PDF de programación - Redes de computadores

Software libre

José María Barceló Ordinas
Jordi Íñigo Griera
Ramón Martí Escalé
Enric Peig Olivé
Xavier Perramon Tornil

XP06/M2105/01496

Redes
de computadores

U

www.uoc.edu

David Megías Jiménez

Jordi Mas i Hernández

Enric Peig Olivé

Coordinador

Coordinador

Coordinador

Doctor ingeniero de
Telecomunicaciones por la Universitat
Pompeu Fabra. Actualmente trabaja
en la especificación de metadatos
aplicados al comercio electrónico.
Es profesor en los Estudios de
Informática de la UPF.

Ingeniero en Informática por la UAB.
Magíster en Técnicas Avanzadas
de Automatización de Procesos
por la UAB.
Doctor en Informática por la UAB.
Profesor de los Estudios de Informática
y Multimedia
de la UOC.

Ingeniero de software en la empresa
de código abierto Ximian, donde
trabaja en la implementación
del proyecto libre Mono. Como
voluntario, colabora en el desarrollo
del procesador de textos Abiword
y en la ingeniería de las versiones
en catalán del proyecto Mozilla
y Gnome. Es también coordinador
general de Softcatalà. Como consultor
ha trabajado para empresas como
Menta, Telépolis, Vodafone, Lotus,
eresMas, Amena y Terra España.

José María Barceló
Ordinas

Jordi Íñigo Griera

Autor

Autor

Doctor ingeniero de
Telecomunicaciones por la
Universidad Politécnica de Cataluña.
Actualmente trabaja en la evaluación
de redes ATM y en la modelización de
tráfico en redes informáticas. Es
profesor del Grupo de Redes de
Computadores en la Facultad de
Informática de Barcelona.

Ingeniero de Telecomunicación por la
Universitat Politècnica de Catalunya.
Actualmente es Director de Desarrollo
de Software de Safelayer Secure
Communications, S.A. Ha sido
Director Técnico del esCERT (Equipo d
e Seguridad para la Coordinación de
Emergencias en Redes Telemáticas)
de la UPC. Es profesor del Grupo
de Redes de Computadores en la
Facultad de Informática de Barcelona.

Ramon Martí Escalé

Xavier Perramon Tornil

Autor

Autor

Doctor ingeniero de Telecomunicación
por la Universitat Politècnica de
Catalunya. Actualmente trabaja en la
seguridad en aplicaciones distribuidas
de comercio electrónico de
información multimedia. Es profesor
de los Estudios de Ingeniería de
Telecomunicación de la Universitat
Pompeu Fabra de Barcelona.

Doctor ingeniero de Telecomunicación
por la Universitat Politècnica de
Catalunya. Actualmente trabaja en
el diseño y estandarización de sistemas
de documentación multimedia. Es
profesor de los Estudios de Informática
de la Universitat Pompeu Fabra
de Barcelona.

Primera edición: marzo 2004
© Fundació per a la Universitat Oberta de Catalunya
Av. Tibidabo, 39-43, 08035 Barcelona
Material realizado por Eureca Media, SL
© Autores: José María Barceló Ordinas, Jordi Íñigo Griera, Ramon Martí Escalé, Enric Peig Olivé

y Xavier Perramon Tornil

Depósito legal: B-7.598-2004

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Redes de computadores

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Índice

Agradecimientos ...........................................................

9

Introducción .................................................................. 11

Objetivos ....................................................................... 15

I.

Introducción a las redes de computadores .............. 17

1. Breve historia de las comunicaciones ...................... 19
1.1. El teléfono ........................................................... 19
1.2. Aparecen los primeros ordenadores ...................... 26
1.2.1. Los módems .............................................. 27
1.2.2. Las redes de datos ..................................... 28
1.2.3. Las redes de área local .............................. 30
1.3. Arquitecturas de protocolos .................................. 30
1.3.1. La digitalización de la red telefónica ........... 33
1.3.2. La red digital de servicios integrados ........... 35
1.4. La banda ancha ................................................... 35
1.5. La telefonía móvil ................................................. 36

2. Arquitecturas de protocolos: el modelo OSI ............ 39
2.1. Definición ............................................................ 39
2.2. Los protocolos ..................................................... 40
2.3. Los servicios ......................................................... 42
2.4. Nivel físico ........................................................... 43
2.4.1. Nivel de enlace .......................................... 43
2.4.2. Los siete niveles del modelo OSI ................. 43
2.4.3. Nivel de red ............................................... 44
2.4.4. Nivel de transporte ..................................... 46
2.4.5. Niveles de sesión, presentación y aplicación ... 46

II. Redes de área local................................................... 49

3. Las redes de área local ............................................ 51

4. Topologías de las LAN ............................................. 55
4.1. Topología en estrella ............................................ 55

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4.2. Topología en bus ................................................ 56
4.3. Topología en anillo ............................................. 57
4.4. Pseudotopología de las redes inalámbricas ........... 58

5. Cableado estructurado ............................................ 61

6. Control de acceso al medio ..................................... 65
6.1. Paso de testigo .................................................... 65
6.2. CSMA/CD ........................................................... 66

III.TCP/IP ...................................................................... 69

7. Estructura de protocolos en Internet ....................... 71
7.1. Protocolos de Internet .......................................... 73
7.2. Encapsulamiento ................................................. 74

8. El IP (Internet protocol) ............................................ 77
8.1. Direcciones IP ...................................................... 78
8.1.1. Máscaras de red ....................................... 80
8.1.2. Direcciones de propósito especial ............... 81
8.2. El formato del paquete IP ..................................... 84
8.2.1. Fragmentación .......................................... 89
8.3. Direccionamiento y direccionadores ..................... 91
8.3.1. La tabla de direccionamiento ..................... 93

9. El ARP (address resolution protocol) ........................ 97

10. El ICMP (Internet control message protocol) .......... 101
10.1. Mensajes ICMP ............................................... 101
10.2. El programa ping .......................................... 103
10.3. El programa traceroute .............................. 105
10.4. Mensaje de redireccionamiento ........................ 108

11. Redes de acceso a Internet .................................... 111
11.1. Acceso telefónico: el PPP .................................. 112
11.1.1.Compresión de las cabeceras ............... 113
11.1.2.MTU .................................................... 114
11.2. Acceso ADSL ................................................... 116
11.3. Acceso LAN: el protocolo Ethernet .................... 118
11.3.1.Formato de la trama Ethernet ............... 119
11.3.2.Tipos de medios físicos en Ethernet ....... 122
11.3.3.Direcciones LAN ................................... 124

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12. Protocolos del nivel de transporte .......................... 127

13. El UDP (user datagram protocol) ............................ 131

14. El TCP (transmission control protocol) .................... 135
14.1. El TCP proporciona fiabilidad ........................... 135
14.2. Formato del segmento TCP .............................. 137
14.3. Establecimiento de la conexión ......................... 143
14.4. Terminación de la conexión .............................. 147
14.5. Diagrama de estados del TCP .......................... 149
14.6. Transferencia de la información ........................ 151
14.6.1.Transmisión de datos interactivos ........... 153
14.6.2.Transmisión de datos de gran volumen.

Control de flujo por ventana deslizante ....... 154
14.6.3.Temporizadores y retransmisiones ......... 160

IV. Aplicaciones Internet................................................ 163

15. El modelo cliente/servidor ..................................... 165
15.1. El modelo peer-to-peer ..................................... 168

16. Servicio de nombres Internet ................................. 171
16.1. El sistema de nombres de dominio .................... 172
16.2. Modelo del DNS .............................................. 174
16.3. Base de datos DNS: los registros de recurso ...... 178
16.4. Protocolo ......................................................... 183
16.4.1.Mecanismos de transporte ..................... 183
16.4.2.Mensajes .............................................. 184
16.4.3.Representación de los registros de recurso 187
16.5. Implementaciones del DNS .............................. 190

17. Servicios básicos de Internet .................................. 193
17.1. Terminal virtual: el protocolo Telnet .................. 193
17.2. Principios básicos del protocolo Telnet .............. 194
17.3. Comandos del protocolo Telnet ........................ 198
17.4. Implementaciones del protocolo Te