curso de redes

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Telemática: convergencia entre telecomunicación e informática (“informática a distancia”). I.1 MODELO DE COMUNICACIÓN. Problemática EMISOR Ordenador RECEPTOR Ordenador MEDIO Receptor: Transforma el mensaje enviado en una señal comprensible para el receptor Compensa la atenuación Minimiza el ruido Medio: Medio físico por el cual se transmite la señal electromagnética generada Hilos o cables metálicos Guías de onda La atmósfera Fibras ópticas Emisor:Transforma el mensaje original en una señal(eléctromagnética ) para transmitirla eficientemente – Adecúa – Codifica – Amplifica – Etc. Objetivo de un sistema de comunicación es intercambiar información entre dos sistemas (origen y destino). Modelo simple de comunicación

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Page 1: Curso de redes

Telemática: convergencia entre telecomunicación e informática (“informática a distancia”).

I.1 MODELO DE COMUNICACIÓN. Problemática

EMISOR

Ordenador

RECEPTOR

OrdenadorMEDIO

• Receptor: Transforma el mensaje enviado en una señal comprensible para el receptor

– Compensa la atenuación– Minimiza el ruido

• Medio: Medio físico por el cual se transmite la señal electromagnética generada

– Hilos o cables metálicos– Guías de onda– La atmósfera– Fibras ópticas

• Emisor:Transforma el mensaje original en una señal(eléctromagnética) para transmitirla eficientemente

– Adecúa– Codifica– Amplifica – Etc.

Objetivo de un sistema de comunicación es intercambiar información entre dos sistemas (origen y destino).

Modelo simple de comunicación

Page 2: Curso de redes

Ejemplo:

Marco de referencia

Modem Modem

Terminal Remoto Computadora Central

Líneas Telefónicas

DTE: Data Terminal EquipmentDCE: Data Circuit terminating Equipment

DTE DTEDCE DCEMedioInterfazInterfaz

Circuito de Datos

Enlace de Datos

I.1 MODELO DE COMUNICACIÓN. Problemática

Page 3: Curso de redes

I.1 MODELO DE COMUNICACIÓN. Problemática

Necesidad de comunicarse para compartir información y recursos de manera sencilla y eficiente.• ¿Qué medio de transmisión utilizar?. Cable, fibra óptica, radio.• ¿Qué tipo de señal y modulación?. Analógica (AM, FM, PM), digital (Manchester, bipolar NRZ)• ¿Cómo es la transmisión?. Simplex, half duplex, full duplex.• ¿Cómo enviar gran cantidad de datos de forma eficiente?. Mensajes, paquetes, tramas.• ¿Quién tiene preferencia para transmitir?. Master-Slave, todos la misma.•¿Qué sucede si un equipo transmite a distinta velocidad que otro?.• ¿Se producirán errores?. Ruido, interferencia, perdidas.• ¿Cómo detectar los errores?. CRC, bits de paridad.• ¿Cómo tratar los errores?. Corregirlos en recepción, pedir retransmisión, cerrar la comunicación.• ¿Cómo ampliar el sistema a más participantes? ¿Qué topología utilizar?. Redes LAN.• ¿Cómo acceder a un medio compartido?. Testigo, FDM, TDM, CSMA, etc.• ¿Cómo indicar a quien van dirigidos los datos?. Direcciones físicas, lógicas.• ¿Cómo unir redes LAN para crear redes más grandes?. Redes WAN.• ¿Cómo viajan los datos de red en red?. Nodos que almacenan, reenvian, encaminan.• ¿Qué sucede si un nodo se satura o se cae?. Evitar bloqueo de red e integridad de datos.• ¿Cómo proporcionar calidad y seguridad a los servicios de comunicación?. • ¿Qué aplicaciones o servicios proporcionan las redes?. Mail, acceso a BB. DD., etc.

Problemática

Page 4: Curso de redes

I.1 MODELO DE COMUNICACIÓN. Problemática

• Utilización del sistema de transmisión de la manera más eficiente posible.• Implementación de la interfaz entre el dispositivo de comunicaciones y el

sistema de transmisión.• Sincronización entre el transmisor y el receptor.• Gestión del intercambio (ejemplo: establecimiento y terminación de una

llamada telefónica).• Detección, corrección de errores y control del flujo.• Direccionamiento del destino y encaminamiento a través de la red.• Recuperación para reanudar la actividad en el punto de interrupción o

restablecer el sistema al estado anterior al comienzo del intercambio.• Formato de mensajes, de forma que ambos sistemas empleen la misma

codificación binaria.• Calidad y seguridad en las comunicaciones.• Gestión de red (configuración del sistema, supervisión de su estado, reacción

frente a fallos).

Tareas en los sistemas de comunicación

Page 5: Curso de redes

Justificación del uso de redesLa forma más simple de comunicación entre dos terminales o dispositivos es establecer una conexión directa a través de un medio de transmisión punto a punto. Normalmente no es viable la conexión mediante un enlace punto a punto si los dispositivos están muy alejados o si el número de ellos es elevado

Solución: interconectar cada dispositivo a una Red de Comunicaciones

Conjunto de equipos de datos autónomos interconectados:

- autónomos: no necesitan de ningún otro equipo para operar.

- interconectados: intercambio de información.

Primeros objetivos: - Compartir recursos.- Fiabilidad.- Minimizar costes.

I.2 REDES. Conceptos Relacionados

Estaciones (PCs, FAX, etc)

Red de Comunicacione

sNodos

N nodos

N·(N-1)/2 enlaces

Page 6: Curso de redes

Clasificación: Según tráfico mayoritario.Según topología.Según tecnología de transmisión.Según cobertura: LAN, MAN, WAN.

Encaminamiento. Multiplexación: FDM, TDM y CDMA. Conmutación Servicios y aplicaciones.

I.2 REDES. Conceptos Relacionados

Se habla de tráfico mayoritario puesto que en la actualidad la mayoría de las redes cursan todo tipo de tráfico. Redes de VOZ. Transportan mayoritariamente tráfico de voz ( ejemplo: Red telefónica básica RTB, GSM). Mediante MODEMS se puede emplear para transmisión de datos. Redes de DATOS. Transportan mayoritariamente tráfico de datos ( ej: X.25, FR, GPRS). Redes MIXTAS ( Integradoras). Fueron diseñadas en su origen para la integración de servicios y de tráfico multimedia ( ej: RDSI-BA, UMTS).

Clasificación: Según el tráfico mayoritario

Page 7: Curso de redes

I.2 REDES. Conceptos Relacionados

Clasificación: Según la Topología

Bus

Anillo

Estrella

Estrella extendida

Árbol o jerárquica

Malla completa

Red celular

Híbrida

Page 8: Curso de redes

I.2 REDES. Conceptos RelacionadosClasificación: Según la Topología

Page 9: Curso de redes

I.2 REDES. Conceptos RelacionadosClasificación: según su cobertura o alcance espacialPAN (Personal Area Networks). Redes de ámbito menor a 10 m (sensores).

LAN (Local Area Networks). Proporcionan servicios de interconexión a una gran variedad de terminales distribuidos en un área geográfica de reducidas dimensiones. Son de alta velocidad (>10 Mbps) y gran calidad (tasa de error muy baja). Son de ámbito privado y corporativo. Se encuentran en Universidades (un edificio o un campus universitario), hospitales, oficinas...

MAN (Metropolitan Area Networks). Similar a una LAN pero en el ámbito de una ciudad.

WAN (Wide Area Networks). Su ámbito abarca uno o varios países. Pueden ser públicas o privadas. Cubren grandes distancias geográficas. Son de menor velocidad que las LAN (64 Kbps) y menor calidad (Red Telefónica Conmutada)

Distancia entre

procesadores

Procesadores ubicados

en el mismo ...

Ejemplo

1 m Sistema PAN

10 m Habitación

LAN100 m Edificio

1 Km Campus

10 Km Ciudad MAN (o WAN)

100 Km País

WAN1.000 Km Continente

10.000 Km Planeta

Page 10: Curso de redes

I.2 REDES. Conceptos Relacionados

Nodo intermedio

Clasificación: Según la tecnología de transmisión. Redes ConmutadasLa red está formada por un conjunto de nodos que encaminan la información de origen a destino. Ejemplo: Red Telefónica

Redes de difusión (BROADCAST)Un solo canal de comunicación compartido por todas las máquinas. Uno transmite, el resto recibe. Ej: redes LAN. De acuerdo con la dirección, la información puede ser ignorada o admitida:

• Unicast: se envía a un destinatario concreto. Es el mas habitual.• Broadcast: se envía a todos los destinatarios posibles en la red. Ejemplo: anuncio de

nuevos servicios en la red.• Multicast: se envía a un grupo de destinatarios de entre todos los que hay en la red.

Ejemplo: videoconferencia.• Anycast: si se envía a uno cualquiera de un conjunto de destinatarios posibles. Ejemplo:

servicio de alta disponibilidad ofrecido por varios servidores simultáneamente; el cliente solicita una determinada información y espera recibir respuesta de uno cualquiera de ellos.

Page 11: Curso de redes

I.2 REDES. Conceptos RelacionadosEncaminamiento en redes de conmutación

Determinación de la ruta:

• Estática: camino fijado, no sujeto a condicionantes.

• Variable:

Con desbordamiento: Hay un camino fijado. Cuando este se colapsa se opta por una ruta alternativa.

Dinámica: Va cambiando el encaminamiento en función del estado de la red (grado de congestión).

Criterios:

Mínimo número de saltos

Mínimo coste de recursos

Mínimo retardo

Máximo caudal, etc

Page 12: Curso de redes

I.2 REDES. Conceptos RelacionadosMultiplexación FDM ,TDM y CDMA

TIEMPOTIEMPO

FRECUENCIA

FRECUENCIA

USUARIO1

USUARIO2

USUARIO3

T I E M P OT I E M P O

FR

EC

UE

NC

IAF

RE

CU

EN

CIA U S U A R I O 1

U S U A R I O 2

U S U A R I O 3

Función : permitir a varios usuarios compartir el medio físico de la transmisión.

SeparabilidadFrecuencia (FDMA)Tiempo (TDMA)Código (CDMA)

T IE M P OT IE M P O

FR

EC

UE

NC

IAF

RE

CU

EN

CIA

U S U A R IO 1

U S U A R IO 2

U S U A R IO 3

{FDM= Frequency Division MultiplexingTDM= Time Division Multiplexing

CDM= Code Division Multiplexing

Page 13: Curso de redes

I.2 REDES. Conceptos RelacionadosEj: Multiplexación FDM

Page 14: Curso de redes

I.2 REDES. Conceptos Relacionados

Ej: Multiplexación TDM

Page 15: Curso de redes

Conmutación. Conmutación de mensajes. Conmutación de circuitos. Conmutación de paquetes.

Datagrama.Circuito Virtual.

Ejemplos de redes basadas en circuitos y en paquetes.

Equipo terminal

Nodo conmutación

I.2 REDES. Conceptos Relacionados

Técnicas de ConmutaciónMecanismos para establecer un camino de intercambio de datos entre fuente y destino de una comunicación.

Tipos:

• Conmutación de circuitos.

• Conmutación de mensajes

• Conmutación de paquetes.

Circuito virtual.

Datagrama

Page 16: Curso de redes

I.2 REDES. Conceptos Relacionados

Conmutaciónde circuitos

Conmutaciónde paquetes

Conmutaciónde circuito

multivelocidadesATM

FrameRelay

Variable Bit RateCompleja

Constant Bit RateSimplicidad

Los dos extremos del diagrama representan las técnicas de conmutación más tradicionales. En general las técnicas más a la izquierda de la línea proporcionan transmisión sin o con poca variabilidad y con mínima demanda de procesado.

Las técnicas situadas a la derecha proporcionan mayor flexibilidad permitiendo manejar tráfico a diferentes velocidades o tráfico no predecible a costa de una mayor complejidad en el procesado.

Page 17: Curso de redes

I.2 REDES. Conceptos RelacionadosConmutación de circuitos: - Requiere el establecimiento de un camino físico (conexión) entre el terminal origen y el terminal

destino previamente al inicio de la transferencia de información. Dicho camino es una secuencia de enlaces conectados entre nodos de la red.

- Este tipo de conmutación es ORIENTADA A CONEXIÓN. - Los recursos se dedican en exclusiva a una llamada. - Diseñada para manejar tráfico de voz. - La eficiencia es aceptable debido al alto grado de actividad vocal.- La comunicación presenta tres fases:

1) Establecimiento del circuito (se hace un test para ver si la estación remota está ocupada o libre para aceptar la conexión).

2) Transferencia de datos.3) Liberación del circuito.

- Después del establecimiento cada nodo debería reservar canales de comunicación más capacidad de conmutación.

- Existe un retardo previo a la fase de transferencia que corresponde a la fase de establecimiento. Una vez establecida la llamada, los datos se transfieren a tasa fija sin prácticamente retardo.

- No existe peligro de congestión. 

La transmisión de datos es de naturaleza a ráfagas (bursty), por ello la utilización de conmutación de circuitos puede resultar ineficiente.

Page 18: Curso de redes

Pro

yecto

docen

te:

An

ten

as y

Pro

pag

ació

n

Ejemplo de red de conmutación de circuitos: RED DE TELEFONÍA PÚBLICA

I.2 REDES. Conceptos Relacionados

Aunque originalmente se diseñó y realizó para dar un servicio de telefonía analógica a los abonados, progresivamente se va convirtiendo en una red digital

Componentes :Abonados: dispositivos que se conectan a la red. Ej: Teléfono o modem.Bucle local o de abonado: enlace entre el abonado y la red. Ej: cable de par trenzado (varias decenas de km)Centrales: Centros de conmutación de la red. Si los abonados se conectan directamente a ellos se llaman centrales finales. Un misma central final puede servir a miles de abonados.Líneas principales o troncales: son las líneas entre centrales. Pueden transportar muchos circuitos de voz usando tanto FDM como TDM.

Page 19: Curso de redes

Pro

yecto

docen

te:

An

ten

as y

Pro

pag

ació

n I.2 REDES. Conceptos RelacionadosConmutación de circuitos: Establecimiento del circuito

En el establecimiento, la estación origen pide al nodo al que está conectado una conexión con la estación destino. Para encontrar el camino (concatenación de enlaces entre nodos) hasta las estación remota este nodo se usa información de encaminamiento, disponibilidad, coste, etc. El proceso se repite nodo a nodo, hasta llegar al nodo al que está conectado el terminal destino, que comprueba si el terminal está preparado para aceptar la conexión. Si la estación remota está disponible el nodo destino envía una señal de aceptación a nodo origen a través del camino o circuito establecido, que se mantendrá durante toda la transferencia de información.

Page 20: Curso de redes

El tiempo de procesado en el nodo TN se debe a las funciones: entender la marcación, encaminamiento y tarificación. Una vez establecida la conexión los nodos ya no procesan la información, que se transmite de forma continua.

T = Test + Tp + TT + Tlib

pp v

DT

cm

TT

Conmutación de circuitos. Cronograma

I.2 REDES. Conceptos Relacionados

Test= Tiempo establecimiento

Tp = Tiempo de propagación

TT = Tiempo de transmisión

TN = Tiempo de procesado en el nodo

Tlib = Tiempo de liberaciónm = Longitud del mensaje (bits)c = Capacidad del enlace (bps)

vp = Velocidad de propagación (m/s)D = Distancia de la concatenación de enlaces (m)

Transferencia información

T’p

A B1 2Enlace Enlace Enlace

TT

TN

Tlib

Test

Tp

Señal de petición de establecimiento

Señal de aceptación

Señal de liberación

A

B

1

2El retardo extremo a extremo será:

con y

Page 21: Curso de redes

I.2 REDES. Conceptos RelacionadosConmutación de mensajes: - La conmutación de mensajes intercambia unidades lógicas de datos (mensajes).- No hay establecimiento anticipado de la ruta entre el origen y el destino. El mensaje (información)

va precedido de una cabecera con la dirección de origen, dirección de destino, códigos de control

de errores y otros parámetros. Dicha cabecera es procesada en cada nodo.- Este tipo de conmutación es NO ORIENTADA A CONEXIÓN. - El mensaje viaja nodo a nodo. En cada nodo se debe esperar a recibir todo el mensaje y

retransmitirlo (almacenamiento y retransmisión o “Store and Forward”). Es necesario procesar la

cabecera. 

-Dado que la longitud de los mensajes es variable, el retardo también es variable. Al mismo

tiempo que es necesario determinar la capacidad de almacenamiento que será necesaria para

evitar pérdidas de información.

Cabecera Mensaje

Page 22: Curso de redes

I.2 REDES. Conceptos RelacionadosConmutación de mensajes (cont): -El conmutador “Store and Forward” consta básicamente de los siguientes elementos:

Interfaz de red: al que se conectan las diferentes líneas o enlaces.Buffers de recepción: En los que se almacenan los datos de cada mensaje que se está recibiendo.Memoria central (FIFO): en la que se guardan los mensajes antes de enviarse.Procesadores: para analizar la cabecera del mensaje y deciden a que buffer de salida se encaminan antes de ser enviadas por el interfaz de salida.Buffer de salida (reenvío)Interfaz de salida (red)

Interfaz de red

Buffers de recepción

Memoria central

Procesadores

Buffers de reenvío

Interfaz de red

Secuencia de eventos:- Recepción de todos los bits del mensaje.- Almacenamiento en la memoria central.- Procesado.- Encaminamiento hacia el nodo siguiente.- Transmisión.

Page 23: Curso de redes

Conmutación de mensajes. Cronograma

I.2 REDES. Conceptos Relacionados

Tp = Tiempo de propagación totalTT = Tiempo de transmisiónTN = Tiempo de procesado en el nodoTW = Tiempo de espera en cola totalm = Longitud del mensaje (bits)H = Longitud de la cabecera (bits)c = Capacidad del enlace (bps)Vp = Velocidad de propagación (m/s)D = Distancia de la concatenación de enlaces (m)

El retardo extremo a extremo será:

con y

TT

M1

T’p

A B1 2

Enlace Enlace Enlace

TN

M 1

M 1

T = Tp + Tw + nTN + (n+1)TT

pp v

DT =c

m+HT

T=

A

B

1

2

TN

En el esquema representado se ha supuesto que hay una única conexión, es decir, que el mensaje sale del nodo inmediatamente después de haber sido procesado. Si hubiera varias conexiones, habría que añadir el tiempo de espera en cola, TW, puesto que el buffer de salida podría estar ocupado por otros mensajes

Page 24: Curso de redes

I.2 REDES. Conceptos RelacionadosConmutación de mensajes (cont): 

 

Ventajas:- El uso del canal no es exclusivo para una conexión, sino compartido. - Mayor eficiencia en la transmisión. El canal se asigna a la conexión que lo necesita.- Durante la transmisión del mensaje se aprovecha toda la capacidad del canal.- Disminuye la probabilidad de bloqueo de nuevas conexiones. Se admiten más conexiones a costa

de tolerar un cierto retardo.- No se requiere que el transmisor y el receptor estén disponibles simultáneamente. (se guarda la

información hasta el receptor está disponible)- Un mismo mensaje puede enviarse a varios destinos a la vez: MULTICAST, BROADCAST.- Se pueden establecer prioridades en los mensajes incluyendo esta información en la cabecera.

Esto es muy útil en sistemas de integración de servicios (Ej.: voz, datos bancarios, …La voz ha de transmitirse en tiempo real, entonces se le dará prioridad frente a los datos bancarios que únicamente requerirán no perderse).

- Se puede dar con mayor facilidad adaptación de velocidades.- Pueden seleccionarse procedimientos de control de errores y recuperación de mensajes, control

de flujo, etc Desventajas:- No son adecuados para transferencias en tiempo real o interactivas ya que el retardo puede ser

elevado y muy variable (jitter elevado).- Requiere grandes capacidades de almacenamiento.

La solución: Conmutación de paquetes.

Page 25: Curso de redes

I.2 REDES. Conceptos RelacionadosConmutación de paquetes:

- Los datos se transmiten en bloques llamados paquetes. Los mensajes largos se trocean en paquetes que contienen:

*Información de usuario*Información de control ( permite el enrutamiento del paquete y la transmisión hacia el destino).

 -En cada nodo de la red, el paquete es almacenado brevemente hasta que se pasa al siguiente nodo.

Inf Control

Datos

Datos de usuarios

Datos Datos

Page 26: Curso de redes

I.2 REDES. Conceptos RelacionadosConmutación de paquetes (cont):

Ventajas: 

- Aumenta la eficiencia. Un enlace puede repartirse entre varios usuarios.- Permite el intercambio de paquetes entre dos estaciones con tasas diferentes.- Disminuye la probabilidad de bloqueo de nuevas conexiones. Se admiten más conexiones a costa de tolerar un cierto retardo.- Admite el uso de mecanismos de asignación de prioridades a los paquetes.

Desventajas

- Mayor retardo comparado con conmutación de circuitos: Retardos en los nodos, retardo de espera en cola, … - Aparece el fenómeno del jitter. Los paquetes de una determinada fuente puede sufrir diferentes retardos.- Necesidad de cabeceras en los paquetes. - Mayor procesado de la información. 

Page 27: Curso de redes

I.2 REDES. Conceptos RelacionadosTipos de CONMUTACION DE PAQUETES 

DATAGRAMA: - Cada paquete se trata independientemente, sin tener en cuenta los paquetes transmitidos con anterioridad.-Los paquetes asociados a una misma conexión no tienen por qué seguir la misma ruta ni llegar en secuencia al destino. No hay fase de establecimiento ni de liberación de la conexión (NO ORIENTADO A CONEXIÓN). Todos los paquetes contienen una dirección destino y un número de secuencia que permite ordenarlos. La estación destino se ha de encargar de recuperar el orden. -- Robusto frente a la caída de nodos.

Page 28: Curso de redes

DATAGRAMA. Cronograma

I.2 REDES. Conceptos Relacionados

Tp = Tiempo de propagación totalTT = Tiempo de transmisiónTN = Tiempo de procesado en el nodoTW = Tiempo de espera en colam = Longitud del mensaje (bits)H = Longitud de la cabecera (bits)p = Longitud del paquete incluyendo la cabecera (bits)c = Capacidad del enlace (bps)vp = Velocidad de propagación (m/s)D = Distancia de la concatenación de enlaces (m)

El retardo extremo a extremo será:

con y

P1

T’p

A B1 2

Enlace Enlace Enlace

TN

P 1

P 1

P 2

P 3

P 2

P 2

P 3

P 3

T = Tp + Tw + nTN + TT

pp v

DT

cp

ncp

H-pm

TT

A

B

1

2

Tipos de CONMUTACION DE PAQUETES.

Page 29: Curso de redes

I.2 REDES. Conceptos Relacionados

 CIRCUITO VIRTUAL:

- Se establece una ruta antes de enviar los paquetes. Una vez establecida la ruta todos los paquetes la siguen. (ORIENTADO A CONEXIÓN)- Dado que la ruta se fija para toda la duración de la conexión, se denomina circuito virtual.- Cada paquete contiene la información sobre el circuito virtual y los datos de usuario.- Una vez el circuito virtual está establecido, no es necesario tomar decisiones de encaminamiento.- Si cae un nodo del circuito se pierde la comunicación.

Tipos de CONMUTACION DE PAQUETES.

Hay dos modalidades de circuito virtual. *CVP: CIRCUITO VIRTUAL PERMANENTE. La ruta está siempre establecida y los comunicantes la usan cuando la necesitan. Establecida cuando un usuario se abona a la red. *CVC: CIRCUITO VIRTUAL CONMUTADO. La ruta se establece solo cuando los sistemas finales la necesitan.

Page 30: Curso de redes

Red deTransporte

DLCI = 1

DLCI = 7

DLCI = 7

DLCI = 4

A

B

C

DLCI: Data Link Connection Identifier

X

Y

Z

W

Tabla de conmutación de VCs en A:

Puerto DLCI Puerto DLCI Circuito

1 7 Rojo

4 7 Azul

DLCI = 4

DLCI = 5

Líneas punto a punto

I.2 REDES. Conceptos RelacionadosTipos de CONMUTACION DE PAQUETES. CIRCUITO VIRTUAL:

Ejemplo:

Page 31: Curso de redes

CIRCUITO VIRTUAL. Cronograma.

I.2 REDES. Conceptos Relacionados

El retardo extremo a extremo será:

con yT’p

pp v

DT

Tlib

Test

A B1 2Enlace Enlace Enlace

T’pTNSeñal de petición

de establecimiento

Señal de aceptación

Señal de liberación

T = Test + Tp + Tw + nTN + TT + Tlib

cp

ncp

H-pm

TT

Test= Tiempo establecimientoTlib= Tiempo de liberaciónTp = Tiempo de propagaciónTT = Tiempo de transmisiónTN = Tiempo de procesado en el nodoTW = Tiempo de espera en colam = Longitud del mensaje (bits)H = Longitud de la cabecera (bits)p = Longitud del paquete incluyendo la cabecera (bits)c = Capacidad del enlace (bps)vp = Velocidad de propagación (m/s)D = Distancia de la concatenación de enlaces (m)El tiempo de procesado en el nodo es menor que en el

modo datagrama

A

B

1

2

Tipos de CONMUTACION DE PAQUETES.

Page 32: Curso de redes

nmH

Hpopt

I.2 REDES. Conceptos RelacionadosEFECTO DEL TAMAÑO DE LOS PAQUETES

Longitud óptima: aquella que minimiza el tiempo de retardo de transmisión del mensaje

Cuanto mayor sea el mensaje o el tamaño de la cabecera mayor será el tamaño del paquete óptimo.

Cuanto más nodos intermedios haya más conveniente será fragmentar el mensaje.

Page 33: Curso de redes

I.2 REDES. Conceptos Relacionados

1.11.3 1.2

2.12.3 2.2

1.1

1.31.2

2.1

2.32.2

B.1B.3 B.2

C.1C.3 C.2

B.1

B.3B.2

C.3

C.2C.1

Red NO orientada a conexión

VC 1

VC 2

A

A

B

B

C

C

Cada paquete lleva elnúmero del circuito virtual

al que pertenece

Cada datagrama lleva ladirección de destino

El orden se respeta

El orden no siemprese respeta

Todos los paquete quevan por un mismo VC

usan la misma ruta

La ruta se elige deforma independientepara cada datagrama

Red Orientada a conexión

Page 34: Curso de redes

I.2 REDES. Conceptos Relacionados

Circuito virtual vs Datagrama. Si la transmisión de datos dura bastante tiempo, el circuito virtual tiene algunas ventajas:

Paquetes recibidos en el mismo orden en que son transmitidos.Control de secuencia y errores.Más rápido. No requiere tomar decisiones de encaminamiento.

 Ventajas del modo datagrama:

No precisa establecimiento de una conexión.Es más flexible. Reacciona a situaciones de congestión.Es más fiable. Si un nodo cae, el reto de los paquetes buscan una ruta alternativa.

La mayor parte de las redes de conmutación de paquetes actuales utilizan circuitos virtuales

Tipos de CONMUTACION DE PAQUETES.

Page 35: Curso de redes

I.2 REDES. Conceptos RelacionadosComparativa de modos de Conmutación de Paquetes

fijoDinámicoAncho de banda

En establecimientoEn cada paqueteControl de congestión

Todos los VC que pasan por ese conmutador se terminan

Se pierden paquetes en tránsito solamente

Efecto de fallo

en un router

La ruta se elige al establecer el VC; todos los paquetes siguen

esa ruta

Independiente para cada datagrama

Encaminamiento

Cada VC requiere una entrada en las tablas de cada conmutador por

donde pasa

Ni los routers ni la subred conservan ninguna

Información

de estado

Los paquetes solo llevan el número del VC (generalmente

pequeño)

Cada paquete lleva la dirección completa de

origen y destino

Direccionamiento

Requerido (permanente o temporal)

InnecesarioEstablecimiento

conexión

RED orientada a conexión (circuitos virtuales)

Red no orientada a conexión (datagrama)

X.25, Frame Relay, ATMRed IPEjemplos

Page 36: Curso de redes

I.2 REDES. Conceptos RelacionadosServicios y Aplicaciones

Bio

Audio Video

Image

Chat Web

Services

Control

SIP/SDPSignalling

Audio Video

Chat Web

Services

Control

SIP/SDPSignalling

IP Network

MCUMCU

Ambulance

Hospital Network

Whiteboard

Whiteboard

Services + Control +Signalling

MCU MultipointControl Unit

UMTS

hubrouter

routerswitch

Page 37: Curso de redes

PROTOCOLOS

• Reglas que definen o regulan la comunicación entre entidades de sistemas diferentes.• Se requiere que “hablen el mismo idioma”.• Entidades: – Aplicaciones para usuarios.

– Gestores de correo electrónico.– Sistemas de gestión de bases de datos.

• Sistemas: – Computador.– Terminal.– Sensor remoto.

ELEMENTOS CLAVE

• Sintaxis: – Formato de los datos.– Niveles de señal.

• Semántica – Información de control.– Gestión de errores.

• Temporización: –Coordinación de velocidades.–Secuenciación

Protocolos: arquitectura, características y funciones. Modelo OSI Modelo TCP/IP.

I.3 ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS: modelos.

Page 38: Curso de redes

FUNCIONES DE UN PROTOCOLO

• Control de Errores.

• Control de Flujo.

• Fragmentación y Reensamblado.

• Orden de Entrega (Secuenciamiento).

• Direccionamiento.

• Sincronización.

• Control de Conexión.

• Encapsulación.

• Servicios de Transmisión: Prioridad, Seguridad

• ...

No todos los protocolos tienen estas funciones

I.3 ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS: modelos.

Page 39: Curso de redes

¿Por qué hace falta una arquitectura de protocolos?

• La tarea se descompone en subtareas, facilitando la técnica modular.

• Las subtareas se implementan de manera independiente en diversas capas de la arquitectura (reduce la complejidad de desarrollo)

• Estandariza interfaces

• Asegura la interoperabilidad de la tecnología.

• Acelera la evolución.

• Simplifica la enseñanza y el aprendizaje

Arquitectura de protocolos: estructura formada por un conjunto de módulos que realiza las funciones de comunicación entre entidades.

Ejemplos

• Dos artistas, mantienen por vía telegráfica una conversación sobre pintura: uno en Moscú y el otro en Valencia, Para entenderse disponen de traductores ruso-inglés y valenciano-inglés, respectivamente. Los traductores pasan el texto escrito en inglés a los telegrafistas que lo transmiten por el telégrafo utilizando código Morse.

• Transferencia de archivos entre dos ordenadores unidos por una red de comunicaciones

I.3 ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS: modelos.

Page 40: Curso de redes

Ejemplo

• Dos artistas manteniendo por vía telegráfica una conversación sobre pintura.

Pintura

Inglés

Morse

Impulsos eléctricos

Ruso Valenciano

Texto escrito Texto escrito

Manipulador Manipulador

Capa

1

2

3

4

Telegrafista

Telégrafo

Traductor

Artista

Telegrafista

Telégrafo

Traductor

Artista

Moscú Valencia

Comunicación real Comunicación virtual

I.3 ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS: modelos.

Page 41: Curso de redes

I.3 ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS: modelos. Ejemplo (cont.)• Suponer ahora que Moscú y Valencia no disponen de comunicación directa vía telégrafo,

pero que la comunicación se realiza de forma indirecta por la ruta: Moscú – Copenhague: telégrafo por cable Copenhague – París: radiotelégrafo París – Valencia: telégrafo por cable

Telegrafista

Telégrafo

Traductor

Artista

Telegrafista

Telégrafo

Traductor

Artista

Moscú Valencia

Telegrafista

Telégrafo

Telegrafista

Telégrafo

ParísCopenhague

Pintura

Inglés

Morse

Impulsoseléctricos

Ondas de radio

MorseMorse

Impulsoseléctricos

Page 42: Curso de redes

Ejemplo

• Transferencia de archivos

La fuente debe activar el trayecto de comunicaciones o informar a la red de cuál es el destino.

Debe comprobar que el destino está preparado para recibir los datos.

La aplicación de transferencia de archivos de la fuente debe comprobar que el sistema de gestión de archivos del destino puede aceptar y guardar el archivo para este usuario.

I.3 ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS: modelos.

Page 43: Curso de redes

Modelo de tres capas

• Las comunicaciones involucran a tres agentes

Aplicaciones.

Ordenadores.

Redes.

• Organizar la tarea de la comunicación en tres capas o niveles:

I.3 ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS: modelos.

Page 44: Curso de redes

I.3 ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS: modelos.

Capa de acceso a red

• Intercambio de datos entre el computador y la red a la que está conectado.• El computador emisor proporciona a la red la dirección de destino.• El computador emisor puede necesitar ciertos servicios proporcionados por la red.• Depende del tipo de red que se use (LAN, conmutación de• paquetes, etc.).• Resto de software de comunicaciones por encima de la capa de acceso a la red no tendrá

que ocuparse de las características específicas de la red.

Capa de transporte

• Intercambio de datos de una manera segura:– Todos los datos llegan a la aplicación destino.– Mismo orden en que fueron enviados.

• Independiente de la red que se use.• Independiente de la naturaleza de las aplicaciones.• Capa común compartida por todas las aplicaciones.

Capa de aplicación

• Intercambio de datos de una manera segura:• Admite varias aplicaciones de usuario.• Para cada tipo de aplicación se necesita un módulo independiente.• Ejemplo: correo electrónico, transferencia de ficheros, navegación web, …

Page 45: Curso de redes

I.3 ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS: modelos.

Requisitos de direccionamiento

• Se necesitan dos niveles de direccionamiento.

Cada computador debe tener una dirección de red exclusiva.

Cada aplicación en el computador debe tener una dirección que sea única dentro del propio computador

Page 46: Curso de redes

I.3 ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS: modelos. Unidades de datos de los protocolos

• En cada capa, se utilizan protocolos para la comunicación.

• Se añade información de control a los datos del usuario en cada capa.

• La capa de transporte puede fragmentar los datos del usuario. Cada fragmento tendrá una cabecera de transporte ( Service Access Point, número de secuencia, código de detección de errores. Resultado: una unidad de datos de transporte de protocolos o PDU.

• Añade la cabecera de acceso a la red (dirección del computador destino).

Page 47: Curso de redes

I.3 ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS: modelos.

Funcionamiento de una arquitectura de protocolos (resumen)

Page 48: Curso de redes

I.3 ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS: modelos. Arquitecturas de protocolos normalizadas

• Años 60-70:

Protocolos de comunicaciones propietarios, incompatibles y heterogéneos

Multiplicidad de fabricantes, plataformas, equipos, aplicaciones...

Necesidad de una estructuración en el proceso de comunicación

• Arquitecturas normalizadas:

Interoperabilidad entre equipos.

Gran mercado de equipos y software..

Los clientes pueden exigir equipos estandarizados.

Tienden a congelar la tecnología.

• Dos normas:

Modelo de referencia OSI (ISO 7498, 1984)

Nunca ha respondido a las expectativas iniciales.

Conjunto de protocolos TCP/IP (Proyecto ARPANET DoD,1972)

Es la más ampliamente utilizada

• Organizaciones de normalización: IETF, ISO, UIT-T, …

Page 49: Curso de redes

Críticas al modelo OSI

• Tardó mucho en desarrollarse.

• Tecnología inadecuada:

Algunos niveles vacíos, otros muy densos.

Muy complejo, difícil de implementar e ineficiente.

• Implementaciones inadecuadas (enormes y lentas)

Críticas al modelo TCP/IP

• No es un modelo general:

No describe cualquier pila de protocolos

Se trata de una implementación concreta

• No se distinguen las capas física y de enlace de datos

No es un modelo apropiado a seguir

I.3 ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS: modelos.

Page 50: Curso de redes

Modelo OSI• El modelo OSI (Open System Interconnection) fue definido entre 1977 y 1983

por la ISO (International Standards Organization) para promover la creación de estándares independientes de fabricante. Divide TODAS las funciones que tiene que realizar un sistema de comunicación en siete de capas o niveles. Este modelo no normaliza ningún protocolo, solo define cada capa.

• Los niveles tienen una estructura jerárquica que se apoya en la noción de servicio. Cada capa se sirve de la inferior para realizar ciertas funciones, realiza sus propias funciones y ofrece un servicio a la capa superior. Así, cada nivel N es proveedor de servicio de nivel N y usuario de servicio N-1.

Directrices

• Número de niveles suficientemente grande para que cada nivel fuera sencillo pero no excesivo para evitar que el modelo OSI fuera inmanejable.

• Frontera muy sencilla entre capas consecutivas.

• Funciones relacionadas entre sí se agrupan en una misma capa.

• Todas las capas deben tener únicamente interfaz con la capa superior y con la inferior, salvo evidentemente la primera y la última.

• Reaprovechar la máxima experiencia acumulada.

I.3 ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS: modelos.

Page 51: Curso de redes

I.3 ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS: modelos.

OSI como modelo de referencia para la normalización

Page 52: Curso de redes

I.3 ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS: modelos.

Niveles OSI

Aplicación.

Presentación.

Sesión.

Transporte.

Red

Enlace de datos

Física.

Page 53: Curso de redes

Niveles OSI

Nivel físico (Nivel 1)Permite utilizar directamente el medio físico de transmisión. Como servicio ofrece la transmisión de bits. En este nivel se definen las siguientes características:

• mecánicas: tipos de conectores, el diámetro del cable y el tipo de material en su caso, etc.• eléctricas: niveles de transmisión o el tipo de señal transmitido. • funcionales: especificar que hace cada hilo o canal.• de procedimiento: reglas o secuencia de eventos para transmitir.

Ejemplo: EIA RS-232, que define la utilización de los puertos serie de los equipos.

Nivel de enlace (Nivel 2)Ofrece al siguiente nivel una transmisión fiable de bits. Controla el flujo de datos para evitar que un equipo envíe datos más rápido de lo que el otro permite. En redes de difusión, además, se encarga del control de acceso al medio compartido.En redes de conmutación, controla el establecimiento, mantenimiento y liberación de la conexión en cada uno de los enlaces. Ejemplos de protocolos: HDLC.

Nivel de red (Nivel 3) Proporciona una conexión extremo a extremo en redes interconectadas. No es enecesaria en enlaces directos donde es el nivel 2 el que proporciona la conexión. Otras funciones son:

• segmentación: adaptación al tamaño de paquete máximo transmisible por la red.• encaminamiento: definición de las rutas a seguir por los datos hasta su destino.• control de congestión: evitar que se produzcan cuellos de botella.• interconexión: resolver los problemas derivados de la interconexión de redes heterogéneas.

Ejemplos de protocolo: IP.

I.3 ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS: modelos.

Page 54: Curso de redes

Niveles OSI

Nivel de transporte (Nivel 4)Garantiza la transmisión sin errores extremo a extremo, independiente del tipo de red. Se encarga de que los datos lleguen sin errores, ordenados, sin pérdidas ni duplicados.Este nivel fragmenta el mensaje en origen y lo recompone en el destino, asumiendo la ordenación de los distintos paquetes que llegan.Ejemplos de protocolo: TCP.

Nivel de sesión (Nivel 5)Se encarga de organizar y sincronizar el diálogo entre los dos extremos (disciplinas de diálogo).La mayor parte de los protocolos están definidos por el ISO, aunque su uso es muy escaso.

Nivel de presentación (Nivel 6)Este nivel elimina los problemas que puedan surgir al comunicar arquitecturas con estructuras o representación de datos específicas (formato y codificación de datos). Otras funciones son la compresión y el cifrado.

Nivel de aplicación (Nivel 7)Medio para que las aplicaciones accedan al entorno OSI. Ejemplo de servicios o aplicaciones: transferencia de archivos, terminal virtual, etc.

I.3 ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS: modelos.

Page 55: Curso de redes

I.3 ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS: modelos. Entorno OSI

Page 56: Curso de redes

I.3 ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS: modelos. Utilización de un retransmisor

Page 57: Curso de redes

Modelo TCP/IP

• Desarrollada en el seno de ARPAnet, red creada en 1969 por la Advanced Research Projects Agency del Department of Defense de EEUU.

• Cuando se unen redes satélite y radio aparecen los primeros problemas de interconexión. Se crea el modelo de referencia TCP/IP en 1974:

Capacidad de conexión de múltiples redes de una manera sencilla.

Exigencia de permanencia de la comunicación mientras funcionan los host extremos.

I.3 ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS: modelos.

7

6

5

4

3

2

1

7

6

5

4

3

2

1

OSI TCP/IP

Aplicación

Presentación

Sesión

Transporte

Red

Enlace de Datos

Físico

Host-Host

Internet

Nivel de Acceso a Red

Aplicación

Competencia y correspondencia con la torre OSITCP/IP se ha impuesto en los años 90 al contrario de lo que se opinaba en los 80, cuando se creía que el modelo OSI es el que triunfaría. Los protocolos TCP/IP se crearon y normalizaron mucho antes de que se definiera el modelo OSI.Pese a que los gobiernos apoyaban los estándares de OSI, desde mediados de los 80 se ha ido introduciendo TCP/IP en las administraciones, principalmente en el Departament of Defense de EE.UU.Otro de los motivos de su implantación es la popularización de Internet.

Page 58: Curso de redes

I.3 ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS: modelos. Niveles TCP/IP• Objetivo

Garantizar la comunicación pese a problemas locales o desconexiones en grandes segmentos de la red, siendo las mismas máquinas conectadas a la red quienes, de forma automática, resuelvan los problemas suscitados.

• Basada en la comunicación de tres agentes:

Procesos: entidades que desean comunicarse.

Maquinas (hosts): lugar donde residen o corren los procesos.

Redes: la comunicación tiene lugar a través de redes a las que las hosts están unidas.

Aplicación

Host-Host

Internet

Nivel de Acceso a Red

Sis

tem

a O

pera

tivo

Host

Aplicación

Host-Host

Internet

Nivel de Acceso a Red

Sistem

a Operativo

Host

RED REDDireccionamiento

InternetNAP 1 NAP 2

Page 59: Curso de redes

I.3 ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS: modelos. TCP/IP: nivel de proceso/aplicación

¿Qué debo enviar?

Tran

sf. F

iche

ros

(FTP

)

e-mail (

SMTP)

WWW (HTTP)

Es la interfaz que ve el usuario final Muestra la información recibida En ella residen las aplicaciones Envía los datos de usuario a la

aplicación de destino usando los servicios de las capas inferiores

Page 60: Curso de redes

I.3 ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS: modelos. TCP/IP: nivel de host to -host

¿Son estosdatos buenos?

Este paquete no es bueno.

Reenviar

Identifica al proceso origen y al destinatario de los datos

Verifica que los datos se transmitan correctamente

Page 61: Curso de redes

I.3 ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS: modelos. TCP/IP: nivel de Internet

Routers

Implementa un sistema universal de direcciones lógicas denominadas direcciones IP.

Realiza el encaminamiento de mensajes a través de las diferentes redes.

Hace uso de encaminadores, denominados gateways o routers.

Page 62: Curso de redes

I.3 ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS: modelos. TCP/IP: nivel de acceso a red

Intermediario entre un host y la red, y entre los dispositivos de red.

Usa las direcciones físicas de los dispositivos empleados.

Constituye la tecnología de red sobre la que se actúa.

Page 63: Curso de redes

TCP/IP: protocolos

IP Internet ProtocolTCP Transmission Control ProtocolUDP User Datagram ProtocolFTP File Transfer ProtocolSMTP Simple Mail Transfer ProtocolSNMP Simple Network Management

Protocol

Nivel de Aplicación (mensaje)

Nivel Host-to-Host(segmento)

Nivel Internet (datagrama)

TELNET FTP SMTP

TCP UDP

IP

CSMA/CD, Token Ring, X.25, ISDN, ATM, etc

SNMP

Cola de enlace

Datagrama IPCabecera de enlace

Segmento TCPCabec.IP

Datos aplicaciónCabec.TCP

20bytes

Segmento TCP

Datagrama IP

Trama

20bytes

14bytes

4bytes

Nivel de acceso a red (trama)

Encapsulado de protocolos

I.3 ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS: modelos.

Page 64: Curso de redes

Capa

1

2

3

HTTP

TCP

IP

Cliente Servidor

Aplicación

Host-to-Host

Acceso a red

Internet

Aplicación

Transporte

Acceso a red

Red

LAN Ethernet

4

Ejemplo modelo TCP/IP:

Modelo de capas y protocolos en acceso a servidor desde LAN Ethernet

I.3 ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS: modelos.

Page 65: Curso de redes

Aplicación

Capa

1

2

3

HTTP

TCP

IP

Cliente Servidor

Host-to-Host

Acceso a red

InternetIP IP

PPP

Aplicación

Host-to-Host

Acceso a red

Internet

Acceso a red

Internet

Acceso a red

Internet

TokenRingEthernet

LANEthernet

LANToken Ring

4

Ejemplo modelo TCP/IP:

Modelo de capas y protocolos en acceso a servidor desde conexión remota

I.3 ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS: modelos.

Page 66: Curso de redes

Direccionamiento IP

I.3 ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS: modelos.

Una dirección IP es un código Una dirección IP es un código numérico único que identifica a numérico único que identifica a

un ordenador específico en un ordenador específico en InternetInternet

¿Dónde está?

¿Cómo llego a él?

¿Qué nodo es?

Page 67: Curso de redes

Direccionamiento IP

I.3 ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS: modelos.

• Identificadores universales.

• Virtual

Interpretado por el software.

Independiente del direccionamiento hardware.

• Identifican una conexión de un nodo.

• Dirección consta de 32 bits, conceptualmente dividido en dos campos:

Identificador de red (netid).

Identificador de nodo (hostid).

• Representación:

Notación decimal tomando cada 8 bits como un número decimal y separando los dígitos decimales por puntos

1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1

155 . 210 . 38 . 241

Page 68: Curso de redes

Clases de direcciones IP

I.3 ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS: modelos.

Identificador de red (netid) Identificador de nodo (hostid)

0 ID red ID nodo

1 0 ID red ID nodo

1 1 0 ID red ID nodo

1 1 1 0 Dirección Multicast

1 1 1 1 0 Reservado para usos futuros

Clase A

Clase B

Clase C

Clase D

Clase E

1

2

3

4

5

8

16

24

32

32

32

32

32

Pocas redes (126)

16.777.214 nodos por red

Redes medianas (16.382)

65532 nodos por red

Muchas redes (2.097.150)

254 nodos por red

1.0.0.0 ... 126.0.0.0

128.1.0.0 ... 191.254.0.0

192.0.1.0 ... 223.255.254.0

224.0.0.0 ... 239.255.255.0

Page 69: Curso de redes

Direcciones IP especiales

I.3 ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS: modelos.

netid Todo 0s

netid Todo 1s

Todo 1s

Todo 0s

127 Cualquier dígito

Todo 0s hostid

Este host

Host en esta red

Dirección de red

Difusión directa

Difusión limitada

Dirección de loopback

Utilizadas como dirección fuente en el arranque del sistema

Se refiere únicamente a la red y no a sus nodos.

Envío de un paquete a todos los nodos de la red netid.

Envío de un paquete a todos los nodos de su red durante el arranque del sistema

Utilizada para pruebas

Page 70: Curso de redes

Ejemplo de direccionamiento IP: router conectando tres LANs

I.3 ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS: modelos.

IP: 193.146.62.7Router: 193.146.62.1

IP: 193.146.62.12Router. 193.146.62.1

IP: 193.146.62.215Router: 193.146.62.1

147.156.0.1

IP: 147.156.145.17Router: 147.156.0.1

LAN A147.156.0.0

LAN C193.146.62.0

LAN B213.15.1.0

193.146.62.1

213.15.1.1

IP: 213.15.1.2Router: 213.15.1.1

IP: 213.15.1.3Router: 213.15.1.1

Al estar todas las redes directamente conectadas no hacen

falta rutas

IP: 147.156.13.5Router: 147.156.0.1

IP: 147.156.24.12Router: 147.156.0.1

Page 71: Curso de redes

Ejemplo de direccionamiento IP: conexión de LANs vía línea serie

I.3 ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS: modelos.

165.12.0.2Router 165.12.0.1

165.12.0.1

165.12.0.3Router 165.12.0.1

192.168.2.1

A 213.1.1.0 por 192.168.2.2

LAN A165.12.0.0

LAN B213.1.1.0

213.1.1.1

213.1.1.2Router 213.1.1.1

213.1.1.3Router 213.1.1.1

192.168.2.2

A 165.12.0.0 por 192.168.2.1

Red 192.168.2.0

X

Y

Page 72: Curso de redes

Direcciones IP reservadas y privadas

I.3 ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS: modelos.

Red o rango Uso

127.0.0.0 Reservado (fin clase A)

128.0.0.0 Reservado (inicio Clase B)

191.255.0.0 Reservado (fin clase B)

192.0.0.0 Reservado (inicio Clase C)

224.0.0.0 Reservado (inicio Clase D)

240.0.0.0 – 255.255.255.254 Reservado (clase E)

10.0.0.0 Privado

172.16.0.0 – 172.31.0.0 Privado

192.168.0.0 – 192.168.255.0 Privado

Page 73: Curso de redes

Asignación de direcciones IP

I.3 ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS: modelos.

• Inicialmente la asignación de direcciones IP la realizaba el NIC (Network Information Center) de forma centralizada.

• A principios de los 90 se decidió descentralizar esta función creando los llamados RIR (Regional Internet Registry).

Registro Regional Área geográfica

ARIN (American Registry for Internet Numbers)

www.arin.net

•EEUU y Canadá

APNIC (Asia Pacific Network Information Centre)

www.apnic.net

•Asia oriental•Pacífico

RIPE (Réseaux IP Européenes)

www.ripe.net

•Europa•Oriente Medio•Asia Central

LACNIC ( Latin American and Caribbean Network Information Center)

www.lacnic.net

•América y el Caribe (excepto EEUU y Canadá)

AFRINIC (African Network Information Center)

www.afrinic.net

•África•Oceano Indico

Page 74: Curso de redes

Nombres de dominio IP

I.3 ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS: modelos.

• Son nombres que se utilizan para identificar equipos en Internet, de una forma más sencilla.

• Las personas recuerdan mejor nombres que números.

• Las direcciones IP pueden cambiar cuando un ordenador cambia de ubicación.

• Son entidades administrativas cuyo propósito es subdividir la carga de gestión entre distintas subentidades (proceso a repetir si el tamaño así lo aconseja).

• Network Information Center asigna dominios de primer nivel (Top Level Domains). Cada país administra su TLD (ES-NIC, www.nic.es).

• Cada TLD dispone de sus propias normas (autonomía) acerca de quien puede registrar un dominio de segundo nivel, que dominios están permitidos, que procedimientos hay que seguir para registrar un dominio de segundo nivel, etc.

Page 75: Curso de redes
Page 76: Curso de redes

Servidor de nombres DNS (Domain Name System)

I.3 ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS: modelos.

• Sistema de computación distribuido que relaciona nombres y direcciones (traducción) vía una ordenación jerárquica de dominios delegados.

Host peticionariatele2.cps.unizar.es

www.google.com

DNS raíz

DNS localns.unizar.es

1

23

4 5

6

DNS remotons1.google.com

DNS en .com

7

8

Recursive DNSQuery

Host peticionariatele2.cps.unizar.es

www.google.com

DNS raíz

1

2

3 4

6

7

DNS remotons1.google.com

DNS en .com

5

8

Iterated DNSQuery

DNS localns.unizar.es

Así es como funciona a

día de hoy el sistema DNS

Dig: herramienta de consulta a servidor DNS.

Page 77: Curso de redes

Agotamiento del espacio de direcciones IPv4

I.3 ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS: modelos.

Nueva versión del protocolo IP

• IPv6: identificadores de 128 bits de longitud.

• Representación X:X:X:X:X:X:X:X, cada X representa el valor hexadecimal de un grupo de 16 bits. Ejemplo:

• 2001:410:0:1::0:45FF/128 (dirección de un host)

Page 78: Curso de redes

Comunicación extremo a extremo en TCP/IP

I.3 ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS: modelos.

• Necesidad de un mecanismo de direccionamiento adicional para identificar a las aplicaciones (puerto).

Comunicación extremo a extremo

APAP • Los puertos utilizan un buffer o cola de espera, donde se almacenan los paquetes que llegan hasta que la aplicación los extrae.

• Para comunicarse con una aplicación en un host destino, una fuente necesita conocer su dirección IP y el número de puerto.

• Protocolos : - TCP (Transmission Control Protocol) Fiable

- UDP (User Datagram Protocol) No fiable

Page 79: Curso de redes

¿Cómo contactan dos aplicaciones en TCP/IP?

I.3 ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS: modelos.

• Una aplicación: - Empieza la ejecución primero.

- Espera pasivamente en un puerto fijo.• Otra aplicación: - Empieza la ejecución después.

- Establece contacto con la primera aplicación.• Esta es la interacción cliente – servidor.

Servidor (apertura pasiva) Cliente (apertura activa).• La información fluye en ambos sentidos, normalmente.

• Servidor:

Sigue generalmente un estándar.

Siempre utiliza los mismos números de puerto.

Generalmente, utiliza los números de puerto bajos. Por debajo del 1024, puertos bien conocidos o ya asignados.

• Cliente:

El sistema operativo le asigna un número de puerto que esté libre.

Utiliza números de puerto mayores de 1024.

Asignación de puertos a aplicaciones

Page 80: Curso de redes

Puertos bien conocidos (well-known ports) en TCP/IP

I.3 ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS: modelos.

Page 81: Curso de redes

Servicios en TCP/IP

I.3 ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS: modelos.

• Existe un gran número de servicios estándar Internet.

• Una aplicación se define como una implementación de un servicio.

Servicio de transferencia de ficheros <-> FTP

• Cada aplicación estándar tiene al menos un documento (RFC) que describe los detalles acerca del servicio que ofrece, así como el protocolo utilizado entre el cliente y servidor.

Ejemplos de servicios:

• Terminal remota (TELNET): Facilita la comunicación interactiva con una máquina remota como si el usuario o proceso estuvieran trabajando en esa máquina.

• File Transfer Protocol (FTP): Facilita a un usuario o proceso de aplicación acceder e interactuar con un sistema de ficheros remoto.

• Simple Mail Transfer Protocol (SMTP): Proporciona un servicio de transferencia de correo a través de una red entre sistemas de correo radicados en diferentes máquinas.

• Post Office Protocol versión 3 (POP3): Proporciona un servicio de acceso al buzón de correo del usuario o mailbox.

• HyperText Transfer Protocol (HTTP):Proporciona un servicio distribuido de presentación de la información.

• Simple Network Management Protocol (SNMP): Facilita la gestión y administración remota de los elementos de una red (hosts, routers, protocolos, etc.)

Page 82: Curso de redes

Servicios en TCP/IP: Terminal remota (telnet)

I.3 ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS: modelos.

• Servicio que permite establecer una conexión con un servidor (ordenador remoto) y trabajar en él.

• Características:

Sistema de autorización y autenticación

Negociación de parámetros de terminal

Page 83: Curso de redes

Servicios en TCP/IP: File Transfer Protocol (ftp)

I.3 ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS: modelos.

• Permite el intercambio de archivos entre máquina cliente y máquina servidor.

• La conexión inicial (control, puerto 21) se utiliza para enviar al servidor los comandos FTP. Cuando se pide una transferencia de información (fichero o listado de un directorio o carpeta) se abre una nueva conexión (datos, puerto 20) para transferir sólo la información solicitada.

Page 84: Curso de redes

Servicios en TCP/IP: correo electrónico

I.3 ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS: modelos.

• Envío y recogida de correo electrónicoSimple Mail Transfer Protocol es el protocolo utilizado para el envío de mensajes de correo (actúa entre sistemas de correo).

Post Office Protocol versión 3 es el protocolo utilizado por los clientes para interactuar con su sistema de correo (acceso a buzones o mailbox). Usado cuando el buzón de usuarios reside en una máquina remota y especialmente útil cuando la máquina de usuario no está habitualmente on-line.

Page 85: Curso de redes

Servicios en TCP/IP: Simple Network Management Protocol (SNMP)

I.3 ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS: modelos.

• Facilita la gestión y administración remota de los elementos de una red (hosts, routers, protocolos, etc.)

Page 86: Curso de redes

Servicios en TCP/IP: World Wide Web

I.3 ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS: modelos.

• Servicio distribuido de presentación de la información creado en 1989-1991 por Tim Berners Lee en el Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN). Creó las versiones iniciales de los cuatro componentes esenciales de la web: HTML, HTTP, un servidor web y un navegador.

Consorcio W3C (www.w3c.org, 1994) se encarga de estandarizar todas las tecnologías relacionadas con la web.