios recordar series de numeros como las utilizadas para las direcciones electronicas como la que hemos visto en el parrafo anterior. La gente prefiere asignar nombres faciles de recordar a los ordenadores.

Por ello, se creo un sistema de nombres, llamado DNS (Domain Name System), que permite identificar las direcciones con mayor facilidad. Por ejemplo, el nombre www. universia. com corresponde a la direccion IP En Internet, hay una serie de ordenadores, llamados Servidores de Nombres que traducen las direcciones en formato nombre a los numeros IP correspondientes. LA INTERCONEXION EN INTERNET: CARRIERS. Como hemos comentado en la seccion anterior, dentro de las empresas y universidades existen redes privadas de ordenadores que pueden estar o no conectadas a Internet.

En el caso de las que lo estan, ? por donde pasan los datos que provienen o se dirigen hacia estos ordenadores? Estos paquetes de datos pasan por las redes de datos de las operadoras telefonicas publicas, llamados genericamente Carriers, de forma que, si por ejemplo queremos enviar un mensaje de correo electronico a alguien que vive en los Estados Unidos, nuestro mensaje pasara por las redes de datos de alguno de los carriers que operan en Espana (por ejemplo: Telefonica) y por alguno o varios de los carriers que operan en los Estados Unidos (por ejemplo MCI-WorldCom).

Ademas, en Espana existe un punto neutro llamado ESPANIX al que se pueden conectar todos los carriers que operan en Espana y dispongan de infraestructura internacional. ESPANIX permite a los carriers intercambiar de manera directa su trafico nacional, mejorando la calidad de servicio ofrecida a sus clientes ya que de esta forma, un mensaje con origen y destino en Espana, no tenga que pasar por enlaces internacionales, aunque origen y destino pertenezcan a distintos carries. Los miembros actuales de ESPANIX son: • Telefonica Transmision de Datos. • BT Telecomunicaciones S. A. • EUnet-GOYA. Fujitsu-ICL. • Medusa. • BM Global Services. • GLOBAL ONE. Adicionalmente, la operadora Wisper se encuentra en fase final de incorporacion a ESPANIX. Internet es una red de computadoras diferentes entre si. No podrian comunicarse si no existiera una especie de lenguaje comun: este rol lo desempena el grupo de protocolos TCP/IP. En una red la primera exigencia es identificar univocamente cada computadora. En Internet esa identificacion se obtiene asignando a cada computadora un numero de IP, es decir un grupo de 4 numeros separados por un punto y cada uno de los 4 numeros va del 0 al 255.

Por ejemplo, 194. 183. 21. 226 es el IP de una determinada computadora conectada a Internet: funciona tambien como su direccion y no existe otra computadora que tenga ese numero. Un numero, sin embargo, es dificil de recordar como direccion y ademas no nos dice nada sobre el propietario de la computadora a la cual pertenece: especialmente las empresas comerciales desean en cambio que la direccion en Internet sea reconocible y funcione como marca registrada.

Para afrontar estas exigencias fue desarrollado otro metodo de identificacion, usando letras en lugar de numeros: el Domain Name System. Segun este metodo, a cada computadora se asigna, como identificacion y direccion, una URL compuesta por palabras separadas por puntos. Por ejemplo www. microsoft. com es la URL de una computadora. La ultima palabra debe indicar el tipo de actividad desempenada por esa computadora, o bien su procedencia geografica: . com (comercial), . gov (organizacion gubernamental), . it (Italia), . ar (Argentina), . e (Alemania), etc. La segunda palabra (desde la derecha) es el dominio, es decir el nombre identificatorio de la empresa u organizacion y el nombre general de todo el grupo de computadoras que le pertenecen. La tercera palabra desde la derecha es el nombre especifico de cada computadora de esa empresa u organizacion. Por lo tanto a cada computadora se asignan dos direcciones: una numerica (IP) y una literal (URL). Dado que el TCP/IP reconoce solo los numeros de IP, cuando pedimos entrar en una URL, ? como hace para saber que IP corresponde a esa URL?

A este proposito estan destinados algunos servidores especiales (Domain Name Server) que saben cual IP corresponde a cada URL. Cuando indicamos al browser una URL, el Domanin Name Server, automaticamente, consulta un DNS, encuentra el IP que corresponde a la URL requerida y lo utiliza para conectarse a ella. La coordinacion de este complejo sistema fue confiada a un organismo internacional, el ICANN, que a su vez ha confiado la coordinacion en cada nacion a las autoridades nacionales. El ICANN y el gobierno global Internet

Es obvio que para organizar tanto la asignacion de los numeros de IP como la registracion y gestion de los nombres de dominio es necesaria una autoridad global que controle y coordine. Hasta hace algun tiempo, el gobierno de los Estados Unido habia confiado la asignacion de los numeros de IP a la IANA (Internet Assigned Number Authority) y la registracion y gestion de los 6 dominios generales a la empresa privada Network Solutions, mientras que la registracion en los dominios nacionales estaba confiada a las autoridades nacionales de cada estado.

El crecimiento de Internet y su difusion mas alla de los Estados Unidos tuvieron como consecuencia el fin del monopolio de Network Solutions. Despues de una larga discusion, sobre todo entre los Estados Unidos y los paises europeos, en torno a una mayor internacionalizacion de Internet, la coordinacion global de la asignacion de numeros de IP y de la registracion de los dominios fue transferida a una nueva organizacion tecnico-cientifica: el ICANN, que no es (como en cambio lo era su predecesora) una directa emanacion del gobierno de los Estados Unidos, sino que es en alguna medida independiente.

El ICANN tiene funciones de coordinacion general. La registracion de los nombres de dominio, en los 6 dominios generales, ya no es efectuada solo por Network Solutions, sino tambien por muchas empresas privadas (registrarse) acreditadas ante el ICANN. Arquitectura y organizacion Internet es una red de redes donde cada una conserva su independencia, es decir, es una red que no gobierna nadie. La conexion entre redes es posible gracias a los protocolos comunes y a ciertos mecanismos de coordinacion como el NIC (Network Information Centre) y la ISOC (Internet Society).

El NIC se encarga, por ejemplo, de la asignacion de direcciones. Todas estas tareas se hacen de un modo descentralizado, es decir, por areas geograficas (por ejemplo, mundialmente se encarga InterNIC, en Europa RIPE NCC y en Espana se encarga el registro delegado de Internet en ES-NIC gestionado por RedIRIS). La Internet Society (ISOC) es una sociedad internacional que tiene como objetivos fomentar el crecimiento de la Internet, desarrollando nuevos modelos estandar, asi como diversas tareas de coordinacion y colaboracion. Modelo de Arquitectura

La familia de protocolos TCP/IP se designa por dos de sus protocolos mas importantes: el Protocolo de Control de Transmision (TCP) y el Protocolo de Internet (IP). Otro nombre para ello es la familia de Protocolos de Internet, y esta es la frase que se utiliza en los documentos oficiales estandares de Internet. Usaremos un termino mas comun TCP/IP para referirnos a la familia completa de protocolos de este tutorial. Internetworking El primer objetivo de diseno de TCP/IP fue construir una interconexion de redes que proporcionen servicios de comunicacion universal: una interred o internet.

Cada red fisica tiene su propio interfaz de comunicacion dependiente de la tecnologia en forma de interfaz de programacion que proporciona funciones de comunicacion basica (primitivas). Los servicios de comunicacion se proporcionan mediante software que se ejecuta entre la red fisica y las aplicaciones de usuario y que proporcionan una interfaz para estas aplicaciones, independiente de la red fisica subyacente. La arquitectura de las redes fisicas es transparente al usuario. El segundo objetivo es interconectar diferentes redes fisicas para formar lo que aparentemente es una red grande para el usuario.

Tal conjunto de redes interconectadas se denomina una interred o un internet. Para ser capaz de interconectar dos redes, se necesita un ordenador que se conecte a ambas redes y que puede enviar paquetes desde una red a la otra. El termino router IP tambien se usa porque la funcion de encaminamiento es parte de la capa de IP de la familia de protocolos TCP/IP. La figura siguiente muestra dos ejemplos de intercedes. [pic] Las propiedades basicas de un router son: • Desde el punto de vista de la red, un router es un host normal. • Desde el punto de vista del usuario, los routers son invisibles.

El usuario ve solo una gran interred. Para ser capaces de identificar un host en la interred, a cada host se le asigna una direccion, la direccion IP. Cuando un host tiene multiples adaptadores de red, cada adaptador tiene una direccion IP aparte. La direccion IP consta de dos partes: Direccion IP = Parte del numero de red de la direccion IP la asigna una autoridad central y es unico en toda Internet. La autoridad para asignar parte del numero de host de la direccion IP reside con la organizacion que controla la red identificada por el numero de red.

El esquema de direccionamiento se describe detalladamente en Direccionamiento. La Arquitectura de Internet La familia de protocolos TCP/IP ha evolucionado durante unos 25 anos. Describiremos los aspectos mas importantes de la familia de protocolos en este capitulo y los sucesivos. Protocolos por Capas TCP/IP, como la mayoria del software de red, se modelo por capas. Esta representacion por capas le da el termino pila de protocolos que es sinonimo de familia de protocolos. Se puede usar para situar (pero no para comparar funcionalmente) la familia de protocolos TCP/IP con otros, tales como SNA y OSI.

Comparaciones funcionales no pueden extraerse facilmente de esto, ya que existe diferencias basicas en los modelos por capas utilizados por las distintas familias de protocolos. Los protocolos de Internet se modelan en cuatro capas: [pic] Aplicacion Es un proceso de usuario cooperando con otros procesos sobre el mismo host u otro diferente. Ejemplos de ello son TELNET, FTP y SMTP. Estos protocolos se discuten en detalle en Protocolos de aplicacion. Transporte Proporciona la transferencia de datos. Algunos protocolos de ejemplo son TCP (orientado a conexion) y UDP (no orientado a conexion). Interred

Tambien llamada capa de interred o capa de red, la interred proporciona la imagen de «red virtual» de internet (esto es, esta capa protege los niveles superiores de la arquitectura de red tipica bajo ella). El Protocolo de Internet (IP) es el protocolo mas importante de esta capa. Es un protocolo no orientado a conexion que no asume confiabilidad de las capas mas bajas. IP no proporciona fiabilidad, control de flujo o recuperacion de errores. Estas funciones las debe proporcionar el nivel superior, en la capa de transporte con TCP como el protocolo de transporte, o en la de aplicacion si UDP se usa como protocolo de transporte.

IP se discute detalladamente en Protocolo de Internet (IP). La unidad de mensaje en una red IP se llama IP datagrama. Esta es la unidad basica de informacion que se transmite de un lado a otro de las redes TCP/IP. Interfaz de Red Tambien llamada capa de enlace o capa de enlace de datos, la capa de interfaz de red es la interfaz al hardware actual de red. Esta interfaz puede o no proporcionar transporte fiable y puede ser orientado a flujo o a paquetes. De hecho, TCP/IP no especifica protocolo aqui, pero puede usar casi cualquier interfaz de red disponible, que ilustre la flexibilidad de la capa IP.

Ejemplo de ello son IEEE 802. 2, X. 25, ATM, FDDI, las redes de radio por paquetes (como AlohaNet) e incluso SNA. [pic] Puentes, Routers y Pasarelas Los routers forman una interred interconectando multiples redes. Es importante distinguir entre un router, un puente y una pasarela. Puente Interconecta segmentos LAN a nivel de la capa de Interfaz de Red y envia marcos entre ellos. Un puente desempena la funcion de un regulador MAC y es independiente de cualquier protocolo de capa superior (incluyendo el protocolo de Enlace Logico).

Si se pide, proporciona conversion de protocolo de capa MAC. Se dice que un puente es transparente para IP. Esto es, cuando un host envia un datagrama IP a otro host en una red conectada por un puente, este envia el datagrama directamente al host y el datagrama «cruza» el puente sin que el host sea consciente de ello. Router Interconecta redes en el nivel de la capa de interred y enruta paquetes entre ellas. El router debe entender la estructura de direccionamiento asociada con los protocolos de red, apoyar y tomar decisiones de si, o como, para enviar paquetes.

Los routers son capaces de seleccionar las mejores trayectorias de transmision y los tamanos optimos de los paquetes. La funcion de enrutamiento basica la realiza en la capa IP de la pila de protocolos TCP/IP. Por lo tanto, cualquier host o estacion de trabajo corriendo TCP/IP puede usarse como router. Puesto que IP proporciona esta funcion de enrutamiento basica, se utiliza el termino «router IP». Otro termino, pero mas antiguo, es «pasarela IP», «pasarela Internet» y «pasarela». El termino pasarela se usa normalmente ahora para conexiones a nivel mas altos que el de router. Se dice que un router es visible para IP.

Esto es, cuando un host envia un datagrama IP a otro host en una red conectada por un router, este envia los datagramas al router y no directamente al host de destino. Pasarela Interconecta redes de mas alto nivel que los puentes o routers. Una pasarela normalmente soporta correspondencia de direcciones de una red a otra y puede proporcionar tambien transformacion de datos entre entornos para soportar conectividad de aplicaciones extremo a extremo. Las pasarelas tipicamente limitan la interconectividad de dos redes a un conjunto de protocolos de aplicacion suportados sobre ambos.

Por ejemplo, un host VM ejecutando TCP/IP puede usarse como una pasarela de correo SMTP/RSCS. El concepto de cortafuegos o pasarela de cortafuegos esta intimamente relacionado con routers y pasarelas y se usa para restringir el acceso desde Internet a una red o un grupo de redes controlada por una organizacion por medidas de seguridad. Ver Cortafuegos para mas informacion. Enrutamiento IP Los datagramas entrantes se comprobaran para determinar si el host local es el host IP de destino: Si El datagrama se pasa a los protocolos de mas alto nivel. No El datagrama es para un host diferente.

La accion depende del valor de la bandera ipforwarding. Verdadero El datagrama se trata como un datagrama saliente y se enruta al proximo segun el algoritmo descrito abajo. Falso El datagrama se descarta. En el protocolo de internet, datagramas IP salientes pasan por el algoritmo de enrutamiento IP que determina donde enviar los datagramas segun el destino de la direccion IP. • Si el host tiene una entrada en su tabla de enrutamiento IP (ver Enrutamiento IP Basico) que empareja la direccion IP de destino, el datagrama se envia a la direccion en la entrada. Si el numero de red de la direccion IP de destino es la misma que el numero de red para uno de los adaptadores de red de host (esto es, el destino y el host estan en la misma red) el datagrama se envia a la direccion fisica del host emparejando la direccion IP de destino. • En otro caso, el datagrama se envia a un router por defecto. Este algoritmo basico, necesario en todas las implementaciones de IP, es suficiente para ejecutar la funcion de enrutamiento base. Como se ha citado anteriormente, un host TCP/IP tiene funcionalidad de router basico incluida en el protocolo IP.

Como un router, es adecuado para enrutamiento simple, pero no para redes complejas. Los protocolos necesarios en casos complejos se describen en Protocolos de enrutamiento. El mecanismo de enrutamiento IP combinado con el de capas de la pila de protocolos TCP/IP, se representa en figura de abajo. Esta muestra un datagrama IP, yendo desde una direccion IP (numero X de red, numero A de host) hacia otra (numero Y de red, numero B de host), a traves de dos redes fisicas. Notese que en el router intermedio, solo estan involucradas la parte mas baja de la pila de protocolos TCP/IP (la interred y las capas de interfaz de red). pic] Que es un host En Internet se llama host a cualquier ordenador conectado a la red y que dispone de un numero IP y un nombre definido, es decir, cualquier ordenador que puede enviar o recibir informacion a otro ordenador. Host suele traducirse al castellano como anfitrion. Otros terminos que se utilizan con frecuencia son ordenador local y ordenador remoto. Ordenador local se refiere por lo general al ordenador que el usuario esta usando en primera instancia, a traves del cual se establece una conexion con otro ordenador al que se solicita un servicio, este ultimo es el ordenador remoto.

BIBLIOGRAFIA Redes informaticas. pdf CONCLUSION Al hablar de red de redes solo nos podemos referir al internet que es un conjunto de herramientas para comunicarnos a traves de redes encontradas en todo el mundo, ademas este se encuentra regido por una serie de normas y Leyes creadas para evitar el exceso de irregularidades e infracciones cometidas por los usuarios, los denominados protocolos de comunicacion son un ejemplo claro de la aplicacion de la aplicacion de esas normas.

Los protocolos de comunicacion TCP/IP son protocolos utilizados para la transmision y verificacion de datos en redes pero en internet cumplen las mismas funciones pero diferenciandose en que internet utiliza un codigo de registro numerico para reconocer el equipo o la red mediante el uso de numeros IP. Debido a que los numeros o codigos numericos son dificiles de recordar se decidio implementar el uso del DNS organizacion encargada de asignar nombres a as redes y equipos para realizar la comunicacion, de esta manera es mucho mas facil recordar el nombre de registro del equipo remoto que un codigo numerico que se le asigne al mismo. Para la conexion de internet a demas de el conjunto de normas y protocolos que se deben seguir es necesario el uso de equipos utilizados especialmente para la poderse conectar. Equipos conocidos como host, puente, router, pasarela, entre otros; estos son utilizados para lograr la conexion entre redes o equipos remotos y de ellos depende que la comunicacion entre estos se pueda lograr con efectividad.

Internet es tanto un conjunto de comunidades como un conjunto de tecnologias, y su exito se puede atribuir a la satisfaccion de las necesidades basicas de la comunidad y a la utilizacion de este, de un modo efectivo para impulsar la infraestructura y el avance cientifico y tecnologico. Es a la vez una oportunidad de difusion mundial, un mecanismo de propagacion de la informacion y un medio de colaboracion e interaccion entre los individuos y sus ordenadores, independientemente de su localizacion geografica.

Gracias al uso de internet nos podemos comunicar a distintos puntos del mundo sin movernos de nuestro lugar de trabajo, casa u oficina; ademas podemos interactuar con otras personas de todo el mundo mediante el uso de aplicaciones de internet y por ultimo respaldar nuestros archivos en servidores o equipos de otro lugar pudiendo acceder a estos siempre que lo necesitemos.