Internetworking



Internetworking es la práctica de la conexión de una red de ordenadores con otras redes a través de la utilización de puertas de enlace que proporcionan un método común de encaminamiento de información de paquetes entre las redes.

El sistema resultante de redes interconectadas se llama una red interna, o simplemente un internet. Internetworking es una combinación de las palabras inter ("entre") y la creación de redes; No Internet de trabajo o internacional de la red.

El ejemplo más notable de interconexión es la Internet, una red de redes basadas en muchas tecnologías de hardware subyacentes, pero unificados por una interconexión protocolo estándar, el de protocolos de Internet, a menudo se hace referencia también como TCP / IP.

La menor cantidad de esfuerzo para crear un internet (una interconexión de redes, no la de Internet), es tener dos redes locales de ordenadores conectados entre sí a través de un router.

Simplemente usando un conmutador o un concentrador para conectar dos redes de área local en conjunto no implica la interconexión; que sólo se expande la LAN originales.

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La interconexión de las redes

Internetworking comenzó como una manera de conectar tipos dispares de la tecnología de redes, sino que se extendió a través de la necesidad de desarrollo para conectar dos o más redes de área local a través de algún tipo de red de área amplia.

El término original para una interconexión de redes se Catenet. La definición de un conjunto de redes de hoy incluye la conexión de otros tipos de redes informáticas, tales como redes de área personal.

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Los elementos de red utilizados para conectar redes individuales en el ARPANET, el precursor de Internet, fueron llamados originalmente puertas de enlace, pero el término ha quedado en desuso en este contexto, debido a la posible confusión con funcionalmente diferentes dispositivos. Hoy en día las puertas de enlace de interconexión son llamados enrutadores.

Otro tipo de interconexión de redes a menudo se produce dentro de las empresas en la Capa de enlace del modelo de trabajo en red, es decir, en la capa centrado en el hardware por debajo del nivel de las interfaces lógicas de TCP / IP.

Esta interconexión se logra con puentes de red y conmutadores de red. Esto a veces se denomina incorrectamente interconexión, pero el sistema resultante es simplemente una más grande, sola subred, y no interconexión protocolo, tales como el Protocolo de Internet, se requiere para atravesar estos dispositivos.

Sin embargo, una única red de ordenadores se puede convertir en una interconexión de redes dividiendo la red en segmentos y, lógicamente, dividiendo el tráfico de segmento con router.

El Protocolo de Internet está diseñado para proporcionar una (no garantizado) poco fiable de paquetes de servicios a través de la red. La arquitectura evita los elementos de red intermedios mantenimiento de cualquier estado de la red.

En cambio, esta función se asigna a los puntos finales de cada sesión de comunicación. Para transferir datos de forma fiable, las aplicaciones deben utilizar un adecuado nivel de transporte de protocolo, tales como el Protocolo de Control de Transmisión (TCP), que proporciona un flujo confiable.

Algunas aplicaciones utilizan un protocolo de transporte menos orientado a conexiones más simple, User Datagram Protocol (UDP), para tareas que no requieren la entrega fiable de datos o que requieren servicio en tiempo real, tales como la transmisión de vídeo o chat de voz.

Modelos de redes

Dos modelos arquitectónicos se utilizan comúnmente para describir los protocolos y métodos utilizados en la conexión en red.

El Open System Interconnection modelo de referencia (OSI) fue desarrollado bajo los auspicios de la Organización Internacional de Normalización (ISO) y proporciona una descripción rigurosa para acodar funciones de protocolo del hardware subyacente a los conceptos de interfaz de software en aplicaciones de usuario.

Internetworking se implementa en la capa de red (capa 3) del modelo.

El protocolos de Internet, también llamado TCP / IP modelo de la Internet no fue diseñado para ajustarse al modelo OSI y no se refiere a él en cualquiera de las especificaciones normativas en las solicitudes de comentarios y de Internet estándares.

A pesar de apariencia similar a un modelo de capas, se utiliza una arquitectura mucho menos riguroso, vagamente definido que se ocupa sólo con los aspectos de la creación de redes lógica.

No se tratan las interfaces de bajo nivel específicos de hardware, y asume la disponibilidad de un enlace de capa de interfaz con el enlace de la red local a la que está conectado el receptor.

Internetworking se ve facilitada por los protocolos de su capa de Internet.

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Dispositivos internetworking

El término internetworking es utilizado para definir los elementos que se encargan de la unión de diferentes redes en cualquier nivel del modelo OSI (físico, enlace, red, etc.) de tal forma, que desde los niveles superiores se vea como una red homogénea aunque difieran en el medio físico (Ethernet, Token Ring, FDDI) o en la pila de protocolos utilizados (TCP, DECNET, etc.).

Los dispositivos básicos de internetworking son:

El objetivo principal de un hub o repetidor es el de reacondicionar la señal, regenerándola y retemporizandola a nivel de bits, para permitirles que viajen a mayores distancias a través de los medios.

Teniendo en cuenta la norma 5-4-3, que establece que se pueden conectar 5 segmentos de extremo a extremo usando 4 repetidores con computadores en 3 de sus segmentos para extender los segmentos de LAN.

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Este término es utilizado para un dispositivo con un solo puerto de "entrada" y un solo puerto de "salida" pero en la actualidad se utiliza el termino repetidor multipuerto.

UBICACION EN MODELO OSI:

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MARCAS DE EQUIPO

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El puente es un dispositivo de capa 2 diseñado para conectar dos segmentos LAN, su objetivo principal es filtrar el tráfico de una LAN para que el trafico local continúe siendo local pero permitiendo conectividad a otros segmentos.

El puente rastrea cuáles son las direcciones MAC que están ubicadas a cada lado del puente y toma sus decisiones basándose en esta lista de direcciones MAC.

Ejemplo: si el tráfico está entre dos computadores del piso 1, el puente decide que no debe mandarlo al piso 2 porque sabe que el destino está en el mismo piso por las direcciones MAC.

UBICACION EN MODELO OSI:

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MARCAS DE EQUIPO

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Un switch, al igual que un puente, es un dispositivo de capa 2. De hecho, el switch se denomina "puente multipuerto", La diferencia entre el hub y el switch es que los switches toman decisiones basándose en las direcciones MAC y los hubs no toman ninguna decisión.

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Como los switches son capaces de tomar decisiones, hacen que la LAN sea mucho más eficiente.

Los switches hacen esto enviando los datos sólo hacia el puerto al que está conectado el host destino apropiado. Por el contrario, el hub envía datos desde todos los puertos, de modo que todos los hosts deban ver y procesar (aceptar o rechazar) todos los datos.

UBICACION EN MODELO OSI:

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MARCAS DE EQUIPO

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Los enrutadores operan en la capa de red (así como Enlace de Datos y capa física) del modelo OSI.

Los enrutadores organizan una red grande en términos de segmentos lógicos tomando decisiones basadas en grupos de direcciones de red (la famosas direcciones IP) en contraposición con las direcciones MAC de Capa 2 individuales, cada segmento de red es asignado a una dirección así que cada paquete tiene tanto dirección destino como dirección fuente.

Son más inteligentes que los puentes, no sólo construyen tablas de enrutamiento, sino que además utilizan algoritmos para determinar la mejor ruta posible para una transmisión en particular.

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Los routers conectan distintas tecnologías de Capa 2, por ejemplo Ethernet, Token-ring y FDDI (fibra óptica).

Sin embargo, dada su aptitud para enrutar paquetes los han transformado en el núcleo de Internet ejecutando el protocolo IP.

Los protocolos usados para enviar datos a través de un enrutador son: IP (Arpanet), IPX (Novell) y DDP (AppleTalk Network layer Protocol) para protocolos de transporte enrutables.

UBICACION EN MODELO OSI:

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MARCAS DE EQUIPO

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Los Gateway, pasarelas o proxy servers son computadoras que trabajan en las capas superiores del modelo OSI (transporte, sesión, presentación y aplicación) y que están corriendo una aplicación o software.

Este software es capaz de realizar una infinidad de tareas: conversión de protocolos para proveer la comunicación de dos plataformas distintas (e.g SNA de IBM con una LAN de PCs).

También los Gateway suelen ser servidores que corren software de seguridad como firewall; correo electrónico (SNMP, POP3); servidores de web (HTTP/1.1); servidores de dominios de nombre (DNS), etc.

MARCAS DE EQUIPOS?

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Son dispositivos que se conectan de forma directa a un segmento de red, suministrando a los usuarios conexión para que estos puedan compartir, crear y obtener información de ella.

Los dispositivos host no forman parte de ninguna capa, estos se conectan a la red a través de la tarjeta de red (NIC Network Interface Card) y las demás capas OSI se ejecutan en el software ubicado dentro del host.

Esto significa que operan en todas las 7 capas del modelo OSI.

Ejecutan todo el proceso de encapsulamiento y desencapsulamiento para realizar la tarea de enviar mensajes de correo electrónico, imprimir informes, escanear figuras o acceder a las bases de datos.

A continuación se relacionan algunos ejemplos de host:

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Fundamentos del Internetworking

En este capítulo, se tratan algunos conceptos y términos fundamentales usados en el lenguaje de desarrollo del Internetworking.

Proporciona a un fundamento para entender el establecimiento de una red moderna, este capítulo resume algunos temas comunes presentados a través del resto de este texto.

Los temas incluyen control de flujo, el verificación de errores, y la multiplexación, pero este capítulo se enfoca principalmente en asociar el esquema del modelo OSI (Open System InterConnect) a las funciones de networking/internetworking y a resumir en general la naturaleza de los esquemas de direccionamiento (addressing) dentro del contexto del modelo de OSI.

¿Qué es una Internetwork?

Una Internetwork es una colección de redes individuales, conectadas por dispositivos intermediarios, que funciona como una gran red única.

Internetworking se refiere a la industria, a los productos, y a los procedimientos que resuelven el desafío de crear y de administrar internetworks.

En la imagen se ven algunas diversas clases de tecnologías de red que se pueden interconectar por ruteadores y otros dispositivos de red, para crear una Internetwork:

Diversas tecnologías de red se pueden conectar para crear una Internetwork.

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Historia del Internetworking

Las primeras redes eran de tiempo repartido que utilizaban unidades centrales (mainframes) y terminales conectadas a estas. Tales ambientes fueron implementados por System Network Architecture, de IBM (SNA) y la Network Architecture, de Digital.

Las redes de área local (LAN) evolucionaron alrededor de la revolución de la PC. Las LAN permitieron intercambiar archivos y mensajes a múltiples usuarios en un área geográfica relativamente pequeña, así como tener acceso a recursos compartidos tales como servidores de archivos.

Las redes de área amplia (WAN) interconectan LAN a través de las líneas telefónicas normales (y de otros medios físicos), de tal modo interconectando a usuarios dispersados geográficamente.

Hoy, las LAN de alta velocidad y las Internetworks switcheadas se están utilizando extensamente, en gran parte porque funcionan a una velocidad muy elevada y soportan aplicaciones que consumen gran ancho de banda como transmisión de voz y de vídeo. El Internetworking evolucionó como solución a tres problemas claves: LAN aisladas, duplicación de recursos, y carencias en la administración de la red.

Las LANS hacen la comunicación electrónica entre diversas oficinas aisladas o los departamentos imposibles.

La duplicación de recursos significó que el mismo hardware y software tuvieron que ser provistos a cada oficina o departamento, al igual que un personal de soporte separado.

Esta carencia en el manejo de la red significó que no existía ningún método de managing y troubleshooting centralizado.

Desafíos del Internetworking

Implementar una Internetwork funcional no es una tarea sencilla. Se debe hacer frente a muchos desafíos, especialmente en las áreas de la conectividad, la confiabilidad, el management de la red y la flexibilidad. Cada área es clave a la hora de establecer una Internetwork eficiente y eficaz.

El desafío cuando se conectan varios sistemas es la comunicación entre las tecnologías dispares. Diversos sitios, por ejemplo, pueden utilizar diversos tipos de medio de transmisión, o puede ser que funcionen a las velocidades diferentes.

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Otra consideración esencial es que se debe mantener en cualquier Internetwork un servicio confiable. Los usuarios y organizaciones enteras dependen de un acceso constante y confiable a los recursos de la red.

Además, la administración de la red debe proporcionar una ayuda centralizada y capacidades de la localización de averías en una Internetwork.

La configuración, la seguridad, el funcionamiento, y otros detalles se deben tratar adecuadamente para que la Internetwork funcione sin tropiezos.

La flexibilidad, la preocupación final, es necesaria para la expansión de la red y las nuevas aplicaciones y servicios, entre otros factores.

Algo más del Internetworking:

Los dispositivos de Internetworking permiten a las LAN seguir extendiéndose por encima de las distancias máximas y se pueden usar para dividir grandes LAN en varias más pequeñas para aumentar las prestaciones globales del sistema.

Hay varias maneras diferentes de lograr interconexiones LAN a LAN. Para entender totalmente los diversos métodos de interconexión, es importante entender las diferentes capas del modelo OSI (Interconexión de Sistemas Abiertos - Open System InterConnect):

El Modelo OSI

Las comunicaciones de datos en una LAN pueden ser examinadas usando el modelo OSI. La comunicación de datos consiste en paquetes de información. Cada paquete puede contener información para cada sección del modelo OSI.

Las diferentes secciones se muestran a continuación. Los niveles bajos, del 1 a 3, se usa principalmente para comunicaciones de datos en la LAN.

Los niveles superiores, se usan internamente para conexiones del host a la LAN y no contribuyen directamente a la comunicación de la LAN.

Capa Física:

La capa física describe el método de transmisión de datos al nivel físico ("cableado") del medio de transmisión.

Capa de Enlace de Datos:

La capa de enlace de datos describe el método de empaquetar datos en unidades llamadas tramas o paquetes y enviar estas tramas de una interfaz en la LAN a otra interfaz en la misma LAN.

Dentro de cada LAN la capa de enlace de datos se emplea para la transmisión de los datos.

Capa de Red:

La capa de red describe el método de transferir tramas entre dispositivos en redes diferentes. Usando la capa de red es posible separar una LAN en redes distintas.

La capa de red a veces se denomina "sin conexión" (connectionless) porque cada trama se encamina independientemente, sin que el protocolo de la capa de red proporcione ninguna garantía de la transmisión de los datos.

La capa de red se limita a enviar la trama a la siguiente red en la ruta hacia la red de destino.

Capa de Transporte:

La capa de transporte describe el método de proporcionar transferencias fiables de datos entre los dispositivos LAN.

La capa de transporte es usada principalmente para la transmisión de tramas entre los protocolos de las capas superiores entre dispositivos diferentes en la red.

La capa de red se usa para conseguir que los datos lleguen a la red destino apropiado y la capa de transporte para asegurar la entrega garantizada de los datos.

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Protocolos de LAN más frecuentes:

Los protocolos usados para comunicación entre ordenadores pueden ser muy diversos.

Uno de los protocolos más comunes es el denominado Protocolo de Internet (IP o Internet Protocol).

Otros dos ejemplos de protocolos de red son IPX y DECNET. Estos protocolos funcionan dentro de la capa 3 del modelo OSI.

Como se puede ver en el diagrama siguiente, un protocolo de red en la capa 3 puede existir tanto en una LAN Ethernet como en una LAN Token Ring.

Las capas 1 y 2 se ocupan de la toma de comunicación física para cada tipo de LAN.

Es factible por tanto generar una trama IP en una LAN Ethernet y enviarla a través de la red para llegar a un ordenador en una LAN Token Ring.

Esta comunicación entre plataformas cruzadas es posible debido a que la capa de red es la misma en ambas LAN.

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Protocolos de LAN más frecuentes

Uniendo Múltiples LAN:

Los dispositivos de Internetworking permiten la interconexión de redes LAN para extender los límites de distancias o para dividir grandes LAN en múltiples pequeñas LAN para aumentar las prestaciones globales del sistema.

Hay varias maneras diferentes de lograr la interconexión de LAN a LAN.

El diagrama siguiente ilustra la representación de tres dispositivos diferentes de comunicaciones de datos y sus correspondencias a las capas del modelo OSI.

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Comunicaciones de Datos y el Modelo OSI

 

 

 

Autor:

Danny Kevin Reyes Quevedo