Redes Y Protocolos de Comunicacion

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Redes Y Protocolos de Comunicacion

  1. 1. Redes y protocolos de comunicación Mariano Gómez Plaza
  2. 2. Definición de red <ul><li>Una red de telecomunicaciones es un conjunto organizado de recursos (medios de transmisión y conmutación), que proporcionan las vías de comunicación necesarias para establecer la interconexión de equipos, permitiendo la transmisión de la información desde el origen al destino. </li></ul><ul><ul><li>Los recursos se comparten por todos los equipos conectados a la red. </li></ul></ul><ul><ul><li>Se consigue una optimización del rendimiento de la red => Reducción del coste de interconexión. </li></ul></ul>
  3. 3. Interconexión de equipos (1) <ul><li>Conectividad total o topología en malla : </li></ul>2 Equipos 3 Equipos 4 Equipos
  4. 4. Interconexión de equipos <ul><ul><li>Adición del n-ésimo equipo: </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>N-1 líneas de comunicaciones, una con cada equipo instalado. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Añadir una vía de E/S a cada uno de los N-1 equipos instalados. </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Recursos: </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Instalar N(N-1)/2 líneas de comunicaciones. </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Interconexión de equipos: </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Dotar N-1 vías de E/S a cada equipo. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Complejidad  N 2 </li></ul></ul></ul>
  5. 5. Interconexión de equipos <ul><ul><li>Usos: </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Pequeñas redes de telefonía privada. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Niveles especializados </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Problema: </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Limitación del número de equipos interconectados. </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Solución: </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Instalación de una red de telecomunicaciones. </li></ul></ul></ul>
  6. 6. Interconexión de equipos (2) <ul><li>Red de telecomunicaciones : </li></ul>Red Terminal Interfaz Nodo
  7. 7. Interconexión de equipos <ul><ul><li>Características: </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>La red solamente establece las interconexiones que se le solicitan cuando se le solicitan. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>La misión de los nodos es únicamente transferir información. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Permite reducir el coste necesario para efectuar la comunicación entre dos terminales. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Los recursos de transmisión están compartidos. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Cada terminal sólamente necesita una vía de entrada-salida. </li></ul></ul></ul>
  8. 8. Clasificación de las Redes <ul><li>Basada en el tipo de relación existente entre el origen y el destino, es decir, en la arquitectura de red y en la técnica de transferencia de la información. </li></ul><ul><li>Redes conmutadas : </li></ul>
  9. 9. Clasificación de las Redes <ul><li>Redes de difusión : </li></ul>Paquetes por radio
  10. 10. Clasificación de las Redes <ul><li>Redes de difusión : </li></ul>Por satélite
  11. 11. Clasificación de las Redes <ul><li>Redes de difusión : </li></ul><ul><li>AREA LOCAL </li></ul><ul><ul><li>Red local en anillo </li></ul></ul><ul><li>AREA LOCAL </li></ul><ul><ul><li>Red local en bus </li></ul></ul>
  12. 12. Redes conmutadas <ul><li>El terminal origen selecciona el terminal destino y la red se encarga de proveer un camino entre ambos, efectuando las conmutaciones necesarias. </li></ul><ul><li>Los nodos conmutan (transfieren) la información desde la línea por la que se recibe hasta la línea por la que se envía. </li></ul><ul><li>Las líneas de transmisión nodo-nodo suelen estar formadas por enlaces de gran capacidad: </li></ul><ul><ul><li>Multiplexación en tiempo o en frecuencia. </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Portador físico: hilos, cables, fibra óptica. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Enlaces radio punto a punto. </li></ul></ul></ul>
  13. 13. <ul><li>Técnicas de conmutación: </li></ul><ul><ul><ul><li>Circuitos : Conexión física (camino dedicado), enviándose la información desde el origen al destino y viceversa y se libera la conexión cuando el nodo origen envía al destino la petición de finalización. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Mensajes : El nodo origen identifica al primer nodo intermedio para transferir el mensaje completo. El procedimiento se repite hasta llegar al destino. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Paquetes : Similar a la de mensajes pero estando prefijado el tamaño (longitud) de las estructuras de datos entregadas a la red (paquetes). “Trocear el mensaje” </li></ul></ul></ul>Redes conmutadas
  14. 14. Redes conmutadas <ul><li>Tipos de nodos: </li></ul><ul><ul><li>Centrales o de tránsito </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Conectados a otros nodos. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Objetivo : Conmutar internamente la información. </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Periféricos </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Conectados a terminales. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Objetivo : Conmutar la información de la red. </li></ul></ul></ul>
  15. 15. Redes de difusión <ul><li>El terminal origen envía la información al medio y es recibida por todos y uno o más de ellos selecciona la información a recibir. </li></ul><ul><li>No existen nodos de conmutación. </li></ul><ul><li>Único medio de transmisión compartido por los terminales. </li></ul><ul><li>Cada terminal controla el acceso al medio </li></ul>
  16. 16. Redes de difusión <ul><li>Solamente un terminal puede transmitir en un instante dado. </li></ul><ul><ul><li>La topología en anillo evita estos problemas: </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Se comparte el transporte de la información por el medio. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Cada nodo selecciona lo que le interesa. </li></ul></ul></ul>
  17. 17. R. C. de paquetes <ul><li>Mediante Datagramas : </li></ul><ul><ul><li>Cada paquete es tratado independientemente y por ello, cada uno puede seguir una ruta diferente. </li></ul></ul><ul><ul><li>El orden en que se reciben los paquetes puede ser diferente al orden en que se enviaron => Reordenar paquetes en recepción </li></ul></ul><ul><ul><li>Redes simples y terminales simples. </li></ul></ul><ul><ul><li>Las redes son menos sensibles a congestiones, indisponibilidades, averías, etc. </li></ul></ul><ul><ul><li>Ejemplo : Protocolo UDP/IP </li></ul></ul>
  18. 18. R. C. de paquetes <ul><li>Mediante circuito virtual: </li></ul><ul><ul><li>Primero se establece una conexión lógica y después cada paquete sigue la ruta especificada en dicha conexión lógica. </li></ul></ul><ul><ul><li>Los paquetes siempre llegan en orden al destino. </li></ul></ul><ul><ul><li>Eficientes cuando se intercambia mucha información. </li></ul></ul><ul><ul><li>Ejemplo : Protocolo TCP/IP </li></ul></ul>
  19. 19. Protocolo TCP/IP <ul><li>TCP/IP se desarrolló en 1969 por el DARPA ( Department of Defense Advanced Research Projects Agency ) </li></ul><ul><li>Fue el resultado de un experimento denominado ARPANET ( Advanced Research Projects Agency Network ) </li></ul><ul><li>El objetivo es proporcionar comunicaciones en red de alta velocidad. </li></ul><ul><li>ARPANET ha evolucionado desde 1969 a lo que actualmente se denomina red Internet. </li></ul>
  20. 20. Protocolo TCP/IP <ul><li>Servicios TCP/IP tradicionales: </li></ul><ul><ul><li>FTP ( File Transfer Protocol ) </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Transferir ficheros por red. </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>TELNET ( Conexión remota ) </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Iniciar sesión en cualquier ordenador de red. </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Correo electrónico </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Enviar mensajes a otros usuarios de otros ordenadores. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Se necesita un SW para leer el correo almacenado en el servidor. </li></ul></ul></ul><ul><li>Redes actuales basadas en TCP/IP: </li></ul><ul><ul><li>Instalaciones con diversos tipos de ordenadores (workstations, mainframes, miniordenadores). </li></ul></ul>
  21. 21. Protocolo TCP/IP <ul><ul><li>Cada ordenador configurado para realizar tareas muy específicas. </li></ul></ul><ul><li>Modelo Cliente/Servidor: </li></ul><ul><ul><li>Un ordenador (cliente) puede solicitar servicios a otros ordenadores (servidores) conectados a la red. </li></ul></ul><ul><ul><li>Servidor : Sistema que proporciona determinados servicios al resto de ordenadores de la red. </li></ul></ul><ul><ul><li>Cliente : Sistema que utiliza tales servicios. </li></ul></ul><ul><ul><li>Clientes y servidores pueden estar o no estar localizados en la misma máquina. </li></ul></ul>
  22. 22. Protocolo TCP/IP <ul><li>Servicios típicos presentes en las redes actuales: </li></ul><ul><ul><li>Sistema de ficheros en red </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Acceso a ficheros que se encuentran en otra máquina remota. </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Impresora remota </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Acceso a las impresoras conectadas en otros ordenadores conectados a la red. </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Ejecución remota </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Diferentes programas se pueden ejecutar en diferentes ordenadores. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Ejemplos : RPCs, rsh </li></ul></ul></ul>
  23. 23. Protocolo TCP/IP <ul><ul><li>Servidores de nombres </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Mantenimiento de bases de datos en un número reducido de ordenadores y proporcionar acceso al resto. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Ejemplo : NIS ( Network Information Services ) </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Servidores de terminal </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Pequeño ordenador que sólo sabe ejecutar programas para iniciar sesiones remotas. </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Sistemas de ventanas orientados a red </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Permiten a los programas enviar su salida gráfica a pantallas conectadas a otros ordenadores en red. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Ejemplo : X-Window </li></ul></ul></ul>
  24. 24. Protocolo TCP/IP <ul><li>Si en un momento determinado necesitamos algún protocolo basado en TP/IP no descrito anteriormente, puede ser añadido en RFC 1011 ( Request for Comments ), en donde se refleja la lista de todos los protocolos internet disponibles. </li></ul>
  25. 25. Arquitectura de TCP/IP
  26. 26. Arquitectura de TCP/IP <ul><li>Network Interface Layer (Ethernet) </li></ul><ul><ul><li>Realiza la transferencia física de información hacia/desde la red. </li></ul></ul><ul><ul><li>TCP/IP se diseñó para ser independiente del método de acceso, formato de trama y medio. </li></ul></ul><ul><ul><li>TCP/IP puede ser usado para interconectar diversos tipos de redes. </li></ul></ul>
  27. 27. Arquitectura de TCP/IP <ul><li>Internet Layer (IP) </li></ul><ul><ul><li>Responsable de encaminar datagramas individuales al ordenador destino. </li></ul></ul><ul><ul><li>No se preocupa de la información del datagrama ni de la cabecera TCP. </li></ul></ul><ul><ul><li>IP coloca su propia cabecera. </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Direcciones Internet fuente y destino </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Número de protocolo </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Checksum </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Flags y offset de fragmento </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Tiempo de vida </li></ul></ul></ul>
  28. 28. Arquitectura TCP/IP <ul><li>Transport Layer (TCP, UDP) </li></ul><ul><ul><li>TCP es un conjunto de funciones de biblioteca que pueden ser utilizadas cuando se necesite enviar de forma fiable mensajes por la red. </li></ul></ul><ul><ul><li>Responsable de dividir el mensaje en datagramas o paquetes y reagruparlos en el otro extremo. </li></ul></ul><ul><ul><li>También es responsable de reenviar los mensajes que se pierdan y reordenar los mensajes si no llegan en el orden correcto. </li></ul></ul><ul><ul><li>TCP envía a IP datagramas junto con su destino. </li></ul></ul>
  29. 29. <ul><li>Application Layer </li></ul><ul><ul><li>Proporciona a diversas aplicaciones la habilidad de acceder a los servicios de las otras capas y define los protocolos que las aplicaciones usan para intercambiar los datos. </li></ul></ul><ul><ul><li>Ejemplos: </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>HTTP (Hypertext Transfer Protocol) </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>FTP (File Transfer Protocol) </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>TELNET </li></ul></ul></ul>Arquitectura TCP/IP
  30. 30. Descripción de TCP/IP <ul><li>Estructura de una dirección internet: </li></ul><ul><ul><li>32 bits </li></ul></ul><ul><ul><li>Se representan con 4 números decimales de 8 bits separados por puntos </li></ul></ul><ul><ul><li>La estructura de la dirección nos da información de la localización de la máquina asociada. </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>128.6 => Universidad de Rutgers </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>128.6.4 => Red del Dpto. de Ciencias de la Computación </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Último octeto distingue 254 sistemas diferentes </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>0 => Máquinas que no conocen su dirección </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>255 => Máquinas de difusión </li></ul></ul></ul></ul>

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