Importancia de las redes de comunicación en nuestros tiempos

En nuestros tiempos, tener acceso a una red informática ya no es exactamente un simple lujo, ahora se ha convertido en una necesidad muy notable, pues hace presencia y se es requerida para la vida cotidiana, como para el Trabajo: Continuamente se necesita enviar,  o acceder a reportes así como información , contactar clientes  así como ser contactado por éstos y acceder a información a través de internet o una red local (LAN), en un área cercana o de nuestra reguión  donde se está interconectado,

Simuladores de red

GNS3 es un simulador gráfico de red que te permite diseñar topologías de red complejas y poner en marcha simulaciones sobre ellos.

Para permitir completar simulaciones, GNS3 está estrechamente vinculada con:

• Dynamips, un emulador de IOS que permite a los usuarios ejecutar binarios imágenes IOS de Cisco Systems.
• Dynagen, un front-end basado en texto para Dynamips
• Qemu, un emulador de PIX.GNS3 es una excelente herramienta complementaria a los verdaderos laboratorios para los administradores de redes de Cisco o las personas que quieren pasar sus CCNA, CCNP, CCIE DAC o certificaciones.

NS es un simulador de redes basado en eventos discretos.

Se usa principalmente en ambientes educativos y de investigación. Permite simular tanto protocolos unicast como multicast y se utiliza intensamente en la investigación deredes móviles ad-hoc. Implementa una amplia gama de protocolos tanto de redes cableadas como de redes inalámbricas. La versión actual, ns-3, esta diseñada para soportar todo el flujo de trabajo de la simulación desde la configuración hasta la recolección y análisis de tramas.

ns es software libre, se ofrece bajo la versión 2 de la GNU General Public License. Cuenta con dos versiones ns-2 y ns-3 que en general son incompatibles.

Otras versiones de NS son:

Ns-2

ns-2 fue desarrollado en C++ y provee una interfaz de simulación a través de OTcl, una variante Orientada a Objetos de Tcl. El usuario describe una topología de red por medio de scripts OTcl, y luego el programa principal de ns-2 simular dicha topología utilizando los parámetros definidos. ns -2 esta diseñado para sistemas operativos Linux, FreeBSD, Solaris, Mac OS X y puede ejecutarse bajoWindows utilizando Cygwin. Fue licenciado bajo GPL versión 2.

La última versión, 2.34, se presentó al público el 17 de junio de 2009.¹

Ns-3

La variante ns-3 surge en el año 2005, a partir del impulso que Tom Henderson, según la lista de correo del grupo de realizadores de ns,² se decidió realizar una nueva versión desde cero, utilizando el lenguaje de programación C++. La base de desarrollo fue el paquete yans (Yet Another Network Simulator).

El desarrollo de ns-3, fue patrocinado en sus inicios por [[NSF]³ y se proyectó para un periodo de tiempo de cuatro años...⁴Principalmente fue desarrollado por investigadores de las insituciones: Universidad de Washington, Instituto Tecnológico de Georgia y el grupo de investigación Planète en INRIA. La primera liberación de ns-3.1 fue hecha en junio de 2008. En el año 2011 ns-3 llegó a la versión 3.11.

La infraestructura de ns-3 permite el desarrollo de modelos de simulación de alto desempeño, lo que habilita el uso de la herramienta como emulador. ns-3 soporta simulación de redes IP, no IP; así como redes inalámbricas tales como Wi-Fi, WiMAX, o LTE , además de un diferentes protocolos de ruteo entre los que se destacan OLSR y AODV.

Packet Tracer es la herramienta de aprendizaje y simulación de redes interactiva para los instructores y alumnos de Cisco CCNA. Esta herramienta les permite a los usuarios crear topologías de red, configurar dispositivos, insertar paquetes y simular una red con múltiples representaciones visuales. Packet Tracer se enfoca en apoyar mejor los protocolos de redes que se enseñan en el currículum de CCNA.

Este producto tiene el propósito de ser usado como un producto educativo que brinda exposición a la interfaz comando – línea de los dispositivos de Cisco para practicar y aprender por descubrimiento.

Packet Tracer 6.0 es la última versión del simulador de redes de Cisco Systems, herramienta fundamental si el alumno está cursando el CCNA o se dedica al networking.

En este programa se crea la topología física de la red simplemente arrastrando los dispositivos a la pantalla. Luego clickando en ellos se puede ingresar a sus consolas de configuración. Allí están soportados todos los comandos del Cisco OS e incluso funciona el "tab completion". Una vez completada la configuración física y lógica de la net, también se puede hacer simulaciones de conectividad (pings, traceroutes, etc) todo ello desde las misma consolas incluidas.

Una de las grandes ventajas de utilizar este programa es que permite "ver" (opción "Simulation") cómo deambulan los paquetes por los diferentes equipos (switchs, routers, etc), además de poder analizar de forma rápida el contenido de cada uno de ellos en las diferentes "capas".

Soporta los siguientes protocolos:

• HTTP, TCP/IP, Telnet, SSH, TFTP, DHCP y DNS.
• TCP/UDP, IPv4, IPv6, ICMPv4 e ICMPv6.
• RIP, EIGRP, OSPF Multiárea, enrutamiento estático y redistribución de rutas.
• Ethernet 802.3 y 802.11, HDLC, Frame Relay y PPP.
• ARP, CDP, STP, RSTP, 802.1q, VTP, DTP y PAgP, Polly Mkt.

Nuevos recursos, actividades y demostraciones:

• OSPF, IPv6, SSH, RSTP, Frame Relay, VLAN's, Spanning Tree, Mike mkt etc.

No soporta IGRP y los archivos hechos con Packet Tracer 5 no son compatibles con las versiones anteriores.

CNET Network Simulator

Es un simulador que permite experimentar y simular paquetes de datos en las capas de enlace, red y transporte en redes LAN (Ethernet IEEE 802.3). Así, si se quiere estudiar el direccionamiento, la detección de colisiones o el enrutamiento en función de un peso de transmisión asignado a cada enlace de redes LAN compuestas por varios segmentos de datos con tecnologia Ethernet 802.3 unidas a través de Routers, CNET es una herramienta muy interesante desde un punto de vista didáctico. Además, puede ser interesante para la simulación prestacional de nodos y puntos de acceso de redes WLAN (IEEE 802.11) que utilizan el protocolo de acceso al medio CSMA/CA. CNET está programado en lenguaje C y puede ser ejecutado en sistemas operativos Linux, UNIX, OS-X o Mac y se distribuye bajo licencia pública GNU (GPL). Además CNET es el software de simulación empleado por el libro “Comunicaciones y Redes de Computadores” de William Stallings para explicar algunos conceptos. La última versión disponible es la v3.2.1 y está disponible a partir de la web de los autores en la escuela de “Computer Science and Software Engineering” de la Universidad “Western Australia”.

J-Sim

No es propiamente un simulador de redes, más bien se trata de una librería orientada a objetos para cualquier tipo de simulación de procesos discretos. El motor de simulación de J-Sim y su entorno y objetos está programado en Java. J-Sim es ejecutable en sistemas operativos Windows, Linux y Unix, siempre que se disponga de la versión Java 1.5 o superior para su ejecución. J-Sim dispone de paquetes y clases para simular y emular redes de sensores inalámbricos y los protocolos de la capa física y enlace de una red IEEE 802.11. La última versión disponible es la v.0.6.0 que data de Agosto de 2006 y se distribuye bajo licencia Academic v.2.1 e OSI Certified Open Source Software y ha sido desarrollado por el departamento “Ciencias de la Computación e Ingeniería” de la Universidad “West Bohemia” de la República Checa http://www.j-sim.zcu.cz/.

SSFNet

Es una herrramienta para análisis, simulación y modelado de redes escalables de alto rendimiento . SSFNet consta de 3 componentes básicos:
*Un marco de simulación escalable (SSF) programado en en Java y C++ y de código abierto.
*Un lenguaje para modelar la red que se desea simular (DML) con una sintaxis y una grámatica propia. También de código abierto.
*Un entorno de desarrollo integrado (IDE) que agrupa el conjunto de herramientas para construir el modelo de red fácilmente. En este caso no todas las herramientas son de libre distribución.
Es en esta última parte donde se distribuyen cómo código abierto, en Java, el modelado de algunos protocolos de la capa de red y transporte como IP, TCP, UDP, OSPF y BGP, dónde se implementa el funcionamiento de dispostivos de red como Router, o las capas de enlace de redes LAN.

OMNeT++

Es un entorno de simulación de eventos discretos. Su área principal de aplicación es la simulación de redes de comunicaciones y el análisis y evaluación de éstas. OMNet proporciona un conjunto de herramientas y componentes programados en C++ y cuya interfaz gráfica está basada en la plataforma Eclipse. Además, los distintos módulos programados en C++ se agrupan como objetos de alto nivel mediante un lenguaje de descripción de topología denominado NED. De este modo, su arquitectura modular que separa nucleo de simulación, modelos, interfaz gráfico, etc, permite fácilmente integrarlo en aplicaciones personalizadas. OMNet se ejecutra en Linux, Mac OS X, Unix y Windows. Además, este software es libre para uso académico, sin ánimo de lucro, aunque también tiene su versión comercial. También, destacar que tiene una amplia comunidad activa de programación y que su última versión v.4.0/4.1 contiene modelos para simular protocolos como PPP, Ethernet, IP, TCP, UDP, Mobile IPv6, 802.11., etc.

VisualSense

Es un editor y simulador de sistemas de redes de sensores inalámbricos. Forma parte del proyecto Ptolemy II que es un entorno software de código abierto para la simulación y programación de eventos discretos, redes de procesos, etc.

Ventajas y desventajas de packet tracer

Entre las mejoras (ventajas) del Packet Tracer 5 encontramos:

• Soporte para Windows (2000, XP, Vista) y Linux (Ubuntu y Fedora).
• Permite configuraciones multiusuario y colaborativas en tiempo real.
• Soporte para IPv6, OSPF multiárea, redistribución de rutas, RSTP, SSH y Switchs multicapa.
• Ofrecen una forma más accesible a los estudiantes de trabajar con diversos equipos, procesos y procedimientos
• Involucran al estudiante en su aprendizaje, ya que es él el que tendrá que manejar el simulador, observar los resultados y actuar en consecuencia 
• Es una herramienta motivadora 
• Coloca al estudiante ante situaciones próximas a la realidad y  Se pueden trabajar situaciones difíciles de encontrar en la realidad 
• Al tratarse de un entorno simulado, el estudiante no está expuesto a situaciones peligrosas directamente 
• Supone una forma económica de trabajar con máquinas, procedimientos y procesos actuales y en algunos casos punteros, difícilmente asequibles en la realidad 

Soporta los siguientes protocolos:

• HTTP, TCP/IP, Telnet, SSH, TFTP, DHCP y DNS.
• TCP/UDP, IPv4, IPv6, ICMPv4 e ICMPv6.
• RIP, EIGRP, OSPF Multiárea, enrutamiento estático y redistribución de rutas.
• Ethernet 802.3 y 802.11, HDLC, Frame Relay y PPP.
• ARP, CDP, STP, RSTP, 802.1q, VTP, DTP y PAgP, Polly Mkt.

Nuevos recursos, actividades y demostraciones:

• OSPF, IPv6, SSH, RSTP, Frame Relay, VLAN's, Spanning Tree, Mike mkt etc.

Entre las desventajas tenemos:

• No soporta IGRP y los archivos hechos con Packet Tracer 5 no son compatibles con las versiones anteriores.
• Ughh...Se debe pagar una licencia para instalarlo por que es un software propietario
• Sólo permite modelar redes en términos de filtrado y retransmisión de paquetes
• No permite crear topologías de red que involucren la implementación de tecnologuías diferentes al Ethernet
• Ya que se enfoque es pedagógico,el programa se le considera de fidelidad media para implementarse con fines comerciales

Reglas de interconeccion de dispositivos

Una vez que tenemos ubicados nuestros dispositivos en el escenario y sabemos que tipo de medios se utilizan entre los diferentes dispositivos lo único que nos faltaría sería interconectarlos.Para eso vamos al panel de dispositivos y seleccionamos “conecciones” y nos aparecerán todos los medios disponibles.

Una vez que seleccionamos el medio para interconectar dos dispositivos y vamos al escenario el puntero se convierte en un conector. Al hacer click en el dispositivo nos muestra las interfaces disponibles para realizar conexiones, hacemos click en la interface adecuada y vamos al dispositivo con el cual queremos conectar y repetimos la operación y quedan los dispositivos conectados.

Para realizar una interconexión correcta debemos tener en cuenta las siguientes reglas:

Cable Recto:Siempre que conectemos dispositivos que funcionen en diferente capa del modelo OSI se debe utilizar cable recto (de PC a Switch o Hub, de Router a Switch).

Cable Cruzado: Siempre que conectemos dispositivos que funcionen en la misma capa del modelo OSI se debe utilizar cable cruzado (de PC a PC, de Switch/Hub a Switch/Hub, de Router a Router).

 

Modelo OSI

El modelo de interconexión de sistemas abiertos (ISO/IEC 7498-1), también llamado OSI (en inglés, Open System Interconnection 'interconexión de sistemas abiertos') es el modelo de red descriptivo, que fue creado por la Organización Internacional para la Estandarización (ISO) en el año 1980.¹ Es un marco de referencia para la definición de arquitecturas en la interconexión de los sistemas de comunicaciones.

El objetivo perseguido por OSI establece una estructura que presenta las siguientes particularidades:

Estructura multinivel: Se diseñó una estructura multinivel con la idea de que cada nivel se dedique a resolver una parte del problema de comunicación. Esto es, cada nivel ejecuta funciones especificas.

El nivel superior utiliza los servicios de los niveles inferiores: Cada nivel se comunica con su similar en otras computadoras, pero debe hacerlo enviando un mensaje a través de los niveles inferiores en la misma computadora. La comunicación internivel está bien definida. El nivel N utiliza los servicios del nivel N-1 y proporciona servicios al nivel N+1.

Puntos de acceso: Entre los diferentes niveles existen interfaces llamadas "puntos de acceso" a los servicios.

Dependencias de Niveles: Cada nivel es dependiente del nivel inferior y también del superior.

Encabezados: En cada nivel, se incorpora al mensaje un formato de control. Este elemento de control permite que un nivel en la computadora receptora se entere de que su similar en la computadora emisora esta enviándole información. Cualquier nivel dado, puede incorporar un encabezado al mensaje. Por esta razón, se considera que un mensaje esta constituido de dos partes: Encabezado e Información. Entonces, la incorporación de encabezados es necesaria aunque representa un lote extra de información, lo que implica que un mensaje corto pueda ser voluminoso. Sin embargo, como la computadora destino retira los encabezados en orden inverso a como fueron incorporados en la computadora origen, finalmente el usuario sólo recibe el mensaje original.

Unidades de información: En cada nivel, la unidad de información tiene diferente nombre y estructura :

Niveles del Modelo OSI:

Aplicación.

Presentación.

Sesión.

Transporte.

Red.

Enlace de datos.

Físico.

La descripción de los 7 niveles es la siguiente :

Nivel Físico: Define el medio de comunicación utilizado para la transferencia de información, dispone del control de este medio y especifica bits de control, mediante:

Definir conexiones físicas entre computadoras.

Describir el aspecto mecánico de la interface física.

Describir el aspecto eléctrico de la interface física.

Describir el aspecto funcional de la interface física.

Definir la Técnica de Transmisión.

Definir el Tipo de Transmisión.

Definir la Codificación de Línea.

Definir la Velocidad de Transmisión.

Definir el Modo de Operación de la Línea de Datos.

Nivel Enlace de Datos: Este nivel proporciona facilidades para la transmisión de bloques de datos entre dos estaciones de red. Esto es, organiza los 1's y los 0's del Nivel Físico en formatos o grupos lógicos de información. Para:

Detectar errores en el nivel físico.

Establecer esquema de detección de errores para las retransmisiones o reconfiguraciones de la red.

Establecer el método de acceso que la computadora debe seguir para transmitir y recibir mensajes. Realizar la transferencia de datos a través del enlace físico.

Enviar bloques de datos con el control necesario para la sincronía.

En general controla el nivel y es la interfaces con el nivel de red, al comunicarle a este una transmisión libre de errores.

Nivel de Red: Este nivel define el enrutamiento y el envío de paquetes entre redes.

Es responsabilidad de este nivel establecer, mantener y terminar las conexiones.

Este nivel proporciona el enrutamiento de mensajes, determinando si un mensaje en particular deberá enviarse al nivel 4 (Nivel de Transporte) o bien al nivel 2 (Enlace de datos).

Este nivel conmuta, enruta y controla la congestión de los paquetes de información en una sub-red.

Define el estado de los mensajes que se envían a nodos de la red.

Nivel de Transporte: Este nivel actúa como un puente entre los tres niveles inferiores totalmente orientados a las comunicaciones y los tres niveles superiores totalmente orientados a el procesamiento. Además, garantiza una entrega confiable de la información.

Asegura que la llegada de datos del nivel de red encuentra las características de transmisión y calidad de servicio requerido por el nivel 5 (Sesión).

Este nivel define como direccionar la localidad física de los dispositivos de la red.

Asigna una dirección única de transporte a cada usuario.

Define una posible multicanalización. Esto es, puede soportar múltiples conexiones.

Define la manera de habilitar y deshabilitar las conexiones entre los nodos.

Determina el protocolo que garantiza el envío del mensaje.

Establece la transparencia de datos así como la confiabilidad en la transferencia de información entre dos sistemas.

Nivel Sesión: proveer los servicios utilizados para la organización y sincronización del diálogo entre usuarios y el manejo e intercambio de datos.

Establece el inicio y termino de la sesión.

Recuperación de la sesión.

Control del diálogo; establece el orden en que los mensajes deben fluir entre usuarios finales.

Referencia a los dispositivos por nombre y no por dirección.

Permite escribir programas que correrán en cualquier instalación de red.

Nivel Presentación: Traduce el formato y asignan una sintaxis a los datos para su transmisión en la red.

Determina la forma de presentación de los datos sin preocuparse de su significado o semántica.

Establece independencia a los procesos de aplicación considerando las diferencias en la representación de datos.

Proporciona servicios para el nivel de aplicaciones al interpretar el significado de los datos intercambiados.

Opera el intercambio.

Opera la visualización.

Nivel Aplicación: Proporciona servicios al usuario del Modelo OSI.

Proporciona comunicación entre dos procesos de aplicación, tales como: programas de aplicación, aplicaciones de red, etc.

Proporciona aspectos de comunicaciones para aplicaciones especificas entre usuarios de redes: manejo de la red, protocolos de transferencias de archivos (ftp), etc.

Capas del sistema OSI

Cuestionario:

1.  En este nivel se organizan las funciones que permiten a 2 usuarios comunicarse entre sí, en una misma red.
  Capa física

2.  En este nivel se definen los cambios, computadoras y señales.
 Capa de red

3.    En este nivel se define la ruta de los paquetes a través de la red  hasta su usuario final.
Capa de enlace de datos

4.  En este nivel  se define como serán transferidos
Capa de aplicación

5.  En este nivel se define como el usuario acceda a la red.
Capa de sesión

6.  Se define como la conexión entre las computadoras transmisoras y receptoras
Capa de transporte

7.  En este nivel se define el formato incluyendo la sintaxis del intercambio de los datos entre los equipos.
Capa de presentación

      

      Dispositivos de red: