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7/26/2019 1 Arquitectura Redes
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Dr. Jose Ignacio Moreno Novella
Arquitectura de Redes de Acceso y Medio CompartidoGrado en Ingeniera de Sistemas de omunicaciones
Tema 1: Arquitectura de Redes deComunicaciones
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Arquitectura de Redes de Acceso y Medio Compartido. Tema 1: Arquitectura de Red 2
ndice
Conceptos Bsicos
Arquitecturas de Red de Comunicaciones
El modelo de referencia OSI El modelo de referencia TCP/IP
Comparativa
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Arquitectura de Redes de Acceso y Medio Compartido. Tema 1: Arquitectura de Red 3
Conceptos preliminares
Red Conjunto de ordenadores autnomos con capacidad de
interconexin
Subred: Red con tecnologa Homognea.
Comunicacin de datos Transmisin de informacin codificada de un punto a otro por
medio de sistemas de transmisin
Sistema distribuido Coleccin interconectada de ordenadores autnomos
transparentes al usuario
Ventajas de emplear redes: Comparticin de recursos
Tolerancia a fallos
Ahorro econmico
Cobertura
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Arquitectura de Redes de Acceso y Medio Compartido. Tema 1: Arquitectura de Red 4
Tipos de Enlaces
Un enlace directoes aquelque une a emisor y
receptor sin requerir nodos intermedios Indirecto: requiere nodos intermedios (... red)
Enlace directo punto a pun to (Medio Dedicado): Slo esos dos dispositivos comparten el medio
Enlace directo de di fus in (Medio Compart ido): Otros dispositivos comparten el medio
Punto a Punto Difusin
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Arquitectura de Redes de Acceso y Medio Compartido. Tema 1: Arquitectura de Red 5
Tipos de Enlaces
Unicast (1 a 1): una fuente enva una copia a cada uno de los
distintos receptores Nmero de receptores n limitado por el ancho de banda
del emisor
Broadcast (1 a todos): una fuente enva una copia a lasdistintas partes de la red, de los cuales slo unos pocos estn
interesados. Este tipo de trfico puede crecer fuera de control
produciendo broadcast storms
Se suele utilizar para mantener o realizar diagnsticos dela red, como por ejemplo IP ARP o OSPF
Multicast (1 a n o n a m): se enva un nico paquete aaquellas partes de la red interesadas (grupo multicast) Soportado directamente por algunas tecnologasmedio
compartido- (Ej: Ethernet)
Slo una copia del mensaje se genera en cada una de las subredesimplicadas en la transmisin.
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Arquitectura de Redes de Acceso y Medio Compartido. Tema 1: Arquitectura de Red 6
Tipos de Transmisin
Sentido de la transferencia de informacin
Simplex
slo 1 sentido
(Half)Duplex
2 sentidosalternativamente
Full-duplex
2 sentidos
RXTX
TX
RX
RX
TX
TX /RX
TX /RX
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7/36Arquitectura de Redes de Acceso y Medio Compartido. Tema 1: Arquitectura de Red 7
Estructura de la red
Terminologa Sistema Final (Host, End System): dispositivo final
autnomo conectado a la red
Red: conjunto de Elementos de Transmisin (enlaces) yConmutacin (nodos), que conectan a los SF.
Nodo
Host
Red
LT
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8/36Arquitectura de Redes de Acceso y Medio Compartido. Tema 1: Arquitectura de Red 8
Redes de conmutacin Nodos de trnsito vs. nodos perifricos o de acceso
Por su funcionamiento distinguimos:
Redes de conmutacin de circuitos
Redes de conmutacin de mensajes
Redes de conmutacin de paquetes
Tipos de RedesAtendiendo a su mecanismo de conmutacin
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9/36Arquitectura de Redes de Acceso y Medio Compartido. Tema 1: Arquitectura de Red 9
Redes de conmutacin de circuitos
Se establece un camino directo y dedicado entre el equipoorigen y el destino La comunicacin se produce en 3 fases:
Establecimiento de la conexin Transferencia de la informacin
Liberacin del circuito
3
Fase I Fase II Fase III
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10/36Arquitectura de Redes de Acceso y Medio Compartido. Tema 1: Arquitectura de Red 10
Redes de conmutacin de circuitos
Telefona convencionalConexiones permanentesConexiones temporales
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11/36Arquitectura de Redes de Acceso y Medio Compartido. Tema 1: Arquitectura de Red 11
Redes de conmutacin de circuitos
Datos
A B C D
Seal de peticin de llamada
Tiempo
Seal de aceptacin
de llamada
Seal de liberacin
de llamada
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12/36Arquitectura de Redes de Acceso y Medio Compartido. Tema 1: Arquitectura de Red 12
Redes de conmutacin de mensajes
Redes especficas diseadas para la transmisin de bits No existe canal dedicado, cada mquina enva el mensaje
completo al nodo que le da servicio, incluyendo en elmensaje la direccin del destinatario
Los nodos en el camino, almacenan el mensaje completo,leen la direccin destino y envan al siguiente nodo
El nodo final al que est conectado el destinatario, enva elmensaje directamente a ste
El mensaje siempre se transmite a la mxima velocidad del
enlace Redes de almacenamiento y reenvo (store & forward)
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13/36Arquitectura de Redes de Acceso y Medio Compartido. Tema 1: Arquitectura de Red 13
Redes de conmutacin de mensajes
Mensaje
Mensaje
Mensaje
A B C D
Retardo de encolamiento
Retardo de
propagacin
Tiempo detransmisin
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14/36Arquitectura de Redes de Acceso y Medio Compartido. Tema 1: Arquitectura de Red 14
Redes de conmutacin de paquetes
Filosofa similar a laconmutacin de mensajes Un mensaje se subdivide en
paquetes para su transmisin En funcin del encaminamiento
elegido: Redes de conmutacin de
paquetes por datagramas:cada paquete (=datagrama)se enva por su cuenta
Redes de conmutacin depaquetes por circuitosvirtuales: se establece uncamino nico (=circuito virtual)para todos los paquetes entredos hosts
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15/36Arquitectura de Redes de Acceso y Medio Compartido. Tema 1: Arquitectura de Red 15
Redes de conmutacin de paquetes porcircuitos virtuales
Pkt 1
A B C D
Call request
packet
Call accept
packet
Pkt 2
Pkt 3Pkt 1
Pkt 1Pkt 2
Pkt 2Pkt 3
Pkt 3
Acknowledge-
ment packet
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16/36Arquitectura de Redes de Acceso y Medio Compartido. Tema 1: Arquitectura de Red 16
Redes de conmutacin de paquetes pordatagramas
Pkt 1
A B C D
Pkt 2
Pkt 3Pkt 1
Pkt 1Pkt 2
Pkt 2Pkt 3
Pkt 3
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17/36Arquitectura de Redes de Acceso y Medio Compartido. Tema 1: Arquitectura de Red 17
Tipos de redes atendiendo al diseode la subred
Redes dedicadas
Redes de difusin
Malladas
Punto a punto
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18/36Arquitectura de Redes de Acceso y Medio Compartido. Tema 1: Arquitectura de Red 18
Topologas de red
Tipos: FSICA: cmo se dispone fs ic amen te
LGICA: cmo se utiliza lgicamente
Topologas ms utilizadas: BUS: las estaciones se conectan a un medio de
transmisin comn
ANILLO: cada estacin se integra al medio de
comunicacin hasta formar un circulo ESTRELLA: cada estacin est conectada al
concentrador de red
MALLA: todos con todos
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19/36Arquitectura de Redes de Acceso y Medio Compartido. Tema 1: Arquitectura de Red 19
Topologa Lgica y Fsica
T.Fsica: Estrella
T.Lgica:Anillo T.Lgica: BUS
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20/36Arquitectura de Redes de Acceso y Medio Compartido. Tema 1: Arquitectura de Red 20
Clasificacin de redes de comunicaciones
PAN Personal Area Network (>10 m)
Para conexin de dispositivos personales (PDAs, Impresoras, etc) Bluetooth, IEEE802.15.4 (Zigbee).
LAN Local Area Network ( cientos de Km)
Topologas muy diversas, normalmente con enlaces punto a punto y deconmutacin, de gran alcance
Ejemplo: Internet, ...
Atendiendo a su cobertura
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21/36Arquitectura de Redes de Acceso y Medio Compartido. Tema 1: Arquitectura de Red 21
Arquitecturas de Redes de Comunicaciones
Cmo resolver el problema GLOBAL delas comunicaciones ?
Divisin del problema en partes mas pequeasbien definidos y relacionados.
Aparicin de las Arquitectura de Redes de
Comunicaciones.Soluciones mltiples para cada una de las partes.
Dependiendo del origen distintas arquitecturasOSI
TCP/IP
Divide et vinces. Julio Cesar
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Arquitectura de Redes de Acceso y Medio Compartido. Tema 1: Arquitectura de Red 22
Arquitectura de protocolos OSI
Medio Fsico
Capa 1
Capa 2
Capa 3
Capa 4
Capa 5
Capa 6
Capa 7
Capa 1
Capa 2
Capa 3
Capa 4
Capa 5
Capa 6
Capa 7
Interfaz capa 6/7
Interfaz capa 5/6
Interfaz capa 4/5
Interfaz capa 3/4
Interfaz capa 2/3
Interfaz capa 1/2
Protocolo de la capa 7,
entre entidades paresde capa 7
Protocolo de la capa 6
Protocolo de la capa 5
Protocolo de la capa 4
Protocolo de la capa 3
Protocolo de la capa 2
Protocolo de la capa 1
A B
PILA
DE
PROTOCOLOS
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Arquitectura de Redes de Acceso y Medio Compartido. Tema 1: Arquitectura de Red 35
Modelo de referencia OSI
Organiza la transferencia de informacin en la reden 7 capas Principios aplicados para el establecimiento de las capas:
Una capa se crea cuando se necesita un nivel diferente deabstraccin
Cada capa debe efectuar unas funciones bien definidas La funcin que realiza cada capa deber definirse con
intencin de definir protocolos normalizadosinternacionalmente
Los lmites de las capas debern seleccionarse de forma quese minimice el flujo de informacin entre las interfaces
El nmero de capas debe ser lo suficientemente grandecomo para que funciones diferentes no tengan que ponerse
juntas en la misma capa y lo suficientemente pequeo comopara que su arquitectura sea manejable
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Arquitectura de Redes de Acceso y Medio Compartido. Tema 1: Arquitectura de Red 36
Modelo de referencia OSI
SistemaFinal
SistemaFinal
7
6
5
4
3
2
1
3
2
1
7
6
5
4
3
2
1
SistemaIntermedio
APLICACIN
PRESENTACIN
SESINTRANSPORTE
RED
ENLACE
FISICO ARAMC
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Arquitectura de Redes de Acceso y Medio Compartido. Tema 1: Arquitectura de Red 37
Modelo de referencia OSI
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Arquitectura de Redes de Acceso y Medio Compartido. Tema 1: Arquitectura de Red 39
Modelo de Referencia OSINivel 1Fsico
Se encarga de transmitir unidades bsicas deinformacin (bits). Cuestiones a resolver:
Tipo de transmisin: ptica, radio, cobre y mecanismode representacin de bits (0s y 1s)
s que deber durar un bit Posibilidad de hacer transmisiones bidireccionales ...
Problemas de diseo
Aspectos mecnicos y elctricos/pticos de losconectores y del medio de transmisin fsica Aspectos funcionales y de procedimiento
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Arquitectura de Redes de Acceso y Medio Compartido. Tema 1: Arquitectura de Red 40
Modelo de Referencia OSINivel 2 - Enlace
Se encarga de transmitir bloques de informacin (tramas)entre sistemas directamente conectados.
El emisor divide los datos en tramas, las enva de formasecuencial.
Puede ser garantizado (sin errores) o no garantizado.
Funciones: Delimitacin de trama
Control de Flujo
Control de Errores
Direccionamiento Multiplexacin
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Arquitectura de Redes de Acceso y Medio Compartido. Tema 1: Arquitectura de Red 41
Modelo de Referencia OSINivel 3 - Red
Transmisin de bloques de informacin(paquetes o datagramas) entre sistemas: Cmo encaminar los paquetes (enrutamiento)
Cmo saber quin es quin (direccionamiento)
Cmo evitar la congestin de la red
Cmo interconectar redes heterogneas
...
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Arquitectura de Redes de Acceso y Medio Compartido. Tema 1: Arquitectura de Red 42
Modelo de Referencia OSINivel 4 - Transporte
Se encarga de enviar y recibir secuencias de datos entresistemas remotos proporcionando cierta calidad de servicio.
Puede ser garantizado (sin errores o no garantizado)
Funciones: Segmentacin y Reensamblado
Control de Errores
Multiplexacin
Control de Flujo
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Arquitectura de Redes de Acceso y Medio Compartido. Tema 1: Arquitectura de Red 43
Modelo de Referencia OSINivel 5 - Sesin
Permite establecer una sesin entre dos usuarios dedistintas mquinas. Comunicacin de Procesos de dichos sistemas finales.
Gestiona el control del dilogo
Gestiona la sincronizacin
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Arquitectura de Redes de Acceso y Medio Compartido. Tema 1: Arquitectura de Red 44
Modelo de Referencia OSINivel 6Presentacin
Se encarga de los aspectos de sintaxis y semntica de lainformacin que se transmite
Se encarga de convertir entre diferentes representacionesde la informacin
Tambin puede utilizar tcnicas de compresin de datos
para disminuir el nmero de bits que tienen que transmitirse Tambin puede encargarse de cifrar la informacin
criptogrficamente por cuestiones de seguridad
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Arquitectura de Redes de Acceso y Medio Compartido. Tema 1: Arquitectura de Red 45
Modelo de Referencia OSINivel 7 - Aplicacin
Es el nivel ms prximo al usuario.
Est compuesto por las aplicaciones tpicas: Transferencia de ficheros
Correo electrnico
Entrada remota de trabajos Mantenimiento de directorios
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Arquitectura de Redes de Acceso y Medio Compartido. Tema 1: Arquitectura de Red 46
Arquitectura TCP/IP
Transporte
Interred
Subred
Fsico
Aplicacin
Bloque de
Aplicacin
Servicios
de Red
Mensajes oFlujos continuos
Segmentos
Datagramas IP
Tramas
TCP / UDP
IP
Ethernet
HTTPPOP3
Ejemplos
A it t TCP/IP
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Arquitectura de Redes de Acceso y Medio Compartido. Tema 1: Arquitectura de Red 48
ARAMC
Arquitectura TCP/IP
APLICACIONESAPLICACION
TCP UDPTRANSPORTE
IPINTERRED
LLC
802.3Ethernet
802.4Token Bus
802.5Token Ring
802.11WLAN
FDDIEthernetSUBRED
La Red
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Arquitectura de Redes de Acceso y Medio Compartido. Tema 1: Arquitectura de Red 54
La Red
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Comparativa TCP/IP-OSI