modelamiento

UNIDAD 3

TOPOLOGIAS DE RED1Latopologa de redse define como una familia de comunicacin usada por lascomputadorasque conforman unaredpara intercambiar datos. En otras palabras, es la forma en que est diseada la red, sea en el plano fsico o lgico. El concepto de red puede definirse como "conjunto de nodos interconectados21 de abril de 2015TELECOMUNICACIONES2

Redes dedicadas3Es un camino de comunicacin estticamente definido entre dos sistemas que se comunican ya sea por un enlace fsico determinado o bien por una traza lgicamente definida por completo dentro de un sistema de comunicaciones.21 de abril de 2015TELECOMUNICACIONES4CIRCUITOS DEDICADOS PUNTO A PUNTO P-P5QUE ES?Punto-a-punto, en general, se refieren a una conexin limitada a dos extremos o nodos, por ejemplo: computadoras o dispositivos mviles.

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Originalmente un punto-a-punto de enlace de datos tradicional es un medio de transmisin o comunicacin con exactamente dos puntos finales, y no hay datos o paquetes de formato. El medio de transmisin se ejecutaba a travs de una interfaz RS-232.Cuando se conecta a distancia, cada punto final sera equipado con un mdem para convertir las seales analgicas de telecomunicaciones en un flujo de datos digitales. 21 de abril de 2015TELECOMUNICACIONES7

En la actualidadEl trmino de punto-a-punto se refiere a las telecomunicaciones inalmbricas de comunicaciones de datos para Internet o Voz sobre IP a travs de frecuencias de radio en la gama de varios gigahercios. 21 de abril de 2015TELECOMUNICACIONES8CIRCUITOS DEDICADOS PUNTO A multiPUNTO P-P9Se usa para comunicarse con diversos nodos, existe una lnea de comunicacin cuyo uso est compartido por todas las terminales en la red. La informacin fluye de forma bidireccional y es discernible para todas las terminales de la red.las terminales compiten por el uso del medio, de forma que el primero que lo encuentra disponible lo acapara, aunque tambin puede negociar su uso.21 de abril de 2015TELECOMUNICACIONES10

CaractersticasExiste una lnea de comunicacin cuyo uso est compartido por todas las terminales en la red.La informacin fluye de forma bidireccional y es discernible para todas las terminales de la red. Los terminales no tienen que estar necesariamente prximos geogrficamente.Tienen un acceso comn a la computadora central por medio de una lnea a la que estn conectados, y que por tanto soporta todo el trfico de la informacin.Cada terminal debe poder detectar si el mensaje que enva el host le afecta o no. Su mtodo de acceso al medio es el Polling21 de abril de 2015TELECOMUNICACIONES11PollingTcnica por la cual la computadora central hace una pasada por todos los terminales para saber si tienen informacin a enviar o estn disponibles para recibirla.21 de abril de 2015TELECOMUNICACIONES12Conmutacin de Circuitos & paquetes13Conmutacin de circuitos (circuit switching)La conmutacin de circuitos es un tipo de comunicacin que establece o crea un canal dedicado (o circuito) durante la duracin de una sesin. Despus de que es terminada la sesin (e.g. una llamada telefnica) se libera el canal y ste podr ser usado por otro par de usuarios.

Conmutacin de paquetes (packet switching)En los sistemas basados en conmutacin de paquetes, la informacin/datos a ser transmitida previamente es ensamblada en paquetes. Cada paquete es entonces transmitido individualmente y ste puede seguir diferentes rutas hacia su destino. Una vez que los paquetes llegan a su destino, los paquetes son otra vez re-ensamblados.

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Mientras que la conmutacin de circuitos asigna un canal nico para cada sesin, en los sistemas de conmutacin de paquetes el canal es compartido por muchos usuarios simultneamente. La mayora de los protocolos de WAN.

La conmutacin de paquetes es ms eficiente y robusto para datos que pueden ser enviados con retardo en la transmisin (no en tiempo real).15En el caso de aplicaciones como voz, video o audio la conmutacin de paquetes no es muy recomendable a menos que se garantize un ancho de banda adecuado para enviar la informacin. Pero el canal que se establece no garantiza esto, debido a que puede existir trfico y nodos cados durante el recorrido de los paquetes. Estos son factores que ocasionen que los paquetes tomen rutas distintas para llegar a su destino. Por eso se dice que la ruta que toman los paquetes es "probabilstica", mientras que en la conmutacin de circuitos, esta ruta es "determinstica".Existen dos vertientes en la conmutacin de paquetes16Virtual Circuit Packet SwitchingEs un sistema de comunicacin por el cual los datos de un usuario origen pueden ser transmitidos a otro usuario destino a travs de ms de un circuito de comunicaciones real durante un cierto periodo de tiempo, pero en el que la conmutacin es transparente para el usuario. Los paquetes suelen incluir cabeceras con informacin de control. Estos se transmiten a la red, la cual se encarga de su encaminamiento hasta el destino final. Cuando un paquete se encuentra con un nodo intermedio, el nodo almacena temporalmente la informacin y encamina los paquetes a otro nodo segn las cabeceras de control. Es importante saber que en este caso los nodos no necesitan tomar decisiones de encaminamiento, ya que la direccin a seguir viene especificada en el propio paquete.21 de abril de 2015TELECOMUNICACIONES17Datagram SwitchingLa fragmentacin IP es un mecanismo que permite separar (o fragmentar) un paquete IP entre varios bloques de datos, si su tamao sobrepasa la unidad mxima de transferencia (Maximum Transfer Unit - MTU) 21 de abril de 2015TELECOMUNICACIONES18Pueden emplearse bajos los siguientes criterios:Conmutacin de circuitos:Trfico constanteRetardos fijosSistemas orientados a conexinSensitivos a prdidas de la conexinOrientados a voz u otras aplicaciones en tiempo real

Conmutacin de paquetes:Trfico en rfagasRetardos variablesOrientados a no conexin (pero no es una regla)Sensitivos a prdida de datosOrientados a aplicaciones de datos

19Conmutacin de Circuitos20Conmutacin de CircuitosLa conmutacin de circuitos se usa en redes telefnicas pblicas. La tcnica de conmutacin de circuitos se desarroll para trfico de voz aunque tambin puede gestionar trfico datos de forma no muy eficiente.2121En la conmutacin de circuitos se establece un canal de comunicaciones dedicado entre dos estaciones, en donde, se reservan recursos de transmisin y de conmutacin de la red para su uso exclusivo en el circuito durante la conexin.2222MultiplexadoEl ancho de banda disponible se multiplexa(TDM, FDM).Ancho de Banda disponible se divide entre el nmero de usuarios: ineficiente con baja carga.

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23Un poco de historiaCon la invencin del telgrafo nacen las telecomunicaciones, pero este presentaba varios inconvenientes: No estaba disponible para usuarios finales. Las lneas de telgrafo solo poda enviar un mensaje a la vez. No serva para mensajes urgentes.

2424Un poco de historiaDebido a estos problemas y con la finalidad de aumentar el ancho de banda de las lneas telegrficas, Alexander Graham Bell, consigue el ancho de banda suficiente para pasar el espectro de voz humana.

21 de abril de 2015TELECOMUNICACIONES2525Un poco de historiaAs aparecen los primeros telfonos que permitan la comunicacin punto a punto.


26Un poco de historiaEsto se convierte en un problema cuando todos quieren tener un telfono.


N*(N-1)/2Para N = 4 necesitamos 6 enlaces.Para N = 100 necesitamos 4950 enlaces.27Conmutacin de CircuitosLa solucin al enorme incremento de enlaces de comunicacin fue la aparicin de las centrales locales, que usaban un panel de conmutacin.


28Conmutacin de CircuitosEs aplicado a la telefona, opera a nivel fsico de OSI.21 de abril de 2015TELECOMUNICACIONES29

AB29Centrales de Conmutacin21 de abril de 2015TELECOMUNICACIONES30

Central manualCentral paso a paso30Conmutacin de CircuitosVentajas:La transmisin se realiza en tiempo real, siendo adecuado para comunicacin de voz y video.Acaparamiento de recursos. Los nodos que intervienen en la comunicacin disponen en exclusiva del circuito establecido mientras dura la sesin.No hay contencin. Una vez que se ha establecido el circuito las partes pueden comunicarse a la mxima velocidad que permita el medio, sin compartir el ancho de banda ni el tiempo de uso.El circuito es fijo. Dado que se dedica un circuito fsico especficamente para esa sesin de comunicacin, una vez establecido el circuito no hay prdidas de tiempo calculando y tomando decisiones de encaminamiento en los nodos intermedios. Cada nodo intermedio tiene una sola ruta para los paquetes entrantes y salientes que pertenecen a una sesin especfica.Simplicidad en la gestin de los nodos intermedios. Una vez que se ha establecido el circuito fsico, no hay que tomar ms decisiones para encaminar los datos entre el origen y el destino.

21 de abril de 2015TELECOMUNICACIONES3131DesventajasRetraso en el inicio de la comunicacin. Se necesita un tiempo para realizar la conexin, lo que conlleva un retraso en la transmisin de la informacin.Acaparamiento (bloqueo) de recursos. No se aprovecha el circuito en los instantes de tiempo en que no hay transmisin entre las partes. Se desperdicia ancho de banda mientras las partes no estn comunicndose.El circuito es fijo. No se reajusta la ruta de comunicacin, adaptndola en cada posible instante al camino de menor costo entre los nodos. Una vez que se ha establecido el circuito, no se aprovechan los posibles caminos alternativos con menor coste que puedan surgir durante la sesin.Poco tolerante a fallos. Si un nodo intermedio falla, todo el circuito se viene abajo. Hay que volver a establecer conexiones desde el principio.

21 de abril de 2015TELECOMUNICACIONES3232Conmutacin de CircuitosDiversos aspectos importantes de las redes de conmutacin de circuitos han cambiado de forma drstica con el incremento de la complejidad y digitalizacin de las redes de telecomunicaciones pblicas, haciendo que las tcnicas de encaminamiento jerrquico hayan sido reemplazadas por otros no jerrquicas, ms flexibles y potentes, que permiten mayor eficiencia y flexibilidad21 de abril de 2015TELECOMUNICACIONES3333Conmutacin de CircuitosUna comunicacin mediante circuitos conmutados posee tres etapas bien definidas.

Establecimiento del circuitoTransferencia de datosCierre del circuito


Establecimiento del circuito

Cuando un usuario quiere obtener servicios de red para establecer una comunicacin se deber establecer un circuito entre la estacin de origen y la de destino. En esta etapa dependiendo de la tecnologa utilizada se pueden establecer la capacidad del canal y el tipo de servicio.21 de abril de 2015TELECOMUNICACIONES3535Transferencia de datosUna vez que se ha establecido un circuito puede comenzar la transmisin de informacin. Dependiendo del tipo de redes y del tipo de servicio la transmisin ser digital o analgica y el sentido de la misma ser unidireccional o full dplex.

21 de abril de 2015TELECOMUNICACIONES3636Cierre del CircuitoUna vez que se ha transmitido todos los datos, una de las estaciones comienza la terminacin de la sesin y la desconexin del circuito. Una vez liberado los recursos utilizados por el circuito pueden ser usados por otra comunicacin.21 de abril de 2015TELECOMUNICACIONES3737Elementos de la Conmutacin de Circuitos


Red de Abonado

Red analgica

6 a 7 km. de distancia (usuario a la central)

Gran cantidad de cableado

Red que transporta poco trfico

2 hilos

21 de abril de 2015TELECOMUNICACIONES3939Red de enlaceEsta formado por las troncales que enlazan las centrales de conmutacin, pueden tener miles de kilmetros y transportan gran cantidad de llamadas multiplexadas. Red digital Buena calidad Alto trfico 4 hilos

21 de abril de 2015TELECOMUNICACIONES4040Central telefnica de conmutacinEs el nodo que establece, mantiene y termina las conexiones (llamadas) entre 2 usuarios. Se encarga de la sealizacin as como de facilitar la informacin sobre su progreso.

Utilizan conceptos de conmutacin a nivel fsico del modelo OSI para encaminar adecuadamente las llamadas.

Utilizan tcnicas de multiplexacin para enviar varias conversaciones a travs de las troncales.

21 de abril de 2015TELECOMUNICACIONES4141Conmutacin de Mensajes42Conmutacin de MensajesEl mensaje es una unidad lgica de datos de usuario, de datos de control o de ambos que el terminal emisor enva al receptor.El mensaje consta de los siguientes elementos llamados campos: Datos del usuario. Depositados por el interesado. Caracteres SYN. (Caracteres de Sincrona). Campos de direccin. Indican el destinatario de la informacin. Caracteres de control de comunicacin. Caracteres de control de errores.

21 de abril de 2015TELECOMUNICACIONES4343Adems de los campos citados, el mensaje puede contener una cabecera que ayuda a la identificacin de sus parmetros (direccin de destino, enviante, canal a usar, etc.).21 de abril de 2015TELECOMUNICACIONES4444La conmutacin de mensajes se basa en el envo de mensaje que el terminal emisor desea transmitir al terminal receptor aun nodo o centro de conmutacin en el que el mensaje es almacenado y posteriormente enviado al terminal receptor o a otro nodo de conmutacin intermedio, si es necesario. Este tipo de conmutacin siempre conlleva el almacenamiento y posterior envo del mensaje lo que origina que sea imposible transmitir el mensaje al nodo siguiente hasta la completa recepcin del mismo en el nodo precedente.21 de abril de 2015TELECOMUNICACIONES4545El tipo de funcionamiento hace necesaria las existencias de memorias de masas intermedias en los nodos de conmutacin para almacenar la informacin hasta que sta sea transferida al siguiente nodo. As mismo se incorpora los medios necesarios para la deteccin de mensajes errneos y para solicitar la repeticin de los mismos al nodo precedente.21 de abril de 2015TELECOMUNICACIONES4646Esquema de la Conmutacin de Mensajes

21 de abril de 2015TELECOMUNICACIONES4747Uso principalEste mtodo era el usado por los sistemas telegrficos, siendo el ms antiguo que existe. Para transmitir un mensaje a un receptor, el emisor debe enviar primero el mensaje completo a un nodo intermedio el cual lo encola en la cola donde almacena los mensajes que le son enviados por otros nodos. Luego, cuando llega su turno, lo reenviar a otro y ste a otro y as las veces que sean necesarias antes de llegar al receptor. El mensaje deber ser almacenado por completo y de forma temporal en el nodo intermedio antes de poder ser reenviado al siguiente, por lo que los nodos temporales deben tener una gran capacidad de almacenamiento.21 de abril de 2015TELECOMUNICACIONES4848VentajasSe multiplexan mensajes de varios procesos hacia un mismo destino, y viceversa, sin que los solicitantes deban esperar a que se libere el circuitoEl canal se libera mucho antes que en la conmutacin de circuitos, lo que reduce el tiempo de espera necesario para que otro remitente enve mensajes.No hay circuitos ocupados que estn inactivos. Mejor aprovechamiento del canal.Si hay error de comunicacin se retransmite una menor cantidad de datos.

21 de abril de 2015TELECOMUNICACIONES4949DesventajasSe aade informacin extra de encaminamiento (cabecera del mensaje) a la comunicacin. Si esta informacin representa un porcentaje apreciable del tamao del mensaje el rendimiento del canal (informacin til/informacin transmitida) disminuye.Mayor complejidad en los nodos intermedios: Ahora necesitan inspeccionar la cabecera de cada mensaje para tomar decisiones de encaminamiento.Tambin deben examinar los datos del mensaje para comprobar que se ha recibido sin errores.Tambin necesitan disponer de memoria (discos duros) y capacidad de procesamiento para almacenar, verificar y retransmitir el mensaje completo.


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