David Criado: octubre 2010

Comunicacions

L’objectiu final de les comunicacions és aconseguir que un ordinador estableixi comunicació amb un altre
es poden couica aprop o miles de kilometres En tots dos casos, I’operador d’un ordinador dialoga amb I’altre sense advertir quina mena d’enllaç hi ha entre ells.

Utilitat de les xarxes

Les xarxes permeten transmetre dades entre els ordinadors que pertanyen a diferents grups de treball, per intercanviar-se informació quasi instantaniament. Quan un dels ordinadors de la xarxa queda fora de servei la seva tasca passa a ser executada per un altre ordinador.
L’ordinador central s’encarrega de coordinar i mantenir la xarxa

Estructura bàsica de la xarxa

L’establiment de comunicació entre dos punts A i B es realitza una estructura en qué es distingeixen 7 parts

Primer pasar les dades de ETD a ETCD despres pasa per el canal de transmisió i un altra vegada de ETCD a ETD

Equip terminal de dades

El ETD del punt A o B és la màquina que utilitza l’usuari final. Pot ser emissor de dades, receptor de dades o totes dues coses alhora

emissor de dades

receptor de dades

emissor receptor de dades

Interfície entre ETD i ETCD

La interfície entre ETD i ETCD del punt A o B te un component de control que és el diàleg o protocol que han de suportar I’ETD i I’ETCD per transmetre la informació.
La interfície entre ETD i ETCD te una norma estandarditzada que dicta la quantitat de fils de connexió, el tipus de connector, les característiques dels senyals elèctrics i la seqüència correcta de senyals.

Equip terminal del circuit de dades

El ETCD del punt A o B és la unitat que adapta la informació emesa del ETD a les característiques del canal de transmissió.
Aquest circuit aïlla de la xarxa de comunicacions: el processador, memòria interna, memòria externa i perifèrics.

Canal de transmissió

El canal de transmissió és la línia física d’enllaç entre dos punts A i B.
Les xarxes locals dins d’un edifici utilitzen cable coaxial mentres que Les xarxes de major amplitud geogràtica fan servir la xarxa telefónica.

Xarxes de gran cobertura

Les xarxes de gran cobertura permeten la comunicació entre dos ETD que es troben molt allunyats entre ells.
Les xarxes de gran cobertura tenen una topologia molt irregular.

Aixó té l’avantatge que la connexió entre dos punts es pot produir a través de múltiples camins, aixo serveix per si una ruta de connexió està espatllada es pot establir el contacte a través de l'altre.

Les línies telefóniques tenen tendència als errors perquè no estan desenvolupades per a la transmissió de dades.

Nusos de la xarxa

Els nusos poden ser tan simples com un ordinador personal i un mòdem connectats a la línia telefónica bàsica.
Un terminal T1 esta connectat directament al processador i I’analista de sistemes I’acostuma a utilitzar per actualitzar i mantenir els programes de I’ordinador

Uns altres tres terminals T2, T3 i T 4 estn connectats a I’ordinador a través d’un concentrador CC. Els terminals són molt lents i el concentrador els presenta a I’ordinador a través d’un únic canal.
Per fer-se càrrec de les comunicacions amb l’exterior, s’ha dotat el sistema d’un processador especialitzat anomenat processador frontal.

El processador frontal suporta múltiples comunicacions de gran cobertura.
El MUX permet que diversos ETD puguin comunicar-se a través d’un mateix canal de comunicacions. Aixi que 3 ETD passen per un sol canal.
Per adaptar-se a la xarxa telefònica bàsica s’utilitza un mòdem M1. Per accedir a qualsevol d’aquests tres canals I’usuari ha de marcar el número de telèfon que pertany a la línia XT81, després, afegir-hi el número d’extensió de I’ETD que es vol.
Al final del canal digital hi ha un ECD. Com que I’ECD és un ordinador, no pot tractar directament amb la xarxa i necessita un ETCD. La línia digital LD2 prové d’un altre ordinador situat en el mateix edifici.
L’ordinador d’aquest nus esta també connectat a una línia XDSI. Aquestes línies són xarxes telefòniques de transmissió digital que poden transmetre tant veu com dades a alta velocitat.
El processador frontal es fa càrrec de la connexió a una xarxa digital integrada. La XDI és un tipus de xarxa telefònica digital que s’utilitza únicament per a la transmissió de dades.

Xarxes locals

L’àmbit de funcionament de les LAN es circumscriu als ordinadors d’un mateix departament. Les LAN utilitzen canals que són propis de I’empresa on estan instal·lades.
Aquestes línies tenen molta alta velocitat, poden arribar fins 400 megabits per segon i també son de molta qualitat, els errors de transmissió són mínims

Topología de la xarxa

La forma o topologia de les xarxes d’area local és substancialment diferent a la de les xarxes de gran cobertura.

Els móduls de comunicació en la configuració en anell estan presents d’una manera activa. Reben comunicació d’un módul i la tornen a emetre cap a un altre mòdul. Perqué la comunicació sigui permanent, cal tancar la línia per formar un bucle tancat en forma d’anell

La configuració en bus té connectats tots els dispositius de la xarxa al mateix bus, no reben ni tornen a emetre la informació present en el bus, sinó que únicament la detecten

Model de referencia OSI

ISO és una federació d’organismes nacionals de normalització, que elabora recomanacions a partir de les propostes dels seus membres.

Aquesta organització ha desenvolupat OSI. per a la interconnexió de sistemes oberts.
El model OSI dóna pautes per a la definició de xarxes i protocols amb diversos nivells.
Un missatge generat per I’usuari arriba als cables de la xarxa física. Cada un d’aquests nivells Ii afegeix alguna característica que és interpretada pel mateix nivell de la unitat que rep el missatge.

Avantatges:
• Descompon el problema d’una xarxa complexa en parts més senzilles
• Redueix el protocolentre capes a la comunicació amb la capa superior i la capa inferior
no repercuteixin en la resta de les capes, perque, facilita els canvis dins d’una capa

Comunicacíó entre nivells

Un nivell utilitza els serveis del nivell anterior, afegeix les seves propies especificacions i l'hi transmet al nivell següent.
Hi ha 3 nivells principals:
-Els nivels del nus emissor, reben una estructura formada per dades que es transmetran i les referències que hi han afegit
-El nivell actual hi afegeix les especificacions pròpies i lIiura el nou missatge al nivell inferior següent.
-Els nivells del nus receptor, extreu la informació que Ii envia el nivell del mateix rang i torna a emetre el conjunt que resta al nivell superior.

Nivells del model OSI

El model OSI consta de 7 nivells.
El nivell alt s’ocupa de les relacions amb les aplicacions que demanen la comunicació.
Els tres nivells següents es destinen a les relacions amb el sistema informàtic.
Els tres nivells baixos s’encarreguen de la relació amb la xarxa de comunicacions.

Un exemple de I’estructura per nivells OSI és:

Relació del model amb l’aplicació

Ens acostem al caixer i hi inserim la targeta. Acabem de posar-nos a les mans del nivell 7 del model OSI de la xarxa de comunicacions de la Caixa d’Estalvis del Comerç.
El caixer estableix un diàleg o protocol amb I’aplicació. Primer, ens demana el número secret. Si és correcte, ens sol·licitara el tipus de transacció.
Quan ens en demani I’import, pusarem 80 euros en el teclat. De la targeta extraurà el número de compte. El nivell 7, suportat pel controlador del lector de targetes A.
Amb les dades obtingudes de I’aplicació crea un bloc que anomenarem dades de I’usuari i I’envia a I’ordinador B.

Relació del model amb el sistema informàtic

L’ordinador B suporta el nivell 6 de presentació. En el nostre exemple, per seguretat, xifrarà les dades perquè qualsevol intromissió en la xarxa no descobreixi el contingut de la transmissió a persones alienes.
La capa 6 afegeix el corresponent xifrat a les dades. L’ens format per les dades i el tipus de xifrat es passen al nivell 5.
El nivell de sessió dicta com s’ha d’establir la comunicació. En el cas que ens ocupa, aquest nivell dedueix que les dades són poques i es poden enviar en un sol paquet d’informació. A I’ens rebut del nivell 6 li afegeix una capçalera que indica que tota la informació cap en un paquet i, després, la torna a emetre al nivell 4.
Aquest nivell permet I’elecció del tipus de transport en la comunicació. En el nostre cas, I’ordinador B decideix utilitzar la via dedicada d’alta velocitat.
Aquest nivell incorpora a I’ens una altra capçalera amb el tipus de transport seleccionat i ho envia al nivell 3.

Relació del model amb la xarxa de comunicacions

El nivell 3 de xarxa especifica I’encaminament del missatge a través de la xarxa i la comunicació amb altres xarxes. En I’exemple, el nivell de xarxa el serveix I’ordinador B. En aquest cas, envia el número del canal C. L’ordinador B passa el bloc a l’USD C.
El nivell 2 d’enllaç el maneja la unitat de servei de dades USD C. Aquest nivell d’enllaç garanteix la correcta transferència de dades pel canal de comunicacions.
Al final de I’ens, un camp de comprovació d’errors i, tant al començament com al final del missatge, col·loca uns camps de sincronisme per a I’equip receptor.
El nivell 1 és el nivell físic, on es defineixen les característiques i els procediments per establir, mantenir i desactivar I’enllaç físic entre I’ETD i I’ETCD.

Recepció del missatge

Les dades arriben a la seu de la Caixa d’Estalvis a Progrés. Els rep I’ETCD, que és l’USD D. Aquest converteix els senyals de la línia de comunicació en senyals intel·ligibles per a I’ETD.
El nivell de recepció es troba en I’equip E. Aquest nivell rep les dades de I’ETCD, les regenera i forma un ens replica del missatge complet enviat des de Cadis.
El nivell 2 detecta el camp de sincronisme d’inici, revisa les dades i en comprova la integritat comparant la seva anàlisi. Finalment, detecta el camp de sincronisme final.
Si tot és correcte, elimina els camps de sincronisme i el de comprovació, i deixa el missatge que resta al nivell 3.
En el nivell 4 es retira i guarda el tipus de línia utilitzat en la transmissió, per reutilitzar-lo si s’ha de donar una resposta.
El nivell 5 del receptor detecta que la tramesa consta d’un sol paquet i que no ha d’esperar més informació. Sense demora, passa la resta del missatge al nivell 6.
Fins en aquest nivell, s’ha encarregat del treball el processador E, especialitzat en transmissions. Un cop que el missatge està net d’errors de transmissió, passa a I’ordinador principal.
L’ordinador F manté el nivell 6, que desfà el xifrat de les dades i les presenta al nivell 7. El nivell 7 accedeix al compte de I’usuari per comprovar el saldo i donar la resposta oportuna.
Per enviar la resposta a central passa a ser I’emissor, generador d’un nou missatge que recorrera els 7 nivells en sentit contrari i I’enviarà a la sucursal de Cadis, que s’haurà convertit en receptora.

Canal de comunicacions

En les xarxes de gran cobertura, s’utilitza la línia telefònica pública com a línia de transmissió. Per unir estacions allunyades s’utilitza la comunicació per fibra óptica, o bé enllaços sense fil.
Les LAN utilitzen cables trenats, cable coaxial o fibra òptica.

Equip terminal del circuit de dades

-La xarxa telefònica bàsica de transmissió de veu utilitza I’ETCD anomenat mòdem.
-Les xarxes telefòniques digitals utilitzen equips ETCD amb tècniques de modulació d’impulsos PCM, DPCM, etc.
-Les xarxes digitals de serveis integrats utilitzen ETCD anomenats terminals de xarxa.

Els ETCD de les xarxes locals són propis de cada xarxa i solen consistir en una placa de circuit impres.

Normes estàndard del nivell físic

Per al nivell físic s’han recomanat unes normes d’àmplia acceptació: RS232, V24 i X21. Aquestes normes emeten i reben informació en format sèrie.
Les xarxes locals fan servir normes com Ethernet i Token Ring o circuits específics del fabricant sense norma estàndard.
En petits sistemes s’utilitza la connexió paral·lela Centronics.

Normes estàndard del nivell d’enllaç

A aquest nivell hi ha protocols estàndard que requereixen circuits integrats específics i processadors.
En les xarxes de gran cobertura, I’estàndard que s’utilitza més és el HDLC o alguna de les seves varietats com LAPB, utilitzat en les comunicacions a través de la xarxa pública, que fa servir transmissió per paquets o la norma LAPD utilitzada en les xarxes digitals de serveis integrats.

Normes estàndard del nivell de xarxa

La norma més utilitzada a aquest nivell en les xarxes de gran cobertura és el protocol X25. Cada fabricant s’adapta als protocols d’alguna xarxa existent o en crea els seus propis.

Nivells superiors

Tant en les xarxes de gran cobertura com en les d’àrea local, no hi ha quasi cap norma estàndard a aquests nivells. La tendència dels organismes de normalització internacionals és anar creant-Ios. , o bé oficialitzar els més estesos.

Mòdems

El mòdem és un dispositiu ETCD que enllaça el món digital dels ordinadors amb el món analògic de les xarxes telefòniques. Pels canals telefònics no es poden enviar impulsos, perqué queden deformats:

-Si I’impuls és molt ample tendeix a desaparèixer, i si és molt estret, no té temps d’establir-se

Aixo impossibilita connectar directament la sortida dels ordinadors a la xarxa, perqué pertany al món digital on els senyals són 0 o 1

Les xarxes telefòniques sí que poden tractar amb senyals analògics.

Els mòdems converteixen els senyals digitals en senyals analògics per enviar dades a la línia telefònica, i converteixen senyals analògics en digitals quan reben dades de la línia

Mentre la companyia telefònica continuï utilitzant equips analògics, els missatges se seguiran enviant com senyals analògics.
Hi ha dues classes de mòdems, interns i externs.
-mòdem intern: està dissenyat per a acoblar-se a una de les ranures d'expansió de l'ordinador. L'energia l'obté del bus d'expansió del propi ordinador.
-mòdem extern: no s'acobla internament a l'ordinador, sinó externament; a més, té la seva pròpia font d'alimentació. Per aquest motiu, els mòdems externs són una mica més cars.

Senyals analògics

Les característiques més importants deis senyals analògics són l’amplitud i la freqüència.
L’amplitud esta relacionada amb la grandària del senyal.

La freqüència es mesura en hertzs Hz, que és la quantitat d’ones completes que es produeixen en un segon

La veu humana genera senyals amb freqüències compreses entre 100 Hz i 4.000 Hz. Tanmateix, la línia telefònica no accepta senyals de freqüència més petits de 300 Hz, ni més grans de 3 400 Hz.

Modulació de freqüència

El métode de modulació més utilitzat en els mòdems de baixa velocitat, fins a 1.200 bits per segon. A cada nivell lògic Ii correspon una freqüència.
El módem receptor actua en sentit contrari. La detecció d’un senyal de 1.800-Hz es presenta a I’ordinador com un 1 lògic, i la detecció d’un senyal de 1.000 Hz es presenta com un 0 lògic.

Telefonia digital

La majoria dels usuaris no s'adóna que la major part del sistema telefònic per a llargues distàncies ja ha canviat d'analògic a digital. Els cables telefònics utilitzats en la major part de llars i empreses estan composts per un sol parell. Es necessita fer una vasta inversió de capital per a convertir tot el cablejat de parell simple en un mitjà amb un ample de banda ampli com el cable de fibra òptica.
Però ja s'ha desenvolupat una solució d'urgència per a aquest problema. Es diu Xarxa Digital de Serveis Integrats. RDSI proporciona servei telefònic digital i serveis de dades a llars i empreses aprofitant el cablejat de parell simple instal·lat.
A causa del cablejat, el sistema RDSI no pot transmetre les dades amb major rapidesa, però no és necessari realitzar una modulació ni desmodulació. I en lloc dels mòdems tradicionals, els ordinadors RDSI utilitzen mòdems digitals.

Programari (software)

Un programa de comunicacions permet a l'ordinador comunicar-se mitjançant el sistema telefònic. Així, el programa converteix a l'ordinador en un terminal remot de l'ordinador situat a l'altre costat de la línia. Un terminal remot permet a l'usuari operar sobre l'ordinador com si un usuari estigués assegut enfront d'ell utilitzant el seu teclat.

15 LAN, WAN i Intranets

Les telecomunicacions empren línies commutades a través de sistemes públics d'intercanvi de companyies telefòniques. Malgrat que la xarxa commutada pot transmetre dades informàtiques a més de comunicacions verbals, per a aconseguir connexions ràpides entre ordinadors és necessari connectar-los en xarxa.
Les xarxes augmenten la velocitat de les connexions entre ordinadors. Una xarxa informàtica enllaça dos o més ordinadors mitjançant una connexió directa d'alta velocitat.
Una xarxa d'ordinadors que cobreix un àrea reduïda i utilitza un maquinari dissenyat especialment per a ella es diu LAN.
A la xarxa que cobreix un àrea més àmplia i utilitza maquinari especial se la coneix com WAN.

Direcció IP

Una adreça IP és un nombre que identifica inequívocament un dispositiu lògic connectat a la xarxa. Dins d'una mateixa xarxa, cada adreça IP que s'utilitzi ha de ser única.