Clase 4

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Conceptos básicos
Lan
Modelo OSI
Modelo TCP/IP
Conceptos básicos de redes: LAN 
Varios ordenadores: compartir recursos (impresoras, aplicaciones, datos, etc.)
Solución 1: Redundancia de equipos y datos.
Solución 2: LAN Local Area Network. Permite compartir estos recursos.
Red informática: conjunto de dispositivos interconectados entre si a través de un medio, que intercambian información y comparten recursos.
LAN
LAN simple: visualización de la conexión de los dispositivos sencilla.
LAN compleja: llevar el control de la ubicación de cada componente y del modo en que se conecta a la red se hace más difícil.
Instalación de una red: 
Topología física.
Topología lógica
LAN
Topología física: mapa con la ubicación de cada usuario.
Tipo de conexión a la red.
Instalación de cables.
Ubicación de los armarios de cableado.
Topología lógica: agrupa a los usuarios de acuerdo con el modo en que usan la red, independiente de la ubicación física.
Nombres de usuarios.
Direcciones.
Información de grupos.
Topología física
Define la estructura de la red: disposición real de los cables o medios de interconexión:
Bus
Anillo
Estrella
Árbol
Malla
Topología física
Bus
Utiliza un único cable troncal con terminaciones en ambos extremos.
Todos los usuarios se conectan directamente al enlace.
Anillo
Conecta cada usuario al siguiente y el último al primero, creando un anillo.
Estrella
Conecta a todos los usuarios a un punto central. 
Topología física
Árbol
Se puede ver como una combinación de varias topologías en estrella.
Se tiene un nodo de enlace troncal (switch o hub) desde el que se ramifican los demás nodos.
Malla
Proporciona conexiones redundantes entre dispositivos de la red.
Se usan para producir la máxima protección posible frente a interrupciones de servicio. 
Modelo OSI
El modelo de interconexión de sistemas abiertos (ISO/IEC 7498-1).
Modelo OSI” por sus siglas en inglés: Open System Interconnection.
Modelo de referencia desarrollado por la ISO en 1984 para ayudar a los diseñadores de red a implementar redes que pudieran comunicarse y trabajar en conjunto.
Modelo OSI
¿Cómo viaja la información?
Información: representada en bits.
Agrupaciones: bytes, kilobytes, megabytes y gigabytes.
Paquetes: unidad de información. 
Paquete incluye la información de origen y destino.
Medio: cables telefónicos, UTP, coaxial, fibra óptica, aire, 
Protocolo
Lenguaje usado en una red.
Conjunto de reglas que permiten que la comunicación en una red sea exitosa y más eficiente.
Protocolo de comunicaciones de datos: conjunto de normas que determinan el formato y la transmisión de datos.
Dividir comunicaciones complejas en tareas más pequeñas.
La capa n de un computador se comunica con la capa n de otro computador.
Modelo OSI
El modelo de referencia OSI es el modelo principal para las comunicaciones por red. 
Aunque existen otros modelos, la mayoría de los fabricantes relacionan sus productos con el modelo de referencia OSI, especialmente cuando desean enseñar a los usuarios cómo utilizar sus productos. 
Mejor herramienta disponible para enseñar cómo enviar y recibir datos a través de una red. 
Modelo OSI
Nos permite ver las funciones de red que se producen en cada capa. 
Es un marco que se puede utilizar para comprender cómo viaja la información a través de una red. 
Permite visualizar cómo la información o los paquetes de datos viajan desde los programas de aplicación (por ej., hojas de cálculo, documentos, etc.), a través de un medio de red (por ej., cables, etc.), hasta otro programa de aplicación ubicado en otro computador de la red, aun cuando el transmisor y el receptor tengan distintos tipos de medios de red
Modelo OSI
Tiene siete capas numeradas, cada una de las cuales ilustra una función de red específica. 
Esta división de las funciones de networking: 
Divide la comunicación de red en partes más pequeñas y sencillas para simplificar el aprendizaje.
Normaliza los componentes de red para permitir el desarrollo y el soporte de los productos de diferentes fabricantes. 
Permite a los distintos tipos de hardware y software de red comunicarse entre sí. 
Aplicación
Presentación
Sesión
Transporte
Red
Enlace de datos
Física
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MODELO OSI: capa física
Cables de datos, de fibra, sus conectores, voltajes, etc.
Agrupa todo lo físico relacionado con la interconexión de equipos.
Problemas: Equipos mal conectados, cables doblados, mal ponchados.
Aplicación
Presentación
Sesión
Transporte
Red
Enlace de datos
Física
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MODELO OSI: Capa de enlace de datos
Conmutadores, puentes, etc.
Ethernet y WiFi: definen los enlaces guiados y no guiados.
Permite la transferencia de datos entre dos sistemas directamente o entre ambos sistemas a través de una red.
Esa transferencia de datos se realiza por los cables de cobre, FO, ondas de radio, etc.
Dos capas: 
LLC: Control de enlace lógico, convierte la electricidad o la luz en 1 y 0. 
MAC: Control de acceso al medio, mover los paquetes de 1 y 0 desde una interfaz de red de un sistema hasta una interfaz de red de otro sistema. Se asegura que lleguen los datos y también corrige errores. 
Problemas: errores por interferencia de RF, baja SNR, interferencia en canales.
Aplicación
Presentación
Sesión
Transporte
Red
Enlace de datos
Física
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Hay algunos switches que trabajan en la capa 3 debido a su funcionalidades...
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MODELO OSI: Capa de red
Routers o switches de capa 3 (switche y router al mismo tiempo)
Protocolos: 
OSPF: determinar la ruta más rápida que deben seguir los datos dentro de una red para alcanzar su destino...como el GPS para nosotros.
IP: Direcciones para identificar extremos.
Problemas: los datos no llegan a su destino por una tabla de enrutamiento personalizada mal diseñada.
Aplicación
Presentación
Sesión
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 Define las diferentes fases por las que deben pasar los datos para viajar de un dispositivo a otro sobre una red de comunicaciones.
La llegada de protocolos más flexibles donde las capas no están tan desmarcadas y la correspondencia con los niveles no era tan clara puso a este esquema en un segundo plano. Sin embargo se usa en la enseñanza como una manera de mostrar cómo puede estructurarse una «pila» de protocolos de comunicaciones.
El modelo especifica el protocolo que debe usarse en cada capa, y suele hablarse de modelo de referencia ya que se usa como una gran herramienta para la enseñanza de comunicación de redes.
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MODELO OSI: Capa de transporte
Protocolos TCP y UDP: controlan la transmisión de datos.
Se encarga de determinar la velocidad de la comunicación, cuántos datos se enviarán, cuál es el destino, puertos a usar, que haya o no acuse de recibo.
Problemas: que los paquetes no lleguen a su destino porque los puertos por los que debería ingresar los datos no estén habilitados.
Aplicación
Presentación
Sesión
Transporte
Red
Enlace de datos
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 Define las diferentes fases por las que deben pasar los datos para viajar de un dispositivo a otro sobre una red de comunicaciones.
La llegada de protocolos más flexibles donde las capas no están tan desmarcadas y la correspondencia con los niveles no era tan clara puso a este esquema en un segundo plano. Sin embargo se usa en la enseñanza como una manera de mostrar cómo puede estructurarse una «pila» de protocolos de comunicaciones.
El modelo especifica el protocolo que debe usarse en cada capa, y suele hablarse de modelo de referencia ya que se usa como una gran herramienta para la enseñanza de comunicación de redes.
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MODELO OSI: Capa de sesión
Mantener y controlar el enlace establecido entre dos computadores que están transmitiendo datos de cualquier índole.
Asegurar que, dada una sesión establecida entre dos máquinas, la misma se pueda efectuar para las operaciones definidas de principio a fin, reanudándose en caso de interrupción.
Aplicación
Presentación
Sesión
Transporte
Red
Enlace de datosFísica
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 Define las diferentes fases por las que deben pasar los datos para viajar de un dispositivo a otro sobre una red de comunicaciones.
La llegada de protocolos más flexibles donde las capas no están tan desmarcadas y la correspondencia con los niveles no era tan clara puso a este esquema en un segundo plano. Sin embargo se usa en la enseñanza como una manera de mostrar cómo puede estructurarse una «pila» de protocolos de comunicaciones.
El modelo especifica el protocolo que debe usarse en cada capa, y suele hablarse de modelo de referencia ya que se usa como una gran herramienta para la enseñanza de comunicación de redes.
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MODELO OSI: Capa de presentación
Encriptado y cifrado: permite cifrar los datos y comprimirlos. Por lo tanto, podría decirse que esta capa actúa como un traductor.
Se encarga de la representación de la información.
Aunque distintos equipos puedan tener diferentes representaciones internas de caracteres, los datos llegan de manera reconocible.
Aplicación
Presentación
Sesión
Transporte
Red
Enlace de datos
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 Define las diferentes fases por las que deben pasar los datos para viajar de un dispositivo a otro sobre una red de comunicaciones.
La llegada de protocolos más flexibles donde las capas no están tan desmarcadas y la correspondencia con los niveles no era tan clara puso a este esquema en un segundo plano. Sin embargo se usa en la enseñanza como una manera de mostrar cómo puede estructurarse una «pila» de protocolos de comunicaciones.
El modelo especifica el protocolo que debe usarse en cada capa, y suele hablarse de modelo de referencia ya que se usa como una gran herramienta para la enseñanza de comunicación de redes.
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Modelo OSI
Ofrece a las aplicaciones (de usuario o no) la posibilidad de acceder a los servicios de las demás capas.
El usuario suele interactuar con programas que a su vez interactúan con el nivel de aplicación pero ocultando la complejidad subyacente
 
Aplicación
Presentación
Sesión
Transporte
Red
Enlace de datos
Física
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 Define las diferentes fases por las que deben pasar los datos para viajar de un dispositivo a otro sobre una red de comunicaciones.
La llegada de protocolos más flexibles donde las capas no están tan desmarcadas y la correspondencia con los niveles no era tan clara puso a este esquema en un segundo plano. Sin embargo se usa en la enseñanza como una manera de mostrar cómo puede estructurarse una «pila» de protocolos de comunicaciones.
El modelo especifica el protocolo que debe usarse en cada capa, y suele hablarse de modelo de referencia ya que se usa como una gran herramienta para la enseñanza de comunicación de redes.
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Protocolos capa de Aplicación
FTP (File Transfer Protocol - Protocolo de transferencia de archivos) para transferencia de archivos.
DNS (Domain Name System - Sistema de nombres de dominio).
DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol - Protocolo de configuración dinámica de anfitrión).
HTTP (HyperText Transfer Protocol) para acceso a páginas web.
HTTPS (Hypertext Transfer Protocol Secure) Protocolo seguro de transferencia de hipertexto.
POP (Post Office Protocol) para recuperación de correo electrónico.
SMTP (Simple Mail Transport Protocol) para envío de correo electrónico.
SSH (Secure SHell)
TELNET para acceder a equipos remotos.
TFTP (Trivial File Transfer Protocol).
LDAP (Lightweight Directory Access Protocol).
XMPP, (Extensible Messaging and Presence Protocol) - Protocolo estándar para mensajería instantánea.
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Se crean los datos y se representan de forma que puedan ser reconocidos.
Se empaquetan los datos para ser transportados de extremo a extremo.
Se agrega la dirección de red: dirección lógica de origen y destino.
Se agrega la dirección local y el paquete se pone dentro de una trama.
Realizar la conversión a bits para su transmisión. 
Su enrutador / módem tiene una dirección IP única (“dirección particular”) asignada por su ISP (“servicio postal”). Los dispositivos conectados al enrutador / módem (“personas que viven en casa”) tienen direcciones MAC únicas (“nombres personales”). La dirección IP obtiene los datos de su enrutador / módem (“buzón”) y luego su enrutador / módem los reenvía al dispositivo correcto (“destinatario”).
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Modelo TCP/IP
Modelo OSI: modelo conceptual universalmente conocido.
Modelo TCP/IP: protocolo estándar
El estándar abierto de Internet desde el punto de vista histórico y técnico es el Protocolo de control de transmisión/Protocolo Internet (TCP/IP). 
El modelo de referencia TCP/IP y la pila de protocolo TCP/IP hacen que sea posible la comunicación entre dos computadores, desde cualquier parte del mundo, a casi la velocidad de la luz. 
Modelo TCP/IP
Aunque los nombres sean iguales en los dos modelos sus funciones difieren.
Aplicación: maneja protocolos de alto nivel, aspectos de representación, codificación y control de diálogo. 
Transporte: confiabilidad, el control de flujo y la corrección de errores.
Internet: enviar paquetes origen desde cualquier red en la internet y que estos paquetes lleguen a su destino independientemente de la ruta y de las redes que recorrieron para llegar hasta allí. 
Acceso a red: se ocupa de todos los aspectos que requiere un paquete IP para realizar realmente un enlace físico.
OSI vs tcp/IP
Ambos se dividen en capas 
Ambos tienen capas de aplicación, aunque incluyen servicios muy distintos.
Ambos tienen capas de transporte y de red similares 
Los profesionales de networking deben conocer ambos. 
OSI vs tcp/IP
TCP/IP combina las funciones de la capa de presentación y de sesión en la capa de aplicación 
 TCP/IP combina la capas de enlace de datos y la capa física del modelo OSI en una sola capa 
TCP/IP parece ser más simple porque tiene menos capas.
Los protocolos TCP/IP son los estándares en torno a los cuales se desarrolló la Internet, de modo que la credibilidad del modelo TCP/IP se debe en gran parte a sus protocolos. 
Equipos para redes LAN
		Host	Periférico	Dispositivos de red	Medios
	Ejemplos	Computadores, servidores, impresoras con conexión a red, entre otros dispositivos usados por los usuarios finales. 	Impresoras locales, escáneres, fax, etc	Hub, switch, enrutador	Cables u ondas de radio
	Características	Tienen asignada una dirección y sólo aceptarán mensajes dirigidos a él	No se comunican con la red directamente, sino con el host al que estén conectados	Se usan para conectar hosts u otros dispositivos entre si	Proporcionan las conexiones entre los host y los dispositivos de red.
Dispositivos de red
Hub (Capa 1): trabaja en la capa física del modelo OSI. Disponen de varios puertos para conectar los host a la red. Acepta señales procedentes de un puerto y repite por los puertos restantes.
Switch (Capa 2). Conecta múltiples host a la red. A diferencia del concentrador, toma decisiones y puede reenviar el mensaje al dispositivo específico.
Enrutador (Capa 3): Conecta una red local con otras redes similares. A diferencia del switch, decide cual de las redes conectadas a él es la mejor opción para reenviar un mensaje hasta su destino. 
ACTIVIDAD 
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PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN
Conjunto de reglas normalizadas para la representación, señalización, autenticación y detección de errores necesario para enviar información a través de un canal de comunicación.
Siguen ciertas reglas:
 Sintaxis: se especifica como son y cómo se construyen.
Semántica: que significa cada comando o respuesta del protocolo respecto a sus parámetros/datos.
Procedimientos de uso de esos mensajes: es lo que hay que programar realmente (los errores, como tratarlos).
PRINCIPALES PROTOCOLOS USADOS EN DOMÓTICA
X-10
KNX
ZigBee
Z-wave
LonWorks
BACnet…
TECNOLOGÍA POWERLINE
La red de 110 V está diseñada para el transporte de energía eléctrica.
La frecuencia de 60 Hz puede ser modulada con una pequeña tensión a una frecuencia superior.
Debido a que la topología de red no se conoce es necesario haceradaptaciones de impedancia.
El ruido e interferencias es inevitable: red no “ideal” para transmitir datos.
INTRODUCCIÓN X-10
Usa la red de distribución eléctrica de baja tensión como medio de transmisión.
Componentes: 
Emisor: envía datagrama.
Receptor: recibe datagrama. DispOSItivo encargado de ejecutar la orden recibida
Estructura del sistema:
Descentralizado
Todos los elementos se conectan a la red.
No necesita herramienta de programación.
Sistema escalable
ESTÁNDAR X-10
Protocolo antiguo, desarrollado entre 1976 y 1978.
Ingenieros de Pico Electronics Ltd EscOSIa.
Formato de codificación: PLC, Power Line Carrier.
Primeros productos comerciales: 1978 de Radio Shack (No existe).
Pocos fabricantes continúan manufacturando.
https://www.x10.com/
CARACTERÍSTICAS X-10
Instalación sencilla (Plug and Play).
Fácil manejo por el usuario.
Compatibilidad entre fabricantes.
Flexible y ampliable.
COMUNICACIÓN
TRANSMISORES
Enviar un código de señal de baja tensión superpuesta a la señal de la red eléctrica
RECEPTORES
Todos son capaces de leer este código, pero solo responde al que va dirigido el mensaje (dirección)
SEÑAL DE DATOS
Modulación de pulsos de 120 Khz.
El tranceptor detecta el cruce por cero de la onda senoidal.
Un instante después se inserta el pulso de 120 Khz.
Sincronización con cruce por cero:
Sincronizar todos los transmisión y recepción.
Momento de mínimo nivel de interferencia.
SEÑAL DE DATOS
SEÑAL DE DATOS
Un “1” lógico: pulso de 120 khz (duración: 1 ms).
Un “0” lógico: ausencia del pulso.
Sistema trifásico: pulsos se transmiten tres veces en un semiperiodo.
Tiempo de bit: 20 ms.
Velocidad: 60 bps.
TRANSMISIÓN DE 1 Y 0
SEÑAL DE DATOS
DATAGRAMA
11 Ciclos
13 bits
2 ciclos
4 ciclos
5 ciclos
4 bits
4 bits
5 bits
11 Ciclos
2 ciclos
4 ciclos
5 ciclos
CÓDIGOS
CÓDIGO DE INICIO
Siempre es 1110.
Es el único que no cumple la condición de complementariedad a 1 en los medios ciclos de la corriente.
CÓDIGO DE CASA: 4 bits (A-P)
CÓDIGO DE UNIDAD/FUNCIÓN: 5 bits;
D16= 0 código de unidad
D16=1 código de función
EJEMPLOS TRANSMISIÓN CÓDIGO A2
UNIDAD DE DATOS EN LA LÍNEA ELÉCTRICA
CICLOS PARA TRANSMISIÓN COMPLETA EN X-10
DISPOSITIVOS X-10
Solo pueden transmitir información.
Solo pueden recibir órdenes.
Pueden simultáneamente enviar y recibir órdenes. 
DIRECCIÓN DE CASA
DIRECCIÓN DE UNIDAD
COMANDOS
COMPONENTES X-10
Emisores
Receptores
Módulos bidireccionales
Módulos inalámbricos
Módulos tranceptores
COMPONENTES X-10