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  • 1. UNIVERSIDAD METROPOLITANA Decanato de Postgrado y de Investigaciones Estudios de Postgrado de la Facultad de Ingeniería Gerencia y Tecnología de las Telecomunicaciones Redes de Computadoras Octubre, 2006 Prof. Feliciano Chávez Agenda Redes y Arquitecturas de Redes de Área Amplia Red Redes disponibles Clasificación de Protocolos comercialmente Clasificación de Redes Elementos de Conectividad Diseño de Redes Redes Locales Redes disponibles TCP/IP comercialmente Suite de protocolos TCP/IP Elementos de Conectividad Subnetting y Enrutamiento Cálculo del Rendimiento Integración de redes (XoIP) Redes Metropolitanas Diseño de redes TCP/IP Redes disponibles El Futuro de Las Redes comercialmente Redes de Computadoras 2 Prof. Feliciano Chávez 1
  • 2. Redes Las redes representan “una nueva revolución industrial” La Internet es una “revolución dentro de la revolución” Feliciano Chávez Redes de Computadoras 3 Prof. Feliciano Chávez Redes Una red se crea para: El intercambio de información y, Para compartir recursos Con el propósito de: Maximizar la productividad y/o Minimizar los costos y/o Obtener ventajas competitivas Redes de Computadoras 4 Prof. Feliciano Chávez 2
  • 3. Arquitecturas de red La arquitectura de una red puede ser concebida desde el punto de vista de su funcionalidad (software) o desde el punto de vista de su conectividad (hardware) Desde el punto de la funcionalidad se habla de: Redes centralizadas (mainframe) Redes peer to peer Redes cliente/servidor Intranets, Extranets Desde el punto de vista de la conectividad se habla de: Clasificación por distancia velocidad Clasificación por topología Redes de Computadoras 5 Prof. Feliciano Chávez Arquitectura de Redes de acuerdo a su funcionalidad Mainframe Arquitectura originada en los 50 (perfeccionada en los 70) que se resiste a morir En este esquema todo el cómputo se centraliza en “El Computador”, la data se ingresa mediante terminales “tontos” Principales usuarios de mainframes Sector Financiero Gobierno Militares Investigación Redes de Computadoras 6 Prof. Feliciano Chávez 3
  • 4. Arquitectura de Redes de acuerdo a su funcionalidad Redes “peer to peer” Este concepto implica una red muy versátil La administración normalmente recae en el usuario o en el Dpto. de Administración, o en el Dpto. de Servicios Generales Versatilidad puede degenerar en caos o anarquía sino se administra correctamente No hay un servidor como tal, cualquier máquina ofrece recursos e información a las otras Cualquier máquina hace uso de los recursos de otra Redes de Computadoras 7 Prof. Feliciano Chávez Arquitectura de Redes de acuerdo a su funcionalidad Redes cliente/servidor En estas redes SÍ existe un servidor como tal, y un conjunto de máquinas que se sirven del él Suele haber un error de concepto donde se establece que cualquier red con uno o más servidores es una red cliente/servidor Para que una red sea cliente/servidor debe haber intercambio de información entre servidor y cliente, y procesamiento de la información por ambas partes en concordancia a la capacidad de cada una Cualquier otra configuración es un desperdicio de recursos Redes de Computadoras 8 Prof. Feliciano Chávez 4
  • 5. Arquitectura de Redes de acuerdo a su funcionalidad Intranets, Extranets Intranet busca un poco dar la funcionalidad y seguridad de un mainframe, pero asociado a la facilidad de uso de un PC Suelen estar basadas en interfaces WEB (html, xml, java, etc.) Redes de Computadoras 9 Prof. Feliciano Chávez Arquitectura de Redes de acuerdo a su topología Las principales topologías de una red son: Malla Bus Anillo Estrella Cada una tiene sus ventajas y desventajas, y por ende, su campo de aplicación Existen muchas redes con topologías combinadas, tales como: Bus-Estrella Anillo-Estrella Estrella-Estrella (árbol) Redes de Computadoras 10 Prof. Feliciano Chávez 5
  • 6. Arquitectura de Redes de acuerdo a su topología Bus Malla Anillo Estrella Redes de Computadoras 11 Prof. Feliciano Chávez Arquitectura de Redes de acuerdo a su topología Cada una de las topologías mostradas en la lámina anterior tiene sus características implícitas Protocolo (de bajo nivel) o “Método de Acceso” (al medio) Distancias Velocidades En función de lo anterior se habla de: Recursos dedicados (“ancho de banda”* dedicado) Recursos compartidos (“ancho de banda”* compartido) Nota: “ancho de banda”, formalmente hablando, es el rango de frecuencias de una señal. En el coloquio se le emplea como sinónimo de “velocidad binaria” Redes de Computadoras 12 Prof. Feliciano Chávez 6
  • 7. Arquitectura de Redes de acuerdo a su topología ¿Cuáles serían, a su criterio, redes de recursos dedicados y redes de recursos compartidos? ¿Beneficios? ¿Costos? ¿Tolerancia a fallas? Redes de Computadoras 13 Prof. Feliciano Chávez Agenda Redes y Arquitecturas de Redes de Área Amplia Red Redes disponibles Clasificación de Protocolos comercialmente Clasificación de Redes Elementos de Conectividad Diseño de Redes Redes Locales Redes disponibles TCP/IP comercialmente Suite de protocolos TCP/IP Elementos de Conectividad Subnetting y Enrutamiento Cálculo del Rendimiento Integración de redes (XoIP) Redes Metropolitanas Diseño de redes TCP/IP Redes disponibles El Futuro de Las Redes comercialmente Redes de Computadoras 14 Prof. Feliciano Chávez 7
  • 8. Protocolos Un protocolo es un lenguaje y un conjunto de reglas que permite la comunicación efectiva entre dos o más dispositivos Redes de Computadoras 15 Prof. Feliciano Chávez Protocolos Aplicación Los protocolos se dan a nivel de las 7 capas del Presentación Modelo de Referencia OSI (Interconexión de Sistemas Sesión Abiertos) Cada capa implica un Transporte complejo arreglo de protocolos para realizar funciones específicas Red Enlace de Datos Físico Redes de Computadoras 16 Prof. Feliciano Chávez 8
  • 9. Protocolos Aplicación En el mercado se habla de Protocolos de bajo nivel Presentación Protocolos de alto nivel En realidad, se está haciendo Sesión referencia implícita a si un determinado protocolo opera Transporte a nivel de las primeras o de las últimas capas del Modelo Red OSI Enlace de Datos Físico Redes de Computadoras 17 Prof. Feliciano Chávez Protocolos Ejemplos de Protocolos de Ejemplos de Protocolos de Bajo Nivel: Alto Nivel: CSMA/CA (y derivados) XNS CSMA/CD DECnet Token Passing Banyan Vines HDLC LAN Manager SDLC TCP/IP Frame Relay Otros ATM Otros Redes de Computadoras 18 Prof. Feliciano Chávez 9
  • 10. Protocolos Los protocolos necesitan de mecanismos para identificar unívocamente a los dispositivos de la red En redes punto a punto basta con el número del puerto físico o lógico del enlace En redes punto a multipunto se requiere de una dirección. La cual puede ser: Física (ejemplo MAC Address) Lógica (ejemplo IP Address) Redes de Computadoras 19 Prof. Feliciano Chávez Protocolos de Bajo Nivel CSMA/CA Carrier Sense, Multiple Access / Collision Avoidance Capa 2 Modelo OSI Normalmente empleado en sistemas vía radio (modernamente Wireless tipo WiFi) Funcionamiento: Censar la portadora, porque Múltiples estaciones pueden tener acceso, lo que implica que Puede haber colisiones, lo cual se Trata de prevenir, mediante reservación del canal y Acuse de recibo Redes de Computadoras 20 Prof. Feliciano Chávez 10
  • 11. Protocolos de Bajo Nivel CSMA/CD Carrier Sense, Multiple Access / Collision Detection Capa 2 Modelo OSI Normalmente empleado en sistemas compartidos vía alámbrica Principalmente Ethernet y sus derivados Funcionamiento: Censar la portadora, porque Múltiples estaciones pueden tener acceso, lo que implica que Puede haber colisiones, lo cual se Puede corregir, notificando de la colisión (jam) y Retransmitiendo la data, después de un período aleatorio Redes de Computadoras 21 Prof. Feliciano Chávez Protocolos de Bajo Nivel Token Passing Paso de Testigo. Solución IBM Capa 2 Modelo OSI Funcionamiento: Las estaciones hablan con sus vecinos al estilo “carrera de relevos” Se emplean testigos para transportar la información El testigo circula por la red en todo momento, sea libre u ocupado con un mensaje La versión original contempla 1 solo testigo por segmento; otras versiones soportan múltiples testigos (Slotted Ring, por ejemplo) Redes de Computadoras 22 Prof. Feliciano Chávez 11
  • 12. Protocolos de Bajo Nivel Frame Relay Capa 2 del Modelo OSI Conmuta Tramas Una trama es una unidad de información de tamaño variable La conmutación se realiza en función de un campo del encabezado llamado DLCI El DLCI es “el número del circuito” No hay garantía de la Calidad de Servicio Diseñada para datos Puede transmitir voz si se toman ciertas precauciones Se estudiará con detalle más adelante Redes de Computadoras 23 Prof. Feliciano Chávez Protocolos de Bajo Nivel ATM Conmuta celdas Unidades de información pequeñas y de longitud fija (53 octetos) La conmutación se realiza en función de 2 campos del encabezado: VPI VCI Que en conjunto conforman el VPT (circuito) Se diseñó para ser una red multiservicio, de manera que sí hay garantía de la Calidad de Servicio (QoS) Se estudiará con detalle más adelante Redes de Computadoras 24 Prof. Feliciano Chávez 12
  • 13. Normas de Transmisión Un protocolo de bajo nivel no está completo (no se puede poner en marcha) sin una capa física para el transporte de la información Los estándares a nivel de capa física suelen llamarse “normas” o “recomendaciones” más que “estándares” propiamente dicho Redes de Computadoras 25 Prof. Feliciano Chávez Normas de Transmisión Ejemplos: LAN: MAN: 10Base-5 ADSL, ADSL2, ADSL2+ 10Base-2 WiMAX 10Base-T Otros FOIRL 10Base-F WAN: 100Base-T4 X.21, X.21bis 100Base-F V.24 (RS-232, EIA-232), V.35 100Base-T V.11 (RS-449), V.36 (RS-422) 100Base-TX RS-423, RS-485, RS-530 1000Base-X G.703 1000Base-SX Otros 1000Base-LX Otros Redes de Computadoras 26 Prof. Feliciano Chávez 13
  • 14. Normas de Transmisión Las normas de transmisión normalmente contemplan Interfaces mecánicas Conectores Tipo de cables Interfaces eléctricas Niveles de tensión para representar las diferentes condiciones Modo de transmisión Balanceado/Desbalanceado Síncrono/Asíncrono/Isócrono Rango de velocidades Interfaces lógicas Señalización Control de flujo Manejo de errores Redes de Computadoras 27 Prof. Feliciano Chávez Ejemplos de normas de Transmisión 10Base-T V.24 Velocidad: 10 Mbps Velocidad: Modulación: 300 bps a 115,200 bps Banda base si es asíncrono Asíncrono 300 bps a 64,000 bps si es síncrono Cable: Par trenzado (UTP) Cable: desbalanceado Conector: RJ-45 (no trenzado) Distancia: 100 m entre Conector: DB-25 (macho equipos para DTE y hembra para DCE) Alternativamente DB-9 Distancia: depende Redes de Computadoras 28 Prof. Feliciano Chávez 14
  • 15. Agenda Redes y Arquitecturas de Redes de Área Amplia Red Redes disponibles Clasificación de Protocolos comercialmente Clasificación de Redes Elementos de Conectividad Diseño de Redes Redes Locales Redes disponibles TCP/IP comercialmente Suite de protocolos TCP/IP Elementos de Conectividad Subnetting y Enrutamiento Cálculo del Rendimiento Integración de redes (XoIP) Redes Metropolitanas Diseño de redes TCP/IP Redes disponibles El Futuro de Las Redes comercialmente Redes de Computadoras 29 Prof. Feliciano Chávez La distancia y las redes Todo medio de transmisión Llega un punto donde el ruido se eléctrico (radio o cable) está hace comparable a la señal sometido a interferencia (ruido) y Relación señal a ruido a atenuación inaceptable El ruido aumenta con la SNR < X valor (en dB) distancia A partir de ahí, el sistema o La atenuación aumenta con la falla o deja de funcionar distancia d Redes de Computadoras 30 Prof. Feliciano Chávez 15
  • 16. La distancia y las redes Eso implica que (para un medio de transmisión dado): Velocidad * Distancia = Constante Nota: para la fibra óptica multimodo, el ancho de banda se calcula literalmente según la expresión anterior Redes de Computadoras 31 Prof. Feliciano Chávez La distancia y las redes Para obtener el mejor desempeño posible: Deben desarrollarse medios de transmisión, técnicas de modulación y protocolos apropiados para la distancia a cubrir, Y en consecuencia se gozará de cierta velocidad Redes de Computadoras 32 Prof. Feliciano Chávez 16
  • 17. Clasificación de redes En función de lo anterior, la bibliografía clásica clasifica las redes en: LAN MAN WAN De hecho, algunos autores (y la mayoría de los técnicos) hablan solamente de: LAN WAN Redes de Computadoras 33 Prof. Feliciano Chávez Clasificación de redes Una LAN es una red de cobertura limitada a unos metros 10000 Oficina 1000 WAN Alta LAN Velocidad (Mpps) Edificio A.V. Velocidad 100 Edificios vecinos MAN 10 LAN LAN Ext. Una MAN es una red de cobertura limitada a una 1 ciudad WAN Tradicional 0.1 Una WAN es una red de cobertura amplia 0.01 0.01 0.1 1 10 100 1000 Ciudades Distancia (Km) Países Redes de Computadoras 34 Prof. Feliciano Chávez 17
  • 18. Clasificación de redes ¿Y qué pasa con aplicaciones como la comunicación entre un microondas y la nevera, o como la comunicación entre un celular y un PC? ¿Se trata de una LAN? Se ha creado el término PAN Red de Área Personal Comunicación entre electrodomésticos y sistemas de control: DOMÓTICA Comunicación entre dispositivos de comunicación personal Redes de Computadoras 35 Prof. Feliciano Chávez Clasificación de redes ¿Y qué pasa para redes de cobertura mundial, tales como la Internet ó AOL? Se ha creado el término GAN Red de Área global Redes de Computadoras 36 Prof. Feliciano Chávez 18
  • 19. Clasificación de redes En consecuencia, modernamente se está hablando de: PAN LAN MAN WAN GAN ¿Y qué pasa cuando el usuario es móvil? ¿Qué tipo de red es esa? Se ha acuñado el término “ubicuidad” Redes de Computadoras 37 Prof. Feliciano Chávez La ubicuidad Al final, lo realmente importante no es la tecnología en sí misma, sino nuestra relación con ella Mark Weiser Redes de Computadoras 38 Prof. Feliciano Chávez 19
  • 20. La ubicuidad Un usuario ubicuo puede ser Una persona (telecommuter tal vez) con un dispositivo móvil Teléfono PDA Laptop Otros Una persona usando un recurso “prestado” Cybercafé PC prestado Otros Redes de Computadoras 39 Prof. Feliciano Chávez La ubicuidad y el diseño La ubicuidad de un usuario representa un desafío en el diseño de redes por los temas relacionados con: Tipo de servicio Calidad de servicio Accesibilidad Seguridad Redes de Computadoras 40 Prof. Feliciano Chávez 20
  • 21. La estandarización “Lo maravilloso de los estándares es que hay muchísimos para escoger” Andrew Tannenbaum Redes de Computadoras 41 Prof. Feliciano Chávez La estandarización Hay muchas organizaciones de estándares. Entre ellas, las más destacadas dentro del mundo de las telecomunicaciones son (sin ningún orden específico): Mundial: Regional: ISOC ANSI InterNIC ETSI IETF FRF (MPLSForum) ITU ATMF (MPLSForum) ITU-T ISO IEEE Redes de Computadoras 42 Prof. Feliciano Chávez 21
  • 22. La estandarización ISO es muy importante por el Modelo OSI IETF es muy importante por los RFCs IEEE es muy importante por la familia de estándares 802 802.10: Seguridad 802.1: Perspectiva y Arquitectura 802.2: LLC (Logical Link Control) Subcapa LLC 802.1: Gestión 802.1: Puentes Transparentes Subcapa MAC (Media 802.3: 802.4: 802.5: 802.9: Access 802.6: 802.12: 802.14: 802.15: CSMA/CD Token Token ISO- 802.11: Control) DQDB Demand CATV PANs (Ethernet) Bus Ring Ethernet WLANs Priority Capa Física Redes de Computadoras 43 Prof. Feliciano Chávez Agenda Redes y Arquitecturas de Redes de Área Amplia Red Redes disponibles Clasificación de Protocolos comercialmente Clasificación de Redes Elementos de Conectividad Diseño de Redes Redes Locales Redes disponibles TCP/IP comercialmente Suite de protocolos TCP/IP Elementos de Conectividad Subnetting y Enrutamiento Cálculo del Rendimiento Integración de redes (XoIP) Redes Metropolitanas Diseño de redes TCP/IP Redes disponibles El Futuro de Las Redes comercialmente Redes de Computadoras 44 Prof. Feliciano Chávez 22
  • 23. Redes Locales Las redes locales son las más conocidas y difundidas de las redes (aunque con el auge de Internet, esto sería discutible) Su cobertura es un área reducida, lo que implica que hay cierta seguridad intrínseca y los niveles de ruido e interferencia no han de ser demasiado altos (salvo el caso de una industria) Redes de Computadoras 45 Prof. Feliciano Chávez Redes Locales Existen muchos tipos de redes locales (En este momento nos enfocaremos en el hardware y protocolos de bajo nivel) Las más conocidas son: ARCnet Token Ring Ethernet FDDI 100VG-AnyLAN FDDI-II Fast Ethernet WLAN (WiFi) Gigabit Ethernet 10 Gigabit Ethernet Redes de Computadoras 46 Prof. Feliciano Chávez 23
  • 24. Redes Locales El mercado ha hecho que muchas de las LAN originales desaparezcan en términos de LAN’s con mejores relaciones de costo/beneficio Ethernet y derivados, básicamente Los derechos de Ethernet son “gratis” Redes de Computadoras 47 Prof. Feliciano Chávez Redes Locales (cableadas) disponibles comercialmente Ethernet Topología (lógica): bus Medio de transmisión: Topología física: bus o Coaxial grueso RG-8 para estrella 10Base-5 Bus para 10Base-2 y Coaxial delgado RG-58 para 10Base-5 10Base-2 Estrella para todas las demás UTP para 10Base-T (10Base-T, 10Base-F, Distancias: 100Base-T, 1000Base-X, 500 m para 10Base-5 etc.) 185 m para 10Base-2 Velocidad: 10Mbps 100 m para 10Base-T Half Duplex Repetidores: Full Duplex (IEEE 802.3x) Regla 5-4-3 Opcional Método de acceso: CSMA/CD Redes de Computadoras 48 Prof. Feliciano Chávez 24
  • 25. Redes Locales (cableadas) disponibles comercialmente Ethernet Regla 5-4-3 Una red se puede conformar de 5 segmentos, Interconectados por 4 repetidores, Con solamente 3 segmentos poblados (con PC’s) Esto para minimizar las colisiones y acotar el retardo de transmisión “En mi experiencia personal, he encontrado muchas redes que fallan por incumplir la regla 5-4-3. Menos mal que inventaron los switches” Feliciano Chávez. 1997 Redes de Computadoras 49 Prof. Feliciano Chávez Redes Locales (cableadas) disponibles comercialmente Ethernet Existen 4 versiones: Ethernet Versión experimental Ethernet II IEEE 802.3 (la más empleada) Ethernet SNAP De todas ellas modernamente se usa IEEE 802.3, pero: algunas redes Netware (sobre todo las de versión 2.x y 3.x) todavía emplean Ethernet II, y algunas redes AppleTalk o LocalTalk emplean Ethernet SNAP Redes de Computadoras 50 Prof. Feliciano Chávez 25
  • 26. Redes Locales (cableadas) disponibles comercialmente Ethernet (IEEE 802.3) Formato de la trama Tamaño mínimo: 8+14+ 46+4 Bytes Tamaño máximo: 8+14+1500+4 Bytes Ventana de transmisión = 512 bits Retardo inter-paquete: 9.6µs 46-1500 7 1 (2 ó) 6 (2 ó) 6 2 0-1500 0-46 4 Dirección Dirección Preámbulo De De DATA RELLENO CRC (10101010 * 7) Destino Origen Inicio de Trama Longitud del (10101011) campo de Datos Redes de Computadoras 51 Prof. Feliciano Chávez Redes Locales (cableadas) disponibles comercialmente Ethernet Emplea código de línea Manchester Se genera una señal alternada, donde los 0’s y 1’s son representados por flancos de bajada o de subida, respectivamente Redes de Computadoras 52 Prof. Feliciano Chávez 26
  • 27. Redes Locales (cableadas) disponibles comercialmente Direccionamiento En Ethernet se emplea una dirección física para la identificación de los nodos de la red: MAC ADDRESS El MAC Address es un número de 6 Bytes que se expresa en hexadecimal Ejemplo: 00-08-0D-85-20-F9 (Recordar que 1 Byte = 2 nibbles = 8 bits) El MAC Address tiene 2 partes: Los 3 primeros Bytes identifican al fabricante de la NIC Los 3 últimos Bytes son un correlativo dentro de cada fabricante Redes de Computadoras 53 Prof. Feliciano Chávez Redes Locales (cableadas) disponibles comercialmente Direccionamiento Como Ethernet es una red punto a multipunto, todas las estaciones escuchan todos los mensajes del segmento al cual están conectadas (CSMA/CD) Para saber si un mensaje es con una determinada estación, ésta hace un AND de la dirección de destino con su MAC Address Si coincide, lo toma y se lo pasa a las capas superiores Si no coincide, lo descarta* *NOTA: existe algo que se llama “modo promiscuo” en el cual la tarjeta toma todos los mensajes (sean para ella o no). Empleado por sniffers y por hackers Redes de Computadoras 54 Prof. Feliciano Chávez 27
  • 28. Redes Locales (cableadas) disponibles comercialmente Direccionamiento Nótese que el resultado de un AND puede coincidir con el MAC Address de una determinada estación no necesariamente siendo la dirección de destino igual a la de la susodicha estación Ejemplo: FF-FF-FF-FF-FF-FF AND 00-08-0D-85-20-F9 ------------------------ 00-08-0D-85-20-F9 Redes de Computadoras 55 Prof. Feliciano Chávez Tipos de mensaje En consecuencia, existen tres tipos de mensaje posibles en una red UNICAST 1 -> 1 MULTICAST 1 -> N BROADCAST 1-> oo (en realidad, a todos los que estén conectados en esa red) La gran mayoría de los mensajes son unicast, en algunos casos se emplea multicast, pero existen redes mal diseñadas en donde se hace uso extensivo de los broadcast Redes de Computadoras 56 Prof. Feliciano Chávez 28
  • 29. Manejo de Errores CRC Una forma sencilla de detectar errores es contar si los 1’s de la data son pares o impares (método de Paridad) El código de redundancia cíclica funciona bajo el mismo concepto de la paridad, sin embargo busca mayor eficiencia del sistema en términos de aprovechamiento del ancho de banda y confiabilidad en la detección de errores Se toman los 1’s y 0’s de los datos a transmitir y se construye un polinomio de grado n donde los coeficientes de la X son los 1’s y 0’s de la data Ese polinomio tiene la siguiente forma: P( X ) = bn X n + bn−1 X n−1 + L + b2 X 2 + b1 X + b0 Redes de Computadoras 57 Prof. Feliciano Chávez Manejo de Errores CRC Posteriormente se divide P(X) entre un Q(X) preestablecido Si P(X) es de grado n y Q(X) es de grado m ¿Qué grado tienen el cuociente y el residuo? En el caso de un E1 se emplea CRC-4 En el caso de Ethernet se emplea CRC-32: Q( X ) = X 32 + X 26 + X 23 + X 22 + X 16 + X 12 + X 11 + X 10 + X 8 + X 7 + X 5 + X 4 + X 2 + X + 1 Redes de Computadoras 58 Prof. Feliciano Chávez 29
  • 30. Redes Locales (cableadas) disponibles comercialmente Fast Ethernet (IEEE 802.3u) Velocidad: 100 Mbps Tamaño y estructura del Método de acceso: paquete igual que Ethernet CSMA/CD Distancia por segmento: Medio de transmisión: UTP: 100 m entre equipos STP (100Base-TX) Fibra monomodo: 3 Km UTP (100Base-T) (limitado por la norma de Cableado Estructurado, no Fibra óptica por la electrónica) Monomodo Multimodo Fibra multimodo: 2Km (100m para 100Base-FX) Modo de transmisión Half Duplex Repetidores: Full Duplex IEEE 802.3x 1 para 100Base-TX ó (opcional) 100Base-T 3 para 100Base-FX 1 para 100Base-T4 Redes de Computadoras 59 Prof. Feliciano Chávez Redes Locales (cableadas) disponibles comercialmente Fast Ethernet Código de línea: Para cobre Para fibra óptica 100Base-TX 100Base-FX 4B5B, y luego 4B5B, y luego MLT-3 NRZI 100Base-T4 8B6T 100Base-T2 PAM 5x5 Redes de Computadoras 60 Prof. Feliciano Chávez 30
  • 31. Redes Locales (cableadas) disponibles comercialmente Fast Ethernet Input Output Significado Input Output Significado Codificación 4B5B 0000 11110 0 1100 11010 C 0001 01001 1 1101 11011 D 0010 10100 2 1110 11100 E 0011 10101 3 1111 11101 F 0100 01010 4 11111 Idle 0101 01011 5 11000 Start part 1 0110 01110 6 10001 Start part 2 0111 01111 7 01101 End part 1 1000 10010 8 00111 End part 2 Transmit 1001 10011 9 00100 error 1010 10110 A Otros Invalid 1011 10111 B Redes de Computadoras 61 Prof. Feliciano Chávez Redes Locales (cableadas) disponibles comercialmente Fast Ethernet Código de línea MLT-3 Es un código de 3 estados En el caso óptico: luz intensa, luz tenue, ausencia de luz En el caso de cobre: +V, 0, -V Un 0 se representa por el no cambio del nivel de la señal Un 1 se representa por un cambio sutil en el nivel de la señal (hacia mayor o hacia menor) -------------------------E-------------------------- -------------------------- 2 ------------------------ 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0 Redes de Computadoras 62 Prof. Feliciano Chávez 31
  • 32. Redes Locales (cableadas) disponibles comercialmente Fast Ethernet Código de línea NRZI La señal permanece en su valor cuando se transmite un 0 y conmuta cuando se transmite un 1 -------------------------E-------------------------- -------------------------- 2 ------------------------ 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0 Redes de Computadoras 63 Prof. Feliciano Chávez Redes Locales (cableadas) disponibles comercialmente Fast Ethernet Los tamaños máximo y mínimo del paquete permanecen iguales que Ethernet (para mayor compatibilidad) El retardo inter-paquete disminuye a 1/10 del de Ethernet (es decir, 0.96 µs) Redes de Computadoras 64 Prof. Feliciano Chávez 32
  • 33. Redes Locales (cableadas) disponibles comercialmente Gigabit Ethernet Velocidad: 1,000 Mbps Medio de transmisión Topología: estrella (física y Fibra Óptica lógica) Monomodo Multimodo Modo de transmisión: Cobre Full duplex STP Método de acceso: CSMA/CD with UTP carrier extension Modo “ráfaga” y modo “normal” Código de línea: 8B10B Half duplex Repetidores: 1 máximo Método de acceso: CSMA/CD Modo “normal” Redes de Computadoras 65 Prof. Feliciano Chávez Redes Locales (cableadas) disponibles comercialmente Gigabit Ethernet Existen implementaciones comerciales basadas en 2 estándares de la IEEE: IEEE 802.3z 1000Base-X IEEE 802.3ab 1000Base-T Redes de Computadoras 66 Prof. Feliciano Chávez 33
  • 34. Redes Locales (cableadas) disponibles comercialmente Gigabit Ethernet Tipo de Fibra Distancia 3000 m usando LASER de 1300 Distancias por segmento Fibra monomodo nm (LX) (núcleo de 9µm) 5000 m usando LASER de 1300 nm (LX) de distancia extendida 300 m usando LASER de 850 nm Fibra multimodo (SX) (núcleo de 62.5µm) 550 m usando LASER de 1300 nm (LX) 550 m usando LASER de 850 nm Fibra multimodo (SX) (núcleo de 50µm) 550 m usando LASER de 1300 nm (LX) Cobre (STP) 25 m (CX) 75 m Cat. 5e (T) Cobre (UTP) 100 m Cat. 6 (T) Redes de Computadoras 67 Prof. Feliciano Chávez Redes Locales (cableadas) disponibles comercialmente Gigabit Ethernet Tamaño máximo del paquete: 8+1518 Bytes Tamaño mínimo del paquete (Full Duplex): 1000Base-X: 8+416 Bytes 1000Base-T: 8+520 Bytes Para lograr estos mínimos se agrega un campo de extensión al final de un paquete IEEE802.3 estándar Retardo inter-paquete: equivalente a 512 bits (extensión de portadora) Ventana de transmisión = 4096 bits 46-1500 7 1 6 6 2 0-1500 0-46 4 Dirección Dirección Preámbulo De De DATA RELLENO CRC EXT (10101010 * 7) Destino Origen Inicio de Trama Longitud del (10101011) campo de Datos Redes de Computadoras 68 Prof. Feliciano Chávez 34
  • 35. Redes Locales (cableadas) disponibles comercialmente Gigabit Ethernet GBIC: Dispositivo (transceiver) que convierte las señales entre formato eléctrico y formato óptico Permite a los fabricantes construir equipos Gibabit Ethernet “universales” y luego conectarlos a la red respectiva (1000Base-X o 1000Base-T) mediante los GBICs Son “hot swappable” Redes de Computadoras 69 Prof. Feliciano Chávez Redes Locales (inalámbricas) WLAN Originalmente surgió como una extensión de Ethernet, como por ejemplo, para conectar 2 edificios con LAN’s Ethernet Posteriormente contó con su propio estándar: el IEEE802.11 IEEE 802.11: 1 Mbps y 2 Mbps IEEE 802.11b: 11 Mbps y 5.5 Mbps IEEE 802.11a: 54 Mbps IEEE 802.11g: 54 Mbps Compatible con IEEE 802.11b Se hace uso de las bandas “libres de permiso” del espectro radioeléctrico Se emplea “Spread Spectrum” Redes de Computadoras 70 Prof. Feliciano Chávez 35
  • 36. Espectro Radioeléctrico y bandas libres de permiso Redes de Computadoras 71 Prof. Feliciano Chávez Redes Locales (inalámbricas) disponibles comercialmente WLAN & WiFi La tecnología permaneció en estado latente muchos años hasta que se agregó la encriptación “Wired Equivalent Privace” (WEP) “Wireless Protected Access” (WPA) Y posteriormente, cuando se logró la interoperabilidad de “vendors” se comenzó a hablar de: “Wireless Fidelity” (WiFi), en lugar de IEEE 802.11b Posteriormente el término se generalizó, y hoy mucha gente habla de WiFi indistintamente de si se trata de IEEE 802.11g/b ó IEEE 802.11a Redes de Computadoras 72 Prof. Feliciano Chávez 36
  • 37. Redes Locales (inalámbricas) disponibles comercialmente WLAN Transmisión: Spread Spectrum Método de Acceso: CSMA/CA RTS/CTS modificado Modulación: BPSK QPSK Topología: infraestructura común Redes de Computadoras 73 Prof. Feliciano Chávez Redes Locales (inalámbricas) disponibles comercialmente WLAN Radio de Cobertura: depende de muchos factores Espacio Campo abierto Espacio cerrado Distribución de los Access Points Tipo de antena Ganancia de Potencia Direccionalidad Interferencia Microondas Teléfonos Inalámbricos Equipos Bluetooth Otros Access Points Maquinaria Redes de Computadoras 74 Prof. Feliciano Chávez 37
  • 38. Redes Locales (inalámbricas) disponibles comercialmente WLAN Frecuencias y velocidades Norma Frecuencia Modulación Codificación Símbolos por segundo Velocidad IR BPSK Barker Sequence 1 Msps 1 Mbps IEEE 802.11 2.4 GHz FHSS QPSK (11 bits) 2 Msps 2 Mpbs 2.4 GHz DSSS IEEE 2.4 GHz DSSS QPSK CCK (8 bits) 11 Msps ó 5.5 Msps 11 Mpbs ó 5.5 Mbps 802.11b 2.4 GHz HR-DSSS BPSK 6 Mbps ó 9 Mbps 5.15 - 5.25 GHz OFDM IEEE QPSK 12 Mpbs ó 18 Mbps 5.25 - 5.35 GHz OFDM CCK (8 bits) 6 Msps ó 9 Msps 802.11a QAM-16 24 Mbps ó 36 Mbps 5.725 - 5.825 GHz OFDM QAM-64 48 Mbps ó 54 Mbps 1 Mbps ó 2 Mbps 5.5 Mbps ú 11 Mbps 2.4 GHz DSSS QPSK IEEE 11 Msps ó 5.5 Msps 6 Mbps ó 9 Mbps 2.4 GHz HR-DSSS QAM-16 CCK (8 bits) 802.11g 6 Msps ó 9 Msps 12 Mpbs ó 18 Mbps 2.4 GHz OFDM QAM-64 24 Mbps ó 36 Mbps 48 Mbps ó 54 Mbps Redes de Computadoras 75 Prof. Feliciano Chávez Redes Locales (inalámbricas) disponibles comercialmente WLAN Adaptación de la técnica de modulación (y en consecuencia la velocidad de transmisión) en función de la SNR Redes de Computadoras 76 Prof. Feliciano Chávez 38
  • 39. Redes Locales (inalámbricas) disponibles comercialmente WLAN Formato de un paquete IEEE 802.11 empleando DSSS Redes de Computadoras 77 Prof. Feliciano Chávez Redes Locales (inalámbricas) disponibles comercialmente WLAN Estructura de una trama inalámbrica Existen 3 tipos: Trama de control (ACK, RTS/CTS, etc.) Trama de gestión Trama de información Redes de Computadoras 78 Prof. Feliciano Chávez 39
  • 40. Redes Locales (inalámbricas) disponibles comercialmente WLAN Reparto de frecuencias de IEEE 802.11b: En USA se tienen los canales del 1 al 11 En Europa se tienen los canales del 1 al 13 En Japón se emplea el canal 14 únicamente Redes de Computadoras 79 Prof. Feliciano Chávez Redes Locales (inalámbricas) disponibles comercialmente WLAN Reparto de frecuencias de IEEE 802.11a, y Niveles de potencia permitidos por los entes reguladores Redes de Computadoras 80 Prof. Feliciano Chávez 40
  • 41. Redes Locales (inalámbricas) disponibles comercialmente WLAN Reparto de frecuencias de IEEE 802.11a y Niveles de potencia máxima recomendados por la FCC Banda Canal Número Frecuencia Central (MHz) Potencia Máxima Recomendada 36 5180 U-NII Lower Band 40 5200 40mW 5.15GHz-5.25GHz 44 5220 48 5240 52 5260 U-NII Middle Band 56 5280 200mW 5.25GHz-5.35GHz 60 5300 64 5320 149 5745 U-NII Upper Band 153 5765 800mW 5.725GHz-5.825GHz 157 5785 161 5805 Redes de Computadoras 81 Prof. Feliciano Chávez Redes Locales (inalámbricas) disponibles comercialmente WLAN Reparto de frecuencias de IEEE 802.11a y Niveles de potencia máxima recomendados por la FCC 149 157 153 161 800 700 Potencia (mW) 600 500 400 300 52 56 60 64 200 100 36 40 44 48 0 5100 5200 5300 5400 5500 5600 5700 5800 5900 Frecuencia (MHz) Redes de Computadoras 82 Prof. Feliciano Chávez 41
  • 42. Redes Locales (inalámbricas) disponibles comercialmente WLAN La diferencia entre IEEE 802.11a y 802.11g no se puede ver como solamente la compatibilidad o no con la base instalada IEEE 802.11b. Es necesario comprender cuál es la capacidad de cada infraestructura en función de cómo se hace uso del ancho de banda: IEEE 802.11b puede manejar hasta 3 redes distintas en el mismo espacio IEEE 802.11a puede manejar hasta 8 redes distintas en el mismo espacio IEEE 802.11g puede manejar hasta 3 redes distintas en el mismo espacio Redes de Computadoras 83 Prof. Feliciano Chávez Redes Locales (inalámbricas) disponibles comercialmente WLAN Alcance Alcance Ambiente Máximo @ 11Mbs Consideraciones de diseño Radio de Cobertura: Planta Externa depende de muchos factores ó Campo abierto 750 ft-1,000 ft 150 ft-350 ft Espacio Abierto Espacio cerrado con Antena Estándar Distribución de los Access Points Tipo de antena Interferencia Oficina En la tabla anexa se ó 250 ft-350 ft 100 ft-150 ft aprecian unos valores Industria Liviana “ideales” Recomendación: Residencial 125 ft-200 ft 60 ft-80 ft Site Survey Redes de Computadoras 84 Prof. Feliciano Chávez 42
  • 43. Redes Locales (inalámbricas) disponibles comercialmente WLAN Consideraciones de diseño Radio de cobertura Caso particular: IEEE 802.11b en condiciones típicas de espacio abierto Recomendación: Site Survey Redes de Computadoras 85 Prof. Feliciano Chávez Redes Locales (inalámbricas) disponibles comercialmente WLAN Es importante tener presente que en función de: El empleo de Spread Spectrum La redundancia asociada El cifrado necesario para dar cierta seguridad a la transmisión La velocidad efectiva de transmisión es aproximadamente la mitad de la velocidad nominal Redes de Computadoras 86 Prof. Feliciano Chávez 43
  • 44. Redes Locales (inalámbricas) disponibles comercialmente WLAN Consideraciones de diseño Nota: Existen equipos “banda dual”, que trabajan en 802.11a y 802.11b Aspecto IEEE 802.11b IEEE 802.11a IEEE 802.11g Cantidad de usuarios por 32 64 64/32 Access Point Cantidad de canales 3 (no solapados) de 11 8 (no solapados) de 12 3 (no solapados) de 11 ~27 Mbps ~40 Mbps throughput ~4.5 Mbps (72Mbps en modo turbo) (27Mbps si hay algún 802.11b) WEP40 WEP40 WEP40 WEP64 Seguridad WEP64 WEP64 WEP128 WEP128 WEP128 WEP152 Redes de Computadoras 87 Prof. Feliciano Chávez Redes Locales (inalámbricas) WPAN Estándar IEEE 802.15 Anexos y actualizaciones del estándar IEEE 802.15 802.15.1 (Estándar) Bluetooth™-WPAN™ derivative in Sponsor Ballot 802.15.2 (Recommended Practice) Coexistence MAC & PHY Modeling commenced Draft 802.15.3 (Estándar) (Draft) WPAN-HR, High Rate >20 Mbps commenced Draft 802.15.4 (Estándar) WPAN-LR, Low Rate 2 Kbps to 200 Kbps Publicity Committee Provide MARCOM for above Redes de Computadoras 88 Prof. Feliciano Chávez 44
  • 45. Redes Locales (inalámbricas) disponibles comercialmente BlueTooth Nombrada en función de un Rey Danés-Vikingo que quería unir toda Europa en el siglo 10 IEEE 802.15.1 Topología: Ad-Hoc No hay access point, todas las máquinas trabajan como repetidoras Piconets Scatternets Frecuencia: Banda 2.4 GHz Redes de Computadoras 89 Prof. Feliciano Chávez Redes Locales (inalámbricas) disponibles comercialmente BlueTooth Frecuencias Tamaño máximo del USA y Europa: paquete: Desde 2.402 GHz hasta 2.480 GHz 2745 bits 73 canales de 1 MHz c/u 5 time slots Japón: Desde 2.472 GHz hasta 2.497 GHz Modos de comunicación: 23 canales de 1 MHz c/u SCO (síncrono) Frequency Hopping ACL (asíncrono) 1600 saltos por segundo time slots de 625 µs Redes de Computadoras 90 Prof. Feliciano Chávez 45
  • 46. Redes Locales (inalámbricas) disponibles comercialmente BlueTooth Piconet Scatternet En una picocelda hay Es una interconexión entre 1 master y los demás son masters de picoceldas para slaves conformar una red más 1 master grande (similar a un sistema Transmite en los celular) time slots pares Máximo 7 slaves activos Máximo 200 slaves inactivos Un master puede tener conexión (SCO de 64 Kbps) con otros hasta otros 3 masters de otras 3 picoceldas Redes de Computadoras 91 Prof. Feliciano Chávez Redes Locales (inalámbricas) disponibles comercialmente BlueTooth Funcionamiento de una picocelda Redes de Computadoras 92 Prof. Feliciano Chávez 46
  • 47. Redes Locales (inalámbricas) disponibles comercialmente BlueTooth Potencia y alcance Clase 3 1 mW (0 dBm) 10 m típico Clase 2 2.5 mw (4 dBm) 30 m típico Clase 1 100 mW (20 dBm) 100 m típico Velocidad: 1 Mbps nominal 723 Kbps efectivos (max) 3 Mbps “turbo” 3X <- NUEVO Redes de Computadoras 93 Prof. Feliciano Chávez Agenda Redes y Arquitecturas de Redes de Área Amplia Red Redes disponibles Clasificación de Protocolos comercialmente Clasificación de Redes Elementos de Conectividad Diseño de Redes Redes Locales Redes disponibles TCP/IP comercialmente Suite de protocolos TCP/IP Elementos de Conectividad Subnetting y Enrutamiento Cálculo del Rendimiento Integración de redes (XoIP) Redes Metropolitanas Diseño de redes TCP/IP Redes disponibles El Futuro de Las Redes comercialmente Redes de Computadoras 94 Prof. Feliciano Chávez 47
  • 48. Elementos de conectividad en Redes Locales Las redes locales necesitan de elementos distintos a los servidores y PC’s para poder intercambiar la información Estos elementos dependen de las características del medio de transmisión Topología (bus, anillo, estrella) Material (aire, coaxial, pares de cobre, fibra) Redes de Computadoras 95 Prof. Feliciano Chávez Elementos de conectividad en Redes Locales Repetidor Equipo que se encarga de regenerar las señales para alcanzar mayor distancia Se creo para topología bus, pero se puede emplear en interconexión de estrellas Trabaja a nivel de la capa 1 del Modelo OSI Introduce retardo en la señal debido al procesamiento electrónico asociado Repeater Redes de Computadoras 96 Prof. Feliciano Chávez 48
  • 49. Elementos de conectividad en Redes Locales Repetidor Si se va a emplear, recordar la regla 5-4-3 Distancias por segmento: 100 m para 10Base-T y 100Base-T 185 m para 10Base-2 500 m para 10Base-5 Fibra: depende Radio: depende Redes de Computadoras 97 Prof. Feliciano Chávez Elementos de conectividad en Redes Locales Repetidor Para el caso particular de Fast Ethernet no se habla de regla 5-4-3 sino que se habla de: Repetidores Clase II Su retardo de procesamiento (latencia) es equivalente (o menor) a 92 bits Repetidores Clase I Su retardo de procesamiento (latencia) es equivalente a 140 bits (pero mayor a 92 bits) Redes de Computadoras 98 Prof. Feliciano Chávez 49
  • 50. Elementos de conectividad en Redes Locales Concentrador “Repetidor multipunto” Trabaja a nivel de la capa 1 del Modelo OSI Permite cablear en estrella, y simular (emular) otra topología lógica Gracias a la electrónica interna, puede detectar fallas en los PC’s o en el cableado y prevenir la caída de la red apagando (particionando) el puerto Redes de Computadoras 99 Prof. Feliciano Chávez Elementos de conectividad en Redes Locales Concentrador En el caso particular de Ethernet se llama HUB Si se apilan por cables cruzados, tomar en cuenta regla 5-4-3 Si se apilan por el bus, las limitaciones indicadas por el fabricante En el caso particular de Token Ring se llama MsAU Hub Redes de Computadoras 100 Prof. Feliciano Chávez 50
  • 51. Elementos de conectividad en Redes Locales Puente (bridge) Equipo que se encarga de comunicar a dos segmentos solamente cuando es necesario Trabaja en función de las direcciones de capa 2 del Modelo OSI Data ... Data Data Data Redes de Computadoras 101 Prof. Feliciano Chávez Elementos de conectividad en Redes Locales Conmutador (LAN Switch) Multiport Bridge Trabaja a nivel de la capa 2 del Modelo OSI Construye una tabla de direcciones en función de las MAC Address de los PC’s Cuando no tiene la tabla, o cuando no aparece una cierta MAC Address de destino, recurre a un broadcast para averiguarlo Cuando una MAC Address de destino está registrada en la tabla, procede a retransmitir el paquete únicamente por el puerto que lleva hacia esa MAC Address Esto permite hacer VLAN’s (IEEE 802.1q) Redes de Computadoras 102 Prof. Feliciano Chávez 51
  • 52. Elementos de conectividad en Redes Locales Conmutador (LAN Switch) D A Switch B C Redes de Computadoras 103 Prof. Feliciano Chávez Elementos de conectividad en Redes Locales Conmutador (LAN Switch) Clasificación Store And Forward Almacenan todo el paquete y verifican que no esté dañado antes de conmutarlo “Limpieza” de la comunicación Latencia Cut through Tan pronto reciben el encabezado proceden a conmutar el paquete (sin esperar a recibirlo completo) Velocidad ¿Qué tecnología tenía el switch de la lámina anterior? Redes de Computadoras 104 Prof. Feliciano Chávez 52
  • 53. Elementos de conectividad en Redes Locales Conmutador (LAN Switch) Un switch se construye en torno a un ASIC, lo que le permite conmutar información a alta velocidad Los hay desde los que conmutan 1 hasta cientos de paquetes a la vez En consecuencia se habla de: Blocking Non blocking (wirespeed) Redes de Computadoras 105 Prof. Feliciano Chávez Elementos de conectividad en Redes Locales Ejemplo de Conmutador (LAN Switch) Redes de Computadoras 106 Prof. Feliciano Chávez 53
  • 54. VLAN (IEEE 802.1q) Una VLAN puede hacerse de varias maneras: Por puertos de un concentrador o switch Por direcciones físicas (ejemplo MAC Address) Por direcciones lógicas (ejemplo IP Address) Switch Redes de Computadoras 107 Prof. Feliciano Chávez VLAN (IEEE 802.1q) Beneficios Seguridad Reducción de las “tormentas de broadcast” Adecuación del throughput por grupos de equipos Se puede complementar con prioridad IEEE 802.1p Switch Redes de Computadoras 108 Prof. Feliciano Chávez 54
  • 55. Elementos de conectividad en Redes Locales Enrutador (ruteador) (router) Equipo encargado de escoger la mejor ruta entre 2 destinos Trabaja en función de las direcciones de capa 3 del Modelo OSI (por ejemplo direcciones IP) Procesa un paquete a la vez (Esta es la principal diferencia contra un switch de capa 3) Redes de Computadoras 109 Prof. Feliciano Chávez Elementos de conectividad en Redes Locales Enrutador (router) Si un enrutador trabaja de manera similar a un switch, aunque con direcciones lógicas en vez de direcciones físicas ¿Cuántas direcciones tendría que aprender para conectarse a Internet? ¿Cuánto tiempo le tomaría? ¿Cada cuánto habría que actualizarlas? Redes de Computadoras 110 Prof. Feliciano Chávez 55
  • 56. Elementos de conectividad en Redes Locales Enrutador (router) Para facilitar la tarea, las direcciones lógicas vienen con un “código de área” similar al telefónico o al código postal Esto permite reducir enormemente la cantidad de rutas a aprender Redes de Computadoras 111 Prof. Feliciano Chávez Elementos de conectividad en Redes Locales Switches capa 3 Son elementos que permiten hacer lo que hace un router, pero bajo la arquitectura (y velocidad) de un switch Otros Switches Existen Switches capa 4 y hasta capa 7, que se emplean para hacer balanceo de carga y/o redundancia en clusters y/o data centers Redes de Computadoras 112 Prof. Feliciano Chávez 56
  • 57. Elementos de conectividad en Redes Locales Compuerta (Gateway) Equipo que conecta redes totalmente disímiles (no confundir con el “default gateway” de Windows) Funciona desde la capa 1 hasta la capa 7 del Modelo OSI Ejemplos de aplicación: Entrar al banco desde Internet Recargar el saldo del celular Navegar desde el celular por una página cualquiera Redes de Computadoras 113 Prof. Feliciano Chávez Elementos de conectividad en Redes Locales Equipos de conectividad y el Modelo OSI Aplicación Presentación Gateway Sesión Transporte Red Router Capa de Enlace Bridge, Switch Físico Repeater, Concentrator Redes de Computadoras 114 Prof. Feliciano Chávez 57
  • 58. Agenda Redes y Arquitecturas de Redes de Área Amplia Red Redes disponibles Clasificación de Protocolos comercialmente Clasificación de Redes Elementos de Conectividad Diseño de Redes Redes Locales Redes disponibles TCP/IP comercialmente Suite de protocolos TCP/IP Elementos de Conectividad Subnetting y Enrutamiento Cálculo del Rendimiento Integración de redes (XoIP) Redes Metropolitanas Diseño de redes TCP/IP Redes disponibles El Futuro de Las Redes comercialmente Redes de Computadoras 115 Prof. Feliciano Chávez Cálculo de Redes Locales ¿Usted alguna vez ha calculado una red? Redes de Computadoras 116 Prof. Feliciano Chávez 58
  • 59. Cálculo de Redes Locales El cálculo de una red es un proceso intrincado, porque depende primordialmente de las consideraciones (premisas) de diseño Sin embargo existen líneas generales para el cálculo de aspectos puntuales Redes de Computadoras 117 Prof. Feliciano Chávez Cálculo de Redes Locales Velocidad de Propagación Cobre Fibra La velocidad de propagación El coeficiente de propagación (NVP) normalmente se de la luz viene dado como el expresa como un % de la inverso del índice de velocidad de la luz refracción del núcleo Varía con la frecuencia Valores típicos: Varía entre cables adyacentes Entre 1.47 y 1.51 para fibra Valores típicos: Multimodo SI @ 850 nm Entre 60% y 68% para UTP Cat. 6 Entre 1.46 y 1.47 para fibra y Cat. 5e Non Plenum Monomodo Entre 65% y 72% para UTP Cat. 6 y Cat. 5e Plenum Redes de Computadoras 118 Prof. Feliciano Chávez 59
  • 60. Cálculo de Redes Locales Velocidad de propagación La velocidad de propagación afecta sobre todo a los enlaces largos (para enlaces cortos puede ser despreciada) En el caso de satélites geoestacionarios (36,000 Km @ 300,000 Km/s) el tiempo de un salto es prácticamente 250ms Sin tomar en cuenta el tiempo de procesamiento Redes de Computadoras 119 Prof. Feliciano Chávez Cálculo de Redes Locales Latencia Tiempo de espera en la transmisión de información Dentro de un equipo dado Dentro de un segmento de red Dentro de la red Depende de Velocidad de procesamiento de los equipos / Cantidad de procesamiento Velocidad de propagación Buffers Redes de Computadoras 120 Prof. Feliciano Chávez 60
  • 61. Cálculo de Redes Locales Capacidad de procesamiento Los fabricantes de switches y routers deberían suministrar esos datos Pero realmente pocos lo hacen Redes de Computadoras 121 Prof. Feliciano Chávez Cálculo de Redes Locales Capacidad de procesamiento para equipos con configuración “tope” Capacidad Marca Modelo Mbps Kpps Ascend GRF 400 ó GRF 1600 16,000 280,000 BCN 700 >1,000 Bay Networks BLN 330 (Nortel Networks) ASN 50 AN 7 Redes de Computadoras 122 Prof. Feliciano Chávez 61
  • 62. Cálculo de Redes Locales Capacidad de procesamiento para equipos con configuración “tope” Capacidad Marca Modelo Mbps Kpps CRS-1 92,000,000 GSR 80,000 7500 160 >1,000 7200 16 4700 10 Cisco 3620 / 3640 16 2650 37 2620 25 2610 15 2500 3 M160 160,000 Juniper Networks M40 40,000 M20 20,000 Nortel Networks Accelar 15,000 Redes de Computadoras 123 Prof. Feliciano Chávez Cálculo de Redes Locales Cálculo de capacidad límite de Ethernet Para 1 paquete, su longitud mínima es: (7+1) + (6+6) + 2 + 46 + 4 = 72 Bytes Inter-Packet Gap: 9.6µs ¿Cantidad máxima de paquetes por segundo @ 10 Mbps? ¿Cuántos si se tratase de paquetes de longitud máxima? 7 1 6 6 2 0-1500 0-46 4 Dirección Dirección Preámbulo (10101010 * 7) De De E.P.A.N. DATA RELLENO CRC EXT Destino Origen Inicio de Trama Longitud del campo (10101011) de Datos Redes de Computadoras 124 Prof. Feliciano Chávez 62
  • 63. Cálculo de Redes Locales Throughput Cantidad de data que se transmite o se puede transmitir ¿Cuál es el throughput para las 2 longitudes de paquetes extremas de Ethernet @ 10 Mbps? Redes de Computadoras 125 Prof. Feliciano Chávez Cálculo de Redes Locales Tiempo de procesamiento de un switch (ethernet) store & forward Tiene que esperar a recibir todo el paquete para procesarlo Tiempo de procesamiento de un switch (ethernet) cut through Procesa sólo el encabezado: 7+1+6+6+2 = 22 Bytes ¿Cómo impacta el uso de uno u otro en El Delay? El Troughput? Redes de Computadoras 126 Prof. Feliciano Chávez 63
  • 64. Práctica 1: Diseño de una red Ethernet Calcular el rendimiento teórico máximo de una red Ethernet @ 100 Mbps Calcular el throughput máximo (extremo a extremo) si se crea una red compuesta de 3 segmentos Fast Ethernet interconectados en cascada por: 1 switch cut through de 60,000 pps, y por 1 switch store and forward Clase I Redes de Computadoras 127 Prof. Feliciano Chávez Agenda Redes y Arquitecturas de Redes de Área Amplia Red Redes disponibles Clasificación de Protocolos comercialmente Clasificación de Redes Elementos de Conectividad Diseño de Redes Redes Locales Redes disponibles TCP/IP comercialmente Suite de protocolos TCP/IP Elementos de Conectividad Subnetting y Enrutamiento Cálculo del Rendimiento Integración de redes (XoIP) Redes Metropolitanas Diseño de redes TCP/IP Redes disponibles El Futuro de Las Redes comercialmente Redes de Computadoras 128 Prof. Feliciano Chávez 64
  • 65. Redes de Área Metropolitana Las Redes Metropolitanas son un reto por cuanto se desea atender a gran cantidad de usuarios en condiciones beneficiosas para todas las partes Se pueden plantear soluciones Cableadas Inalámbricas Redes de Computadoras 129 Prof. Feliciano Chávez Redes de Área Metropolitana Normativa: El comité del IEEE estableció que una MAN debería proporcionar un soporte masivo a las señales de voz, datos y video en distancias de 5 a 50 Km Esta norma define un nivel o protocolo de control de acceso al medio y un nivel físico, similares al X.25 La norma establece las directivas para intercambio full-duplex de señales digitales entre nodos hasta 50 Km, que comparten el mismo medio de transmisión y que proporcionan servicios que requieren un ancho de banda garantizado y un retardo restringido, sus velocidades pueden ir desde 1 Mbps hasta el límite soportado por el medio utilizado Esta norma se conoce como la IEEE 802.6 Redes de Computadoras 130 Prof. Feliciano Chávez 65
  • 66. Redes de Área Metropolitana Medios y Costos Las Redes MAN son un desafío en cuanto a costos, porque instalar un tendido de telecomunicaciones en una ciudad pujante no es tarea fácil Se suele trabajar sobre: La planta de cobre instalada Tecnologías inalámbricas Los nuevos operadores prefieren soluciones inalámbricas Los operadores establecidos tratan de aprovechar al máximo la planta existente Redes de Computadoras 131 Prof. Feliciano Chávez Redes MAN (cableadas) disponibles comercialmente xDSL Las redes xDSL son un proceso de migración de las redes de módem tradicionales, en dos fases: Primero, digitalizar la comunicación entre centrales para reducir el tramo analógico a la última milla y mejorar la calidad de la comunicación Luego, digitalizar la última milla para aumentar la velocidad de transmisión Redes de Computadoras 132 Prof. Feliciano Chávez 66
  • 67. Redes MAN (cableadas) disponibles comercialmente xDSL xDSL es una tecnología “Modem-Like” (muy parecida a la tecnología de los módem) Se requiere un dispositivo xDSL terminal en cada extremo del circuito de cobre (punto a punto) Esta nueva tecnología de módem convierte una línea de cobre trenzado para telefonía en una vía de acceso para dar servicios de multimedia y de transmisión de datos a alta velocidad Redes de Computadoras 133 Prof. Feliciano Chávez Redes MAN (cableadas) disponibles comercialmente Arquitectura general de xDSL Redes de Computadoras 134 Prof. Feliciano Chávez 67
  • 68. Redes MAN (cableadas) disponibles comercialmente xDSL Versiones HDSL Línea simétrica de alta velocidad Al ser simétrica tiene la misma velocidad en ambos sentidos Velocidades de hasta 2 Mbps 2 pares HDSL2 Evolución de HDSL 2 Mbps 1 par SDSL 2 Mbps 1 par Redes de Computadoras 135 Prof. Feliciano Chávez Redes MAN (cableadas) disponibles comercialmente xDSL Versiones IDSL Línea ISDN (RDSI) con tecnología xDSL para mayor velocidad y economía No aplicable a Venezuela por no contar con plataforma ISDN Redes de Computadoras 136 Prof. Feliciano Chávez 68
  • 69. Redes MAN (cableadas) disponibles comercialmente xDSL Versiones ADSL RADSL Línea asimétrica de alta velocidad Versión mejorada de ADSL dónde Ofrece mayor velocidad hacia el la velocidad en cada sentido es usuario (downstream) ajustada mediante un proceso de que hacia el servidor (upstream) negociación entre el equipo del Su rango: usuario (ATU-R) y el de la red (ATU-C) 128 Kbps a 384 Kbps subida La velocidad varía: 1.544 Mbps a 6 Mbps bajada 272 Kbps a 1.088 Mbps subida G-Lite 640 Kbps a 2.2 Mbps bajada Versión de bajo costo de ADSL Empleada originalmente por CANTV para su producto “ABA” Redes de Computadoras 137 Prof. Feliciano Chávez Redes MAN (cableadas) disponibles comercialmente xDSL Versiones ADSL2 ADSL2+ Versión mejorada de RADSL dónde Versión mejorada de RADSL dónde se procura mayor velocidad a una se procura mayor velocidad a una distancia ligeramente inferior a la distancia ligeramente inferior a la de ADSL convencional de ADSL convencional La velocidad varía: La velocidad varía: 512 Kbps a 2 Mbps subida 512 Kbps a 2 Mbps subida 1536 Kbps a 12 Mbps bajada 1536 Kbps a 24 Mbps bajada CANTV la está estudiando para CANTV la está estudiando para ofrecer Triple Play a través de su ofrecer Triple Play a través de su plataforma “ABA” plataforma “ABA” Redes de Computadoras 138 Prof. Feliciano Chávez 69
  • 70. Redes MAN (cableadas) disponibles comercialmente xDSL Versiones VDSL Provee un gran ancho de banda asimétrico (hasta 52 Mbps en una dirección y 2 Mbps en la otra) para empresas y residencias con requerimiento de acceso broadband sobre una red FTTC (Fiber-To-The-Curb) Dentro de la arquitectura FTTC, la última sección de cableado de cobre es la del suscriptor La implementación y distancia típica de un sistema VDSL es 1 Km a 26 Mbps para aplicaciones de HDTV Redes de Computadoras 139 Prof. Feliciano Chávez Redes MAN (cableadas) disponibles comercialmente Comparación entre tecnologías xDSL Redes de Computadoras 140 Prof. Feliciano Chávez 70
  • 71. Redes MAN (cableadas) disponibles comercialmente Comparación entre tecnologías xDSL Redes de Computadoras 141 Prof. Feliciano Chávez Redes MAN (inalámbricas) disponibles comercialmente Existen otras tecnologías, tales como: WLL Wireless Local Loop LMDS Local Multipoint Distribution System MMDS Multichannel Multipoint Distribution System Estas redes no tuvieron mucha acogida por sus altos costos, pero hoy en día se están retomando esos conceptos con redes tales como: 3G (EvDO y UTMS) WiMAX Redes de Computadoras 142 Prof. Feliciano Chávez 71
  • 72. Redes MAN (híbridas) disponibles comercialmente HFC – Hybrid Fiber-Copper Solución híbrida de cable coaxial y fibra óptica, que permite a una compañía de televisión por cable ofrecer servicios interactivos, como por ejemplo Internet Redes de Computadoras 143 Prof. Feliciano Chávez Agenda Redes y Arquitecturas de Redes de Área Amplia Red Redes disponibles Clasificación de Protocolos comercialmente Clasificación de Redes Elementos de Conectividad Diseño de Redes Redes Locales Redes disponibles TCP/IP comercialmente Suite de protocolos TCP/IP Elementos de Conectividad Subnetting y Enrutamiento Cálculo del Rendimiento Integración de redes (XoIP) Redes Metropolitanas Diseño de redes TCP/IP Redes disponibles El Futuro de Las Redes comercialmente Redes de Computadoras 144 Prof. Feliciano Chávez 72
  • 73. Redes de Área Amplia Las redes área amplia son el desafío extremo en el diseño de redes por cuanto se deben salvar grandes distancias (grandes niveles de ruido e interferencia + los problemas innatos de la planta externa) y a su vez servir a gran cantidad de usuarios Se apuesta a la “economía de escala” Integración de grandes volúmenes de usuarios/información Redes de Computadoras 145 Prof. Feliciano Chávez Redes de Área Amplia Las redes de área amplia se clasifican en función de: Topología Punto a punto Punto a multipunto Medio de transmisión Naturaleza de su conmutación Redes de Computadoras 146 Prof. Feliciano Chávez 73
  • 74. Redes de Área Amplia Conmutación La conmutación se puede clasificar en función del tipo de información que se procesa para efectuarla Conmutación espacial La información proveniente de distintos usuarios toma distintos caminos para llegar a un destino Conmutación temporal La información proveniente de distintos usuarios puede compartir un mismo camino (tramo) para llegar a su destino A A B B Redes de Computadoras 147 Prof. Feliciano Chávez Redes de Área Amplia Conmutación Asimismo la conmutación requiere información para tomar decisiones de qué hacer con la data. En consecuencia se habla de: Conmutación de Circuitos Posición de entrada / salida Conmutación de Paquetes. Esto engloba: Paquetes Tramas Celdas Redes de Computadoras 148 Prof. Feliciano Chávez 74
  • 75. Redes de Área Amplia Conmutación Conmutación de circuitos (conmutación espacial) Redes de Computadoras 149 Prof. Feliciano Chávez Redes de Área Amplia Conmutación Conmutación de paquetes (paquetes, tramas, celdas) overhead información overhead información overhead información Switch overhead información los datos contenidos en cada unidad de overhead información datos son encaminados según las direcciones contenidas en los encabezados overhead información overhead información overhead información overhead información Redes de Computadoras 150 Prof. Feliciano Chávez 75
  • 76. Redes de Área Amplia Multiplexación Compartir un medio de transmisión entre varios usuarios La multiplexación puede realizarse En el dominio del tiempo En el dominio de la frecuencia De manera óptica Y puede ser Determinística Estadística Redes de Computadoras 151 Prof. Feliciano Chávez Redes de Área Amplia Multiplexación TDM El canal se divide en time Tributarios slots Se asigna 1 o varios time slots (consecutivos) a un usuario dado Agregado Ejemplo: E1 STDM Los recursos del agregado se Tributarios reparten dinámicamente (estadísticamente) entre los usuarios activos Ejemplo: Banda Ancha Redes de Computadoras 152 Prof. Feliciano Chávez 76
  • 77. Redes de Área Amplia disponibles comercialmente Existe una inmensa variedad de redes WAN disponibles: Líneas Muertas Microondas SNA (SDLC) Punto a Punto RDCD Satelitales Clear Channels VSAT IDSN (RDSI) Otras RDCC (Familia de CX de Paquetes) X.25 Frame Relay ATM Redes de Computadoras 153 Prof. Feliciano Chávez Agenda Redes y Arquitecturas de Redes de Área Amplia Red Redes disponibles Clasificación de Protocolos comercialmente Clasificación de Redes Elementos de Conectividad Diseño de Redes Redes Locales Redes disponibles TCP/IP comercialmente Suite de protocolos TCP/IP Elementos de Conectividad Subnetting y Enrutamiento Cálculo del Rendimiento Integración de redes (XoIP) Redes Metropolitanas Diseño de redes TCP/IP Redes disponibles El Futuro de Las Redes comercialmente Redes de Computadoras 154 Prof. Feliciano Chávez 77
  • 78. Elementos de Conectividad en WAN Multiplexor Puede ser TDM Time slots Tributarios Puede ser STDM Bajo demanda Opcionalmente: Agregado Velocidades mínimas Velocidades máximas Velocidades promedio Puede ser OFDM Tributarios Sub-Portadoras Puede ser WDM Wavelengths Redes de Computadoras 155 Prof. Feliciano Chávez Elementos de Conectividad en WAN Switch Puede ser un switch X.25 Puede ser un switch ATM Conmuta paquetes Conmuta celdas Capa 3 Modelo OSI Capa 1 Modelo OSI Maneja errores y control de Asume medio libre de errores flujo Maneja calidad de servicio Puede ser un switch Frame (QoS) y múltiples escenarios Relay de congestión Conmuta tramas Capa 2 Modelo OSI Asume medio libre de errores Su único “control de flujo” es el dado por el CIR y el EIR Redes de Computadoras 156 Prof. Feliciano Chávez 78
  • 79. Elementos de Conectividad en WAN Routers Pueden ser: IP Multiprotocolo Operan a nivel de la capa 3 del Modelo OSI Direcciones lógicas Códigos de área (red, área, etc.) Requieren de tablas de enrutamiento para poder operar Estáticas Default Otras Dinámicas Automáticas Aprendidas Redes de Computadoras 157 Prof. Feliciano Chávez Elementos de Conectividad en WAN Firewall Elemento similar a un router, pero con funciones especializadas de seguridad Los hay Por software Por hardware Pueden ser Un router con software de filtrado de paquetes Un servidor de uso general con un software de seguridad Un appliance Un servidor diseñado especialmente para ser Firewall El procesamiento de la información puede ser un freno a su flujo Redes de Computadoras 158 Prof. Feliciano Chávez 79
  • 80. Agenda Redes y Arquitecturas de Redes de Área Amplia Red Redes disponibles Clasificación de Protocolos comercialmente Clasificación de Redes Elementos de Conectividad Diseño de Redes Redes Locales Redes disponibles TCP/IP comercialmente Suite de protocolos TCP/IP Elementos de Conectividad Subnetting y Enrutamiento Cálculo del Rendimiento Integración de redes (XoIP) Redes Metropolitanas Diseño de redes TCP/IP Redes disponibles El Futuro de Las Redes comercialmente Redes de Computadoras 159 Prof. Feliciano Chávez Diseño de redes WAN El diseño de una WAN depende enormemente de la plataforma que se usará para la transmisión Como regla general: 1. Se deben establecer los parámetros de servicio que deberá prestar la red 2. Se debe diseñar cada parte por separado 3. Se deben diseñar y dimensionar las interfaces entre las distintas secciones Redes de Computadoras 160 Prof. Feliciano Chávez 80
  • 81. Diseño de redes WAN Levantamiento de información ¿Cuántas sedes? ¿Dónde? ¿Red pública? ¿privada? ¿Cuántos Kbps? Redes de Computadoras 161 Prof. Feliciano Chávez Diseño de redes WAN Dimensionamiento La parte más difícil del diseño es determinar los requerimientos de velocidad de la conexión (enlace) Se puede hacer un tanto más fácil si se procede parte por parte Aplicaciones críticas Usuarios críticos Aplicaciones menos críticas Usuarios menos críticos Aplicaciones secundarias Usuarios con menos requerimientos de información Redes de Computadoras 162 Prof. Feliciano Chávez 81
  • 82. Diseño de redes WAN Sistemas de radio Puede ser Frecuencia asignada Estudio de frecuencias disponibles Estudio de espectro “in situ” Trámites CONATEL Frecuencia libre (baja potencia, Spread Spectrum) Site Survey ¿WiFI? ¿WiMAX? ¿Otras? Redes de Computadoras 163 Prof. Feliciano Chávez Diseño de redes WAN Sistemas de radio Cálculo de antenas 0 dBm = Antena Isotrópica X dBm = “ganancia” en una dirección (horizontal o vertical) Mayor direccionalidad => mayor alcance (en esa dirección) Mayor direccionalidad => mayor tiempo de instalación y mayor susceptibilidad a desalineaciones Curvatura de la tierra Repetidoras Línea de vista Rebotes Redes de Computadoras 164 Prof. Feliciano Chávez 82
  • 83. Diseño de redes WAN Instalación Alineación “Ojo %” Binoculares Brújula GPS Fijación Base Anclajes Vientos Redes de Computadoras 165 Prof. Feliciano Chávez Diseño de redes WAN Sistemas satelitales Móviles Baja velocidad Fijos Hay que buscar línea de vista hacia el satélite ¡Base sólida! Alineación preliminar mediante Elevación (vertical) Azimut (horizontal) Alineación definitiva mediante instrumentos Redes de Computadoras 166 Prof. Feliciano Chávez 83
  • 84. Diseño de redes WAN Redes Multiplexadas TDM Se debe cumplir que: VA ≥ ∑Vt STDM VA ∝ ∑Vt Overbooking: sobreventa del servicio. ¿Garantía? Sugerencia: pensar en escenarios, diseñar en función de ellos Redes de Computadoras 167 Prof. Feliciano Chávez Diseño de redes WAN Frame Relay Levantamiento de información Localidades Tipo de servicios Clasificación de servicios Matriz de tráfico preliminar Resultado: cantidad de PVC’s (y/o SVC’s) necesarios Redes de Computadoras 168 Prof. Feliciano Chávez 84
  • 85. Diseño de redes WAN Frame Relay Se dimensiona uno a uno los enlaces FR (PVC’s y/o SVC’s) Si tienen múltiples servicios, el CIR debe satisfacer los requerimientos mínimos de lo que se considere puede acontecer simultáneamente ¿Peor caso? La velocidad de acceso de un enlace dado debe ser al menos la sumatoria de los CIR’s de los PVC’s que lo atraviesan Los CIR no se calculan por puerto, sino por circuito ∑ ¿La velocidad de acceso ≥ laCIR principal? VA de oficina Redes de Computadoras 169 Prof. Feliciano Chávez Práctica 2: Diseño de una red FR Si una red FR de tres localidades va a manejar circuitos de voz y datos entre 2 de ellas y la principal ¿Número de PVC’s? ¿Qué CIR, EIR, y V.A. debería tener cada enlace? Principal Internet FR Sede 1 Sede 2 Redes de Computadoras 170 Prof. Feliciano Chávez 85
  • 86. Práctica 3: Diseño de una red de Banda Ancha Se tiene una ciudad que se quiere cubrir mediante un servicio de banda ancha (cableado en una parte e inalámbrico en otra) Partiendo de que: La ciudad es alabiada y la distribución de la población es creciente linealmente de oeste a este, y que Se cuentan con 3 oficinas (equidistantes) para ubicación de equipos, y que se dispone de 1 acceso a Internet de alta velocidad Diseñar una solución de Banda Ancha para la población Redes de Computadoras 171 Prof. Feliciano Chávez Agenda Redes y Arquitecturas de Redes de Área Amplia Red Redes disponibles Clasificación de Protocolos comercialmente Clasificación de Redes Elementos de Conectividad Diseño de Redes Redes Locales Redes disponibles TCP/IP comercialmente Suite de protocolos TCP/IP Elementos de Conectividad Subnetting y Enrutamiento Cálculo del Rendimiento Integración de redes (XoIP) Redes Metropolitanas Diseño de redes TCP/IP Redes disponibles El Futuro de Las Redes comercialmente Redes de Computadoras 172 Prof. Feliciano Chávez 86
  • 87. Redes de Computadoras 173 Prof. Feliciano Chávez Breve historia de TCP/IP e Internet TCP/IP es un stack de protocolos (suite, pila o familia de protocolos) que fue desarrollado con el propósito de soportar la entonces futura ARPAnet Evolución: 1. ARPAnet -> DARPAnet -> ARPAnet -> DARPAnet 2. NSFnet 3. USEnet 4. Internet Redes de Computadoras 174 Prof. Feliciano Chávez 87
  • 88. Situación de Internet Estimaciones: 550,000,000 usuarios (2004/1) 33,600,000 en Latino América 1,620,000 en Venezuela 1.1MMM usuarios (2006/10) 83MM en Latino América y el Caribe 3MM en Venezuela Esto implica que TCP/IP se ha convertido en el estándar de facto para el Internetworking moderno Se ha creado una amplia variedad de servicios para TCP/IP DNS WWW (html, http) IRC (chat) VoIP, FoIP VIDoIP, IPTV Otros Redes de Computadoras 175 Prof. Feliciano Chávez La suite de Protocolos TCP/IP TCP/IP no se corresponde exactamente con el Modelo de Referencia OSI (por ser previo a este) pero es práctica común hacer comparaciones entre uno y otro Modelo OSI Stack de Protocolos TCP/IP 7. Aplicación NFS 6. Presentación SMTP, FTP, TelNET, SNMP XDR RPC 5. Sesión Protocolo de Control de la Protocolo de Datagrama de 4. Transporte Transmisión (TCP) Usuario (UDP) 3. Red Protocolo de Internet (IP) 2. Enlace de ARP RARP Datos Protocolos de WAN Drivers + Protocolos de LAN 1. Físico Redes de Computadoras 176 Prof. Feliciano Chávez 88
  • 89. La suite de Protocolos TCP/IP TCP es un protocolo orientado a la conexión y por ende responsable de supervisar y garantizar la entrega de información UDP es un protocolo no orientado a la conexión y en consecuencia priva el interés de mayor celeridad en la transmisión de la información, aunque no se garantice la entrega IP es un protocolo no orientado a la conexión, encargado de transportar la información de un sitio a otro bajos las condiciones que le haya instruido la capa de transporte, y siguiendo las reglas del direccionamiento lógico y consecuente enrutamiento Redes de Computadoras 177 Prof. Feliciano Chávez La suite de Protocolos TCP/IP Funciones de Funciones de Funciones de IP TCP UDP Convertir de formato de la aplicación a Numeración por direcciones lógicas paquetes y viceversa (32 bits en IPv4) agrupables en segmentos Negociar, mantener, cerrar la conexión Creación, propagación, aprendizaje de tablas de enrutamiento Manejar ventanas deslizantes Envío de la información Comunicación con protocolos superiores Supervisión del tratamiento de los errores Comunicación con protocolos inferiores Redes de Computadoras 178 Prof. Feliciano Chávez 89
  • 90. Detalle de la Suite de Protocolos TCP/IP Protocolos más importantes: HTTP, HTTPS POP3, SMTP, IMAP4 FTP TelNET SNMP RADIUS, TACACS, TACACS+ DNS TCP, UDP DHCP, BOOTP ICMP, IGMP IP ARP PPP, L2F, L2TP, STEP Redes de Computadoras 179 Prof. Feliciano Chávez La suite de Protocolos TCP/IP Estructura de un paquete TCP Tamaño máximo: 65495 B Tamaño mínimo: 20 B Encabezado máximo: 60 B Redes de Computadoras 180 Prof. Feliciano Chávez 90
  • 91. La suite de Protocolos TCP/IP Estructura de un paquete UDP Tamaño máximo: 65527 B Tamaño mínimo: 8 B Redes de Computadoras 181 Prof. Feliciano Chávez La suite de Protocolos TCP/IP Estructura de un paquete IP Mínimo MTU: 576 B Tamaño máximo: 65535 B Encabezado mínimo: 20 B Encabezado máximo 60 B Redes de Computadoras 182 Prof. Feliciano Chávez 91
  • 92. La suite de Protocolos TCP/IP Estructura de un paquete (ICMP) Internet Control Message Protocol Redes de Computadoras 183 Prof. Feliciano Chávez La suite de Protocolos TCP/IP La situación actual de IP Teóricamente las direcciones IP empleadas actualmente (IPv4) permitirían un direccionamiento de 2^32 bits = 4.294.967.296 elementos de red Pero esa asignación se basó en Clases: Clase A: redes “grandes” Clase B: redes “medianas” Clase C: redes “pequeñas” Y se dejaron 2 clases para otros propósitos: Clase D: multicast Clase E: uso futuro Redes de Computadoras 184 Prof. Feliciano Chávez 92
  • 93. La suite de Protocolos TCP/IP Las direcciones IP se reconocen de manera predeterminada por: Clase A: bit más significativo en 0 Clase D: 0xxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx bits más significativos en 0-127 . HHH . HHH . HHH 1110 Clase B: 1110xxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx. bits más significativos en 10 10xxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx xxxxxxxx 128-191 . NNN . HHH . HHH 224-239 . . . Clase C: bits más significativos en 110 Clase E: 110xxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxx bits más significativos en x 192-223 . NNN . NNN . HHH 1111 1111xxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx. xxxxxxxx 240-255 . . . Redes de Computadoras 185 Prof. Feliciano Chávez La suite de Protocolos TCP/IP Esquema de Direcciones IPv4 Redes de Computadoras 186 Prof. Feliciano Chávez 93
  • 94. La suite de Protocolos TCP/IP La situación actual de IP C la se E 6,3 % C las e D 6,3 % C la s e C 12 ,5% C las e A 5 0% C la se B 25 % Redes de Computadoras 187 Prof. Feliciano Chávez Reparto de direcciones IPv4 (2002) Redes de Computadoras 188 Prof. Feliciano Chávez 94
  • 95. La situación actual de IP Las reglas de IPv4 establecen: No se puede usar una red con todos los bits de red en 0 porque identifica la red No se puede usar un nodo con todos los bits de host en 1 porque identifica el broadcast No se puede usar la red 127.0.0.0 La 127.0.0.1 es localhost No se puede emplear la primera ni la última red de cada Clase No se pueden usar las direcciones IP del RFC 1918 porque están reservadas para redes privadas 10.0.0.0 / 8 172.16.0.0 / 12 192.168.0.0 / 16 No se pueden usar las Clase D (salvo multicast) y las Clase E Esto se resume en el RFC 3330 Redes de Computadoras 189 Prof. Feliciano Chávez La situación actual de IP Direcciones IP Excluidas Direcciones excluidas según el RFC 3330 0.0.0.0 / 8 192.0.0.0 / 24 Primera Clase A Primera Clase C 10.0.0.0 / 8 RFC 1918 192.0.2.0 / 24 14.0.0.0 / 8 24.0.0.0 /8 192.88.99.0 / 24 39.0.0.0 / 8 192.168.0.0 / 16 127.0.0.0 / 8 RFC 1918 Última Clase A Loop 192.18.0.0 / 15 128.0.0.0 / 16 223.255.255.0 / 24 Primera Clase B 169.254.0.0 / 16 Última Clase C Usada por Windows para autoconfiguración de IP1 224.0.0.0 / 4 72.16.0.0 / 12 Clase D RFC 1918 240.0.0.0 / 4 191.255.0.0 / 16 Última Clase B Clase E Redes de Computadoras 190 Prof. Feliciano Chávez 95
  • 96. Agenda Redes y Arquitecturas de Redes de Área Amplia Red Redes disponibles Clasificación de Protocolos comercialmente Clasificación de Redes Elementos de Conectividad Diseño de Redes Redes Locales Redes disponibles TCP/IP comercialmente Suite de protocolos TCP/IP Elementos de Conectividad Subnetting y Enrutamiento Cálculo del Rendimiento Integración de redes (XoIP) Redes Metropolitanas Diseño de redes TCP/IP Redes disponibles El Futuro de Las Redes comercialmente Redes de Computadoras 191 Prof. Feliciano Chávez Subnetting Una subred es una forma de resolver la escasez de direcciones de Internet En vez de darle a alguien una Clase B o una Clase C completa se le da una fracción de ésta Para ello se emplea la “máscara de red” o “máscara de subred” La máscara es un número de 32 bits, con: 1’s del lado izquierdo denotando la parte de la dirección IP que se corresponde a la red (network) 0’s del lado derecho denotando la parte de la dirección IP que se corresponde al nodo (host) Redes de Computadoras 192 Prof. Feliciano Chávez 96
  • 97. Subnetting Máscara “natural” de una red Es la máscara por defecto de una: Clase A: 255. 0 . 0 . 0 Clase B: 255.255. 0 . 0 Clase C: 255.255.255.0 Máscara de subred Es cuando “se toman prestados” bits de la porción del nodo (0) para convertirlos en bits de la porción de la red (1) Redes de Computadoras 193 Prof. Feliciano Chávez Ejemplo de Subredes Dividamos la red 161.196.0.0 (clase B) en cuatro subredes: 16 bits 2 bits 14 bits Máscara: 11111111 . 11111111 . 11 000000 . 00000000 255 . 255 . 192 . 0 Bits subred Subred Máscara Rango 00 (0) 161.196.0.0 255.255.192.0 161.196.0.0 – 161.196.63.255 01 (64) 161.196.64.0 255.255.192.0 161.196.64.0 – 161.196.127.255 10 (128) 161.196.128.0 255.255.192.0 161.196.128.0 – 161.196.191.255 11 (192) 161.196.192.0 255.255.192.0 161.196.192.0 – 161.196.255.255 Redes de Computadoras 194 Prof. Feliciano Chávez 97
  • 98. Subnetting Limitaciones El nodo con todos los bits en 0 identifica a la subred El nodo con todos los bits en 1 es para hacer broadcast a la subred En consecuencia, se pierden 2 nodos por cada subred ¿Y la subred 0 es la primera subred o la red? ¿Y la subred con todos los bits en 1 es la última subred o es el broadcast de la red? Algunos equipos saben la diferencia, otros no Redes de Computadoras 195 Prof. Feliciano Chávez Posibles subredes de una red clase C Bits Nº Nº subredes Bits Nº hosts Máscara Último Byte subred subredes (subnet zero) host de la máscara en binario 0 0 0 8 254 255.255.255.0 00000000 1 0 2 7 126 255.255.255.128 10000000 2 2 4 6 62 255.255.255.192 11000000 3 6 8 5 30 255.255.255.224 11100000 4 14 16 4 14 255.255.255.240 11110000 5 30 32 3 6 255.255.255.248 11111000 6 62 64 2 2 255.255.255.252 11111100 7 126 128 1 0 255.255.255.254 11111110 8 254 256 0 0 255.255.255.255 11111111 Redes de Computadoras 196 Prof. Feliciano Chávez 98
  • 99. NAT (Network Address Translation) Consiste en hacer traducción de direcciones IP, de públicas a privadas y viceversa Los elementos externos no conocen las direcciones de los internos Internet Switch NAT Router Redes de Computadoras 197 Prof. Feliciano Chávez Proxy Consiste en una mezcla de NAT + Caché del contenido WEB en un mismo servidor Agiliza la navegación en la medida que la misma sea rutinaria PROXY Internet Switch NAT Router C A C H E Redes de Computadoras 198 Prof. Feliciano Chávez 99
  • 100. Conexión de un computador a Internet Internet ISP DNS DHCP IP LAN, MASK IP WAN, MASK Default Gateway REMOTE WAN IP PC Redes de Computadoras 199 Prof. Feliciano Chávez Enrutamiento El enrutamiento consiste en crea una tabla (de rutas) donde se pueda buscar el camino hacia un B 1 destino 2 2 C Router A 1 1 Destino Salida Próximo Salto A 2 LAN A LAN - LAN C WAN2 WAN1 de C Redes de Computadoras 200 Prof. Feliciano Chávez 100
  • 101. Enrutamiento Puede haber más de una ruta hacia un destino Se implementan métricas para B 1 tomar decisiones 2 2 Router A C Destino Salida Próximo Métrica Salto 1 1 LAN A LAN - 0 A 2 LAN C WAN2 WAN1 de 1 C LAN C WAN1 WAN2 de B 2 Redes de Computadoras 201 Prof. Feliciano Chávez Enrutamiento Ejemplo de Tabla de Rutas C:Documents and SettingsFeliciano>route print =========================================================================== Lista de interfaces 0x1 ................ MS TCP Loopback interface 0x2 .000d87 ff4955 . Adaptador Fast Ethernet VIA PCI 10/100Mb - Minipuerto del administrador de paquetes =========================================================================== =========================================================================== Rutas activas: Destino de red Máscara de red Puerta de acceso Interfaz Métrica 0.0.0.0 0.0.0.0 10.0.0.138 10.0.0.1 20 10.0.0.0 255.255.255.0 10.0.0.1 10.0.0.1 20 10.0.0.1 255.255.255.255 127.0.0.1 127.0.0.1 20 10.255.255.255 255.255.255.255 10.0.0.1 10.0.0.1 20 127.0.0.0 255.0.0.0 127.0.0.1 127.0.0.1 1 224.0.0.0 240.0.0.0 10.0.0.1 10.0.0.1 20 255.255.255.255 255.255.255.255 10.0.0.1 10.0.0.1 1 Puerta de enlace predeterminada: 10.0.0.138 =========================================================================== Rutas persistentes: ninguno Redes de Computadoras 202 Prof. Feliciano Chávez 101
  • 102. Enrutamiento Métricas Las métricas pueden ser: Cantidad de saltos (hop count) Costo (cost, weight) Combinación Redes de Computadoras 203 Prof. Feliciano Chávez Enrutamiento Rutas estáticas Rutas dinámicas Rutas asignadas por el Aprendidas por el equipo programador gracias al intercambio de Rutas automáticas (ruta para información con otros la propia interfaz) equipos mediante un Ruta default protocolo de enrutamiento Los protocolos de enrutamiento se clasifican en Vector distancia Estado del enlace Combinados Redes de Computadoras 204 Prof. Feliciano Chávez 102
  • 103. Enrutamiento Rutas estáticas Rutas dinámicas Ruta default Ejemplos de Vector Distancia 0.0.0.0 RIP IGRP y EIGRP BGP (entre Sistemas Autónomos) Ejemplos de Estado del Enlace IS-IS OSPF Redes de Computadoras 205 Prof. Feliciano Chávez Enrutamiento RIP (Routing Information Protocol) Métrica basada en número de saltos únicamente Máximo 15 saltos Solo útil en redes pequeñas (5-10 routers) La información se intercambia cada 30 segundos Los routers se sincronizan por etapas sucesivas (convergencia) y la red se tiende a congelarse momentáneamente cada vez que ocurre una actualización No permite usar múltiples rutas simultáneamente Sufre los problemas típicos del vector distancia (cuenta a infinito) RIPv1 no soporta subredes ni máscaras de tamaño variable RIPv2 sí Redes de Computadoras 206 Prof. Feliciano Chávez 103
  • 104. Enrutamiento IGRP (Interior Gateway Routing Protocol), y EIGRP (Enhanced IGRP) Protocolos propietarios de Cisco Resuelven muchos de los problemas de RIP Métrica sofisticada Uso de múltiples caminos para un destino Mejoras de EIGRP sobre IGRP Soporta subredes Solo transmite las modificaciones desde la última actualización Incluyen soporte multiprotocolo Redes de Computadoras 207 Prof. Feliciano Chávez Enrutamiento OSPF (Open Shortest Path First) Desarrollado por el IETF entre 1988-1990 Estado del enlace, algoritmo de Dijkstra Dos niveles jerárquicos (áreas): Área 0 o backbone (obligatoria) Áreas adicionales (opcionales) Resuelve los problemas de RIP: Rutas de red, subred y host (máscaras de tamaño variable) Métricas complejas Múltiples rutas para un destino Las rutas elegidas pueden no ser simétricas Redes de Computadoras 208 Prof. Feliciano Chávez 104
  • 105. Enrutamiento IS-IS (Intermediate System - Intermediate System) Muy similar a OSPF, pero no es estándar Internet. Es estándar OSI Intermediate-System significa router en ISOese (host es ES) Ocho niveles jerárquicos posibles Soporte Multiprotocolo (routing integrado) OSPF no lo tiene Es el protocolo habitual entre grandes redes (ISP’s) CANTV por ejemplo acaba de migrar a OSPF, pero su interconexión es IS-IS Redes de Computadoras 209 Prof. Feliciano Chávez Enrutamiento BGP Algoritmo de vector distancia modificado: además de la interfaz y el costo se incluye la ruta completa en cada caso El router descarta las rutas que pasan por él mismo Así evita el problema de la cuenta a infinito La métrica suele ser la más simple posible: número de saltos Permite introducir restricciones o reglas “políticas”. Una ruta que viola estas reglas recibe una distancia infinito Redes de Computadoras 210 Prof. Feliciano Chávez 105
  • 106. Agenda Redes y Arquitecturas de Redes de Área Amplia Red Redes disponibles Clasificación de Protocolos comercialmente Clasificación de Redes Elementos de Conectividad Diseño de Redes Redes Locales Redes disponibles TCP/IP comercialmente Suite de protocolos TCP/IP Elementos de Conectividad Subnetting y Enrutamiento Cálculo del Rendimiento Integración de redes (XoIP) Redes Metropolitanas Diseño de redes TCP/IP Redes disponibles El Futuro de Las Redes comercialmente Redes de Computadoras 211 Prof. Feliciano Chávez Integración de Redes CONVERGENCIA Integración de diferentes servicios en una misma red “multimedia” a nivel de redes El objetivo es abaratar costos mediante la integración de recursos Con una misma red se pueden atender múltiples servicios Las curvas de tráfico (baseline) de redes distintas difícilmente coinciden en sus picos, de manera que se puede aprovechar mejor los recursos de la red Reducción de costos => reducción de tarifas y/o aumento de ganancias Redes de Computadoras 212 Prof. Feliciano Chávez 106
  • 107. Integración de Redes Opciones de transmisión Opciones de última milla ISDN (RDSI) ISDN (RDSI) Frame Relay xDSL Datos Wireless Voz (opcional) ATM La mejor desde el punto de vista técnico IP Le mejor desde el punto de vista económico Economía de escala Redes de Computadoras 213 Prof. Feliciano Chávez Integración de Redes La Solución VoIP H.323 H.323 Gatekeeper Terminal Terminal MCU Gateway H.320 Terminal (ISDN) Internet Internet H.324 Terminal PSTN (POTS) Speech Only H.323 Terminal Redes de Computadoras 214 Prof. Feliciano Chávez 107
  • 108. Los Elementos de la solución VoIP Gateway (Media Gateway) Conversión desde/hacia el mundo POTS Call Manager Políticas del MG Señalización GateKeeper El conmutador Generador de los CDR H.323 Terminal El “teléfono” IP Redes de Computadoras 215 Prof. Feliciano Chávez Estructura de VoIP IP Layered Model H.323 VoIP Model User Caller Email ID Application E.164 Phone No. Audio (or Video) CODEC Presentation (G.711, G.729, G.723.1,..) H.225 H.245 (RAS, Q.931) Session RTP, RTCP TCP TCP UDP TCP Port Number Port Number IP IP Address FR 802.3 ATM Data Link DLCI MAC VPI/VCI Physical V.35, E1, E3, 10Base-T, STM-1, STM-4 Redes de Computadoras 216 Prof. Feliciano Chávez 108
  • 109. Información adicional de H.323 Redes de Computadoras 217 Prof. Feliciano Chávez SIP SIP Session Initiation Protocol No es exactamente H.323 En más bien una alternativa centrada en Multimedia y Convergencia que en Telefonía Es más software (PC) que infraestructura de comunicaciones Redes de Computadoras 218 Prof. Feliciano Chávez 109
  • 110. Ejemplo de funcionamiento de SIP Ambiente mixto Redes de Computadoras 219 Prof. Feliciano Chávez NGN NGN es tomar VoIP a grandes escalas En vez de un GateKeeper se emplea un SoftSwitch Los Gateways pasan a ser Media Gateway End User (User Access) Trunking (E1 Access) Signaling (ej: SS7, SIGTRAN) Redes de Computadoras 220 Prof. Feliciano Chávez 110
  • 111. Agenda Redes y Arquitecturas de Redes de Área Amplia Red Redes disponibles Clasificación de Protocolos comercialmente Clasificación de Redes Elementos de Conectividad Diseño de Redes Redes Locales Redes disponibles TCP/IP comercialmente Suite de protocolos TCP/IP Elementos de Conectividad Subnetting y Enrutamiento Cálculo del Rendimiento Integración de redes (XoIP) Redes Metropolitanas Diseño de redes TCP/IP Redes disponibles El Futuro de Las Redes comercialmente Redes de Computadoras 221 Prof. Feliciano Chávez Paso 1: Prepararse para la integración Multiservicios PBX y teléfonos existentes PBX y teléfonos existentes Redes Separadas PSTN WAN Instalar una plataforma multiservicios y prepararse para manejar data y voz Redes de Computadoras 222 Prof. Feliciano Chávez 111
  • 112. Paso 2: Conexión de los servicios de Voz tradicionales PBX y teléfonos existentes PBX y teléfonos existentes Data y Voz sobre la WAN (VoATM, VoFR, VoIP) o hasta uso de canales tradicionales PSTN WAN Conectar routers multiservicios a los equipos existentes de telefonía, utilizando interfaces digitales o analógicos; Mover parte del tráfico de voz a través del enlace WAN pero utilizando VoATM, VoFR o VoIP Redes de Computadoras 223 Prof. Feliciano Chávez Paso 3: Adicionar teléfonos IP en los nuevos puestos PBX y teléfonos existentes PBX y teléfonos existentes PSTN WAN Call Manager Utilizar en forma mezclada los servicios de Voz sobre IP Y de líneas tradicionales existentes Redes de Computadoras 224 Prof. Feliciano Chávez IP Phone 112
  • 113. Paso 4: Integración del Video PBX y teléfonos existentes PBX y teléfonos existentes PSTN MCM, Routing and Gateway WAN Upgrade de los sistemas de video conferencia a sistemas que cumplan con las normativas para manejo del ancho de banda de las normas VoIP and H.323 para Video y H.320 Video Appropriate en VoATM Redes de Computadoras 225 Prof. Feliciano Chávez Paso 5: Adicionar nuevas aplicaciones IP Call Center PSTN WAN Data and Voice Over IP Service Call Manager Web Browser Management Unified Provider Messaging IP Phone Redes de Computadoras 226 Prof. Feliciano Chávez 113
  • 114. Agenda Redes y Arquitecturas de Redes de Área Amplia Red Redes disponibles Clasificación de Protocolos comercialmente Clasificación de Redes Elementos de Conectividad Diseño de Redes Redes Locales Redes disponibles TCP/IP comercialmente Suite de protocolos TCP/IP Elementos de Conectividad Subnetting y Enrutamiento Cálculo del Rendimiento Integración de redes (XoIP) Redes Metropolitanas Diseño de redes TCP/IP Redes disponibles El Futuro de Las Redes comercialmente Redes de Computadoras 227 Prof. Feliciano Chávez El futuro de Las Redes 10 Gigabit Ethernet IEEE 802.3ae Emplea 8B10B ó 64B66B dependiendo del medio de transmisión Probablemente se emplee un código de línea PAM-10 para su versión sobre cobre (cuando esté disponible) Directamente compatible con OC-192 o STM-64 Redes de Computadoras 228 Prof. Feliciano Chávez 114
  • 115. El futuro de Las Redes 10 Gigabit Ethernet Nomenclatura Distancias Redes de Computadoras 229 Prof. Feliciano Chávez El futuro de Las Redes 40 Gigabit Ethernet El paso siguiente después de 10 Gbps puede ser 40 Gbps en vez de 100. Esto para acomodarse a los enlaces existentes OC-768 (en SDH sería algo así como un STM-256) http://www.linuxworld.com/story/32695.htm Redes de Computadoras 230 Prof. Feliciano Chávez 115
  • 116. El futuro de Las Redes WiFi Desde el punto de vista de Se está trabajando en: normalización actualmente IEEE 802.11h se cuenta con Manejo del espectro IEEE 802.11 IEEE 802.11b IEEE 802.11a IEEE 802.11g Desde el punto de vista de seguridad WEP WPA-PSK IEEE 802.11i (nuevo) TKIP WPA Redes de Computadoras 231 Prof. Feliciano Chávez El futuro de Las Redes HotSpots Son zonas de “acceso libre” a una red WiFi Ejemplos: Un Aeropuerto La sala VIP Una estación de trenes Un hotel Un campus universitario Una biblioteca Un infocentro Una feria de un centro comercial Redes de Computadoras 232 Prof. Feliciano Chávez 116
  • 117. El futuro de Las Redes HotSpots Ejemplo de HotSpot Redes de Computadoras 233 Prof. Feliciano Chávez El futuro de Las Redes IEEE 802.11n (en desarrollo) Anunciado en enero 2004 WWAN ó WWiSE Velocidad efectiva de 100 Mbps (velocidad nominal de 250 Mbps) Se espera el incremento de throughput más por la vía de la optimización a nivel de capa MAC que de aumentar la velocidad de transmisión Actualmente están focalizados en MIMO-OFDM Esperado entre el 2005 y 2006 nada hasta el 2007 Redes de Computadoras 234 Prof. Feliciano Chávez 117
  • 118. El futuro de Las Redes BlueTooth Se esperan nuevas versiones BlueTooth 1.2 Adaptive Frequency Hopping (AFH) Mayor velocidad Extended Synchronous Connections (eSCO) Mejor calidad de voz BlueTooth 2.0 Non-hopping Narrowband Channels Mayor densidad de equipos Perfiles de velocidad Mayor velocidad Redes de Computadoras 235 Prof. Feliciano Chávez El futuro de Las Redes Redes Inalámbricas y NGN 2G 2,5G 3G 4G Redes de Computadoras 236 Prof. Feliciano Chávez 118
  • 119. El futuro de Las Redes Migración de Redes Inalámbricas Tradicionales hacia Redes Multiservicio IP 1ra fase Servicios de Circuitos de Datos Redes de Computadoras 237 Prof. Feliciano Chávez El futuro de Las Redes Migración de Redes Inalámbricas Tradicionales hacia Redes Multiservicio IP 2da fase Servicios de Paquetes de Datos Redes de Computadoras 238 Prof. Feliciano Chávez 119
  • 120. El futuro de Las Redes Migración de Redes Inalámbricas Tradicionales hacia Redes Multiservicio IP 3ra fase Servicios Integrados de Voz y Datos Redes de Computadoras 239 Prof. Feliciano Chávez El futuro de Las Redes Migración de Redes Inalámbricas Tradicionales hacia Redes Multiservicio IP 4ta fase Red Punto a Punto Redes de Computadoras 240 Prof. Feliciano Chávez 120
  • 121. El futuro de Las Redes IPv6 Actualidad de IPv4 La cantidad de direcciones se ha prácticamente acaparado en unos pocos mientras una gran mayoría no disfruta de las direcciones IP que requiere Redes de Computadoras 241 Prof. Feliciano Chávez El futuro de Las Redes: actual reparto de IPv4 Redes de Computadoras 242 Prof. Feliciano Chávez 121
  • 122. El futuro de Las Redes Asignación actual de direcciones IP (IPv4) Es difícil conseguir datos fidedignos y actualizados sobre el uso de direcciones IP en la actualidad, sin embargo se pueden obtener datos de unos años atrás que indican la ocupación de las distintas clases: ¿Proyecciones? Fuente: netinfo/ip_network_allocations.95Jan del FTP rs.internic.net Redes de Computadoras 243 Prof. Feliciano Chávez El futuro de Las Redes Direcciones IPv6 Inicialmente propuestas de 8, 16 y 20 Bytes 8 Bytes: suficiente, pero no habría permitido autoconfiguración con dirección MAC 20 Bytes: formato OSI (protocolo CLNP). Impopular por ser OSI 16 Bytes: fue la solución aceptada Una dirección IP consta de 128 bits ¡¡¡340.282.366.920.938.463.463.374.607.431.768.211.456 direcciones!!! Redes de Computadoras 244 Prof. Feliciano Chávez 122
  • 123. Proyecciones de asignación de IPv6 Redes de Computadoras 245 Prof. Feliciano Chávez El futuro de Las Redes Plan de numeración IPv6 128 bits No estructurado Dirección Equipo 64 bits 64 bits Subred Prefijo Subred Dirección Equipo N bits 96-N bits 48 bits ID Interfase IEEE 48 bits Prefijo Subscriptor ID Subred Dirección IEEE 80 bits 16 bits 32 bits Compatible IPv4 00000000000000000000 0000 IPv4 80 bits 16 bits 32 bits Mapeado IPv4 00000000000000000000 FFFF IPv4 3 bits ID Ofrecido por 010 ID Registro ID Proveedor ID Subscriptor Subred ID Interfase el Proveedor 10 bits N bits M bits 118-N-M bits Enlace Local 1111111011 0 ID Subred IPv4 Redes de Computadoras 246 Prof. Feliciano Chávez 123
  • 124. El futuro de Las Redes Notación para direcciones IPv6 Dirección IPv6 en decimal: 128.0.0.0.0.0.0.0.1.35.69.103.137.171.205.239 La misma en hexadecimal: 8000:0000:0000:0000:0123:4567:89AB:CDEF Los ceros a la izquierda pueden omitirse; si uno o más grupos son todo cero se puede abreviar con dobles dos puntos: 8000::123:4567:89AB:CDEF Para direcciones IPv4 se puede usar la notación decimal con puntos simples: ::161.196.11.11 Redes de Computadoras 247 Prof. Feliciano Chávez El futuro de Las Redes Clases de direcciones IPv6 (RFC 2373, 7/1998) Prefijo (binario) Uso 0000 0000 Reservado (incluye IPv4) 0000 0001 No asignado 0000 001 Direcciones OSI NSAP 0000 010 Direcciones IPX de Novell Netware 0000 011, 0000 1, 0001 No asignado 001 Direcciones globales unicast agregables 010, 011, 100, 101 No asignado 110, 1110, 1111 0, 1111 10 No asignado 1111 110, 1111 1110 0 No asignado 1111 1110 10 Direcciones privadas para enlaces 1111 1110 11 Direcciones privadas 1111 1111 Direcciones multicast Redes de Computadoras 248 Prof. Feliciano Chávez 124
  • 125. El futuro de Las Redes Redes Ópticas Actualmente se consiguen enlaces ópticos de 10Gbps ó 40Gbps Los routers y otros dispositivos procesan la señal de manera eléctrica => latencia Se plantea el desarrollar routers ópticos Nanotecnología Se plantea desarrollar almacenamiento (cache) óptico Cristales de información Redes de Computadoras 249 Prof. Feliciano Chávez ¿Cuál es el futuro de Las Redes? Redes de Computadoras 250 Prof. Feliciano Chávez 125
  • 126. UNIVERSIDAD METROPOLITANA Decanato de Postgrado y de Investigaciones Estudios de Postgrado de la Facultad de Ingeniería Gerencia y Tecnología de las Telecomunicaciones ¡Muchas Gracias! Octubre, 2006 Prof. Feliciano Chávez UNIVERSIDAD METROPOLITANA Decanato de Postgrado y de Investigaciones Estudios de Postgrado de la Facultad de Ingeniería Gerencia y Tecnología de las Telecomunicaciones Redes de Computadoras Octubre, 2006 Prof. Feliciano Chávez 126