REDES DE AREA AMPLIA (WAN)

CARACTERISTICAS DE LAS REDES DE DATOS PUBLICAS

CONMUTACION DE CIRCUITOS Y DE PAQUETES 

Conmutacion de circuitos (circuit switching)

La conmutación de circuitos es un tipo de comunicación que establece o crea un canal dedicado (o circuito) durante la duración de una sesión. Después de que es terminada la sesión (e.g. una llamada telefónica) se libera el canal y éste podrá ser usado por otro par de usuarios. 

El ejemplo más típico de este tipo de redes es el sistema telefónico la cual enlaza segmentos de cable para crear un circuito o trayectoria única durante la duración de una llamada o sesión. Los sistemas de conmutación de circutos son ideales para comunicaciones que requieren que los datos/infiormación sean transmitidos en tiempo real. 
 

Conmutación de paquetes (packet switching)

En los sistemas basados en conmutación de paquetes, la información/datos a ser transmitida previamente es ensamblada en paquetes. Cada paquete es entonces transmitido individualmente y éste puede seguir diferentes rutas hacia su destino. Una vez que los paquetes llegan a su destino, los paquetes son otra vez re-ensamblados. 

Mientras que la conmutación de circuitos asigna un canal único para cada sesión, en los sistemas de conmutación de paquetes el canal es compartido por muchos usuarios simúltaneamente. La mayoría de los protocolos de WAN tales como TCP/IP, X.25, Frame Relay, ATM, son basados en conmutación de paquetes. 

La conmutación de paquetes es más eficiente y robusto para datos que pueden ser enviados con retardo en la transmisión (no en tiempo real), tales como el correo electrónico, paginas web, archivos, etc.

Existen dos vertientes en la conmutación de paquetes:
» Virtual Circuit Packet Switching (e.g. X.25, Frame Relay)
» Datagram Switching (e.g. Internet)

En general puede decirse que ambas técnicas de conmutación pueden emplearse bajos los siguientes criterios:

• Conmutación de circuitos:
• Tráfico constante
• Retardos fijos
• Sistemas orientados a conexión
• Sensitivos a pérdidas de la conexión
• Orientados a voz u otras aplicaciones en tiempo real
• Conmutación de paquetes:
• Tráfico en ráfagas
• Retardos variables
• Orientados a no conexión (pero no es una regla)
• Sensitivos a pérdida de datos
• Orientados a aplicaciones de datos

DATAGRAMAS Y CIRCUITOS VIRTUALES 

En la técnica de datagrama cada paquete se trata de forma independiente, conteniendo cada uno la dirección de destino. La red puede encaminar (mediante un router) cada fragmento hacia el Equipo Terminal de Datos (ETD) receptor por rutas distintas. Esto no garantiza que los paquetes lleguen en el orden adecuado ni que todos lleguen al destino.

Protocolos basados en datagramas: IPX, UDP, IPoAC, CL. Los datagramas tienen cabida en los servicios de red no orientados a la conexión (como por ejemplo UDP o Protocolo de Datagrama de Usuario). Los datagramas IP son las unidades principales de información de Internet. Los términos trama, mensaje, paquete de red y segmento también se usan para describir las agrupaciones de información lógica en las diversas capas del modelo de referencia OSI y en los diversos círculos tecnológicos.
 

La estructura de un datagrama es: cabecera y datos.

Un datagrama tiene una cabecera que contiene una información de direcciones de la capa de red. Los encaminadores examinan la dirección de destino de la cabecera, para dirigir los datagramas al destino.

Internet es una red de datagramas. La conmutación de los paquetes puede ser orientada a conexión y no orientada a conexión. En el caso orientado a conexión, el protocolo utilizado para transporte es TCP. Este garantiza que todos los datos lleguen correctamente y en orden. En el caso no orientado a conexión, el protocolo utilizado para transporte es UDP. UDP no tiene ninguna garantía, sin embargo esta propiedad de los UDP; es básicamente, la que hacen tan preferido los protocolos SNMP (Simple Network Management Protocol), aportándole la baja carga a la red que posee y su absoluta independencia al hardware entre los que facilita el intercambio de información. Opción que debe aumentar en el tiempo, si tenemos en cuenta que las primeras versiones de los SNMP datan de la era de los microprocesadores de 8 bits. Datagrama.
 

Un circuito virtual
 (VC por sus siglas en inglés) es un sistema de comunicación por el cual los datos de un usuario origen pueden ser transmitidos a otro usuario destino a través de más de un circuito de comunicaciones real durante un cierto periodo de tiempo, pero en el que la conmutación es transparente para el usuario. Un ejemplo de protocolo de circuito virtual es el ampliamente utilizado TCP (Protocolo de Control de Transmisión).

Es una forma de comunicación mediante conmutación de paquetes en la cual la información o datos son empaquetados en bloques que tienen un tamaño variable a los que se les denomina paquetes. El tamaño de los bloques lo estipula la red. Los paquetes suelen incluir cabeceras con información de control. Estos se transmiten a la red, la cual se encarga de su encaminamiento hasta el destino final. Cuando un paquete se encuentra con un nodo intermedio, el nodo almacena temporalmente la información y encamina los paquetes a otro nodo según las cabeceras de control. Es importante saber que en este caso los nodos no necesitan tomar decisiones de encaminamiento, ya que la dirección a seguir viene especificada en el propio paquete.

Las dos formas de encaminación de paquetes son: datagrama y circuitos virtuales. Este artículo está centrado en el segundo.

En los circuitos virtuales, al comienzo de la sesión se establece una ruta única entre las ETD (entidades terminales de datos) o los host extremos. A partir de aquí, todos los paquetes enviados entre estas entidades seguirán la misma ruta.

Las dos formas de establecer la transmisión mediante circuitos virtuales son los circuitos virtuales conmutados(SVC) y los circuitos virtuales permanentes(PVC).

Los circuitos virtuales conmutados (SVC) por lo general se crean ex profeso y de forma dinámica para cada llamada o conexión, y se desconectan cuando la sesión o llamada es terminada. Como ejemplo de circuito virtual conmutado se tienen los enlaces ISDN. Se utilizan principalmente en situaciones donde las transmisiones son esporádicas. En terminología ATM esto se conoce como conexión virtual conmutada. Se crea un circuito virtual cuando se necesita y existe sólo durante la duración del intercambio específico.
 

• La ETD A solicita el envío de paquetes a la ETD E.

• Cuando la conexión ya está establecida se comienzan a enviar los paquetes de forma ordenada por la ruta uno tras otro.

• Cuando la ETD E recibe el último paquete, se libera la conexión, por lo que el circuito virtual deja de existir.

CIRCUITO VIRTUAL PERMANTE

También se puede establecer un circuito virtual permanente (PVC) a fin de proporcionar un circuito dedicado entre dos puntos. Un PVC es un circuito virtual permanente establecido para uso repetido por parte de los mismos equipos de transmisión. En un PVC la asociación es idéntica a la fase de transferencia de datos de una llamada virtual. Los circuitos permanentes eliminan la necesidad de configuración y terminación repetitivas para cada llamada. Es decir se puede usar sin tener que pasar por la fase de establecimiento ni liberación de las conexiones. El circuito está reservado a una serie de usuarios y nadie más puede hacer uso de él. Una característica especial que en el SVC no se daba es que si dos usuarios solicitan una conexión, siempre obtienen la misma ruta.

El resumen general en cuanto a redes de comunicación sería el siguiente esquema:

REDES DE DATOS DE CONMUTACION

CAPA FISICA

CAPA DE ENLACE

Es la segunda capa del modelo OSI, el cual es responsable de latransferencia fiable de información a través de un circuito de transmisión de datos. Recibe peticiones de la capa de red y utiliza los servicios de lacapa física.

El objetivo de la capa de enlace es conseguir que la información fluya, libre de errores, entre dos máquinas que estén conectadas directamente (servicio orientado a conexión).

Para lograr este objetivo tiene que montar bloques de información (llamados tramas en esta capa), dotarles de una dirección de capa de enlace (Dirección MAC), gestionar la detección o corrección de errores, y ocuparse del control de flujo entre equipos (para evitar que un equipo más rápido desborde a uno más lento).

Cuando el medio de comunicación está compartido entre más de dos equipos es necesario arbitrar el uso del mismo. Esta tarea se realiza en la subcapa de control de acceso al medio.

Dentro del grupo de normas IEEE 802, la subcapa de enlace lógico se recoge en la norma IEEE 802.2 y es común para todos los demás tipos de redes (Ethernet o IEEE 802.3, IEEE 802.11 o Wi-Fi, IEEE 802.16 o WiMAX, etc.); todas ellas especifican un subcapa de acceso al medio así como una capa física distinta.

Otro tipo de protocolos de la capa de enlace serían PPP (Point to point protocol o protocolo punto a punto), HDLC (High level data link control o protocolo de enlace de alto nivel), por citar dos.

En la práctica la subcapa de acceso al medio suele formar parte de la propia tarjeta de comunicaciones, mientras que la subcapa de enlace lógico estaría en el programa adaptador de la tarjeta (driver en inglés).

CAPA DE PAQUETE DE RED

Cada uno de los bloques en que se divide, en el nivel de Red, la información a enviar. Por debajo del nivel de red se habla de trama de red, aunque el concepto es análogo.

En todo sistema de comunicaciones resulta interesante dividir la información a enviar en bloques de un tamaño máximo conocido. Esto simplifica el control de la comunicación, las comprobaciones de errores, la gestión de los equipos de encaminamiento (routers), etc.

Un paquete de datos es una unidad fundamental de transporte de información en todas las redes de computadoras modernas. Un paquete está generalmente compuesto de tres elementos: una cabecera(header en inglés) que contiene generalmente la información necesaria para trasladar el paquete desde el emisor hasta el receptor, el área de datos (payload en inglés) que contiene los datos que se desean trasladar, y la cola (trailer en inglés), que comúnmente incluye código de detección de errores.

ESTRUCTURA

Al igual que las tramas, los paquetes pueden estar formados por una cabecera, una parte de datos y una cola. En la cabecera estarán los campos que pueda necesitar el protocolo de nivel de red, en la cola, si la hubiere, se ubica normalmente algún mecanismo de comprobación de errores.

Dependiendo de que sea una red de datagramas o de circuitos virtuales (CV), la cabecera del paquete contendrá la dirección de las estaciones de origen y destino o el identificador del CV. En las redes de datagramas no suele haber cola, porque no se comprueban errores, quedando esta tarea para el nivel de transporte.
 

INTERCONEXION DE REDES X.25

REDES DE DATOS DE CONMUTACIÓN DE CIRCUITOS

PROTOCOLS DE INTERFAZ DE X  21
 

Es una especificación de interfaz para las comunicaciones diferenciales introducidas a mediados de la década de 1970 por la UIT-T . X.21 se introdujo por primera vez como un medio para proporcionar una interfaz de señalización digital para las telecomunicaciones entre operadores y equipos de los clientes. Esto incluye las especificaciones para DTE / DCE elementos de la interfaz física, la alineación de control de llamada personajes y comprobación de errores , los elementos de la fase de control de llamadas para la conmutación de circuitos , servicios y bucles de prueba.

INTERFACES  DE USUARIO

Acceso Básico
El acceso básico, conocido también por las siglas inglesas BRI (Basic Rate Interface), consiste en dos canales B full-duplex de 64 kbit/s y un canal D full-duplex de 16 kbit/s. Luego, la división en tramas, la sincronización, y otros bits adicionales dan una velocidad total a un punto de acceso básico de 192 kbit/s.
2B+D+señalización+framing

Acceso Primario

El acceso primario, también conocido por las siglas inglesas PRI (Primary Rate Interface) está destinado a usuarios con requisitos de capacidad mayores, tales como oficinas, empresas con PBX digital o red local. Debido a las diferencias en las jerarquías de transmisión digital usadas en distintos países, no es posible lograr un acuerdo en una única velocidad de los datos.
Estados Unidos, Japón y Canadá usan una estructura de transmisión basada en 1,544 Mbit/s, mientras que en Europa la velocidad estándar es 2,048 Mbit/s. Típicamente, la estructura para el canal de 1,544 Mbit/ses 23 canales B más un canal D de 64 kbit/s y, para velocidades de 2,048 Mbit/s, 30 canales B más un canal D de 64 kbit/s:

 
Interfaz Usuario-Red

Para definir los requisitos de acceso del usuario a RDSI, es muy importante comprender la configuración anticipada de los equipos del usuario y de las interfaces normalizadas necesarias. El primer paso es agrupar funciones que pueden existir en el equipo del usuario.
·         Puntos de Referencia: puntos conceptuales usados para separar grupos de funciones.
·         Agrupaciones funcionales: ciertas disposiciones finitas de equipos físicos o combinaciones de equipos.
El equipo terminal es el equipo de abonado que usa RDSI. Se definen dos tipos. El equipo terminal de tipo 1 (ET1) son dispositivos que soportan la interfaz RDSI normalizada. Por ejemplo: teléfonos digitales, terminales de voz/datos integrados y equipos de fax digitales. El equipo terminal de tipo 2 (ET2) contempla la existencia de equipos no RDSI. Por ejemplo, ordenadores huésped con una interfaz X.25. Tal equipo requiere un adaptador de terminal (AT) para conectarse a la interfaz RDSI.


REDES PRIVADAS



En la terminología de Internet, una red privada es una red que usa el espacio de direcciones IP especificadas en el documento RFC 1918. A los terminales puede asignársele direcciones de este espacio de direcciones cuando se requiera que ellas deban comunicarse con otras terminales dentro de la red interna (una que no sea parte de Internet) pero no con Internet directamente.
Las redes privadas son bastante comunes en esquemas de redes de área local (LAN) de oficina, pues muchas compañías no tienen la necesidad de una dirección IP global para cada estación de trabajo, impresora y demás dispositivos con los que la compañía cuente. Otra razón para el uso de direcciones de IP privadas es la escasez de direcciones IP públicas que pueden ser registradas. IPv6 se creó justamente para combatir esta escasez, pero aún no ha sido adoptado en forma definitiva.


Los enrutadores en Internet normalmente se configuran de manera tal que descarten cualquier tráfico dirigido a direcciones IP privadas. Este aislamiento le brinda a las redes privadas una forma de seguridad básica, dado que por lo general no es posible que alguien desde fuera de la red privada establezca una conexión directa a una máquina por medio de estas direcciones. Debido a que no es posible realizar conexiones entre distintas redes privadas a través de Internet, distintas compañías pueden usar el mismo rango de direcciones privadas sin riesgo de que se generen conflictos con ellas, es decir, no se corre el riesgo de que una comunicación le llegue por error a un tercero que esté usando la misma dirección IP.


Si un dispositivo de una red privada necesita comunicarse con otro dispositivo de otra red privada distinta, es necesario que cada red cuente con una puerta de enlace con una dirección IP pública, de manera que pueda ser alcanzada desde fuera de la red y así se pueda establecer una comunicación, ya que un enrutador podrá tener acceso a esta puerta de enlace hacia la red privada. Típicamente, esta puerta de enlace será un dispositivo de traducción de dirección de red (NAT) o un servidor proxy.
Sin embargo, esto puede ocasionar problemas cuando distintas compañías intenten conectar redes que usan direcciones privadas. Existe el riesgo de que se produzcan conflictos y problemas de ruteo si ambas redes usan las mismas direcciones IP para sus redes privadas o si dependen de la traducción de dirección de red (NAT) para que se conecten a través de Internet.