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Diseño de Redes

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Conceptos fundamentales para lograr un diseño eficiente.

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Bienvenidos !!!

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• Herramienta de Meeting (actual) • Limite 100 attendees (espectadores) • Audio ON – Todos los espectadores • Micrófonos OFF – Todos los espectadores • Micrófono ON – Únicamente el presentador • Preguntas, comentarios – Vía chat meeting • Internet Academy Xperts • 4 Mbps, dedicado (1:1) • Nivel de complejidad Webinar • Básico – Conceptos • Duración • 1 hora aproximadamente + preguntas Academy Xperts Latinoamerica

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Academy Xperts Latinoamérica • Una empresa del Grupo Xperts • 2006 – Network Xperts

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Breve Introducción

Análisis y Troubleshooting de Redes Diseño y Desarrollo de Websites & Aplicaciones

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Trainer Partner MikroTik

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Trainer Partner Ubiquiti, SequreISP

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• •

• 2011 – MikroTik Xperts

• Productos:

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Observer Wild Packets iBoss Security

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• 2013 – Academy Xperts

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Breve Introducción n – Nuestro recorrido

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• Presencia en 10 países de América Latina • En expansión

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Breve Introducción n – Nuestro recorrido

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1. Colaborar & Aportar

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2. Objetivos de estee Webinar

• Comunidad tecnológica de habla hispana • Webinars constantes •

Semanales / Quincenales

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2. Retroalimentación (feedback)

• …de las inquietudes de cada Webinar Encuesta personalizada @mail • Comentarios, criticas • Temas nuevos a tratar

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3. Preparación diferentes cursos certificación

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MikroTik, Ubiquiti, SequreISP, Wild Packets, iBoss, Cisco, Microsoft

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2. Objetivos de estee Webinar

4. Fortalecer conocimientos y conceptos

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• Administradores de red • IPSs/WISPs (pequeños a grandes) • Estudiantes carreras networking/afines

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Intranet e Internet Protocolos de Red Modelo OSI TCP/IP LAN y WAN Dominios de Colisión y Dominios de Broadcast Ethernet – CSMA/CD Comunicación en la Red Capa 2 Capa 3 Capa 4

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3. Temas de Estee Webinar

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• Redes bien diseñadas • Redes con trafico limpio

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Voz Videos Datos QoS

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Nuestro objetivo final – Comunicaciones Unificadas

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Protocolos de red Wikipedia

http http://es.wikipedia.org/wiki/Protocolo_de_comunicaciones

• Protocolo de comunicaciones

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• Conjunto de reglas y normas • Permiten que dos o más entidades de un sistema de comunicación se comuniquen entre ellos • Transmitir información por medio de cualquier tipo de variación de una magnitud física.

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• Conjunto de reglas que definen

• Sintaxis – semántica – sincronización de la comunicación • Métodos de recuperación de errores

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• Implementación de protocolos

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• Hardware - Software - Combinación Academy Xperts Latinoamerica

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Protocolos de red

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TCP / IP

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Protocolos de red

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Por que es importante estudiar el Modelo OSI?

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…punto de partida

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Modelo OSI

• OSI = Open Systems Interconnection

• (modelo de) Interconexión de Sistemas Abiertos

• OSI = modelo conceptual

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• Estandariza las funciones internas de un sistema de comunicación • Dividiendo el sistema en capas

• Beneficios usar modelo de capas son:

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• Cada capa es responsable de ciertas tareas especificas • Diferentes tecnologías pueden convivir de una manera estandarizada

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Modelo OSI

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Capas

Protocolos OSI

7 Aplicacion

FTAM, X.400, X.500, DAP, ROSE, RTSE, ACSE, CMIP

6 Presentacion ISO/IEC 8823, X.226, ISO/IEC 9576-1, X.236

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Modelo OSI

Protocolos TCP/IP

Apple Talk

NNTP SIP SSI DNS FTP Gopher HTTP NFS NTP DHCP SMPP SMTP SNMP Telnet BGP FCIP

AFP ZIP RTMP NBP

MIME SSL TLS XDR

AFP

Sockets (establecer session en TCP / RTP / PPTP)

ASP ADSP PAP

ISO/IEC 8327, X.225 ISO/IEC 9548-1, X.235

4 Transporte

ISO/IEC 8073, TP0, TP1, TP2, TP3, TP4 (X.224), ISO/IEC 8602, X.234

TCP UDP SCTP DCCP

3 Red

ISO/IEC 8208, X.25, Packet-LaISO/IEC 8878, X.223, ISO/IEC 8473-1, CLNP X.233

IP IPsec ICMP IGMP OSPF RIP

ATP (TokenTalk / EtherTalk)

2 Enlace

ISO/IEC 7666, X.25 (LAPB), Token Bus, X.222, ISO/IEC 8802-2 LLC, (type 1 / 2)

PPP SBTV SLIP

LocalTalk ARA PPP

1 Fisica

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5 Sesion

X.25 (X.21bis, EIA/TIA-232, EIA/TIA449, EIA-530, G.703)

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RS-232 RS-422 STP PhoneNet 17

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TCP/IP y el Modelo OSI

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TCP/IP P - Conjunto de Protocolos de Internet • TCP = Transmission Control Protocol • IP = Internet Protocol • TCP/IP provee conectividad end end-to endto-end toto

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• Especifica como la data debe ser: • Empaquetada • Direccionada • Transmitida • Ruteada, y • Recibida en el destino

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TCP/IP P - Flujo de información

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TCP/IP P – Conjunto de Protocolos

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Resumen de Mapa de protocolos Estándar OSI

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TCP/IP P – Conjunto de Protocolos

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http://www.protocols.com/pbook/tcpip1.htm

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Se incluye (agrega) información

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Encapsulación

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Encapsulación

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http://ciscoiseasy.blogspot.com/

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Encapsulación

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Cabecera TCP P (header ( er TCP)

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Cabecera IP P (header ( er IP)

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*** Mas información en Webinar de Ruteo

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Cabecera IPv4 vs. IPv6

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*** Mas información en futuro Webinar de IPv6

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Principales Objetivos de IPv6

• Permitir MILES de MILLONES de dispositivos

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Reducir el tamaño de las Tablas de Enrutamiento Simplificar el protocolo  Routers enruten datagramas mas rápido Mejor seguridad – Autenticación & Confidencialidad Mejorar el TOS (Type of Service) de los servicios en tiempo real Facilitar difusión a múltiples destinos especificando el tamaño Movilidad de dispositivo sin cambiar dirección Coexistencia de IPv4 con IPv6

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• • • • • • •

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LAN N - WAN

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• Una red de área local (LAN) usualmente esta limitada a un area limitada, ejemplo, dentro de un edificio o territorio local como un campus de universidad y puede consistir de una o mas redes físicas interconectadas. • Una red de área amplia es una serie de LANS interconectadas y que se distribuye sobre un gran territorio o distancias.

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Dispositivos que conforman una LAN

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LAN

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WAN

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Dispositivos que conforman una WAN

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Dominios de Colisión y Broadcast

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Comunicación eficiente

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Ethernet

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Ethernet et – 802.3

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• Ess un estándar de redes de área local para computadores con acceso al medio • Con detección de la onda portadora y detección de colisiones (CSMA/CD).

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Ethernet et – CSMA/CD

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Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA) • Cuando la interfaz del servidor tiene un paquete para transmitir, escucha en la línea para determinar si hay mensajes siendo transmitidos. • Si no detecta transmisión alguna, la interfaz comienza a enviar. Cada transmisión está limitada en el tiempo, pues existe un tamaño máximo de paquete.

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Detección de Colisiones (CD) • Cada transceiver monitorea el cable mientras está transfiriendo para verificar que una señal externa no interfiera con la suya. Academy Xperts Latinoamerica

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CSMA/CD

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Ethernet es una tecnología conflictiva • Todos los equipos de trabajo que se conectan al mismo medio físico reciben las señales enviadas por otros dispositivos. • Si dos estaciones transmiten a la vez se genera una colisión. • Si no existieran mecanismos que detectaran y corrigieran los errores de estas colisiones, Ethernet no podría funcionar. • En el diseño de una red se debe tener especial cuidado con los llamados

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Dominios de Colisión y Dominios de Broadcast

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• Dominios de Colisión, y • Dominio de Broadcast

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Dominio de Broadcast • Grupo de dispositivos de la red que envían y reciben mensajes de difusión entre ellos. • Una cantidad inapropiada de estos mensajes de difusión (Broadcast) provocara un bajo rendimiento en la red • Una cantidad exagerada (tormenta de Broadcast) dará como resultado el mal funcionamiento de la red hasta dejarla totalmente congestionada.

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Dominio de Colisión Colisión: • Grupo de dispositivos conectados al mismo medio físico, de tal manera que si dos dispositivos acceden al medio al mismo tiempo, el resultado será una colisión entre las dos señales. • Resultado = consumo inadecuado de recursos y de ancho de banda. • Cuanto menor sea la cantidad de dispositivos afectados a un dominio de colisión mejor desempeño de la red.

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Dominios de Colisión y Dominios de Broadcast

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Dominios de Colisión y Dominios de Broadcast

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• Los Hubs Hubs & Bridges tienen un único dominio de colisión • Si dos equipos provocan una colisión en un segmento asociado a un puerto del hub/bridge, todos los demás dispositivos aun estando en diferentes puertos se verán afectados.

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• Usar Switches • Evitar Hubs y/o Bridges

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Como aislar los Dominios de Colisión

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Como aislar los Dominios de Broadcast

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• Usar Routers

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Como aislar los Dominios de Broadcast

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• Usar VLANs

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WirelessLAN N – 802.11

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• Ess un estándar de redes de área local para computadores con acceso al medio por detección de la onda portadora y con detección de colisiones (CSMA/CD).

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WirelessLAN N – CSMA/CA

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Carrier Sense Multiple Access (CSMA) • Antes de transmitir un nodo escucha en el medio compartido (medio inalámbrico) para determinar si otro nodo esta transmitiendo. With Collision Avoidance (CA) • Si se escucha que hay otro nodo transmitiendo, se espera por un periodo de tiempo hasta que el nodo detenga su transmisión, antes de volver a escuchar por un canal libre • CA se utiliza para mejorar el desempeño del CSMA intentando dividir el canal de alguna manera equitativa entre todos los nodos que transmiten dentro del mismo dominio de colisión.

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CSMA/CD versus CSMA/CA

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CSMA/CD – Collision Detection – Ethernet 802.3 • Todos los dispositivos detectan la colisión en tiempo real. • Cuando ocurre la colisión, se interrumpe la transmisión. CSMA/CA – Collision Avoidance – WiFi 802.11 • Los dispositivos suponen que ha ocurrido una colisión si después de enviar una trama, no reciben la confirmación (ACK)

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CSMA/CD & CSMA/CA

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• CSMA/CD & CSMA/CA son half-dúplex, pero… • CSMA/CD es mas eficiente

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Comunicación en la Red

• Unicast es un método de transmisión uno a uno (one-to-one)

• El envío de datos se realiza desde un único emisor a un único receptor • Ejemplo… un servidor a una estación de trabajo en laLAN.

• Multicast es un método de transmisión de uno-a-muchos

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• Envío de los datos a múltiples destinos simultáneamente, • Similar al broadcast, excepto de que el multicast solo envía la información a un grupo especifico • Broadcast envía la información a todos los nodos de la red.

• Broadcast es un método de transmisión de uno-a-todos,

• Los datos se envían a todos los dispositivos al mismo tiempo

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• Anycast es una forma de direccionamiento en la que la información es enrutada al mejor destino desde el punto de vista de la topología de la red. Academy Xperts Latinoamerica

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Comunicación en la Red

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Anycast

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Broadcast

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Unicast st y Multicast

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Comunicación en Capa 2

La capa de enlace de datos de modelo OSI se divide en dos subcapas: • La subcapa LLC – Logical Link Control 802.2

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• Identificación lógica de los protocolos y encapsulación de los datos provenientes de la capa superior para enviarlo en la red • Desencapsulación de los datos provenientes de la red, sube los datos en la capa superior en determinantes protocolos. • Los datos se envían y son recibidas formateados como tramas.

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• La subcapa MAC - Media Access Control 802.3

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• Acceso al medio, el direccionamiento físico (MAC), control de distribución de tramas, errores, control de flujo.

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Comunicación en Capa 2 - LLC & MAC

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Comunicación en Capa 2 - Dispositivos

Dispositivos de capa de enlace de datos son: switches, puentes, tarjetas de red (NIC).

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• Los switches dividen la red en segmentos, creando a la vez dominios de colisión. • Una colisión se produce cuando los equipos conectados en la misma red envían las señales a la vez. • La colisión producida en un segmento conectado a un switch no afectará a los demás segmentos conectados al mismo switch.

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Comunicación en Capa 2 - Dispositivos

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Comunicación en Capa 3

Comunicación en Capa 3

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• Dentro de esta capa se define como transportar los datos entre los dispositivos no conectados localmente, los dispositivos de diferentes redes (diferentes dominios de difusión o dominios de broadcast). • Para conseguir comunicaciones entre distintas redes la capa de red utiliza las direcciones lógicas asociadas a cada dispositivo de origen y destino. Las direcciones lógicas son direcciones jerárquicas (primero definen las redes y luego los dispositivos). • Las partes de direcciones lógicas son definidas por la máscara de la red asociada a cada dirección IP. Las direcciones IP públicas son únicas en la red (internet). Entre muchos protocolos de red que cumplen las mismas normas de identificación de las redes y hosts el protocolo TCP/IP es mas usado. Academy Xperts Latinoamerica

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Comunicación en Capa 3

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Los Routers separan la red en segmentos identificados por una dirección de red única que permitirá identificar y alcanzar los dispositivos finales ejemplo: 192.168.0.1. Los Routers tienen dos funciones básicas para cumplir con esta tarea • Enrutar los paquetes • Conmutar los paquetes • Los datos necesarios para esta función se registran en la tabla de enrutamiento.

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Algunas de los funciones de un router: • Identificación de red • Proporcionar conectividad • Determinar la ruta más óptima a través de una red – depende de protocolo de enrutamiento o de un administrador • Comunicación entre diferentes LAN virtuales • Control de tráfico • Seguridad de la red. Academy Xperts Latinoamerica

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Comunicación en Capa 3

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Comunicación en Capa 4

La capa de transporte establece las reglas para conectar dos dispositivos remotos. Permite que las estaciones finales ensamblen y re-ensamblen múltiples segmentos del mismo flujo de datos. Esto se hace por medio de identificadores que en protocolos TCP, UDP y SCTP reciben el nombre de números de puerto. En la capa de transporte los datos pueden ser transmitidos de forma:

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Protocolo TCP ( Transmission Control Protocol ) orientado a conexión con un saludo previo de tres vías antes de enviar los datos. • Permite además el transporte fiable entre los sistemas. • Asegura que los segmentos de datos distribuidos serán confirmados. • Proporciona la retransmisión de los segmentos no confirmados. • Coloca de nuevo los segmentos recibidos en su orden. • Proporciona control de flujo regulando el tráfico de datos. • Se considera un método de transmisión confiable.

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Comunicación en Capa 4

Protocolo UDP ( User Datagram Protocol ) no orientado a conexión, solo se establece un saludo de dos vías antes de enviar los datos.

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• Transmisión de audio y vídeo en tiempo real, donde no es posible realizar retransmisiones de datos. Algunos de los números de puertos utilizados por TCP, UDP - Internet Assigned Numbers Authority (IANA):

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1 al 1023 – puertos bien conocidos 1 – 255 puertos públicos 256 – 1023 puertos asignados a empresas 1024 al 49151 – asignados por IANA a especificas aplicaciones 49152 al 65535 – puertos dinámicos y privados

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Listado completo de puertos brindados por la IANA:

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Comunicación en Capa 4

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http://www.iana.org/assignments/servicenames-port-numbers/service-names-portnumbers.xhtml

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Comunicación en Capa 4

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Análisis de Diagrama de Red

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Diagramas que generalmente manejan los Administradores de Red

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Manera correcta de realizar un diagrama de red.

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Material de apoyo

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www.academyxperts.com • Diapositivas – a partir del miércoles 06/Nov www.abcxperts.com • Videos tutoriales – MikroTik • Próximamente Ubiquiti, SequreISP, Wild Packets, iBoss • Presentaciones de Webinars www.youtube.com/abcxperts • Videos tutoriales – MikroTik • Próximamente Ubiquiti, SequreISP, Wild Packets, iBoss • Presentaciones de Webinars

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Gracias !!!

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Conceptos fundamentales para lograr un diseño eficiente.

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