Redes. Red de computadoras es un enlace que conecta a dos o más dispositivos inteligentes.

Redes de Computadoras

Red de computadoras es un enlace que conecta a dos o más dispositivos inteligentes.

Redes de comunicación Paralelo

• 1:1 Bus Centronic: se usaba para conectar impresoras.
• 1:n IEC-488 y GPIB. Para conectar computadoras con varios dispositivos.
• m:n ISA, EISA, PCI.

Redes de comunicación Serie

• 1:1

• RS232: comunicaba la computadora con el mouse.
• RS422
• 20mA: mando corriente (1), no mando corriente (0).

• 1:n Bus de Campo: ej.: maestro-esclavo.
• m:n

• LAN (Local Area Network): elemento mínimo de distribución de datos a nivel local.
• MAN (Metropolitan Area Network): redes que comunican ciudades.
• WAN (Wide Area Network): sin límites de distancia.

Modelo OSI (Interconexión de Sistemas Abiertos)

• Sistemas abiertos a la comunicación con otros sistemas.
• Independencia entre capas: lo único que esta estandarizado y se debe cumplir es la comunicación entre capas.
• Flexible.
• Estudia sistemas de interconexión y facilita la estandarización.

Capa Física

• Transmite bits a través de un canal de transmisión.
• Características

• Mecánicas: medio de transmisión.
• Eléctricas: como se representan los bits.
• Funcional: funciones que realizan circuitos entre el sistema y medio de comunicación. Ej.: repetidores.

Capa de enlace de datos

• Agrupa los bits en paquetes, los sincroniza y detecta algunos errores (con CRC).
• Control de acceso al medio (MAC) es una subcapa que controla el acceso al canal compartido.

Capa de red

• Determina las rutas entre nodos para la transmisión de paquetes.
• Controla el flujo y la congestión de los paquetes.
• Genera una dirección única para cada nodo de la red.

Capa de transporte

• Acepta los datos de un punto y se asegura que llegue correctamente al otro punto.
• Debe hacer invisible para las capas superiores como es el hardware.

Capa de Sesión

• Maneja la comunicación entre distintas maquinas.
• Sincroniza, maneja los tokens y controla el dialogo.
• Puede ser Half-Duplex o Full-Duplex.

Capa de representación

• Aplica sintaxis y semántica a la información transmitida.
• Hace posible la comunicación entre maquinas con distintas representaciones internas de datos.

Capa de Aplicación

• Contiene una variedad de protocolos usados por el usuario como HTTP.

Interconexiones – Dispositivos de hardware

• Gateway (en la capa de aplicación)

• Traduce los mensajes cuando los protocolos de aplicación son distintos.

• Routers (en la capa de red)

• Encuentra una ruta conveniente para enviar el mensaje a destino.

• Puentes (Bridges) (en la capa de enlace de datos)

• Interconecta subredes o segmentos de redes.
• Ambos segmentos deben tener direcciones compatibles.

• Repetidores (en la capa física)

• Expanden la distancia y/o el número de dispositivos repitiendo la señal.

Redes en Tiempo Real

Red en tiempo real: provee servicios bajo restricciones temporales.

Tiempo de respuesta: tiempo entre que una entrada cambia su valor y se produce una respuesta.

Sistema de tiempo real

• Sistema en el cual la exactitud de los resultados dependen de cuando se produce el resultado y del comportamiento lógico.
• Si no se cumplen las restricciones temporales el resultado se considera erróneo.
• Se debe sabe la respuesta del sistema ante cierta condiciones → debe ser predecible.

Tiempo Real

• Rígido: si no se cumple con la restricción del sistema se pierde toda funcionalidad.
• Flexible: si no se cumple con la restricción del sistema, no se pierde funcionalidad pero se degrada el sistema. Los datos obtenidos fuera de tiempo aún pueden ser útiles.

Modelo de Aplicaciones

• Iniciadas por tiempo

• Aplicaciones Cíclicas: cada cierto tiempo hay que hacer alguna tarea.

• Comienza el ciclo: datos de entrada, aplico algoritmos, resultados como salida.

• Casos especiales de adquisición de datos: datos que obtienen por fuera del ciclo.
• Aplicaciones periódicas y no periódicas.

• Iniciadas por eventos

• Se activan por un evento
• Se debe conocer el orden de los eventos
• Hay un retardo entre que ocurre el evento y la respuesta del cual no se puede pasar.
• Las acciones pueden necesitar sincronización.

Modelo de Datos

• Datos de un proceso.
• Datos de configuración y parámetros.
• Datos de un programa.
• Propiedades

• Consistencia temporal
• Consistencia espacial

Consistencia Temporal

• Absoluta: el mensaje tiene que llegar después de un tiempo t.
• Relativa: le pongo un tiempo t de llegada a partir de cuando ocurra un evento.

• Ej.: el mensaje debe llegar 2ms después de que ocurra x evento.

Consistencia Espacial

• Copias de la misma información es accesible desde distintos nodos. Cada copia debe ser igual.

Modelos de tráfico

• De tiempo real periódico: se comunica cada cierto periodo de tiempo.
• De tiempo real esporádico: cuando se dispara una alarma o un evento inesperado.
• Mejor esfuerzo: transmite los datos cuando puede. Ej.: internet.

Modelo de Errores

• En las redes cableadas se asume que no hay errores. No así en las inalámbricas.
• Modelos

• Omisión: falla la recepción de un paquete.
• Duplicación: un paquete llega dos o más veces.
• Colisiones: cuando se emiten paquetes en simultaneo por un mismo medio.

Capa Física – Redes de datos en tiempo real

Lazo de corriente 20mA

• Transforma los datos digitales en flujo o no flujo de corriente.
• 20mA = 1 binario. 0mA = 0 binario.
• Había versiones Simplex y Full-Duplex.

Lazo de corriente 4-20mA

• Es una forma de comunicación analógica.
• Permite transmitir/recibir un valor de una sola magnitud.
• 4mA = 0 de la escala. 20mA = valor máximo de la escala.

La IEC estandarizó

• Que los Tx/Rx transmitan corriente entre 4 y 20mA.
• Entregar dicha corriente a impedancias de carga entre 0 y 600Ohm.
• La tensión de salida debe variar entre 1 y 5v sobre una resistencia no mayor a 250Ohm.
• Se trató de compatibilizar el número de cables necesarios para la operación del transmisor.

Sistema desbalanceado RS-232

• Sistema digital, transmisión serie, punto a punto y desbalanceado.
• Desbalanceado porque cada señal aparece como una tensión referida a la tierra de señal.
• Trabaja en ±6V y se considera a los valores entre ±2V como valores indeterminados.
• La línea está en reposo cuando la tensión es negativa.
• Alterna entre valor negativo y positivos para enviar datos.

Capa Física RS-422 y RS-485

• Son sistemas digitales, transmisión serie y balanceados, esto último lo hacen más inmune al ruido.
• Responden a estándares EIA/TIA-422 y EIA/TIA-485.

RS-422

• Punto a punto.
• Enable: puede estar o no.

RS-485

• Punto multipunto.
• Enable: es indispensable. Permite habilitar/deshabilitar los puntos de contacto.
• Permite hasta 32 dispositivos (Tx y/o Rx) por segmento. 127 con repetidores.
• El rango de tensión es de -7 a +12V.
• Utiliza un medio de transmisión par trenzado mallado.
• Permite una distancia de hasta 1.2km a 100 Kbit/seg.
• Hay una resistencia en cada extremo del cable, no así en los dispositivos intermedios.

• Permite una mayor velocidad de transmisión y como una distancia mayor.

Polarización

• Red inactiva → todos los dispositivos escuchan. Se pone el cable a 200mV.

• Los transmisores se ponen en alta impedancia para no meter ruido en la línea.

• Para mantener un mínimo de 200mV se usan resistencias de Pull-up y Pull-down.

Protecciones

• Por aislación

• Opto-aisladores: cuando llega un golpe de tensión, envía un pulso de luz que es captado por un sensor y decodificado.
• Transformadores.

• Por derivación
• Combinadas

Control de Acceso al Medio (MAC)

Ayuda a los distintos nodos conectados a comunicarse.

Define un lapso de tiempo a un nodo para que transmita.

Direcciones MAC

...