INTRODUCCION A LAS REDES DE DATOS Ing. Edgar Enrique Ruiz Facultad de Ingeniería Departamento de...

INTRODUCCION A LASREDES DE DATOS

Ing. Edgar Enrique Ruiz

Facultad de Ingeniería

Departamento de Ingeniería de Sistemas

Julio 2014

INTRODUCCIÓNREDES DE DATOS

Computadores + Sistemas Comunicaciones = redes de computadores

Computadores autónomos interconectados para intercambiar información

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VENTAJAS DE LAS REDES

Compartir recursos Ahorro (PCs versus Mainframes) Desarrollo de aplicaciones Cliente – Servidor

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Imagen Tomada de [1] Computer Networks

Alguna otra ventaja ?

CLASIFICACIÓN DE LAS REDES

Según la tecnología de transmisión:

• Redes por difusión (broadcast networks)• Las estaciones comparten un canal (Ej. Ethernet)

• Redes punto a punto• Enlaces entre equipos (Ej. Enlaces entre Routers)

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CLASIFICACIÓN DE LAS REDES

• Según el tamaño• LAN (Redes de área local)• WAN (Redes de área amplia)• …

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REDES DE ÁREA LOCAL (LAN)

• Tamaño limitado• Administración simplificada

• Transmisión por difusión• Velocidades de 10 Mbps - 10 Gbps• Retardos muy bajos (microsegundos)• Baja tasa de errores

• Topologías • Bus (IEEE 802.3, Ethernet)• Anillo (IEEE 802.5, Token Ring)

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REDES DE ÁREA LOCAL (LAN)

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Imagen Tomada de [1] Computer Networks

REDES DE ÁREA AMPLIA (WAN)

• Interconectan máquinas a grandes distancias• Componentes:

• Máquinas que corren aplicaciones (hosts)• Subred de comunicaciones (subnet)• Líneas de transmisión (enlaces punto a punto, circuitos,

canales, troncales)• Enrutadores (routers)

8Imagen Tomada de [1] Computer Networks

• Principios de funcionamiento:

• Generalmente usan conmutación de paquetes (Packet-Switching) o celdas (paquetes pequeños y de igual tamaño)

• Son basadas en enlaces punto a punto con múltiples topologías.

• En redes con satélites se puede usar difusión (Broadcast)

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Redes de área amplia (WAN)

ARQUITECTURA DE REDES

• Arquitectura de red• Conjunto de capas y protocolos

• Pila de protocolos• Conjunto de protocolos utilizados en

una Arquitectura de red• Modelo de Capas

• Cada capa realiza un conjunto bien definido de funciones que ofrece como servicios a las capas superiores

• Las Entidades son elementos activos en las capas

• Las entidades de la capa N implementan los servicios de esa capa que son usados por las entidades de la capa N+1

10Imagen Tomada de [1] Computer Networks

ARQUITECTURA DE REDES

• Parejas de entidades• entidades de capas

iguales en máquinas diferentes

• Protocolos horizontales• las parejas de entidades

se comunican por protocolos de capa

• Transferencia vertical de la información• el flujo real de

información transcurre verticalmente

11Imagen Tomada de [1] Computer Networks

ARQUITECTURA DE REDES PILA DE PROTOCOLOS

12Imagen Tomada de [1] Computer Networks

ARQUITECTURA DE REDES ASPECTOS DE DISEÑO

• Direccionamiento• Identificar y seleccionar máquinas• Identificar y seleccionar procesos en las máquinas

• Reglas de la transferencia de datos• modalidades simplex, half-duplex, full-duplex

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ARQUITECTURA DE REDES ASPECTOS DE DISEÑO

• Control de errores• Detección de errores• Corrección de errores

• Control de flujo• Transmisor rápido hacia receptor lento

• Control del tamaño de los mensajes• Desensamblado y reensamblado de mensajes largos• Optimización del uso del canal (agrupamiento de

mensajes cortos)

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ARQUITECTURA DE REDES ASPECTOS DE DISEÑO

• Interfaces entre capas• Mecanismo de

comunicación entre capas

• Aísla los detalles de implementación

• puntos de acceso a los servicios• cada capa ofrece estos

puntos para acceder a sus servicios (Service Access Point)

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Imagen Tomada de [1] Computer Networks

ARQUITECTURA DE REDES ASPECTOS DE DISEÑO

• Tipos de Servicio• Orientados a conexión

• Se establece conexión• Se usa la conexión• Se libera la conexión

• No orientados a conexión• No es necesario el establecimiento de una conexión antes del

envío de información• No hay garantía de la entrega del mensaje

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MODELO DE REFERENCIA ISO - OSI

• International Standards Organization (ISO)• Open Systems Interconnection (OSI)• Principios:

• Cada capa debe realizar una función bien definida• La función de cada capa debe ser elegida teniendo en

cuenta la definición de protocolos estandarizados internacionales

• El número de capas debe ser lo suficientemente grande como para que funciones diferentes no caigan por necesidad dentro de la misma capa pero lo suficiente pequeño como para que la arquitectura sea manejable

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MODELO DE REFERENCIA ISO - OSI

Imagen Tomada de [4] Guía CCNA 1 y 2

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MODELO DE REFERENCIA ISO - OSI

Imagen Tomada de [1] Computer Networks

MODELO OSI

• Capa Física• Transmisión de los bits por un canal de comunicación• Interfaces mecánicas, eléctricas y de procedimiento• Uso del medio físico

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0 1 0 0 0 1 1 0

0 T

Voltaje

Tiempo

1

-0,20

-

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

MODELO OSI

• Capa de Enlace de Datos

• Transforma la línea en un enlace libre de errores de transmisión

• Agrupa los bits en tramas de datos e intercambia tramas de reconocimiento entre los extremos

• Realiza control de flujo• En redes por difusión, resuelve acceso al medio

• Existe para eso la subcapa de acceso al medio

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MODELO OSI

• Capa de Red

• Controla la operación de la subred de comunicaciones• Se encarga del enrutamiento, con base en tablas

estáticas o dinámicas• Controla la congestión de la subred• Frecuentemente realiza funciones de tasación• Resuelve la interconexión entre redes heterogéneas.

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MODELO OSI

• Capa de Transporte

• Fragmenta datos de la capa superior en unidades menores si es necesario

• Establece en caso de necesidad varias conexiones de transporte en una única de red (multiplexado)

• Determina el tipo de servicio que reciben las capas superiores

• Es la primera capa extremo a extremo de la comunicación

• realiza control de flujo• Direccionamiento entre procesos

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MODELO OSI

• Capa de Sesión

• Administra el control de diálogo en conexiones de tráfico alternante

• Recuperación de errores (sincronización).

• Capa de Presentación• Resuelve diferencias de la información transmitida en las

máquinas de los extremos(ejemplo: little-endian MSB vs big-endian LSB primero)

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MODELO OSI

• Capa de Aplicación• Protocolos de aplicación general:

• Terminal virtual • Transferencia de archivos • Mensajería electrónica• ….

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MODELO OSI

26Imagen Tomada de [1] Computer Networks

MODELO TCP/IP

27Imagen Tomada de [1] Computer Networks

MODELO TCP/IP

• Capas Física y de Enlace• Se suponen existentes

• Capa Internet• Un sistema de conmutación de paquetes basada en una

capa de interconexión entre redes no orientada a la conexión

• Se define el protocolo IP (Internet Protocol)• Objetivos de la capa: Enrutar paquetes y evitar la

congestión

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MODELO TCP/IP

• Capa de Transporte• Define como una pareja de entidades de aplicación

realiza una conversación sobre el protocolo IP.• Se definen dos protocolos: TCP y UDP• TCP (Transmission Control Protocol): Protocolo confiable

orientado a conexión. Permite que un flujo de bytes sea entregado a la máquina destino en correcto orden. Realiza fragmentación y defragmentación de los mensajes y control de flujo.

• UDP (User Datagram Protocol): protocolo no confiable, no orientado a la conexión. Permite mejores tiempos de repuesta o el uso de controles diferentes a los de TCP.

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MODELO TCP/IP

• Capa de Aplicación• contiene todos los protocolos de alto nivel:

• transferencia de archivos: FTP• terminal virtual: TELNET• correo electrónico: SMTP• servicio de nombres de dominio: DNS• www: HTTP• etc., etc.

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PROTOCOLOS TCP/IP

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Imagen Tomada de [1] Computer Networks

REFERENCIAS

• [1]Andrew S. Tanenbaum “Computer Networks”, Fifth Edition, Prentice Hall, 2012

• [2]Douglas Comer, “TCP/IP”, Tercera Edición, Prentice Hall, 1996

• [3]W.R.Stevens, “TCP/IP Illustrated”, Addison Wesley, 1994

• [4] Guía CCNA 1 y 2, Aspectos básicos sobre Networking v 3.1, Cisco Press – Pearson Education, 2005

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