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Redes de Computadoras

Cósimo Stufano

JustificaciónLas redes de computadoras han crecido exponencialmente. Hace dos décadas eran pocos los que tenían acceso a una red. Hoy, la comunicación por computadora se ha vuelto parte esencial de la vida cotidiana. Este curso cubre, en el sentido más amplio, la operación de las redes de computadoras y las interredes. Se hace un recorrido amplio y general de todos los aspectos de las redes, desde los niveles más bajos de transmisión y cableado hasta los más altos de programas de aplicación. En cada nivel se estudia como las características y los servicios ofrecidos por los niveles inferiores se utilizan y amplían en los siguientes.

2

Objetivos

Proporcionar los conocimientos fundamentales sobre el funcionamiento y operación de las redes de computadoras. Presentar las aplicaciones existentes de esta tecnología que permiten satisfacer las necesidades de los usuarios.

Objetivos específicos

Dominar, a nivel básico, los aspectos físicos de las redes de computadoras (Hardware)Dominar los aspectos relacionados con los programas de red (Software): pila de protocolos, interfaces y servicios Estar en capacidad de desarrollar aplicaciones cliente-servidor a nivel básico

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Contenido del cursoIntroducción l Usos de las redes de computadoras l Equipos de red. l Programas de red l Modelos de referencia l Ejemplos de redes

La capa física l Transmisión de datos l Medios de transmisión l Transmisión por circuitos - El sistema telefónico l Transmisión por paquetes - Redes locales y de área amplia

Contenido del cursoLa capa de enlace de datos l Servicios proporcionados l Detección y corrección de errores l Protocolos de la capa de enlace de datos

l Protocolos elementales l Protocolos de ventana corrediza l Protocolos de acceso múltiple l Estándar IEEE 802 v. Otros protocolos

La capa de red l Interredesl Algoritmos de enrutamiento l Control de congestión l La capa de red en Internet l La capa de red en ATM

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Contenido del cursoLa capa de transporte l Servicios de transporte l Protocolos de trasporte l Protocolos de transporte de Internet l Protocolos de la capa AAL de ATM

La capa de Aplicación l Interacción cliente-servidor l Interfaces para creación de aplicaciones cliente

servidor l Aplicaciones de Internet l Seguridad en las redes

Contenido del curso

Desarrollo de aplicaciones distribuidasl Programación para redes (sockets)l Invocación de procedimientos remotos

(RPC)l Sistemas de Objetos distribuidos (Corba,

DCOM+)l Aplicaciones WEBl Lenguaje de marcas extendido (XML)

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Sistema de evaluación

Se asignarán trabajos para la casa cada dos o tres semanas con un valor total de 30%.Se realizarán dos evaluaciones escritas con un valor de 20% cada una.Se asignara un proyecto que incluye programación, con un valor del 30%.

Bibliografía Tanenbaum, Andrew S., Redes de Computadoras, Prentice-Hall, 1996 Comer, Douglas E., Redes de Computadoras, Internet e Interredes, Prentice-Hall, 1997 Black, Uyless, Tecnolog¡as Emergentes para Redes de Computadoras, Prentice-Hall, 1999 Comer, Douglas E., Redes Globales de Información con Internet y TCP/IP, Prentice-Hall, 1996 Stevens, Richard W., Unix Network Programming, vol1 & 2, Prentice-Hall, 1998 Hunt, Craig, TCP/IP Network Administration, O'Reilly& Associates, 2002

6

Recursos de red

http://www.ica.luz.ve/cstufano/CursoDeRedes/

[email protected]

[email protected]

Pagina Web

Correo electrónico

La Sopa de Letras

http://www.ica.luz.ve/cstufano/CursoDeRedes/

mailto:[email protected]


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Arquitectura de Comunicación

2

1

2

3 1

3I like rabbits

Holandes:Ik hou van konijnen


Jaime les lapins

Mensaje

Protocolo:Idioma

Protocolo:V.29, V.32

Fax # ....:Holandes:Ik hou .....



UsuariosUsuarios

ComputadoresComputadores

Elementos de RedElementos de Red

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El Modelo ISO-OSI

UsuariosUsuarios

Capa de enlace de datosCapa de enlace de datos

Capa de redCapa de red

Capa de sesiCapa de sesióónn

Capa de presentaciCapa de presentacióónn

Capa de aplicaciCapa de aplicacióónn

Capa de transporteCapa de transporte

Capa fCapa fíísicasica

ComputadoresComputadores

Elementos de RedElementos de Red

UsuariosUsuarios

Una Breve Historia

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Línea del Tiempo

Alexander Graham Bellinventa el teléfonoAlexander Graham Bellinventa el teléfono

1876

1900

2000

1950

Línea del Tiempo

1900

2000

1950

L. Kleindrock describe la conmutación de paquetesL. Kleindrock describe la conmutación de paquetes

1961

10

Línea del Tiempo19

00

2000

1950

Primera WAN por L. Robert yT. MerrilPrimera WAN por L. Robert yT. Merril

1965

Línea del Tiempo

Arpanet: 4 computadores, 56 kbitsArpanet: 4 computadores, 56 kbits

1969

1960

2000

1980

1990

1970

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Línea del Tiempo19

60

2000

1980

1990

1970

R. Metcalfe y D. Boggs construyen la primera red Ethernet a 3 MbpsR. Metcalfe y D. Boggs construyen la primera red Ethernet a 3 Mbps

1973

Línea del Tiempo

1960

2000

1980

1990

1970

Vint Cerf publica descripción del protocolo TCP/IPVint Cerf publica descripción del protocolo TCP/IP

1974

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TCP/IP

Capa de TransporteCapa de TransporteTCP, UDPTCP, UDP

Capa de RedCapa de RedIPIP

Capas inferioresCapas inferiores

Capa de AplicaciCapa de AplicacióónnTelnetTelnet, FTP, HTTP, FTP, HTTP

Línea del Tiempo

1960

2000

1980

1990

1970

Hayes produce primer modemde 300 bps, $280Hayes produce primer modemde 300 bps, $280

1977

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Línea del Tiempo19

60

2000

1980

1990

1970

Primera tarjeta Ethernet10 Mbps, $950Primera tarjeta Ethernet10 Mbps, $950

1981

Línea del Tiempo

1960

2000

1980

1990

1970

Primer enrutador comercial,primeros teléfonos celulares,

aprobado estándar Ethernet

Primer enrutador comercial,primeros teléfonos celulares,

aprobado estándar Ethernet

1983Enrutador

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Línea del Tiempo19

60

2000

1980

1990

1970

Conectados 1.000 computadoresa Internet, primeras redes NovellConectados 1.000 computadoresa Internet, primeras redes Novell

1984

Línea del Tiempo

1960

2000

1980

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10.000 computadores en Internet, primer concentrador comercial10.000 computadores en Internet, primer concentrador comercial

1987

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Línea del Tiempo19

60

2000

1980

1990

1970

300.000 computadores en Internet, T. Barnes-Lee y R. Callau proponenel World Wide Web

300.000 computadores en Internet, T. Barnes-Lee y R. Callau proponenel World Wide Web

1990 WWWWWW

Línea del Tiempo

Estándar Ethernet 100 Mbps, 2 millones de computadores conectados a Internet

Estándar Ethernet 100 Mbps, 2 millones de computadores conectados a Internet

1993

1960

2000

1980

1990

1970

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Línea del Tiempo19

60

2000

1980

1990

1970

Red de cobertura norteamericana a 622 Mbps, Internet alcanza los 20 millones de computadores conectados

Red de cobertura norteamericana a 622 Mbps, Internet alcanza los 20 millones de computadores conectados

1997

Crecimiento de Internet

0

5,000,000

10,000,000

15,000,000

20,000,000

25,000,000

30,000,000

35,000,000

Aug

-81

Aug

-82

Aug

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Aug

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Aug

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-95

Aug

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Aug

-97

tiempo

Com

puta

dore

s

Enero 1998

17

Distribución Geográfica

Representación de la Información

Del Mundo Analogico al Digital

18

Tipos de Señales

Ø Analógica

Ø Digital

Señales Digitales

bits (binary digits)bits (binary digits)

1 Byte = 8 bits1 Byte = 8 bits1 KByte = 1.024 Bytes1 KByte = 1.024 Bytes1 MByte = 1.024 KBytes1 MByte = 1.024 KBytes

1 GByte = 1.024 MBytes1 GByte = 1.024 MBytes

1 MByte = 8.388.608 bits1 MByte = 8.388.608 bits

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Computadora

PERIFÉRICOSMemoria

CPU

10011001

EscribeEscribe

LeeLeeBus

11001101

11001101

10011001

Representación Binaria

1100010

1111001

1110100

1100101

ASCIIASCII

01011010 01011011

ENTEROSENTEROS

Signo

20

Representación Binaria

0100 1001 0000 1111 1101 1011

PUNTO FLOTANTEPUNTO FLOTANTE

0100 0000

Signo Exponente Mantisa

Representación BinariaMAPAS DE BITSMAPAS DE BITS

0

00

0

0

000

0

00

0

0

001

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1

100

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1

100

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00

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001

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0

0

000

21

Representación BinariaDisco Duro

101001110101001001

1010101111Software

RepresentaciónInteligible

RepresentaciónInteligible

Archivos:.wav.mid.xls.doc

Archivos:.wav.mid.xls.doc

Uso de las Redes

Aplicaciones

22

Redes vs Sistemas Distribuidos

Computadores autónomosEl usuario debe ini-ciar explicitamente la comunicación

Uno o varios CPUs integradosTransparente al usuario

Redes Sistemas distribuidos

Requerimientode información

Información

Sistemas Cliente-Servidor

Programa ClientePrograma Cliente Programa ServidorPrograma Servidor

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Conexión Remota

Servidor

Usuario

Correo Electrónico

INTERNETo

INTRANET

DirecciónSubject

Cuerpo

Mensaje

Cliente decorreo

Servidor de correo

[email protected]

Servidor de correo destino

mail.luz.ve

cstufano


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Correo ElectrónicoServidor de

correo destino

Cliente de correo

cstufano

INTERNETo

INTRANET

Servidor POP3ó IMAP

mail.luz.ve

Solicitud de mensajes

Envíode mensajes

Noticias USENET

INTERNETo

INTRANETServidor

NNTP

Solicitud de noticias

Envíode noticias

Publicación denoticiaCliente

NNTP

ServidorNNTP

ServidorNNTP

Propagación denoticia

ClienteNNTP

25

Transferencia de ArchivosServidor

FTP

ClienteFTP

Winzip32.exe

Seminario.doc

Gen&Tech.pptBeatles.mid

007.mov

Gen&Tech.ppt

Establecimiento de sesión

get Seminario.doc

Envío dearchivo

World Wide Web

Solicitud deinformación

TextoSonidoImagenVídeo

MultimediaMultimedia

ServidorWEB

Navegadoro

Browser(Cliente)

Archivos HTML

.gif.jpg

.mov..mpg.mp3CGI

APPLETS

Plug-in

Base de Datos

26

Captura de Datos

Arquitectura de Redes

Hardware

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Clasificación de Redes

Punto a PuntoMedio Compartido

Internet10000km

Area amplia1000km

Metropolitana10km

Area Local1km

Multi CPU1m

Tipo de RedDistanciaTecnología deTransmisión

Conexión Punto a Punto

PERIFERICOSMemoria

CPUPERIFERICOS Memoria

CPU

10010110 10010110

10010110

10010110

10010110

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Redes Punto a Punto

Equipo de Red

Medio CompartidoRedes Locales

AnilloBus

Estrella

29

Hardware de RedComputadores (Tarjeta de red, modem, etc.)Computadores (Tarjeta de red, modem, etc.)

Medios de comunicación :Medios de comunicación : Fibra ópticaCoaxialPar trenzadoMicroondas

Fibra ópticaCoaxialPar trenzadoMicroondas

Equipos de red :Equipos de red : RepetidoresTransceptoresConcentradoresConmutadores de redEnrutadoresServidor de terminales

RepetidoresTransceptoresConcentradoresConmutadores de redEnrutadoresServidor de terminales

Redes de Area Amplia

WAN

30

Intranet e Internet

INTERNET

WAN

MODEMMODEM

Arquitectura de Redes

Software

31


1

2

3 1

2

3I like rabbits



Jáime les lapins

Mensaje

Protocolo:Idioma

Protocolo:V.29, V.32



Servicios, Protocolos e Interfaces

Capa 3

Capa 1

Capa 2

Capa 3

Capa 1

Capa 2

ProtocoloCapa 3

ProtocoloCapa 2

ProtocoloCapa 1

Interfaz 1-2 Interfaz 1-2

Interfaz 2-3 Interfaz 2-3

32

El Modelo ISO-OSI















Subred

Funciones de las Capas en el Modelo ISO-OSI

Capa física: especifica las características físicas del canal de transmisión (voltajes para 0 y 1 binarios, duración de un bit, etc.)

Capa de enlace de datos: control de errores y retransmisión, división de datos en paquetes, regulación de flujo de datos, control de acceso al canal. Capa de red: determinar rutas de los paquetes de datos, control de congestión, interconectar redes heterogéneas.

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Funciones de las Capas en el Modelo ISO-OSI

Capa de transporte: Manejo de la conexión, tipos de servicio, multiplexación, etc.

Capa de sesión: Manejo de sesiones, control de diálogo, sincronización, etc.

Capa de presentación: Sintaxis y semántica de los datos, conversión de formatos, etc.Capa de aplicación: Terminal virtual, renombrado de archivos, directorios, correo electrónico, etc.

Transmisión de Datos en el Modelo OSI

DATA

DATA

DATA

DATA

DATA

DATA

DATA

BITS








Transmisor Receptor








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Transmisión de Datos en el Modelo OSI

DATA

DATA

DATA

DATA

DATA

DATA

DATA

BITS

Transmisor Receptor















HostHost a reda red

IPIP

TCP, UDPTCP, UDP

El Modelo TCP/IP








FTP, FTP, TelnetTelnet, NFS, NFSHTTP, SMTP, SNMPHTTP, SMTP, SNMP

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El Modelo ATM





TC: TC: TransmisionTransmision ConvergenceConvergence

PMD: PMD: PhysicalPhysical MediumMedium DependentDependent

ATM ATM

CS: CS: ConvergenceConvergence SublayerSublayerSAR: SAR: SegmentationSegmentation AndAnd ReasemblyReasembly




Capas superioresCapas superiores

AAL: ATM Adaptation LayerAAL: ATM Adaptation Layer


Funciones de las Capas ATM

La capa física se divide en dos subcapas:l PMD establece la interfase con el medio

físico real.l TC determina el inicio y fin de las celdas.

La capa ATM:l Define la organización de las celdas e

interpreta los campos del encabezado.l Establece y libera circuitos virtuales.l Realiza el control de congestión.

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Funciones de las Capas ATM

La capa de adaptación a ATM AAL se divide en dos subcapas.l SAR se encarga de dividir los paquetes en

celdas y en reensamblarlos en el otro extremo.

l CS permite que ATM ofrezca distintos tipos de servicios a diferentes aplicaciones.

Estándares

ITU-T, CCITT: International Telecom Union

ISO: International Standards Organization

ANSI: American National Standards Istitute

NIST: National Institute of Standards and TechnologyIEEE: Institute of Electric and Electronic Engineers

TIA/EIA: Telecom/Electronic Industries Association

ACM: Asociation for Computer Machinery

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Estándares Internet

IAB: Internet Arquitecture Board 1983-1989IRTF: Internet Research Task ForceIETF: Internet Engineering Task ForceInternet SocietyRFC: Request For Comments


Un Modelo de ReferenciaSimplificado





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