Arquitectura Cliente-Servidor y Redes Telemáticas

Arquitectura Cliente-Servidor

Es una forma de explotar las aplicaciones divididas en dos partes:

Una suministra los servicios (servidor).
Otra demanda dichos servicios (cliente).

Esta arquitectura está compuesta por hardware y software. Generalmente los clientes operan en hardware distinto del servidor y a través de la red.

Características de la Arquitectura Cliente-Servidor

Un servidor suele ser un host que posee una gran capacidad de cómputo. Este equipo comparte sus recursos con los clientes.
Los clientes no comparten sus recursos, solicitan contenidos o servicios a los servidores.
Generalmente esta relación cliente-servidor se da en los programas que se ejecutan en los sistemas.
Muchísimos servicios como el email, las páginas web, acceso a bases de datos, ftp… Están basados en el modelo cliente-servidor.

Por regla general, los servidores son equipos con mayor capacidad de procesamiento que los clientes. Los servidores pueden interactuar con múltiples tipos de clientes. Por ejemplo, un servidor web puede ser accedido por muchos clientes como smartphones, portátiles, PDA, tablet, etc.

Redes Telemáticas

Definición

Infraestructura que posibilita que varios dispositivos intercambien datos entre sí. Es necesario que exista un medio físico por el que viaje la información.

Internet: la red de redes

Una red telemática se puede unir a otra (u otras) mediante un dispositivo llamado router. Internet está formado por la unión de millones de redes.

Servicios proporcionados por las redes telemáticas

En redes privadas

Compartir información
Compartir recursos hardware
Servicio web privado (Intranet)
Acceso a otras redes (típicamente a Internet)

En redes públicas

Servicio web público
Servicio de correo electrónico
Servicio de mensajería instantánea
Servicios multimedia
Acceso a redes sociales
Comercio electrónico

Tipos de redes telemáticas

LAN (Local Area Network) Redes de área local

Alcance limitado a pocos cientos de metros y excepcionalmente unos pocos kilómetros
Pertenece a la misma unidad organizativa

WAN (Wide Area Network) Redes de área extensa

Alcance mayor que las redes LAN, pudiendo llegar a miles de kilómetros
Es necesario el uso de infraestructuras de operadores de telecomunicaciones

Elementos de una arquitectura de red

Medio de transmisión
Codificación de los datos
Parámetros de las señales (niveles, potencia, frecuencia)
Conexiones
Control de flujo
Control de errores
Uso de tramas
Identificación de los nodos (direccionamiento)
Encaminamiento de la información
Cifrado de la información (seguridad)
Compresión de la información

Ethernet

Ethernet fue desarrollada por “DIX” alianza de tres empresas: Xerox, Intel y Digital.

Existen dos versiones, la primera publicada en 1980 y una velocidad de 10 Mbps. La segunda se conoce como Ethernet II, publicada en 1982 y una velocidad de 100 Mbps.
El organismo IEEE utilizó Ethernet como referencia para desarrollar un estándar de redes de área local al que se le asignó el código IEEE 802.3. Su primera versión se publicó en 1985
Ethernet cubre las funciones de los niveles físico y de enlace
Es una tecnología simple, de bajo coste y de fácil adaptación.
Ethernet ha evolucionado de los 10 Mbps de la primera versión a los 10 Gbps de la última.
Puede interconectar miles de equipos.

Direccionamiento físico

Cada dispositivo conectado en una red Ethernet debe tener una dirección física, también conocida como dirección MAC.
La dirección MAC es un número único de 48 bits asignado a cada NIC en el momento de su fabricación. Se almacena en la propia NIC y no se puede modificar (aunque sí enmascarar).
Se utiliza la notación hexadecimal con un carácter separador cada 2 dígitos: 00-90-F5-01-67-4F.
Dirección de broadcast o de difusión: utilizada para enviar una trama Ethernet a TODOS los equipos de la red: FF-FF-FF-FF-FF-FF
Un equipo tendrá tantas direcciones MAC como tarjetas de red.

CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)

Es un mecanismo de contienda basado en el tratamiento de un estado especial llamado colisión. Una colisión se produce cuando dos dispositivos envían datos simultáneamente por el medio compartido. Los datos “colisionan” y se pierde la información.

Funcionamiento

Comprueba que el medio está libre. Si es así comienza la transmisión de la trama.
Si el medio no está libre, espera que esté libre y transmite la trama.
Mientras que se está transmitiendo se comprueba continuamente si se produce colisión.
Si se detecta una colisión se deja de transmitir inmediatamente, se espera un tiempo aleatorio y se intenta de nuevo la transmisión.
Es importante que los sistemas que utilizan CSMA/CD estén bien diseñados para que no se puedan producir colisiones después de terminar la transmisión ya que no se detectarían.
Por esta razón el tamaño mínimo de trama en Ethernet que garantiza el punto anterior es de 64 bytes.
CSMA/CD convierte a Ethernet en una tecnología half-dúplex.

Direcciones IPv4 reservadas

Direcciones de red de las redes de clase A: X.0.0.0
Direcciones de red de las redes de clase B: X.X.0.0
Direcciones de red de las redes de clase C: X.X.X.0
Direcciones de difusión (broadcast) de las redes de clase A: X.255.255.255
Direcciones de difusión (broadcast) de las redes de clase B: X.X.255.255
Direcciones de difusión (broadcast) de las redes de clase C: X.X.X.255
Dirección reservada 0.0.0.0
Dirección de bucle local (loopback): 127.0.0.1

Subredes

Para utilizar subredes se utiliza el enmascaramiento que permite obtener la dirección de red o de subred a partir de la dirección IP.
El enmascaramiento se aplica en todas las redes aunque no haya subredes.
Para aplicarlo se utiliza un parámetro llamado máscara de subred.
La máscara es un número de 32 bits que identifica que parte de la dirección de red define la red y que parte define el host:
- Los bits que identifican la red (o subred) tienen el valor 1.
- Los bits que identifican los hosts en la red (o subred) tienes el valor 0.

Para redes con subredes. Ejemplos:

• Red de clase A con 2 subredes: 255.128.0.0 • Red de clase A con 8 subredes: 255.224.0.0 • Red de clase B con 2 subredes: 255.255.128.0 • Red de clase B con 8 subredes: 255.255.224.0 • Red de clase C con 2 subredes: 255.255.255.128 • Red de clase C con 8 subredes: 255.255.255.224