Routers, Módems y Switches

Su historia, su rol y su futuro

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ORT Argentina 2015

Índice

Breve Introducción______________________________________________________________2

El Modelo OSI__________________________________________________________________3

El rol del modem_______________________________________________________________4

¿Cómo funciona?____________________________________________________________________4

Historia____________________________________________________________________________4

Tipos de conexión____________________________________________________________________5

Velocidades de transferencia a lo largo del tiempo_________________________________________6

El rol de los routers______________________________________________________________6

Un poco de historia__________________________________________________________________7

El router en el modelo OSI_____________________________________________________________7

¿Cómo hace el router para direccionar y redireccionar los paquetes?__________________________8

El rol del switch________________________________________________________________8

Lo que nos depara el futuro_______________________________________________________9

Nota:.............. .............. .............. .............. .............. .............. .............. .............. .............. ..............

Observaciones: .............. .............. .............. .............. .............. .............. .............. .............. .............. .............. .............. .............. .............. .............. .............. .............. .............. .............. .............. .............. .............. .............. .............. .............. .............. .............. .............. .............. .............. .............. .............. .............. .............. .............. .............. .............. .............. ..............

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Breve Introducción

Internet es un acrónimo del inglés INTERnational NET. Podemos Definir a Internet como una "red de redes", es decir, una red que no sólo interconecta computadoras, sino que interconecta redes de computadoras entre sí. 

Las redes de computadoras tuvieron comienzo con la conexión por línea telefónica, a lo largo del tiempo la tecnología fue mejorando pasando por el cable coaxial la radio frecuencia. El internet permite conectar estas redes entre sí para que tengan un alcance mundial.

Con la integración de los protocolos OSI en la arquitectura de Internet, se inició la tendencia actual de permitir no sólo la interconexión de redes de estructuras dispares, sino también la de facilitar el uso de distintos protocolos de comunicaciones.

Con esta idea nace en 1991 la WWW (World Wide Web) que permite a los usuarios leer y escribir en sus computadoras conectadas a internet. Esto fue posible gracias a HTML. Éste fue un lenguaje de texto que necesitaba un navegador para ser interpretado. Gracias los primeros navegadores se fue haciendo posible lograr conectar todas las redes. Gracias a los protocolos, y a distintos dispositivos, ya tener una computadora, sin Internet, significa no poder acceder a muchísimo contenido y aplicaciones. Todo esto se hizo posible por un poco de todo, pero las bases fueron las líneas telefónicas. Estas nos conectaron a todos, y tan sólo cambiando los datos recibidos y enviados y la manera de interpretarlos, sentaron las bases del Internet actual.

Para entender el funcionamiento de redes e Internet, hay que comprender el modelo OSI, sus capas, y los dispositivos que permiten el funcionamiento.

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El Modelo OSI

El modelo OSI cuenta con 7 capas, nosotros vamos a estar enfocándonos en las 3 más bajas:

- Red: El objetivo de la capa de red es hacer que los datos lleguen desde el origen al destino, hasta cuando ambos no están conectados directamente. Los dispositivos encargados de esta tarea normalmente son los routers.

- Enlace: Esta capa se ocupa del direccionamiento físico, del acceso al medio, de la detección de errores, de la distribución ordenada de tramas y del control del flujo. Los dispositivos encargados de esta tarea normalmente son los switch

- Físico: Es la que se encarga de el tipo de red y de las conexiones globales de la computadora hacia la red, tanto en lo que se refiere al medio físico como a la forma en la que se transmite la información. Modems.

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El rol del modem

El modem es el dispositivo encargado de modular señales analógicas en señales digitales y viceversa para permitir la transferencia de datos física (analógica) y a su vez la comprensión digital en los dispositivos

¿Cómo funciona?

El modulador emite una señal denominada portadora. Generalmente, se trata de una simple señal eléctrica sinusoidal de mucha mayor frecuencia que la señal moduladora. La señal moduladora constituye la información que se prepara para una transmisión (un módem prepara la información para ser transmitida, pero no realiza la transmisión). La moduladora modifica alguna característica de la portadora (que es la acción de modular), de manera que se obtiene una señal, que incluye la información de la moduladora. Así el demodulador puede recuperar la señal moduladora original, quitando la portadora.

Historia

Desde que comenzaron a popularizarse las computadoras, por fines de los años 60 y principios de los 70, surgió la necesidad de comunicarlos a fin de poder transferir datos.

Una de las soluciones más baratas y eficientes era la utilización de la red telefónica, ya que tenía un costo bajo y tenía un nivel de cobertura muy amplio.

La empresa Hayes Microcomputer Products en 1979 desarrolló el primer modelo de módem, éste podía marcar números telefónicos automáticamente y se convirtió en el estándar, es por esto que la mayoría de los fabricantes desarrollaba módems compatibles con este dispositivo.

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Tipos de conexión

Analógicos:

Son dispositivos que transforman las señales digitales del computador en una señal telefónica analógica y viceversa, permitiéndole al computador transmitir y recibir información por la línea telefónica convencional.

Digitales:

Los módems digitales, como su nombre lo indica, necesitan una línea telefónica digital, llamada RDSI o ISDN (en inglés), permitiendo velocidades hasta de 128 kbps.

Por cable:

Un cable módem es un dispositivo que permite acceso a Internet a gran velocidad vía TV cable. Se emplea generalmente en los hogares, ya que la mayor parte de las áreas residenciales tienen instalación por cable.

ADSL

ADSL (Línea de Abonado Digital Asimétrica) es una tecnología que, basada en el par de cobre de la línea telefónica normal, la convierte en un línea de alta velocidad. Emplea los espectros de frecuencia que no son utilizados para el transporte de la voz.

Frecuencia

Los routers wi-fi transmiten las señales de conexión a los dispositivos en dos espectros de frecuencia, la mayoría trabajan en 2,4Ghz y hay algunos modelos especiales que trabajan en 5Ghz, estos últimos tienen el beneficio de que este espectro esta menos saturado, la desventaja es que tiene menos alcance.

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Velocidades de transferencia a lo largo del tiempo

● 300 Bits/segundo: 1960 hasta 1978 (aprox.)● 600 Bits/segundo: A finales de los 70.● 1200 Bits/segundo: 1984 y 1985.● 2400 Bits/segundo: Finales de los 80.● 9600 Bits/segundo: 1990 y principios de 1991.● 19.2 Kbits/segundo.● 28.8 Kbits/segundo.● 33.6 Kbits/segundo.● 56 Kbits por segundo: se convirtió en el estándar en 1998.● 128 Kbps ISDN● 4 Mbps Cable Módem● 8 Mbps Módem ADSL● 10 Mbps Cable Módem

El rol de los routers

Los routers son castellanizados como enrutadores o encaminadores. Como su nombre lo indica, lo que hace es proporcionar un camino a los paquetes de intercambio. Esto significa que sería el medio de comunicación entre varias computadoras, que se relacionan mediante su direccion de IP y su máscara de subred.

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Un poco de historia

El primer dispositivo que tenía fundamentalmente la misma funcionalidad que lo que el día de hoy entendemos por encaminador, era el Interface Message Processor o IMP. Los IMP eran los dispositivos que formaban la ARPANET, la primera red de conmutación de paquetes. La idea de un encaminador (llamado por aquel entonces puerta de enlace) vino inicialmente de un grupo internacional de investigadores en redes de computadoras llamado el International Network Working Group (INWG). El INWG desarrolló los primeros routers en 1972. Estos dispositivos se diferenciaban de los routers que existían previamente en dos características. Por una parte, conectaban tipos de redes diferentes, mientras que por otra parte, eran dispositivos sin conexión, que no aseguraban fiabilidad en la entrega de tráfico.

La idea fue investigada con más detalle, con la intención de crear un sistema prototipo como parte de dos programas. Uno era el promovido por DARPA, programa que creó la arquitectura TCP/IP que se usa actualmente, o sea los protocolos actuales.

Un tiempo después de 1974, Xerox consiguió el primer encaminador funcional, aunque el primer y verdadero enrutador IP fue desarrollado por Virginia Stazisar en BBN, como parte de ese esfuerzo promovido por DARPA, durante 1976.

Con la evolución de las redes, y el surgimiento de Internet y la WWW, los routers se hicieron cada vez más que complejos, teniendo que direccionar más paquetes a más direcciones, teniendo tablas más grandes y protocolos y algoritmos más complejos.

Lo que nosotros conocemos como routers en nuestros hogares, no son sólo eso sino que también son módems, conmutadores y tienen un punto de salida de wi-fi.

El router en el modelo OSI

El router se encuentra en la capa tres del modelo OSI, o capa de red. El router puede relacionar dos extremos, es decir, dos computadoras.

● El router se asegura de que la información no va a donde no es necesario● El router se asegura que la información si llegue al destinatario● El router es capaz de ver si una ruta no funciona y buscar una alternativa.● El router es capaz incluso de buscar la ruta más rápida (por ejemplo la que tenga menos

tráfico) en caso de poder escoger entre varias posibilidades.

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¿Cómo hace el router para direccionar y redireccionar los paquetes?

El proceso consta de 4 pasos:

1- Primero la capa de red provee un mecanismo para direccionar a los dispositivos que se comunicarán. Si son individuales deben tener una dirección única. En los protocolos IPv4 e IPv6, el dispositivo que va a realizar la conexión se llama HOST.

2- En este paso, se encapsula el o los paquetes. Esto significa otorgarles a los paquetes un encabezado y su dirección de destino. Cuando termina la encapsulación, se envía a la capa 2.

3- El siguiente paso el de enrutar, o sea, otorgarle una o ya estar ruta al paquete. Esta puede ser nueva, o puede estar guardada en la tabla de direcciones del router. El router también busca el camino más rápido, o con menos tráfico.

4- El último paso es el de desencapsulamiento, que descomprime el archivo y los paquetes. El host verifica la dirección de destino para ver si es la correcta.

El rol del switch

La función básica de un switch es la de unir o conectar varios dispositivos en una red (forma la conexión de área local o LAN). Es importante tener claro que un switch no proporciona por sí solo conectividad con otras redes, y obviamente, tampoco proporciona conectividad con Internet. Los router que uno tiene en su hogar generalmente vienen con un switch incluido para permitirnos conectar varios dispositivos.

Existen dos técnicas para llevar a cabo la transferencia de los datos entre puertos de un switch:

-Reenvío directo (cut-through). En esta técnica, cuando un switch comienza a recibir datos por un puerto, no espera a leer la trama completa para reenviarla al puerto destino. En cuanto lee la dirección de destino de la trama MAC, comienza a transferir los datos al puerto destino.

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-Almacenamiento y reenvío (Store and Forward). En este caso, cuando un switch recibe datos por un puerto, almacena la trama completa en el buffer para luego reenviarla al puerto destino.

Como conclusión podemos decir que un switch es esencial para generar una red local pero su funcionamiento no es para nada complejo; básicamente es un “repartidor”, recibe y distribuye datos entre diferentes dispositivos. Pero lo más importante es que permite generar el vínculo con el router, que nos permitirá conectarnos con diferentes redes que a su vez (conectadas) formaran parte del internet.

Lo que nos depara el futuro

Aunque quizás el internet no llegue a todas partes del mundo actual, y sufra fallas intermitentes, ya se está trabajando en el futuro. Como el futuro de las PCs y los dispositivos será la computación cuántica, los informáticos creen en el Internet Cuántico. Este Internet, tendrá los mismos principios de la computación cuántica. Estará basada en qubits o bits o cuánticos, y los más importante, es el cambio en la señal. Cómo actualmente usamos fibra óptica de dos estados, el qubit y la utilización de fotones cuánticos aumentaría exponencialmente la no sólo la velocidad de transferencia, sino también la calidad del servicio en general. Pero habrá que esperar bastante para ver este sueño realizarse. Aún la computación cuántica está dando sus primeros pasos, y aunque se ha logrado generar los fotones adecuados para la transmisión cuántica, no se ha logrado el paso de modulación.

“Los investigadores de Eindhoven son los primeros en conseguirlo, gracias a la utilización de pulsos eléctricos de un nanosegundo, una milmillonésima parte de un segundo. Esto es vital para su uso en la comunicación cuántica. Andrea Fiore, responsable del estudio, explica: "Mediante el control de la velocidad a la que se envía un fotón, se puede lograr un principio de intercambio muy eficiente de fotones, que es importante para la futura Internet cuántica".

Diario EuropaPress 15/12/14

Fuentes-http://www.34t.com/box-docs.asp?doc=646

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-http://www2.udec.cl/~jdelvall/modem/index.html

-https://es.wikipedia.org/wiki/World_Wide_Web

-http://www.exa.unicen.edu.ar/catedras/comdat1/material/ElmodeloOSI.pdf