Arquitecturas de red existentes
2.3.1 Arquitectura SRA
Con la ASR se describe una
estructua integral que provee todos los modos de comunicacion de datos y
con base en la cual se pueden planear e implementar nuevas redes de
comunicacion de datos. La ASR se construyo en torno a cuatro pricipios
basicos: Primero, la ASR comprende las funciones distribuidas con
base en las cuales muchas responsabilildades de la red se puede mover
de la computadora central a otros componentes de la red como son los
concentradores remotos. Segundo, la ASR define trayectorias ante
los usuarios finales (programas, dispositivos u operadores) de la red de
comunicaion de datos en forma separada de los usuarios mismos, lo cual
permite hacer extensiones o modificaciones a la configuracion de la red
sin afectar al usuario final. Tercero, en la ASR se utiliza el
principi de la independencia de dispositivo, lo cual permite la
comunicacion de un programa con un dispositivo de entrada / salida sin
importar los requrimientos de cualquier dispositivo unico. Esto tambien
permite añadir o modificar programas de aplicacion y equipo de
comunicacion sin afectar a otros elementos de la red de comunicacion. Cuarto,
en la ASR se utilizan funciones y protocolos logicos y fisicos
normalizado para la comunicacion de informacion entre dos puntos
cualesquiera, y esto siginifca que se puede tener una arquitectura de
proposito general y terminales industriales de muchas variedades y un
solo protocolo de red.
La organizacion logica de una red AS,
sin importar su configuracion fisica, se divide en dos grandes
categorias de componentes: unidades direccionables de red y red de
control de trayectoria.
La unidades de direccionables de red
son grupos de componentes de ASR que proporcionan los servicios mediante
los cuales el usuario final puede enviar datos a traves de la red y
ayudan a los operadores de la red a realizar el control de esta y las
funciones de administracion.
La red de control de trayectoria
provee el control de enrutamiento y flujo; el principal servicio que
proporciona la capa de control del enlace de datos dentro de la red de
control de trayectoria es la transmision de datos por enlaces
individuales.
La red de control de trayectoria tiene dos capas:
la capa de control de trayectoria y la capa de control de enlace de
datos. El control de enrutamiento y de flujo son los principales
servicios proporcionados por la capa de control de trayectoria, mientras
que la transmision de datos por enlaces individuales es el principal
servicio que proporciona la capa de control de enlace de datoss
Una red de comunicacion de datos construida con base en los conceptos ARS consta de lo siguiente.
- Computadora principal
- Procesador de comunicacion de entrada (nodo intermedio)
- Controlador remoto inteligente (nodo intermedio o nodo de frontera)
- Diversar terminales de proposito general y orientadas a la industria (nodo terminal o nodo de gruupo)
- Posiblemente redes de are local o enlaces de microcomputadora o macrocomputadora.
2.3.2 Arquitectura de Red Digital (DRA).-
Esta es una arquitectura de red distribuida de la Digital Equipment
Corporation. Se le llama DECnet y consta de cinco capas. Las capas
fisica, de control de enlace de datos, de transporte y de servicios de
la red corresponden casi exactamente a las cuatro capas inferiores del
modelo OSI. La quinta capa, la de aplicación, es una mezcla de las capas
de presentacion y aplicación del modelo OSI. La DECnet no cuenta con
una capa de sesion separada.
La DECnet, al igual que la ASR de
IBM, define un marco general tanto para la red de comunicación de datos
como para el procesamiento distribuido de datos. El objetivo de la
DECnet es permitir la interconexion generalizada de diferentes
computadoras principales y redes punto a punto, multipunto o conmutadas
de manera tal que los usuarios puedan compartir programas, archivos de
datos y dispositivos de terminal remotos.
La DECnet soporta la
norma del protocolo internacional X.25 y cuenta con capacidades para
conmutacion de paquetes. Se ofrece un emulador mediante el cual los
sistemas de la Digital Equipment Corporation se pueden interconectar con
las macrocomputadoras de IBM y correr en un ambiente ASR. El protocolo
de mensaje para comunicación digital de datos (PMCDD) de la DECnet es un
protocolo orientado a los bytes cuya estructura es similar a la del
protocolo de Comunicación Binaria Sincrona (CBS) de IBM.
2.3.3 Arcnet
La
Red de computacion de recursos conectadas (ARCNET, Attached Resource
Computing Network) es un sistema de red banda base, con paso de testigo
(token) que ofrece topologias flexibles en estrella y bus a un precio
bajo. Las velocidades de transmision son de 2.5 Mbits/seg. ARCNET usa un
protocolo de paso de testigo en una topologia de red en bus con
testigo, pero ARCNET en si misma no es una norma IEEE. En 1977,
Datapoint desarrollo ARCNET y autorizo a otras compañias. En 1981,
Standard Microsystems Corporation (SMC) desarrollo el primer controlador
LAN en un solo chip basado en el protocolo de paso de testigo de
ARCNET. En 1986 se introdujo una nueva tecnologia de configuracion de
chip.
ARCNET tiene un bajo rendimiento, soporta longitudes de
cables de hasta 2000 pies cuando se usan concentradores activos. Es
adecuada para entrornos de oficina que usan aplicaciones basadas en
texto y donde los usuarios no acceden frecuentemente al servidor de
archivos. Las versiones mas nuevas de ARCNET soportan cable de fibra
optica y de par-trenzado. Debido a que su esquema de cableado flexible
permite de conexión largas y como se pueden tener configuraciones en
estrella en la misma red de area local (LAN Local Area Network). ARCNET
es una buena eleccion cuando la velocidad no es un factor determinante
pero el precio si. Ademas, el cable es del mismo tipo del que se utiliza
para la conexión de determinales IBM 3270 a computadoras centrales de
IBM y puede que va este colocado en algunos edificios.
ARCNET
proporciona una red rebusta que no es tan susceptible a fallos como
Ethernet de cable coaxial si el cable se suelta o se desconecta. Esto se
debe particularmente a su topologia y a su baja velocidad de
transferencia. Si el cable que une una estacion de trabajo a un
concentrador se desconecta o corta, solo dicha estacion de trabajo se va
a abajo, no la red entera. El protocolo de paso de testigo requiere que
cada transaccion sea reconocida, de modo no hay cambios virtuales de
errores, aunque el rendimiento es mucho mas bajo que en otros esquemas
de conexión de red.
ARCNET Plus, una version de 20 Mbits/seg
que es compartible con ARCNET a 2.5 Mbits/seg. Ambas versiones pueden
estar en la misma LAN. Fundamentalmente, cada nodo advierte de sus
capacidades de transmision a otros nodos, de este modo si un modo rapido
necesita comunicarse con uno lento, reduce su velocidad a la mas baja
durante esa sesion ARCNET Plus soporta tamaños de paquetes mas grandes y
ocho veces mas estaciones. Otra nueva caracteristica en la capacidad de
conectar con redes Ethernet, anillo con testigo y Protocolo de control
de transmision/Protocolo Internet (TCP/IP, Transmission Control
Protocol/Internet Protocol) mediante el uso de puentes (bridges) y
encaminadores (routers). Esto es posible porque la version nueva soporta
la norma de control de enlace logico IEEE 802.2.
Metodo de acceso a la ARCnet.-
ARCnet utiliza un protocolo de bus de token que considera a la red
como un anillo logico. El permiso para transmitrir un token se tiene que
turnar en el anillo logico, de acuerdo con la direccion de la tarjeta
de interfaz de red de la estacion de trabajo, la cual debe fijarse entre
1 y 255 mediante un conmutador DIP de 8 posiciones. Cada tarjeta de
interfaz de red conoce su propia modo con la direccion de la estacion de
trabajo a la cual le tiene que pasar la ficha. El moso con la direccion
mayor cierra el anillo pasando la ficha al modo con la direccion menor.
2.3.4 Ethernet
- Desarrollado
por la compañía XERTOX y adoptado por la DEC (Digital Equipment
Corporation), y la Intel, Ethernet fue uno de los primero estándares de
bajo nivel. Actualmente es el estándar mas ampliamente usado.
- Ethernet
esta principalmente orientado para automatización de oficinas,
procesamiento de datos distribuido, y acceso de terminal que requieran
de una conexión económica a un medio de comunicación local transportando
trafico a altas velocidades
- Este protocolo
esta basado sobre una topología bus de cable coaxial, usando CSMA/CD
para acceso al medio y transmisión en banda base a 10 MBPS. Además de
cable coaxial soporta pares trenzados. También es posible usar Fibra
Optica haciendo uso de los adaptadores correspondientes.
- Además
de especificar el tipo de datos que pueden incluirse en un paquete y el
tipo de cable que se puede usar para enviar esta información, el comité
especifico también la máxima longitud de un solo cable (500 metros) y
las normas en que podrían usarse repetidores para reforzar la señal en
toda la red.
Funciones de la Arquitectura Ethernet
Encapsulacion de datos
- Formación de la trama estableciendo la delimitación correspondiente
- Direccionamiento del nodo fuente y destino
- Detección de errores en el canal de transmisión
Manejo de Enlace
- Asignación de canal
- Resolución de contención, manejando colisiones
Codificación de los Datos
- Generación y extracción del preámbulo para fines de sincronización
- Codificación y decodificación de bits
Acceso al Canal
- Transmisión / Recepción de los bits codificados.
- Sensibilidad de portadora, indicando trafico sobre el canal
- Detección de colisiones, indicando contención sobre el canal
Formato de Trama
- En
una red ethernet cada elemento del sistema tiene una dirección única de
48 bits, y la información es transmitida serialmente en grupos de bits
denominados tramas. Las tramas incluyen los datos a ser enviados, la
dirección de la estación que debe recibirlos y la dirección de la
estación que los transmite
- Cada interface
ethernet monitorea el medio de transmisión antes de una transmisión para
asegurar que no esté en uso y durante la transmisión para detectar
cualquier interferencia.
- En caso de alguna
interferencia durante la transmisión, las tramas son enviadas nuevamente
cuando el medio esté disponible. Para recibir los datos, cada estación
reconoce su propia dirección y acepta las tramas con esa dirección
mientras ignora las demás.
- El tamaño de trama
permitido sin incluir el preámbulo puede ser desde 64 a 1518 octetos.
Las tramas fuera de este rango son consideradas invalidas.
Campos que Componen la Trama
El preámbulo
Inicia o encabeza la trama con ocho octetos formando un patrón de 1010,
que termina en 10101011. Este campo provee sincronización y marca el
limite de trama.
Dirección destino Sigue al preámbulo o
identifica la estación destino que debe recibir la trama, mediante seis
octetos que pueden definir una dirección de nivel físico o múltiples
direcciones, lo cual es determinado mediante el bit de menos
significación del primer byte de este campo. Para una dirección de nivel
físico este es puesto en 0 lógico, y la misma es única a través de toda
la red ethernet. Una dirección múltiple puede ser dirigida a un grupo
de estaciones o a todas las estaciones y tiene el bit de menos
significación en 1 lógico. Para direccionar todas las estaciones de la
red, todos los bits del campo de dirección destino se ponen en 1, lo
cual ofrece la combinación FFFFFFFFFFFFH.
Dirección fuente Este campo sigue al anterior. Compuesto también por seis octetos, que identifican la estación que origina la trama.
Los campos de dirección son además subdivididos: Los primeros tres
octetos son asignados a un fabricante, y los tres octetos siguientes son
asignados por el fabricante. La tarjeta de red podría venir defectuosa,
pero la dirección del nodo debe permanecer consistente. El chip de
memoria ROM que contiene la dirección original puede ser removido de una
tarjeta vieja para ser insertado en una nueva tarjeta, o la dirección
puede ser puesta en un registro mediante el disco de diagnostico de la
tarjeta de interfaces de red (NIC). Cualquiera que sea el método
utilizado se deber ser cuidadoso para evitar alteración alguna en la
administración de la red.
Tipo Este es un campo de dos
octetos que siguen al campo de dirección fuente, y especifican el
protocolo de alto nivel utilizado en el campo de datos. Algunos tipos
serian 0800H para TCP/IP, y 0600H para XNS.
Campo de dato
Contiene los datos de información y es el único que tiene una longitud
de bytes variable que puede oscilar de un mínimo de 46 bytes a un máximo
de 1500. El contenido de ese campo es completamente arbitrario y es
determinado por el protocolo de alto nivel usado.
Frame Check Secuence
Este viene a ser el ultimo campo de la trama, compuesto por 32 bits que
son usados por la verificación de errores en la transmisión mediante el
método CRC, considerando los campo de dirección tipo y de dato
2.3.5 Modelo OSI
El modelo OSI surge como una búsqueda de solución al problema de
incompatibilidad de las redes de los años 60. Fue desarrollado por la
ISO (International Organization for Standardization) en 1977 y adoptado
por UIT-T.
Consiste de una serie de niveles que contienen las
normas funcionales que cada nodo debe seguir en la Red para el
intercambio de información y la ínter- operabilidad de los sistemas
independientemente de suplidores o sistemas. Cada nivel del OSI es un
modulo independiente que provee un servicio para el nivel superior
dentro de la Arquitectura o modelo.
El Modelo OSI se compone de los siete niveles o capas correspondientes:
Nivel Físico
Es el nivel o capa encargada del control del transporte físico de la
información entre dos puntos. Define características funcionales,
eléctricas y mecánicas tales como:
- Establecer, mantener y liberar las conexiones punto a punto y multipunto.
- Tipo de transmisión asincrónica o sincronía
- Modo de operación simplex, half-duplex, full dúplex.
- Velocidad de transmisión.
- Niveles de voltaje.
- Distribución de pines en el conector y sus dimensiones.
En
este nivel se definen las interfaces, módem, equipos terminales de
línea, etc. También son representativas de este nivel las
recomendaciones del UIT-T, serie V para módem, interfaz V.24 no su
equivalente RS-232C, las interfaces de alta velocidad V.35 o RS 449, las
interfaces para redes de datos X.21 o las recomendaciones I.431 para
RDSI.
Nivel de Enlace
Define la técnica o
procedimiento de transmisión de la información a nivel de bloques de
bits, o sea, la forma como establecer, mantener y liberar un enlace de
datos ( en el caso del nivel 1 se refiere al circuito de datos), provee
control del flujo de datos, crea y reconoce las delimitaciones de Trama.
Son representativos de este nivel los procedimientos o protocolos:
- BSC (Binary Synchronous Communication)
- HDLC (High Level Data Link Control)
- SDLC (Synchronous Data Link Control)
- DDCMP (Digital Data Communication Message Protocol)
La
función mas importante de esta capa es la referida al control de
errores en la transmisión entre dos puntos, proporcionando una
transmisión libre de error sobre el medio físico lo que permite al nivel
próximo mas alto asumir una transmisión virtualmente libre de errores
sobre el enlace. Esta función esta dividida en dos tareas: detección y
corrección de errores, entre la cual destaca la detección de errores por
el método de chequeo de redundancia cíclica (CRC) y el método de
corrección por retransmisión.
Nivel de Red
Destinado a definir el enrutamiento de datos en la red, así como la
secuencial correcta de los mensajes. En este nivel se define la vía mas
adecuada dentro de la red para establecer una comunicación ya que
interviene en el enrutamiento y la congestión de las diferentes rutas.
Función importante de este nivel o capa es la normalización del sistema
de señalización y sistema de numeraciones de terminales, elementos
básicos en una red conmutada. En caso necesario provee funciones de
contabilidad para fines de información de cobro.
Traduce
direcciones lógicas o nombres en direcciones físicas. En un enlace punto
a punto el nivel 3 es una función nula, o sea existe pero transfiere
todos los servicios del nivel 2 al 4.
En el nivel 3 es
representativa la recomendación X.25 del CCITT, que define el protocolo
de intercambio de mensajes en el modo paquete.
Nivel de Transporte
En este nivel o capa se manejan los parámetros que definen la comunicación de extremo a extremo en la red:
- Asegura que los datos sean transmitidos libre de errores, en secuencia, y sin duplicación o perdida.
- Provee
una transmisión segura de los mensajes entre Host y Host a través de la
red de la misma forma que el Nivel de Enlace la asegura entre nodos
adyacentes.
- Provee control de flujo extremo a extremo y manejo a extremo.
- Segmenta los mensajes en pequeños paquetes para transmitirlos y los reensambla en el host destino.
Nivel de Sesión
Es la encargada de la organización y sincronización del dialogo entre
terminales. Aquí se decide por ejemplo, cual estación debe enviar
comandos de inicio de la comunicación, o quien debe reiniciar si la
comunicación se ha interrumpido. En general control la conexión lógica
(no física ni de enlace).
Es importante en este nivel la
sincronización y resincronizacion de tal manera que el estado asumido en
la sesión de comunicación sea coherente en ambas estaciones. También,
se encarga de la traducción entre nombres y base de datos de
direcciones.
Nivel de Presentación
Este nivel o
capa es el encargado de la representación y manipulación de estructuras
de datos. Establece la sintaxis (o forma) en que los datos son
intercambiados. Representativos de este nivel son el terminal virtual
(VM: Virtual Machine), formateo de datos , compresión de información,
encriptamiento, etc.
Nivel de Aplicación
En este
nivel el usuario ejecuta sus aplicaciones. Ejemplo de este nivel son las
bases de datos distribuidas en lo referente a su soporte.
Se
distinguen dos categorías: servicios que usan el modo conexión para
operar en tiempo real y aquellos que usan modos de conexión retardados
(no en tiempo real).
Algunas aplicaciones de este nivel son:
- Correo electrónico según recomendación X.400 de CCITT.
- Servicios interactivos, tales como transacciones bancarias, interrogación de bases de datos, procesamiento en tiempo compartido.
- Servicio teletex, en particular la transferencia de documentos según recomendación T60, T61 y T62 de CCITT.
2.3.6 Modelo SNA
El modelo SNA tiene las siguientes características:
- Permite compartir recursos
- Reconoce
perdida de datos durante la transmisión, usa procedimientos de control
de flujo, evade sobrecarga y la congestión, reconoce fallos y hace
corrección de errores.
- Provee interfaces abiertas documentadas.
- Simplifica la determinación de problemas gracias a los servicios de administración de la red.
- Mantiene una arquitectura abierta.
- Provee facilidad de interconexión de redes
- Provee seguridad a través de rutinas de logon y facilidades de encryptamiento
- Usa Synchronous Data Link Control (SDLC)
Niveles del Modelo SNA
Nivele de Control del Enlace Físico
El enlace físico de control de capas es la capa o nivel mas baja en la
arquitectura. Este permite el uso de una variedad realistica de medios
físicos par la interconexión de procedimientos de control.
Procedimientos de protocolos típicos para esta capa o nivel son
conexiones físicas provistas por líneas de comunicación, módem y la
interfaces EIA RS-232C. Esta capa o nivel no tan solo permite variar
tipos de circuitos punto a punto o multipunto, sino que provee los
protocolos físicos para establecer, controlar y liberar los circuitos de
datas conmutados.
Nivel de Enlace de Datos
Los
medios de comunicación físicos (ej.: Línea telefónica) requieren
técnicas especificas para ser usadas con el fin de transmitir dato entre
sistemas a pesar de la naturaleza de tendencia de error de las
facilidades físicas. Estas técnicas especificas son usadas en los
procedimientos de control de enlace de dato. Las características
primarias de la capa o nivel de enlace de Data de IBM SNA es que esta
usa Control de Enlace de Data Sincrono ( Synchronous Data Link Control -
SDLC) como el protocolo de línea de comunicación.
Nivel de Control de Ruta
Este
nivel provee rutas virtualmente libre de errores entre los ultimo
orígenes y destinos conectados a la red. Sobre todo el control de la red
abarca o agrupa el establecimiento y manejo de estas rutas a través de
la red.
El control de sendas o rutas (paths) por lo tanto tiende dos funciones primarias:
Enrutar mensajes a través de la red desde el origen hacia las localidades de destino.
Segmentar
grandes mensajes o combinar pequeños mensajes, llamado segmentar en
bloques (blocking), con el propósito de un caudal de transferencia mas
eficiente a través de la red.
Nivel de Control de Transmisión
Provee un control básico de los recursos de transmisión de la red. Las funciones que provee son:
- Numero de verificación de secuencia cuando se recibe un mensaje
- Encriptamento de datos
- Administración de la rapidez en que los requerimientos enviados de una unidad lógica son recibidos en otra unidad lógica.
- Soporte para las funciones de frontera para nodos periféricos
Nivel de Control de Flujo de Datos
El flujo de datos en una sesión LU-LU necesita ser controlado de
acuerdo a los protocolos de sesión usados y este nivel provee ese
control. Las funciones que provee este nivel son:
- Asignación de números de secuencia de flujo de datos
- Correlación de la petición y respuesta
- Soporte para protocolos encadenados gracias a que hace agrupamiento en cadenas de las unidades relacionadas de petición
- Soporte y refuerzo de la petición de sesión y protocolos de modo de respuesta
- Soporte y coordinación de los modos de transmisión y recepción de los protocolos de sesión
Nivel de Servicio de Presentación
Los programas de transacciones se comunican unos con otros, de acuerdo
con lo bien definidos protocolos de conversación, usando verbos de
conversación. Este nivel define estos protocolos para comunicaciones de
programa a programa de comunicación. También, controla el uso del nivel
de verbos de los programas de transacciones.
- Controla la carga y el inicio de los programas de transacción
- Mantiene y soporta los modos de transmisión y recepción de protocolos de conversación
- Supervisa el uso de los parámetros de los verbos de los programas de transacción
- Refuerza las restricciones de los protocolos de secuencia
- Procesa verbos de programas de transacciones
Nivel de Servicios de Transacción
Es el nivel en el que los programas de servicios de transacción son
implementados. Provee los siguientes servicios de usuario final:
- Control operativo del imite de sesión LU-LU
- Arquitectura
de Intercambio de Documentos (DIA) para distribución de documentos
entre sistemas de información de oficina basados en SNA
- Servicios Distribuidos SNA (SNADS) para comunicación asincronica de datos.
