McGrawHill - Redes de Computadoras

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REDES
DE COMPUTADORAS
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MÉXICO • BOGOTÁ • BUENOS AIRES • CARACAS • GUATEMALA
LISBOA • MADRID • NUEVA YORK • SAN JUAN • SANTIAGO
AUCKLAND • LONDRES • MILÁN • MONTREAL • NUEVA DELHI
SAN FRANCISCO • SINGAPUR • SAN LUIS • SIDNEY • TORONTO
Natalia Olifer
Formerly of Moscow State Technical University (MSTU)
Victor Olifer
UK Education and Research Networking Association (UKERNA)
Adaptación y revisión técnica
Jorge Valeriano Assem
División de Ingeniería Eléctrica,
Facultad de Ingeniería,
Universidad Nacional Autónoma de México
REDES
DE COMPUTADORAS
Principios, tecnología y protocolos
para el diseño de redes
00 Preliminares_Olifer.indd III00 Preliminares_Olifer.indd III 1/12/09 6:53:28 PM1/12/09 6:53:28 PM
Director Higher Education: Miguel Ángel Toledo Castellanos
Director editorial: Ricardo Alejandro del Bosque Alayón
Editor sponsor: Pablo E. Roig Vázquez
Coordinadora editorial: Marcela I. Rocha Martínez
Editor de desarrollo: Edmundo Carlos Zúñiga Gutiérrez
Supervisor de producción: Zeferino García García
Traductores: Carlos Roberto Cordero Pedraza y Efrén Alatorre Miguel
Diseño de portada: Nuria Díaz
REDES DE COMPUTADORAS
Principios, tecnología y protocolos para el diseño de redes
 Prohibida la reproducción total o parcial de esta obra,
 por cualquier medio, sin la autorización escrita del editor.
DERECHOS RESERVADOS © 2009, respecto a la primera edición en español por
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 Piso 17, Colonia Desarrollo Santa Fe
 Delegación Álvaro Obregón
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 Miembro de la Cámara Nacional de la Industria Editorial Mexicana, Reg. Núm. 736
ISBN: 978-970-10-7249-3
Traducido de la primera edición de: COMPUTER NETWORKS. Principles, Technologies and
Protocols for Network Design, Published by John Wiley & Sons Ltd. All rights reserved. 
Copyright © MMVI.
ISBN: 0-470-86982-8
1234567890 08765432109
Impreso en México Printed in Mexico
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CONTENIDO
PREFACIO ....................................................................................................... XXI
PARTE I: FUNDAMENTOS DE LA INTERCONECTIVIDAD
DE REDES ...................................................................................... 1
CAPÍTULO 1: EVOLUCIÓN DE LAS REDES DE 
COMPUTADORAS ............................................................ 3
1.1 INTRODUCCIÓN ............................................................................... 4
1.2 ANTECEDENTES DE LAS REDES DE COMPUTADORAS ....... 4
 1.2.1 Las redes de computadoras como resultado de la 
evolución de las tecnologías de cómputo y de las 
comunicaciones......................................................................... 4
 1.2.2 Sistemas de procesamiento por lotes ...................................... 5
 1.2.3 Sistemas multiterminales: prototipo de una red
 de computadoras ....................................................................... 6
1.3 PRIMERAS REDES DE COMPUTADORAS .................................. 8
 1.3.1 Primeras redes de área amplia (WAN) .................................... 8
 1.3.2 Primeras redes de área local (LAN) ......................................... 10
1.4 CONVERGENCIA DE LAS REDES ................................................. 13
 1.4.1 Convergencia de LAN y WAN ................................................. 14
 1.4.2 Convergencia de las redes de computadoras y 
de telecomunicaciones ............................................................... 15
RESUMEN ....................................................................................................... 17
PREGUNTAS DE REPASO ........................................................................... 18
PROBLEMAS .................................................................................................. 19
CAPÍTULO 2: PRINCIPIOS GENERALES DEL DISEÑO
DE REDES ............................................................................. 21
2.1 INTRODUCCIÓN ............................................................................... 22
2.2 PROBLEMAS DE COMPARTIR RECURSOS DE CÓMPUTO ... 22
 2.2.1 Interacción entre computadoras y dispositivos 
periféricos .................................................................................... 23
 2.2.2 Interacción más simple entre dos computadoras ................... 25
 2.2.3 Aplicaciones de red .................................................................... 28
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2.3 PROBLEMAS DE LA TRANSMISIÓN FÍSICA DE DATOS
UTILIZANDO ENLACES DE COMUNICACIONES ........................................... 30
 2.3.1 Codifi cación ...................................................................................................... 31
 2.3.2 Características de los enlaces físicos .............................................................. 32
2.4 PROBLEMAS DE INTERACCIÓN ENTRE ALGUNAS
COMPUTADORAS ..................................................................................................... 34
 2.4.1 Topología de los enlaces físicos ....................................................................... 34
 2.4.2 Direccionamiento de los nodos de red .......................................................... 38
 2.4.3 Conmutación ..................................................................................................... 42
2.5 PROBLEMA GENERALIZADO DE CONMUTACIÓN ....................................... 43
 2.5.1 Defi nición de fl ujo ............................................................................................ 43
 2.5.2 Enrutamiento .................................................................................................... 44
 2.5.3 Direccionamiento de datos .............................................................................. 47
 2.5.4 Multiplexaje y demultiplexaje ......................................................................... 49
 2.5.5 Medio compartido ............................................................................................ 51
 2.5.6 Tipos de conmutación ...................................................................................... 53
RESUMEN ............................................................................................................................... 54
PREGUNTAS DE REPASO ................................................................................................... 55
PROBLEMAS .......................................................................................................................... 56
CAPÍTULO 3: CONMUTACIÓN DE CIRCUITOS Y DE PAQUETES ....................... 57
3.1 INTRODUCCIÓN ....................................................................................................... 58
3.2 CONMUTACIÓN DE CIRCUITOS ......................................................................... 58
 3.2.1 Establecimiento de la conexión ...................................................................... 59
 3.2.2 Bloqueo de la solicitud de establecimiento ................................................... 60
 3.2.3 Ancho de banda garantizado .......................................................................... 60
 3.2.4 Multiplexaje ....................................................................................................... 61
 3.2.5 Inefi ciencias de la transmisión de tráfi co en ráfagas .................................... 62
3.3 CONMUTACIÓN DE PAQUETES ...........................................................................63
 3.3.1 Búff ers y colas .................................................................................................... 65
 3.3.2 Métodos de envío de paquetes ........................................................................ 67
 3.3.3 Transmisión de datagramas ............................................................................. 68
 3.3.4 Conexión lógica ................................................................................................ 70
 3.3.5 Circuitos virtuales ............................................................................................. 71
 3.3.6 Redes de conmutación de circuitos en oposición a redes 
de conmutación de paquetes ........................................................................... 73
3.4 CONMUTACIÓN DE PAQUETES EN LAS REDES DE MEDIO
COMPARTIDO ............................................................................................................. 80
 3.4.1 Fundamentos de la compartición del medio de transmisión ..................... 81
 3.4.2 Razones de la estructuración de las LAN ...................................................... 82
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 3.4.3 Estructura física de las LAN ............................................................................ 83
 3.4.4 Estructura lógica de una red de medio compartido .................................... 85
 3.4.5 Ethernet como ejemplo de una tecnología estándar .................................... 89
RESUMEN .............................................................................................................................. 90
PREGUNTAS DE REPASO ................................................................................................... 91
PROBLEMAS .......................................................................................................................... 92
CAPÍTULO 4: ARQUITECTURA Y ESTANDARIZACIÓN DE REDES .................... 95
4.1 INTRODUCCIÓN ....................................................................................................... 96
4.2 DESCOMPOSICIÓN DE LA INTERACCIÓN DE LOS NODOS DE RED ....... 96
 4.2.1 Método multicapas ........................................................................................... 97
 4.2.2 Protocolo y pila de protocolos ........................................................................ 100
4.3 MODELO OSI ............................................................................................................... 101
 4.3.1 Características generales del modelo OSI ..................................................... 101
 4.3.2 Capa física .......................................................................................................... 104
 4.3.3 Capa de enlace de datos ................................................................................... 105
 4.3.4 Capa de red ........................................................................................................ 106
 4.3.5 Capa de transporte ........................................................................................... 110
 4.3.6 Capa de sesión ................................................................................................... 111
 4.3.7 Capa de presentación ....................................................................................... 111
 4.3.8 Capa de aplicación ............................................................................................ 111
 4.3.9 Modelo OSI y redes de conmutación de circuitos ........................................ 112
4.4 ESTANDARIZACIÓN DE REDES ............................................................................ 113
 4.4.1 Concepto de sistema abierto ........................................................................... 113
 4.4.2 Tipos de estándares .......................................................................................... 114
 4.4.3 Estandarización en Internet ............................................................................ 115
 4.4.4 Pilas estándares de protocolos de comunicaciones ...................................... 116
 4.4.5 Correspondencia entre pilas de protocolos populares y el modelo OSI ... 124
4.5 SERVICIOS DE INFORMACIÓN Y TRANSPORTE ............................................ 125
 4.5.1 Distribución de protocolos por elementos de la red .................................... 126
 4.5.2 Protocolos subsidiarios del sistema de transporte ....................................... 128
RESUMEN .............................................................................................................................. 130
PREGUNTAS DE REPASO ................................................................................................... 130
PROBLEMAS .......................................................................................................................... 132
CAPÍTULO 5: EJEMPLOS DE REDES ............................................................................... 133
5.1 INTRODUCCIÓN ....................................................................................................... 134
5.2 ESTRUCTURA GENERAL DE UNA RED 
DE TELECOMUNICACIONES ................................................................................. 134
 5.2.1 Redes de acceso ................................................................................................. 135
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 5.2.2 Troncales ............................................................................................................ 136
 5.2.3 Centros de datos ............................................................................................... 136
5.3 REDES DE TELECOMUNICACIONES DE LARGA DISTANCIA .................... 137
 5.3.1 Servicios ............................................................................................................. 137
 5.3.2 Clientes ............................................................................................................... 139
 5.3.3 Infraestructura .................................................................................................. 140
 5.3.4 Cobertura ........................................................................................................... 141
 5.3.5 Relación entre los diferentes tipos de prestadores de servicios .................. 142
5.4 REDES CORPORATIVAS ........................................................................................... 144
 5.4.1 Redes departamentales .................................................................................... 144
 5.4.2 Redes en edifi cios o en campus ....................................................................... 145
 5.4.3 Redes corporativas ............................................................................................ 147
5.5 INTERNET .................................................................................................................... 149
 5.5.1 Unicidad de Internet ........................................................................................ 149
 5.5.2 Estructura de Internet ...................................................................................... 151
 5.5.3 Fronteras de Internet ........................................................................................ 154
RESUMEN .............................................................................................................................. 156
PREGUNTAS DE REPASO ................................................................................................... 157
PROBLEMAS ..........................................................................................................................158
CAPÍTULO 6: CARACTERÍSTICAS DE LAS REDES .................................................... 159
6.1 INTRODUCCIÓN ....................................................................................................... 160
6.2 TIPOS DE CARACTERÍSTICAS ............................................................................... 160
 6.2.1 Características subjetivas de calidad .............................................................. 160
 6.2.2 Características y requerimientos de las redes ............................................... 161
 6.2.3 Escala de tiempo ............................................................................................... 162
 6.2.4 Acuerdo sobre el nivel de servicio .................................................................. 163
6.3 DESEMPEÑO ................................................................................................................ 163
 6.3.1 Redes ideales...................................................................................................... 164
 6.3.2 Características de los retardos de los paquetes ............................................. 166
 6.3.3 Características de la velocidad de información ............................................ 169
6.4 CONFIABILIDAD ........................................................................................................ 170
 6.4.1 Características de la pérdida de paquetes ...................................................... 171
 6.4.2 Disponibilidad y tolerancia a fallas ................................................................ 171
 6.4.3 Rutas alternas .................................................................................................... 172
 6.4.4 Retransmisión de datos y la ventana deslizante ............................................ 173
6.5 SEGURIDAD ................................................................................................................. 177
 6.5.1 Seguridad en computadoras y redes ............................................................... 177
 6.5.2 Confi dencialidad, integridad y disponibilidad de los datos ........................ 179
 6.5.3 Servicios de seguridad en las redes ................................................................ 180
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C ONTENID O IX
6.6 CARACTERÍSTICAS ÚNICAS DEL PROVEEDOR ............................................. 181
 6.6.1 Extensibilidad y escalabilidad ......................................................................... 181
 6.6.2 Administración ................................................................................................. 182
 6.6.3 Compatibilidad ................................................................................................. 183
RESUMEN .............................................................................................................................. 183
PREGUNTAS DE REPASO ................................................................................................... 184
PROBLEMAS .......................................................................................................................... 185
CAPÍTULO 7: MÉTODOS PARA ASEGURAR LA CALIDAD DEL SER VI CI O ....... 187
7.1 INTRODUCCIÓN ....................................................................................................... 188
7.2 APLICACIONES Y QoS .............................................................................................. 188
 7.2.1 Requerimientos de diversos tipos de aplicaciones ....................................... 189
 7.2.2 Predictibilidad de la velocidad de información ............................................ 189
 7.2.3 Sensibilidad de la aplicación a los retardos de los paquetes ........................ 190
 7.2.4 Sensibilidad de la aplicación a las pérdidas de los paquetes ....................... 191
 7.2.5 Clases de aplicaciones ...................................................................................... 192
7.3 ANÁLISIS DE COLAS ................................................................................................. 192
 7.3.1 Modelo M/M/1 ................................................................................................. 194
 7.3.2 M/M/1 como un modelo para el procesamiento de paquetes .................... 196
7.4 MECANISMOS DE QoS ............................................................................................. 199
 7.4.1 Operación en modo de baja carga .................................................................. 199
 7.4.2 Diferentes clases de servicio ............................................................................ 199
7.5 MECANISMOS PARA LA ADMINISTRACIÓN DE COLAS ............................. 201
 7.5.1 Algoritmo FIFO ................................................................................................ 201
 7.5.2 Colas con prioridad .......................................................................................... 201
 7.5.3 Colas ponderadas.............................................................................................. 204
 7.5.4 Algoritmos híbridos de las colas ..................................................................... 206
7.6 RETROALIMENTACIÓN .......................................................................................... 206
 7.6.1 Propósito ............................................................................................................ 207
 7.6.2 Participantes de la retroalimentación ............................................................ 207
 7.6.3 Información de la retroalimentación ............................................................. 209
7.7 RESERVACIÓN DE RECURSOS ............................................................................... 211
 7.7.1 Reservación de recursos y conmutación de paquetes .................................. 211
 7.7.2 Sistema QoS basado en reservaciones............................................................ 214
7.8 INGENIERÍA DE TRÁFICO ...................................................................................... 218
 7.8.1 Desventajas de los métodos de enrutamiento convencionales ................... 218
 7.8.2 Panorama de la ingeniería de tráfi co (TE) .................................................... 219
 7.8.3 Ingeniería de tráfi co para las distintas clases de tráfi co ............................... 223
RESUMEN ............................................................................................................................... 224
PREGUNTAS DE REPASO ................................................................................................... 224
PROBLEMAS .......................................................................................................................... 225
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PARTE II: TECNOLOGÍAS DE LA CAPA FÍSICA ........................................................... 227
CAPÍTULO 8: ENLACES DE TRANSMISIÓN ................................................................ 229
8.1 INTRODUCCIÓN ....................................................................................................... 230
8.2 TAXONOMÍA ............................................................................................................... 230
 8.2.1 Redes de transmisión, circuitos y enlaces ...................................................... 230
 8.2.2 Medio de transmisión ...................................................................................... 232
 8.2.3 Equipo de transmisión ..................................................................................... 233
8.3 CARACTERÍSTICAS DE LOS ENLACES DETRANSMISIÓN .......................... 235
 8.3.1 Análisis espectral de señales en los enlaces de comunicaciones ................ 235
 8.3.2 Atenuación e impedancia ................................................................................ 237
 8.3.3 Inmunidad al ruido y confi abilidad de la transmisión ................................ 240
 8.3.4 Ancho de banda y capacidad ........................................................................... 242
 8.3.5 Bits y bauds ........................................................................................................ 244
 8.3.6 Dependencia entre el ancho de banda y la capacidad.................................. 246
8.4 TIPOS DE CABLES ...................................................................................................... 247
 8.4.1 Par trenzado con protección y sin protección .............................................. 248
 8.4.2 Cable coaxial ..................................................................................................... 250
 8.4.3 Cable de fi bra óptica ......................................................................................... 250
 8.4.4 Sistema de cableado estructurado en edifi cios.............................................. 252
RESUMEN .............................................................................................................................. 254
PREGUNTAS DE REPASO .................................................................................................. 254
PROBLEMAS .......................................................................................................................... 255
CAPÍTULO 9: CODIFICACIÓN Y MULTIPLEXAJE DE DATOS ............................... 257
9.1 INTRODUCCIÓN ....................................................................................................... 258
9.2 MODULACIÓN ........................................................................................................... 258
 9.2.1 Modulación cuando se transmiten señales analógicas ................................ 258
 9.2.2 Modulación cuando se transmiten señales discretas ................................... 259
 9.2.3 Métodos combinados de modulación ............................................................ 261
9.3 DIGITALIZACIÓN DE SEÑALES ANALÓGICAS ............................................... 263
 9.3.1 Modulación por pulsos codifi cados ............................................................... 263
 9.3.2 Digitalización de la voz .................................................................................... 265
9.4 MÉTODOS DE CODIFICACIÓN ............................................................................. 266
 9.4.1 Selección de los métodos de codifi cación ...................................................... 266
 9.4.2 Código potencial de no retorno a cero .......................................................... 267
 9.4.3 Codifi cación bipolar por inversión alternada de marcas ............................ 269
 9.4.4 Código de no retorno a cero con inversión de unos .................................... 269
 9.4.5 Código de pulsos bipolares .............................................................................. 270
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C ONTENID O XI
 9.4.6 Código Manchester .......................................................................................... 270
 9.4.7 Código potencial 2B1Q .................................................................................... 270
 9.4.8 Códigos redundantes ....................................................................................... 271
 9.4.9 Aleatorización ................................................................................................... 272
 9.4.10 Compresión de datos ........................................................................................ 275
9.5 DETECCIÓN Y CORRECCIÓN DE ERRORES ..................................................... 276
 9.5.1 Técnica de detección de errores ...................................................................... 277
 9.5.2 Corrección de errores ....................................................................................... 278
9.6 MULTIPLEXAJE Y CONMUTACIÓN .................................................................... 279
 9.6.1 Conmutación de circuitos basada en FDM y WDM ................................... 279
 9.6.2 Conmutación de circuitos basada en TDM .................................................. 281
 9.6.3 Modo dúplex de operación de canales ........................................................... 283
RESUMEN .............................................................................................................................. 284
PREGUNTAS DE REPASO .................................................................................................. 285
PROBLEMAS .......................................................................................................................... 285
CAPÍTULO 10: TRANSMISIÓN INALÁMBRICA .......................................................... 287
10.1 INTRODUCCIÓN ....................................................................................................... 288
10.2 MEDIOS DE TRANSMISIÓN INALÁMBRICOS .................................................. 288
 10.2.1 Ventajas de las comunicaciones inalámbricas ............................................... 288
 10.2.2 Enlace inalámbrico ........................................................................................... 290
 10.2.3 Espectro electromagnético .............................................................................. 291
 10.2.4 Propagación de ondas electromagnéticas ...................................................... 292
 10.2.5 Legislación ......................................................................................................... 294
10.3 SISTEMAS INALÁMBRICOS .................................................................................... 295
 10.3.1 Sistema punto a punto...................................................................................... 295
 10.3.2 Sistemas punto a multipunto ........................................................................... 297
 10.3.3 Sistemas multipunto a multipunto ................................................................. 299
 10.3.4 Sistemas satelitales ............................................................................................ 300
 10.3.5 Satélite geoestacionario .................................................................................... 302
 10.3.6 Satélites de órbita terrestre baja y media ....................................................... 303
10.4 TECNOLOGÍA DE ESPECTRO DISPERSO ........................................................... 305
 10.4.1 Espectro disperso con salto de frecuencia ..................................................... 306
 10.4.2 Espectro disperso de secuencia directa ......................................................... 308
 10.4.3 Acceso múltiple por división de código ......................................................... 309
RESUMEN .............................................................................................................................. 311
PREGUNTAS DE REPASO .................................................................................................. 312
PROBLEMAS .......................................................................................................................... 312
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C ONTENID OXII
CAPÍTULO 11: REDES DE TRANSMISIÓN .................................................................... 313
11.1 INTRODUCCIÓN .......................................................................................................314
11.2 REDES PDH .................................................................................................................. 314
 11.2.1 Jerarquía de velocidades .................................................................................. 315
 11.2.2 Métodos de multiplexaje .................................................................................. 315
 11.2.3 Limitaciones de la tecnología PDH ................................................................ 317
11.3 REDES SONET/SDH ................................................................................................... 318
 11.3.1 Jerarquía de velocidades y métodos de multiplexaje.................................... 319
 11.3.2 Tipos de equipos ............................................................................................... 321
 11.3.3 Pila de protocolos ............................................................................................. 323
 11.3.4 Tramas STM-N ................................................................................................. 323
 11.3.5 Topologías típicas ............................................................................................. 326
 11.3.6 Métodos para garantizar la supervivencia de la red ..................................... 327
11.4 REDES DWDM ............................................................................................................. 333
 11.4.1 Principios de operación ................................................................................... 334
 11.4.2 Amplifi cadores de fi bra óptica ........................................................................ 335
 11.4.3 Topologías típicas ............................................................................................. 336
 11.4.4 Multiplexores ópticos de entrada/salida ........................................................ 339
 11.4.5 Conexiones cruzadas ópticas .......................................................................... 340
11.5 ESTUDIO DE UN CASO ............................................................................................ 341
RESUMEN .............................................................................................................................. 344
PREGUNTAS DE REPASO .................................................................................................. 345
PROBLEMAS ......................................................................................................................... 346
PARTE III: REDES DE ÁREA LOCAL ................................................................................ 347
CAPÍTULO 12: ETHERNET ................................................................................................ 351
12.1 INTRODUCCIÓN ....................................................................................................... 352
12.2 CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS PROTOCOLOS LAN .................. 352
 12.2.1 Topologías y medios de transmisión compartidos estándares ................... 353
 12.2.2 Pilas de protocolos de las LAN ....................................................................... 354
 12.2.3 Estructura de los estándares IEEE 802.x........................................................ 361
12.3 CSMA/CD ...................................................................................................................... 363
 12.3.1 Direcciones MAC ............................................................................................. 363
 12.3.2 Acceso al medio de transmisión y transmisión de datos ............................. 364
 12.3.3 Colisiones ........................................................................................................... 365
 12.3.4 Valor del retardo de la trayectoria y detección de colisiones ...................... 367
12.4 FORMATOS DE LAS TRAMAS DE ETHERNET .................................................. 370
 12.4.1 802.3/LLC .......................................................................................................... 370
 12.4.2 Trama 802.3/Novell 802.3 ................................................................................ 372
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C ONTENID O XIII
 12.4.3 Trama Ethernet DIX/Ethernet II .................................................................... 372
 12.4.4 Trama Ethernet SNAP ...................................................................................... 372
 12.4.5 Uso de los diferentes tipos de tramas Ethernet ............................................. 373
12.5 MÁXIMO DESEMPEÑO DE LA RED ETHERNET .............................................. 374
12.6 ESPECIFICACIONES DEL MEDIO FÍSICO DE ETHERNET ............................ 376
 12.6.1 10Base-5 ............................................................................................................. 376
 12.6.2 10Base-2 ............................................................................................................. 379
 12.6.3 10Base-T ............................................................................................................ 380
 12.6.4 Ethernet por fi bra óptica .................................................................................. 383
 12.6.5 Dominio de colisión ......................................................................................... 384
 12.6.6 Características comunes de los estándares Ethernet a 10 Mbps ................. 385
12.7 ESTUDIO DE UN CASO ............................................................................................ 386
RESUMEN .............................................................................................................................. 390
PREGUNTAS DE REPASO .................................................................................................. 391
PROBLEMAS ......................................................................................................................... 392
CAPÍTULO 13: ETHERNET DE ALTA VELOCIDAD ................................................... 395
13.1 INTRODUCCIÓN ....................................................................................................... 396
13.2 FAST ETHERNET ....................................................................................................... 396
 13.2.1 Perspectiva histórica ........................................................................................ 396
 13.2.2 Capa física del Fast Ethernet .......................................................................... 397
 13.2.3 Especifi caciones 100Base-FX/TX/T4 ............................................................ 400
 13.2.4 Reglas para construir segmentos de Fast Ethernet utilizando
repetidores ........................................................................................................ 402
 13.2.5 Características específi cas de 100VG-AnyLAN ........................................... 405
13.3 GIGABIT ETHERNET ............................................................................................... 406
 13.3.1 Perspectiva histórica ........................................................................................ 407
 13.3.2 Problemas ......................................................................................................... 407
 13.3.3 Aseguramiento del diámetro de la red de 200 metros ................................ 408
 13.3.4 Especifi caciones del medio físico 802.3z ...................................................... 409
 13.3.5 Gigabit Ethernet basado en un par trenzado de categoría 5 ...................... 410
RESUMEN ..............................................................................................................................411
PREGUNTAS DE REPASO ................................................................................................... 412
PROBLEMAS .......................................................................................................................... 412
CAPÍTULO 14: LAS LAN DE MEDIOS COMPARTIDOS ............................................ 415
14.1 INTRODUCCIÓN ....................................................................................................... 416
14.2 TOKEN RING ............................................................................................................... 416
 14.2.1 Acceso a la señal circulante (Token-Passing) ............................................... 417
 14.2.2 Capa física de Token Ring .............................................................................. 419
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C ONTENID OXIV
14.3 FDDI ............................................................................................................................. 420
 14.3.1 Características principales de FDDI .............................................................. 421
 14.3.2 Tolerancia a las fallas FDDI ............................................................................. 423
14.4 LAS LAN INALÁMBRICAS ....................................................................................... 425
 14.4.1 Características específi cas de las lan inalámbricas ...................................... 426
 14.4.2 Pila de protocolos IEEE 802.11 ....................................................................... 429
 14.4.3 Topologías de las LAN 802.11......................................................................... 431
 14.4.4 Acceso al medio compartido ........................................................................... 432
 14.4.5 Seguridad ........................................................................................................... 436
14.5 PAN Y BLUETOOTH .................................................................................................. 437
 14.5.1 Características específi cas de las PAN ........................................................... 437
 14.5.2 Arquitectura Bluetooth ................................................................................... 438
 14.5.3 Pila de protocolos Bluetooth .......................................................................... 440
 14.5.4 Tramas Bluetooth ............................................................................................. 442
 14.5.5 Cómo funciona Bluetooth .............................................................................. 443
14.6 EQUIPO PARA LAN DE MEDIOS COMPARTIDOS .......................................... 444
 14.6.1 Funciones principales de los adaptadores de red ......................................... 445
 14.6.2 Funciones principales de los concentradores ............................................... 447
 14.6.3 Autoparticionamiento ..................................................................................... 449
 14.6.4 Soporte de enlaces de reserva ......................................................................... 449
 14.6.5 Protección contra acceso no autorizado ........................................................ 450
 14.6.6 Concentradores de segmentos múltiples ...................................................... 451
 14.6.7 Diseño del concentrador .................................................................................. 453
RESUMEN .............................................................................................................................. 455
PREGUNTAS DE REPASO .................................................................................................. 457
PROBLEMAS ......................................................................................................................... 458
CAPÍTULO 15: FUNDAMENTOS DE LAN CONMUTADA ....................................... 459
15.1 INTRODUCCIÓN ...................................................................................................... 460
15.2 ESTRUCTURACIÓN DE REDES LÓGICAS CON EL USO
DE PUENTES Y SWITCHES INTERRUPTORES ............................................. 460
 15.2.1 Ventajas y desventajas de las LAN de medios compartidos ....................... 460
 15.2.2 Ventajas de la estructuración de una red lógica ........................................... 462
 15.2.3 Algoritmo de puente transparente del estándar IEEE 802.1D ................... 465
 15.2.4 Limitaciones topológicas de la LAN conmutada ......................................... 470
15.3 SWITCHES INTERRUPTORES ............................................................................ 471
 15.3.1 Características específi cas de los switches .................................................... 471
 15.3.2 Switches sin bloqueo ....................................................................................... 476
 15.3.3 Superación de la congestión ........................................................................... 478
 15.3.4 Traducción de los protocolos de capa de enlace de datos ........................... 479
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C ONTENID O XV
 15.3.5 Filtrado del tráfi co ........................................................................................... 480
 15.3.6 Arquitectura y diseño del switch ................................................................... 481
 15.3.7 Características del desempeño de switches .................................................. 485
15.4 PROTOCOLOS DE LAN FULLDÚPLEX .............................................................. 488
 15.4.1 Cambios introducidos en la capa MAC por la operación
en modo full-dúplex ........................................................................................ 488
 15.4.2 Problemas de control de congestión en el modo full-dúplex ..................... 489
 15.4.3 Ethernet 10G .................................................................................................... 492
RESUMEN .............................................................................................................................. 494
PREGUNTAS DE REPASO .................................................................................................. 495
PROBLEMAS .......................................................................................................................... 496
CAPÍTULO 16: CARACTERÍSTICAS AVANZADAS DE LAN CONMUTADAS ..... 497
16.1 INTRODUCCIÓN ...................................................................................................... 498
16.2 ALGORITMO DE ÁRBOL DE EXPANSIÓN .......................................................... 498
 16.2.1 Defi niciones requeridas .................................................................................. 499
 16.2.2 Procedimiento de tres etapas para construcción del árbol ........................ 500
 16.2.3 Ventajas y desventajas del STA ....................................................................... 504
16.3 AGREGACIÓN DE ENLACE EN LAN ................................................................... 504
 16.3.1 Canales lógicos y troncales ............................................................................. 504
 16.3.2 Eliminación de la generación de tramas ....................................................... 506
 16.3.3 Selección del puerto ........................................................................................ 508
16.4 LAN VIRTUALES ........................................................................................................ 511
 16.4.1 Objetivo de la VLAN....................................................................................... 512
 16.4.2 Creación de VLAN basadas en un switch .................................................... 514
 16.4.3 Creación de VLAN basadas en varios switches ........................................... 515
16.5 CALIDAD DEL SERVICIO EN LAN ....................................................................... 519
16.6 LIMITACIONES DE PUENTES Y SWITCHES ..................................................... 521
16.7 ESTUDIO DE CASO ................................................................................................... 522
RESUMEN .............................................................................................................................. 523
PREGUNTAS DE REPASO .................................................................................................. 524
PARTE IV: INTERCONEXIÓN DE REDES TCP/IP ......................................................... 527
CAPÍTULO 17: DIRECCIONAMIENTO EN REDES TCP/IP ...................................... 529
17.1 INTRODUCCIÓN ...................................................................................................... 530
17.2 TIPOS DE DIRECCIÓN DE LA PILA TCP/IP ...................................................... 530
 17.2.1 Direcciones locales ........................................................................................... 530
 17.2.2 Direcciones de red IP ...................................................................................... 531
 17.2.3 Nombres de dominio ....................................................................................... 533
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17.3 FORMATO DE DIRECCIÓN IP ............................................................................... 533
 17.3.1 Clases de direcciones IP .................................................................................. 534
 17.3.2 Direcciones IP especiales ................................................................................ 536
 17.3.3 Uso de máscaras en el direccionamiento IP ................................................. 537
17.4 ORDEN DE ASIGNACIÓN DE DIRECCIÓN IP .................................................. 539
 17.4.1 Asignación de dirección en una red autónoma ........................................... 539
 17.4.2 Asignación de dirección centralizada ............................................................ 540
 17.4.3 Direccionamiento y CIDR ............................................................................... 540
17.5 MAPEO DE DIRECCIONES IP A DIRECCIONES LOCALES .......................... 542
 17.5.1 ARP .................................................................................................................... 543
 17.5.2 Proxy-ARP ........................................................................................................ 547
17.6 DNS ............................................................................................................................. 548
 17.6.1 Nombres simbólicos simples .......................................................................... 549
 17.6.2 Nombres simbólicos jerárquicos .................................................................... 549
 17.6.3 Modo de operación DNS ................................................................................. 551
 17.6.4 Zona de consulta inversa ................................................................................ 553
17.7 DHCP ............................................................................................................................. 554
 17.7.1 Modos DHCP ................................................................................................... 555
 17.7.2 Algoritmo de asignación de dirección dinámica ......................................... 556
RESUMEN .............................................................................................................................. 558
PREGUNTAS DE REPASO ................................................................................................... 560
PROBLEMAS .......................................................................................................................... 561
CAPÍTULO 18: PROTOCOLO DE INTERNET ............................................................... 563
18.1 INTRODUCCIÓN ...................................................................................................... 564
18.2 FORMATO DE PAQUETE DE IP ............................................................................ 564
18.3 MÉTODO DE ENRUTAMIENTO DE IP ................................................................ 567
 18.3.1 Estructura simplifi cada de la tabla de enrutamiento .................................. 569
 18.3.2 Tablas de enrutamiento en nodos terminales .............................................. 571
 18.3.3 Tablas de rutina de búsqueda que no contienen máscaras ........................ 572
 18.3.4 Ejemplos de tablas de enrutamiento de diferentes formatos ..................... 573
 18.3.5 Fuentes y tipos de registros en tabla de enrutamiento ................................ 577
 18.3.6 Ejemplo de enrutamiento IP sin máscaras ................................................... 578
18.4 ENRUTAMIENTO MEDIANTE EL USO DE MÁSCARAS ................................ 582
 18.4.1 Estructura de una red con máscaras de la misma longitud ....................... 583
 18.4.2 Algoritmo para búsqueda en tabla que explica las máscaras ..................... 585
 18.4.3 Uso de máscaras de longitud variable ........................................................... 587
 18.4.4 Traslape de espacios de dirección .................................................................. 590
 18.4.5 Enrutamiento y CIDR ..................................................................................... 594
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C ONTENID O XVII
18.5 FRAGMENTACIÓN DE PAQUETES IP ................................................................. 596
 18.5.1 MTU como parámetro tecnológico .............................................................. 596
 18.5.2 Parámetros de fragmentación ........................................................................ 597
 18.5.3 Procedimientos de fragmentación y paquetes de ensamble ...................... 598
 18.5.4 Ejemplo de fragmentación .............................................................................. 599
18.6 IPV6 ............................................................................................................................. 600
 18.6.1 Direcciones de modernización de la pila TCP/IP ....................................... 601
 18.6.2 Sistema de direccionamiento escalable ......................................................... 602
 18.6.3 Formato de encabezado fl exible ..................................................................... 607
 18.6.4 Reducción de la carga en los ruteadores ....................................................... 609
RESUMEN .............................................................................................................................. 610
PREGUNTAS DE REPASO .................................................................................................. 611
PROBLEMAS .......................................................................................................................... 612
CAPÍTULO 19: PROTOCOLOS PRINCIPALES DE LA PILA TCP/IP ....................... 615
19.1 INTRODUCCIÓN ...................................................................................................... 616
19.2 PROTOCOLOS DECAPA DE TRANSPORTE TCP Y UDP .............................. 616
 19.2.1 Puertos .............................................................................................................. 617
 19.2.2 UDP ................................................................................................................... 618
 19.2.3 Formato de segmento TCP ............................................................................. 621
 19.2.4 Conexiones lógicas como base para la confi abilidad de TCP ..................... 622
 19.2.5 Número de secuencia y número de reconocimiento .................................. 625
 19.2.6 Ventana del receptor ........................................................................................ 627
 19.2.7 Principio de reconocimiento acumulativo ................................................... 628
 19.2.8 Tiempo límite de reconocimiento ................................................................. 628
 19.2.9 Control de la ventana del receptor ................................................................ 629
19.3 PROTOCOLOS DE RUTINA .................................................................................... 631
 19.3.1 Clasifi cación de protocolos de rutina ............................................................ 631
 19.3.2 Protocolo de información de enrutamiento ................................................. 638
 19.3.3 Primera trayectoria más corta abierta ........................................................... 646
 19.3.4 Protocolo de compuerta de frontera ............................................................. 650
19.4 PROTOCOLO DE MENSAJE DE CONTROL DE INTERNET ........................... 652
 19.4.1 Tipos de mensajes ICMP ................................................................................ 653
 19.4.2 Formato del mensaje de solicitud/respuesta de reenvío o “eco”:
la utilidad Ping ................................................................................................. 656
19.4.3 Formato de mensaje de error: la utilidad Traceroute 
(“ruta de rastreo”) ............................................................................................ 657
RESUMEN ............................................................................................................................... 659
PREGUNTAS DE REPASO .................................................................................................. 661
PROBLEMAS .......................................................................................................................... 662
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C ONTENID OXVIII
CAPÍTULO 20: CARACTERÍSTICAS AVANZADAS 
DE LOS RUTEADORES IP...................................................................... 665
20.1 INTRODUCCIÓN ...................................................................................................... 666
20.2 FILTRADO ................................................................................................................... 666
 20.2.1 Filtrado de tráfi co de usuario ......................................................................... 667
 20.2.2 Filtrado de anuncios de ruteo ........................................................................ 670
20.3 QoS DE IP ..................................................................................................................... 670
 20.3.1 Modelos de QoS de IntServ y Diff Serv .......................................................... 671
 20.3.2 Algoritmo de cubeta de estafetas ................................................................... 672
 20.3.3 Detección aleatoria temprana ......................................................................... 674
 20.3.4 Marco de servicios integrados y RSVP ......................................................... 675
 20.3.5 Marco de servicios diferenciados .................................................................. 678
20.4 TRADUCCIÓN DE DIRECCIÓN DE RED ........................................................... 683
 20.4.1 Razones para la traducción de dirección ...................................................... 683
 20.4.2 NAT tradicional ............................................................................................... 684
 20.4.3 NAT básica ........................................................................................................ 685
 20.4.4 Traducción de puerto y dirección .................................................................. 686
20.5 RUTEADORES ............................................................................................................ 688
 20.5.1 Funciones del ruteador ................................................................................... 688
 20.5.2 Clasifi cación de los ruteadores por áreas de aplicación .............................. 691
RESUMEN .............................................................................................................................. 696
PREGUNTAS DE REPASO .................................................................................................. 697
PROBLEMAS ......................................................................................................................... 699
PARTE V: REDES DE ÁREA AMPLIA ................................................................................ 701
CAPÍTULO 21: WAN DE CIRCUITO VIRTUAL ............................................................ 703
21.1 INTRODUCCIÓN ...................................................................................................... 704
21.2 TÉCNICA DE CIRCUITOS VIRTUALES ............................................................... 705
 21.2.1 Circuitos virtuales conmutados ..................................................................... 705
 21.2.2 Circuitos virtuales permanentes .................................................................... 708
 21.2.3 Comparación con la técnica de datagrama .................................................. 709
21.3 REDES X.25 .................................................................................................................. 710
 21.3.1 Estructura y objetivos de las redes X.25 ........................................................ 710
 21.3.2 Direccionamiento en redes X.25 .................................................................... 712
 21.3.3 Pila de protocolos en redes X.25 .................................................................... 712
21.4 REDES FRAME RELAY ............................................................................................. 714
 21.4.1 Pila de protocolos de Frame Relay ................................................................ 715
 21.4.2 Soporte de QoS ................................................................................................ 717
21.5 TECNOLOGÍA ATM .................................................................................................. 721
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C ONTENID O XIX
 21.5.1 Principios fundamentales de la operación de ATM .................................... 722
 21.5.2 Pila de protocolo de ATM .............................................................................. 727
 21.5.3 Capa de adaptación de ATM ........................................................................... 727
 21.5.4 Protocolo ATM ................................................................................................. 729
 21.5.5 Categorías de servicios de protocolos de ATM y control de tráfi co ......... 732
RESUMEN ..............................................................................................................................737
PREGUNTAS DE REPASO .................................................................................................. 738
PROBLEMAS ......................................................................................................................... 738
CONCLUSIÓN: MIRANDO HACIA EL FUTURO . ....................................................... 741
REFERENCIAS Y LECTURAS RECOMENDADAS ....................................................... 743
ÍNDICE ................................................................................................................................... 751
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PREFACIO
ENFOQUE
Este libro representa un curso fundamental acerca de redes de computadoras, el cual combina 
la cobertura de los temas principales, problemas y tecnologías de esta área del conocimiento 
en creciente desarrollo, con una consideración a fondo de los detalles de cada tecnología y 
las características específi cas del equipo utilizado. La obra es el resultado de años de expe-
riencia acumulada por los autores a partir de la enseñanza en varias universidades, centros 
de entrenamiento en empresas comerciales y en grandes fi rmas corporativas.
Los enunciados siguientes son característicos del presente volumen:
n Enfoque en las funciones de transporte de la red. Las funciones de transporte aseguran 
la transmisión de datos entre computadoras, organizando así una red de computadoras. 
Se pondrá especial atención en el estudio de la arquitectura de red, los fundamentos 
principales de la operación del equipo de telecomunicaciones y los protocolos principales, 
incluido el Protocolo Internet (IP), Ethernet, Bluetooth, IEEE 802.11 (Wi-Fi), el Modo 
de Transferencia Asíncrona (ATM), Frame Relay, que utilizan las redes para el transpor-
te de datos. Considerando los servicios de red, también se centra el interés en aquellos 
conceptos dirigidos fundamentalmente al soporte de las funciones de transporte en la red 
(como el sistema de nombre de dominio, el protocolo de la confi guración dinámica del 
host, VPN e IPSec), más que en proporcionar servicios a los usuarios de computadoras 
(por ejemplo, servicios Web).
n No solamente IP. El éxito de Internet ha hecho de IP el medio principal para construir 
redes; sin embargo, en este libro no sólo se estudian en detalle las tecnologías IP que 
permiten la conexión de varias redes disímiles en una superred única (como Internet), 
sino también se analizan las tecnologías para construir redes, como Ethernet o ATM, 
con base en las cuales está construida la red unifi cada. Ambos tipos de tecnologías son 
igualmente importantes para construir una red efi caz actual y en esta obra se trata de 
recuperar el balance, el cual se ha sesgado en épocas recientes a favor de IP ⎯un efecto 
marcado por conocer hacia dónde va la gente—.
n La combinación de las ciencias de la computación y la ingeniería en computación. En 
el presente texto usted encontrará descripciones de los principios de operación de las redes 
A Klavdia Korytchenko
y
Daniel Ekaette
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PREFACIOXXII
de telecomunicaciones y los algoritmos de operación de los protocolos de comunicacio-
nes. En general, esta información se clasifi ca como ciencia de la computación y es nece-
saria para realizar una investigación exitosa. También se proporcionan un gran número 
de detalles técnicos acerca de los dispositivos de comunicaciones, así como ejemplos 
prácticos de diseño de redes de varios tipos. Esto será de mucha utilidad a medida que 
usted se prepare para practicar la ingeniería, la cual desempeña un papel muy importante 
para cualquier profesional de las telecomunicaciones.
n Convergencia de todos los tipos de redes de telecomunicaciones. La convergencia des-
empeña un papel cada vez más importante y ejerce una infl uencia creciente en las redes 
de computadoras, de televisión y de radio. A partir de los capítulos introductorios de este 
libro, se refl eja esta tendencia actual y se demuestran los principales mecanismos de las 
redes de computadoras, como el multiplexaje, la conmutación y el enrutamiento, desde 
las posiciones más generales válidas para las redes de comunicaciones de todo tipo.
A QUIÉN VA DIRIGIDA ESTA OBRA
El material incluido en el presente libro se ha probado con éxito en un público con una actitud 
sin compromisos. Dicha audiencia estuvo formada por estudiantes con niveles de experiencia e 
intereses personales considerablemente distintos. Entre ellos hubo estudiantes de licenciatura 
y posgrado de diferentes universidades, jefes de departamento de tecnologías de información 
y administradores de red e integradores. Los cursos estuvieron diseñados con el fi n de ofre-
cer una base sólida para un estudio adicional de los principiantes y, al mismo tiempo, para 
permitir que los especialistas mejoraran y organizaran mejor sus conocimientos.
Dicho libro está dirigido sobre todo a estudiantes de licenciatura y posgrado que deseen 
obtener conocimientos organizados tanto teóricos como prácticos acerca de las redes de 
computadoras.
Asimismo, deseamos que el presente volumen sea de utilidad para especialistas que em-
piecen a estudiar las tecnologías de información y que tengan una idea general solamente 
acerca de la operación de las redes con base en su trabajo práctico con PC conectadas a
Internet. Aquellos que deseen obtener un conocimiento básico pueden utilizar este libro con 
el fi n de continuar su estudio teórico acerca de la operación de las redes.
El libro también será de gran utilidad para profesionales en redes que tengan experiencia, 
que deseen enterarse de las más nuevas tecnologías y que no hayan encontrado en el curso de 
sus actividades prácticas y para organizar el conocimiento que ya poseen. Este libro también 
puede usarse como una referencia práctica en la cual se puedan encontrar la descripción de 
un protocolo específi co, un formato de trama, etc.; además, ofrece las bases teóricas que se 
requieren para preparar las certifi caciones de Cisco, como CCNA, CCNP, CCDP y CCIP.
Este libro está conformado por 21 capítulos organizados en cinco partes, a saber:
n La primera parte, Fundamentos de la conectividad de redes, abarca la “primera vuelta” de la 
espiral cuando se estudian las redes de computadoras. El proceso de aprendizaje siempre 
tiene una naturaleza espiral. No es factible comprender de inmediato y por completo un 
fenómeno complejo; por el contrario, cualquier fenómeno de este tipo debe estudiarse 
desde diferentes puntos de vista, en general y en particular, regresando en ocasiones al 
estudio de material que en apariencia ya se comprendió y con cada nueva vuelta, la es-
piral del conocimiento acumula información. En la primera parte, que consiste en siete 
capítulos, se describen los fundamentos principales y más importantes y las soluciones 
arquitectónicas, los cuales son la base de todas las tecnologías modernas de redes y que se 
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XXIII
estudian en las diferentes partes de este libro. De acuerdo con el proceso de convergencia 
de redes, se consideraron los principios de conmutación, multiplexaje, enrutamiento y 
direccionamiento y la arquitectura de las redes de computadoras desde la perspectiva más 
general, comparadas con los fundamentos similares de otras redes de comunicaciones 
⎯redes telefónicas, de transporte, de radio y de televisión—. Esta parte fi naliza con el 
estudio del capítulo que trata acerca de los problemas de la calidad del servicio (QoS) en 
las redes de conmutación de paquetes. Por lo tanto, los conceptos de QoS considerados 
por mucho tiempo una rama trivial de las tecnologíasde redes se han convertido en uno 
de los principios básicos en el diseño de las redes de computadoras.
n La segunda parte, Tecnologías de la capa física, incluye cuatro capítulos: 8: Enlaces de 
transmisión; 9: Codifi cación de datos y multiplexaje; 10: Transmisión inalámbrica, y 11: 
Redes de transmisión. Los primeros dos capítulos describen los diferentes tipos de enlaces 
de transmisión y ofrecen información detallada acerca del método actual para transmitir 
información discreta a través de las redes. La presencia de este material en el libro permite 
al lector aprender la cantidad mínima requerida de información sin necesidad de pasar 
largas horas revisando múltiples publicaciones especializadas. La lista de estas áreas del 
conocimiento incluye la teoría de la información, el análisis espectral, la codifi cación de 
datos física y lógica, y la detección y corrección de errores. En el capítulo 10 se estudia la 
transmisión de datos de forma inalámbrica, la cual está siendo más popular cada día. El 
elevado nivel de ruido y las complejas trayectorias de la propagación de ondas requieren 
métodos especiales de codifi cación y transmisión de señales en enlaces de comunicaciones 
inalámbricos. En el capítulo 11 se analizan diversas tecnologías, como la jerarquía digital 
plesiocrona (PDH), SDH/SONET y el multiplexaje por división de onda densa, las cuales 
forman la infraestructura de los enlaces físicos de las redes globales de telecomunicacio-
nes. Las redes telefónicas o de computadoras instaladas trabajan con base en los canales 
construidos por las redes de transmisión.
n En la tercera parte, Redes de área local, se proporcionan descripciones en detalle de prác-
ticamente todas las tecnologías principales de LAN, incluidas Ethernet, Token Ring y 
la interfase de datos distribuidos por fi bra óptica (FDDI), así como tecnologías de alta 
velocidad más modernas. Existen LAN actuales cuando domina una de las tecnologías 
o, para ser más precisos, la familia de tecnologías ⎯Ethernet⎯. Naturalmente, se exa-
mina esta tecnología con más profundidad que las otras. En el capítulo 12 se estudia la 
tecnología Ethernet a 10 Mbps clásica, y en el capítulo 13 se describen las versiones a alta 
velocidad de Ethernet con base en el medio compartido, llámese Fast Ethernet o Gigabit 
Ethernet. En el capítulo 14 se describen otras tecnologías LAN que también utilizan un 
medio compartido ⎯Token Ring, FDDI y dos tecnologías inalámbricas⎯, la LAN IEEE 
802.11 y la red de área personal Bluetooth. Los dos últimos capítulos de esta parte, 15 
y 16, están dedicados a las LAN conmutadas. En el primero se estudian los principios 
fundamentales de la operación de dichas redes: el algoritmo de la operación del switch 
LAN, las versiones dúplex de los protocolos LAN y las características específi cas de la 
implementación de los switches LAN. En el capítulo 16 se analizan las potencialidades 
adicionales de las redes de este tipo, incluidos los enlaces de respaldo en el algoritmo de 
árbol extendido y la técnica de LAN virtual.
n De acuerdo con la lógica que establece el modelo de interconexión de sistemas abiertos, 
las partes dedicadas a las tecnologías de las capas física y de enlace de datos deben ser 
examinadas en la cuarta parte, que se concentra en las tecnologías de la capa de red que 
aseguran la posibilidad de combinar un gran número de redes diferentes en una red 
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unifi cada. Debido a que IP es el líder indiscutible entre los protocolos de la capa de red, 
le dedicamos gran parte de nuestra atención en este libro. En el capítulo 17 se explican 
diferentes aspectos del direccionamiento IP: los métodos de mapeo de direcciones locales, 
de red y simbólicas; los métodos para usar las máscaras de red; los métodos modernos para 
agregar direcciones IP; y los métodos de confi guración automática de los nodos IP. En el 
capítulo 18 se estudia en detalle la operación de IP en relación con el direccionamiento y
fragmentación de paquetes, se describe el formato general de la tabla de enrutamiento
y se dan ejemplos de su implementación particular en ruteadores de hardware y soft ware 
de diferentes tipos. En la descripción de las características específi cas de la nueva versión 
de IP ⎯IPv6⎯ se estudió el método de modernización del direccionamiento en detalle, 
así como los principales cambios realizados al formato del encabezado IP. El capítulo 19 
comienza con el estudio del protocolo de control de la transmisión (TCP) y el protocolo 
del datagrama de usuario (UDP), los cuales desempeñan un papel de intermediarios entre 
las aplicaciones y la infraestructura de transporte de la red. Más adelante, se estudia el 
protocolo de información de enrutamiento (RIP), la primera trayectoria abierta más corta 
(OSPF) y el protocolo de puerta de enlace (Gateway) fronteriza (BGP). Con el material 
que se proporciona se pueden analizar las áreas de aplicación de estos protocolos y la 
posibilidad de su uso en conjunto. Se concluye el capítulo con el estudio del protocolo 
de mensaje de control de Internet, que es la manera de informar al emisor por qué sus 
paquetes no fueron entregados al nodo destino. En el capítulo 20 se describen los tipos 
y características principales de los ruteadores, las variantes de su organización interna y 
los métodos para combinar las funciones de conmutación en enrutamiento dentro del 
mismo dispositivo: el switch de la capa 3. La investigación minuciosa del conjunto de 
protocolos TCP/IP en la parte IV lo hace muy valioso como una introducción indepen-
diente a las redes IP.
n Quinta parte: Las redes de área amplia. La tecnología IP considerada en la parte anterior de
este libro permite construir redes de diferentes tipos tanto locales como globales; además, 
existen otras tecnologías basadas en la técnica del circuito virtual que se diseñaron espe-
cialmente para las WAN. Estas tecnologías, implantadas en redes Frame Relay y ATM, 
se estudian en el capítulo 21. La técnica del circuito virtual representa una alternativa al 
método del datagrama del direccionamiento de paquetes, el cual es la base de las redes 
Ethernet e IP. La competencia entre estos dos principios fundamentales de transmisión de 
datos ha existido por mucho tiempo, prácticamente a partir del comienzo del desarrollo 
de las redes de conmutación en paquetes. 
Si bien es cierto que el estudio de las WAN puede extenderse mucho más aún, se con-
sidera que ello va más allá de los alcances propuestos por este libro. No obstante, para los 
lectores interesados en profundizar en el tema, se ofrecen una serie de lecturas recomen-
dadas para todos los temas (inclusive las redes de área amplia) al fi nal del libro.
Hemos puesto todo nuestro esfuerzo con el fi n de que el trabajo del lector con este libro 
sea lo más efi ciente posible. El índice detallado le permitirá encontrar, de manera rápida, el 
material de su interés utilizando los múltiples términos que existen en la industria de las redes 
actual. Cada capítulo cuenta con una sección de resumen que facilita al lector concentrarse 
en las ideas principales, en los temas y en los resultados de determinado capítulo. Lo anterior 
le ayudará a evitar la omisión de los principios fundamentales debido a la abundancia de 
hechos y detalles. Por último, cada capítulo termina con preguntas y problemas de repaso que 
se diseñaron con el fi n de verifi car el nivel de conocimiento que se obtuvo como resultado de 
la lectura de ese capítulo. En algunos casos, estos problemas tienen un signifi cado especial 
debido a que le ayudan a comprender mejor ciertas ideas.
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AGRADECIMIENTOS
Estamos profundamente agradecidos con los empleados de John Wiley & Sons, que elabo-
raron la edición en inglés: Gaynor Redvers-Mutton, editor en jefe