1 copyright © 1996 Wandel & Goltermann Introducción: Redes Locales y Elementos de Interconexión Por Jaume Torres Escursell Dto.informática de Inac

1copyright © 1996 Wandel & Goltermann

Introducción:Introducción:Redes Locales y Elementos de InterconexiónRedes Locales y Elementos de Interconexión

Por Jaume Torres Escursell Dto.informática de Inac


capa MAC(Media Access

Control)

Redes Locales y el Modelo OSIRedes Locales y el Modelo OSI

APLICACIÓN

PRESENTACIÓN

SESIÓN

TRANSPORTE

RED

ENLACE DE DATOS

CAPA FÍSICA

modelo OSI

capa PMD(Physical Medium

Dependant)

capa LLC(Logical Link

Control) o equivalente


EthernetEthernet

...

bus compartido:- cable coaxial grueso o delgado (10 Mbit/s)- par trenzado de categoría 3 (10 Mbit/s)- par trenzado de categoría 5 (100 Mbit/s)

Las estaciones están todas en paralelouna estación que desea transmitir verifica si no hay actividad en el bus (carrier

sense) y emite su ráfagacuando más de una estación transmite a la vez, se detecta una colisión, lo

que causa un nuevo intento trás una temporización aleatoria (collision detection)


Manejo de ColisionesManejo de Colisiones

Como ya se ha mencionado, cuando dos estaciones intentam transmitir simultaneamente, ocurre una colisiónla colisión es percibida porque cada estación monitoriza el bus al

mismo tiempo en que transmiteal detectar una colisión, la estación emite una secuencia binaria de

jam para que las demás también noten la colisiónun nuevo intento de retransmisión ocurre tras cierto tiempo de esperacuando se repiten colisiones succesivamente, comienza un

procedimiento llamado de recogida (backing off), que consiste en aumentar el tiempo de espera al detectar colisiones seguidas

las tramas que resultan de colisiones, por ser interrumpidas, son tramas cortas, y son eliminadas por todos los receptores antes de ser procesadas


Manejo de Colisiones (cont.)Manejo de Colisiones (cont.)

Para garantizar que las colisiones serán siempre detectadas, las tramas deben tener una longitud mínima de 72 bytes (incluyendo el preámbulo)

de esta forma, una trama transmitida permanece presente en el bus un tiempo suficiente para que las estaciones transmisoras siempre detectem una colisión, aún si se encuentran en extremos opuestos de un bus largo

la trama mínima dura más que el tiempo máximo de tránsito por el bus

la longitud máxima de la trama es de 1526 bytes (con el preámbulo)


Formato básico Ethernet:

Formato IEEE 802.3:

Formato de la Trama EthernetFormato de la Trama Ethernet

preámbulo dirección de destino

dirección de origen campo de datos

frame check

sequenceca

mpo

de

tipo

7 bytes 6 bytes 6 bytes de 46 a 1500 bytes 4 bytes2

byte

s


dirección de origen

campo de datos

frame check

sequencelo

ngitu

d

8 bytes 6 bytes 6 bytes de 46 a 1500 bytes 4 bytes2

byte

s

delim

itado

r

relle

no.

1 byte

cam

po

de ti

po


Significado de los Campos de la TramaSignificado de los Campos de la Trama

Preámbulosirve para que las estaciones que están a la escucha recuperen el reloj de bits (la

red es asíncrona, siendo que cada estación suministra su temporización) Delimitador (secuencia 10101011)

indica el final del preámbulo y permite la alineación correcta de la trama (los primeros bits del preámbulo pueden perderse, pués cada trama es emitida a un tiempo espontaneo)

Direcciones de origen y de destinoa Ethernet especifica direcciones de 6 octetos, siendo que la Xerox Corp. atribuye

a cada fabricante un bloque universal de direcciones, para que cada tarjeta de red tenga una dirección universal unívoca

la norma IEEE 802.3 permite también direcciones locales de 2 bytes



frame check

sequencelo

ngitu

d

delim

itado

r

relle

no.


Significado de los Campos (cont.)Significado de los Campos (cont.)

Longitudlongitud del campo de datos

Campo de datosdatos de capas superiores

Rellenopara garantizar el número mínimo de 72 octetos si la trama es más corta

Frame Check Sequencesecuencia de 4 bytes calculada por CRC para permitir la detección y descarte de

tramas con bits errados



frame check

sequencelo

ngitu

d

delim

itado

r

relle

no.


Especificaciones de los Medios - 10 Mbit/sEspecificaciones de los Medios - 10 Mbit/s

10BASE5 10BROAD36 10BASE-FP

medio de transmisión

cable coaxial (50 ohm)



par de fibras de 850 nm

señales eléctricas

banda base (Manchester)


banda ancha (DPSK)

Manchester (on/off)

topologia bus bus bus / árbol estrella

longitud máx. p/ segmento 500 185 1800 500

nodos por segmento 100 30 -- 33

10BASE2 10BASE-T

par trenzado sin blind.


estrella

100

--

diámetro del cable (mm) 10 5 0,4 - 1,0 62,5 / 125 m0,4 - 0,6


Especificaciones de los Medios - 100 Mbit/sEspecificaciones de los Medios - 100 Mbit/s

100BASE-TX 100BASE-T4

medio de transmisión

2 pares trenz., STP

2 pares UTP CAT 5

4 pares UTP CAT 3, 4 o 5

señales eléctricas 4B5B, NRZI 4B5B, NRZI 8B6T, NRZ

longitud máx. p/ segmento 100 m 100 m 100 m

tamaño máx. de la red 200 m 200 m 200 m

100BASE-FX

2 fibras ópticas

4B5B, NRZI

100 m

400 m -

STP = par trenzado blindado (shielded twisted pair)UTP = par trenzado sin blindaje (unshielded twisted pair)CAT 5 = de categoría 5


Token Ring Token Ring (Anillo de Testigo)(Anillo de Testigo)anillo compartido:- par trenzado de categoría 3 (16 Mbit/s)

Una trama corta especial (testigo o token) circula en el anillocuando una estación desea transmitir, cambia el token de libre para ocupadotodas las demás estaciones reciben y regeneran la ráfagaal recibir su ráfaga de regreso, la estación transmisora la quita del anillo y emite

un token libre para que otras puedan transmitir


Estructura de la Trama de Estructura de la Trama de Token RingToken Ringde

limita

dor

de in

icio

cont

rol d

e ac

ceso

frame check sequenceunidad de datosco

ntro

l de

la tr

ama

delim

itado

r de

fina

l

esta

do d

e la

tram

a

frame check sequencedirección de destino

dirección de origen

2 bytes 2 bytes1

byte

n bytes1

byte

1 by

te

1 by

te

1 by

te

4 bytes

P P P T M R R R J K 1 J K 1 I E

A C r r A C r r

bits de prioridade

bits para reservar

bit de monitor

bit de token

bit de quadro intermedio (indica haber más

tramas)

bit de error (seteado por cualquier repetidor que encuentre errores)

bit que indica que la dirección fué reconocida (duplicado para

detectar errores)

bit que indica que la trama fué copiada (duplicado para detectar errores)

indica si los datos son LLC (caso contrario, controla el protocolo MAC)


Ethernet ConmutadaEthernet Conmutada

Para aumentar la eficiencia de una Ethernet, se puede sustituir el bus compartido por un conmutador de tramasese conmutador tiene un puerto para cada estación o segmento de

redese puerto es dedicadoel conmutador posee un backplane de alta capacidadel conmutador lee la dirección MAC (de la tarjeta Ethernet) de

destino, y conmuta la trama recibida, utilizando su backplane rápido, apenas para el puerto al cual está conectada la estación de destino

se pueden mezclar puertos de velocidades distintaspor ejemplo, 100 Mbit/s para un servidor y 10 Mbit/s para los clientes


Ethernet ConmutadaEthernet Conmutada

servidor

clientecliente

cliente

cliente

100 Mbit/s

10 Mbit/s

10 Mbit/s

10 Mbit/s

10 Mbit/s

switch Ethernet,p. ej. con backplane

de células


PuentesPuentes

...

Un puente actúa con base en las direcciones físicas MAC (o lógicas, como LLC por ejemplo)el puente lee la dirección de la estación de destino

al constatar que está en el otro segmento, repite la trama de aquel ladosi la estación de destino se encuentra del mismo lado de la transmisora, el

puente no hace nadael puente aprende cuales estaciones están a cada lado leyendo las direcciones

de origen de todas las tramas emitidas


Puentes (cont.)Puentes (cont.)

Los puentes son muy útiles para interconectar redes de topología distinta (como Ethernet y Token Ring)

También son útiles para disciplinar el tráfico en redes de medio compartidoal filtrar el tráfico que pasa de un segmento a otro, alivian

congestiones posibles Un switch Ethernet es una especie de puente con múltiples

puertos Un puente puede unir dos sitios distantes

cada mitad del puente está en uno de los dos sitiospara unir las dos mitades, se utiliza un enlace WAN compatible con

el tráfico puenteado


Enrutadores (Enrutadores (RoutersRouters))

Los enrutadores actúan en la capa 3 (capa de red) del modelo OSIutilizan protocolos globales de enrutamiento tales como IP o IPXexisten logicamente dentro de las redes

una estación IP / IPX que desea enviar algo a otra establece un enlace de capa 2 con el enrutador y le envía la trama que debe ser conmutada al destino

el enrutador lee la dirección IP / IPX de destino y encamina la trama al próximo enrutador para acercarla a su destino

los enrutadores deben conocer la topología de la “inter-red”, esto es, cuales otras redes o sub-redes pueden ser alcanzadas a través de cuales enrutadores

para saberlo, intercambian constantemente informaciones de enrutamiento entre si


Como Actúan los EnrutadoresComo Actúan los Enrutadores

capassuperiores

TCP ó SPX

IP ó IPX

LLCo equivalente

MAC

PHY

IP ó IPX

LLCo eq.

MAC

PHY

IP ó IPX

LLCo eq.

capassuperiores

TCP ó SPX

IP ó IPX

LLCo equivalente

MAC

PHY

proto-colos

especí-ficosde la WAN

WAN

terminal enrutador enrutador terminal

MAC

PHY

proto-colos

especí-ficosde la WAN


Enrutadores (cont.)Enrutadores (cont.)

... ...

...

enlaces WAN(redes de largadistancia)



Los enlaces que unen los enrutadores entre si pueden ser de varios tipos:un backbone corporativo (FDDI, un conmutador ATM, etc.)lineas dedicadas con modems analógicoslineas dedicadas digitales de la red determinística (n x 64 kbit/s, E1)conexiones virtuales permanentes de una red de paquetesconexiones virtuales permanentes de una red frame relayconexiones de un servicio público conmutado como SMDS

(Switched Multimegabit Data Service)conexiones virtuales de una red pública ATM

En todos casos, al dimensionar las interconexiones se deben contemplar los picos de tráfico en la inter-red



Cuando se utilizan redes públicas estadísticas (con conmutación de paquetes, tramas, mensajes o células), debe evitarse todo el tráfico improductivo

el intercambio de informaciones de enrutamiento debe reducirse al mínimo posible para evitar congestiones

La topología usual de una inter-red de enrutadores es en estrellacada red está asociada a un enrutadorlos enrutadores tienen enlaces WAN hacia un enrutador central que

distribuye las tramas a los destinos lógicos


Interconexión de RedesInterconexión de Redes

Las redes de larga distancia vienen siendo cada vez más utilizadas para la interconexión de redes locales

Las redes interconectadas están gradualmente evolucionando de una topología en estrella (punto a centro) para una topología en enmallado parcial, o hasta mismo enmallado total

el cambio de topología es posibilitado por nuevos servicios conmutados (más económicos) de transporte en las WANs

p. ej.: frame relay, SMDS, ATMlos protocolos usuales de interconexión pueden ser directamente

encapsulados en los formatos exigidos por los servicios públicos de interconexión


Introducción a TCP e IPIntroducción a TCP e IP


Funciones de TCP e IPFunciones de TCP e IP TCP

prové confiabilidad; implementa conexión de datos, recuperación de errores por repetición, control de flujo

UDP transporte de datagramas, no orientado a

conexión IP

protocolo de enrutamiento ICMP

gestión de errores de la capa IP (implementa, por ejemplo, Ping y Traceroute)

IGMPgestión de grupo (para multicasting)

ARP (Address Resolution Protocol) e RARP (Reverse ARP)

para conversión de direcciones IP en direcciones usadas por la interfaz de red y vice-versa

TCP UDP

ICMP IP IGMP

ARP interfaz de hardware RARP

proc. de usuario

proc. de usuario

proc. de usuario

proc. de usuario

medio físico

aplicación

transporte

red

enlace


Direcciones IPDirecciones IP

1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8byte 1 byte 2

1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8byte 3 byte 4

0

1

1

0

1 1

7 bits: ident. da red (netid)

14 bits: ident. da red (netid)

24 bits: ident. del host (hostid)

1 1 0

16 bits: ident. del host (hostid)

0 28 bits: ident. del grupo de multicasting

1 1 1 1 27 bits: reservados para usos futuros0

21 bits: ident. da red (netid) 8 bits: ident. del host (hostid)

Las direcciones de clases A e B generalmente son divididas en sub-redesde los 24 o 16 bits del hostid, algunos son reservados para designar una sub-redtambién posible para la clase C, pero los 8 bits de hostid son pocos...

A

B

C

D

E

clase:


MultiplexaciónMultiplexación

Ya vimos que varias entidades solicitan los servicios del protocolo IPeste es el caso de UDP, TCP, ICMP e IGMPel IP agrega un identificador de 1 byte que indica a cual capa

pertenecen los datos (campo protocolo)el valor 1 corresponde a ICMP, 2 a IGMP, 6 a TCP e 17 a UDP

De forma similar, varias aplicaciones pueden solicitar los servicios del UDP o del TCPambos utilizan un número de 16 bits llamado número de puerto

para identificar la aplicaciónlos encabezados de TCP e UDP traen los números de los puertos de

destino e de origen La capa física envía y recibe datos de IP, ARP e RARP

el encabezado Ethernet contiene un campo de tipo de trama de 16 bits para identificar la capa de red correcta


Multiplexación (cont.)Multiplexación (cont.)

ARP

driverEthernet

IP

RARP

ICMP IGMP

TCPUDP

aplicaciónaplicaciónaplicación aplicación

demultiplexaciónbasada en el tipo dequadro Ethernet

demultiplexaciónbasada en el protocolvalue del encabezado IP

demultiplexación basadaen el destination port

number del encabezadoTCP o UDP


Números de Puertos TCP y UDPNúmeros de Puertos TCP y UDP

Como se atribuyen los valores del port number?los servidores normalmente tienen un nº. de puerto well-known

(ampliamente conocido)p/ ej., toda implementación TCP/IP con un servidor FTP dá ese

servicio en el puerto TCP de nº. 21; todo servidor Telnet sobre TCP está en el puerto 23; toda implementación TFTP está en el puerto 69 de UDP

esos números (de 1 a 1023) son atribuidos por la IANA (Internet Assigned Numbers Authority)

los clientes no se importan con cual número de puerto se utiliza de su propio lado (puertos efímeros); apenas, esos números tienen que ser únicos de su lado

esos números efímeros varían, generalmente, de 1024 a 5000


Servicios Simples EstandarizadosServicios Simples Estandarizados Algunos servicios estandarizados son soportados por casi todas las

implementaciones:

nombre puerto TCP puerto UDP RFC descripción

echo 7 7 862 el servidor devuelve todo lo que el cliente envía

discard 9 9 863 el servidor descarta todo lo que el cliente envía

daytime 13 13 867 el servidor devuelve la fecha y la hora en formato legible

chargen 19 19 864

el servidor TCP envía una cadena continua de caracteres hasta que el cliente termine la

conexión; el servidor UDP envía un datagrama conteniendo un número aleatorio de caracteres cada vez que el cliente le envía un datagrama

time 37 37 868el servidor devuelve el tiempo bajo la forma de un nº. binario de 32 bits; este nº. representa el

número de segundos desde la cero hora de 1/1/1900, UTC


Interfaces de Programas de Aplicación (APIs)Interfaces de Programas de Aplicación (APIs)

Las dos APIs más comunes para aplicaciones corriendo sobre TCP/IP son “sockets” y TLI (Transport Layer Interface)la primera también es llamada Berkeley sockets, pués fué

desarrollada allíla segunda fué originalmente desarrollada por la AT&T, siendo

llamada XTI (X/Open Transport Interface), reconociendo el trabajo hecho por la X/Open


Encapsulación en la Capa de EnlaceEncapsulación en la Capa de Enlace

La capa de enlace corre entre puntos adjacentes, por debajo de la capa IP (o ARP, o RARP)la capa de enlace depende del medio utilizado (Ethernet, Token

Ring, FDDI, interfaz serie RS-232, etc.)además de las capas de enlace para ambientes Ethernet, hay dos

capas de enlace especializadas para interfaces serie: SLIP y PPP, con el driver de loopback asociado

SLIP significa serial line IPmuy sencilla: el datagrama IP es enmarcado por el caracter especial

end, hex c0si ese caracter aparece entre los datos, es anulado por la secuencia

SLIP ESC (hex db dc)si esa secuencia aparece entre los datos, es modificada para hex

db ddPPP significa point to point protocol


Protocolo SLIPProtocolo SLIP

O SLIP tiene algunas pequenas desventajas:no permite que un extremo informe su dirección IP al otro (las

direcciones tienen que ser conocidas de antemano)no hay campo de tipo: la linea serie solo puede ser utilizada para

un único protocolono hay CRC: no hay detección de errores de transmisión por parte

del SLIP (sería una atribución de capas superiores)algunos modems modernos pueden detectar y corrigir erroresde cualquier forma, es esencial que las capas superiores detecten

erroresel encabezado IP es protegido por un CRC, y los encabezados y los

datos TCP también son protegidos por un CRC; en el caso de UDP, el CRC es opcional


Protocolo CSLIP (SLIP Comprimido)Protocolo CSLIP (SLIP Comprimido)

Una desventaja de lineas serie para tráfico interactivo es el tamaño del encabezado IP y TCP (20 más 20 bytes)hay una versión nueva de SLIP, llamada CSLIP, que reduce el

encabezado de 40 para 3 ó 5 bytesmantiene el estado de hasta 16 conexiones TCP en cada extremo y

sabe que algunos campos en los dos encabezados no cambian nunca


Protocolo PPPProtocolo PPP

PPP soluciona las deficiencias de SLIPsoporta enlaces asíncronos y orientados a bitsuministra un protocolo de control de enlace (LCP, link control

protocol) para establecer, configurar y probar el enlace de datossoporta múltiples NCPs (network control protocols), tales como IP,

para la capa de red OSI, para DECnet y AppleTalkel NCP para IP, p/ ej., permite que cada extremo especifique si es

capaz de comprimir los encabezados (similarmente a CSLIP)

flag

7E

dire

cció

nFF

frame check

sequencecampo de información

cont

rol

03 CRCprotocolo:0021 - IP

C021 - LCP8021 - NCP

2 bytes hasta 1500 bytes 2 bytes

flag

7E

1 by

te

1 by

te

1 by

te

1 by

te


Detallamiento del IPDetallamiento del IP


desplazam. del fragmento (13 bits)

El Encabezado IPEl Encabezado IP

identificación (16 bits)

versión(4 bits)

longitud delencabezado

(4 bits)tipo de servicio

(8 bits) longitud total (en bytes, 16 bits)

flags de3 bits

tiempo de vida (time to live) (8 bits) protocolo (8 bits)

secuencia de verificación:checksum del encabezado IP (16 bits)

dirección IP de origen (32 bits)

dirección IP de destino (32 bits)

opciones (si es que las hay)

datos

20 b

ytes


Campos del Encabezado IP (1)Campos del Encabezado IP (1)

Versiónla versión actual del IP es la 4 (IPv4)

la versión 6.0 ya se publicó y está en etapa de implantación Longitud del encabezado

número de palabras de 32 bits que componen el encabezado Tipo de servico (TOS)

3 bits de precedencia, que no se utilizam1 bit fijo en cero4 bits de TOS:

minimizar retardomaximizar caudalmaximizar confiabilidadminimizar costo

de estos 4 bits, apenas uno puede estar seteado



Longitud totalcantidad total de bytes del datagrama

en el caso de datagramas fragmentados, longitud (en bytes) del fragmento actual

Identificaciónidentificación unívoca de un datagrama (incrementado a cada

nuevo datagrama)en el caso de fragmentación, todos los fragmentos del datagrama

ganan el mismo número de identificación Banderas

uno de los bits indica haber más fragmentos (seteado para 0 en el último fragmento)

otro bit significa “no fragmentar”si un host no logra transmitir sin fragmentar, el datagrama es

descartado y el ICMP genera un mensaje de error



Desplazamiento del segmentoindica el offset del inicio del fragmento actual en relación al inicio

del datagramaincluso, permite que el datagrama sea ensamblado corretamente aún

cuando los fragmentos llegam fuera de orden Tiempo de vida (TTL)

fija un límite superior para el número de enrutadores por los cuales el datagrama puede pasar

es inicializado por el transmisor (p. ej. en 32 ó 64) y decrementado al passar por un enrutador

cada enrutador lo decrementa en una unidade, o en el número de segundos que ha retenido el datagrama si la retención ha sido de más de un segundo

al llegar a cero este campo, el datagrama es descartado, y un mensaje de ICMP es generada para el transmisor



Protocoloya comentado:

el valor 1 corresponde a ICMP, 2 a IGMP, 6 a TCP y 17 a UDP Checksum del encabezado

calculado sobre el encabezado IP, apenaslos demás protocolos (ICMP, IGMP, UDP e TCP tienen sus propias

checksums específicasla checksum no pasa del complemento a 1 del encabezado, visto

como palabras de 16 bitsun error acá no hace con que se genere un mensaje de error (el

datagrama es sencillamente descartado)como los enrutadores intermedios decrementan el valor del tiempo de

vida, deben actualizar el valor de la checksumgeneralmente lo hacen incrementando a checksum, pués dá lo mismo

que volver a calcularla



Opciones IPraramente usadas, y ni siempre soportadas por los enrutadores e

hostslas opciones actualmente definidas son las siguientes:

restricciones de seguridad y manejo (p. ej. para aplicaciones militares)

registro de la ruta (cada enrutador debe registrar su dirección IP)sello de hora (cada enrutador debe registrar su dirección IP y la hora

actual)enrutamiento tolerante por la fuente (especificando un listado de

direcciones IP que deben ser recorridas por el datagrama)enrutamiento estricto por la fuente (similar al anterior, especificando

un listado de direcciones IP a ser recorridas por el datagrama, pero en este caso SOLAMENTE esas direcciones pueden ser recorridas)


Protocolos de Resolución de DireccionesProtocolos de Resolución de DireccionesARP e RARP ARP e RARP


Explanación del ProblemaExplanación del Problema

Las direcciones IP solo tienen sentido para el TCP/IPen medios compartidos, como Ethernet o Token Ring, hay

esquemas propios de direccionamiento (generalmente, 48 bits) que cualquier capa usuaria tienen que seguir

la resolución de direcciones permite un mutuo mapeo (asociación) entre dos tipos de direccionamiento: direcciones IP de 32 bits y direcciones utilizadas por el enlace de datos

dirección Ethernet de 48 bits

dirección IP de 32 bits

ARP RARP


ARPARP

El ARP ofrece un mapeo dinámico de una dirección IP en la dirección de hardware correspondienteel RARP es usado por sistemas sin disco rígido, pero requiere una

configuración manual hecha por el administrador de la red El problema consiste en resolver una dirección IP lógica en una

dirección, por ejemplo, Ethernet físicapara hacerlo, ARP envía una trama broadcast a la Ethernet llamada

“ARP request” a todos los hosts a la red, conteniendo la dirección IP de destino buscada

la pregunta es, “Si usted tiene esta dirección IP, conteste a mi con su dirección física”

la estación que reconoce su dirección IP contesta con una trama Ethernet “ARP reply”


CachéCaché de ARP y Otras Consideraciones de ARP y Otras Consideraciones

Una vez obtenida la correspondencia, el mapeo es almacenado en una memoria caché en cada hostesa caché mantiene los mapeaos recientes de direcciones IP en

direcciones de hardwareel tiempo normal para que cada linea dure en memoria es de 20

minutos Una trama ARP en la Ethernet tiene 28 bytes además del

encabezado Ethernet de 14 bytesel campo de “tipo de trama” 0806 indica tratarse de ARPel “ARP request / reply” contiene las direcciones de Ethernet e IP

de origen y de destino (en el request falta la dirección Ethernet de destino, está claro)


Programa Programa PingPing


Función del Programa Función del Programa PingPing

El programa Ping, escrito por Mike Muuss, fué hecho para verificar si un cierto host puede ser alcanzadoel programa envía un mensaje de pedido de eco de ICMP a un host,

y espera que ese host le devuelva una respuestael programa también mide el tiempo de ida e vuelta hasta aquel

host Generalmente, el programa Ping envía un pedido de eco a cada

segundo, imprimiendo (o presentando) todas las respuestas que van llegandolas implementaciones más nuevas poseen la opción -s para enviar

un solo pedido, informando “host is alive” cuando viene la respuesta, o “no answer” al no recebir una respuesta en 20 segundos


Opción de Registro de Rutas (RR)Opción de Registro de Rutas (RR)

La mayoría de las versiones ofrece la opción -R, que habilita la función de registro de rutaal habilitar esa opción, todo enrutador por donde pasa el datagrama

agrega su dirección IP a un listado en el campo de opcionescuando el datagrama llega al destino final, el listado completo debe

ser copiado al mensaje ICMP de respuesta al eco, y todos los enrutadores en el camino de vuelta deben agregar sus direcciones al listado también

parece sencillo, pero es preciso que el host de origen genere la opción RR, que los enrutadores la procesen y que el host de destino refleje el listado en la respuesta al eco

pero el mayor problema es el tamaño limitado en el encabezado IP para el listado (la longitud es un campo de 4 bits, limitando todo a 15 palabras de 32 bits, de las cuales sobran apenas 9...)


TracerouteTraceroute

Debido a la limitación de la opción “registro de rutas”, un nuevo programa fué desarrollado por Van Jacobson para registrar el camino de un datagramael Traceroute se vale del hecho de que ningún datagrama debe

poder pasar por un enrutador cuando su time to live (TTL) llegar a 1 ó 0

el enrutador que recibe el datagrama con un TTL igual a 1 envía de regreso un mensaje “tiempo excedido” de ICMP conteniendo como dirección de origen su propia dirección

el programa va enviando datagramas con TTLs bajos, empezando con 1 para conocer el primero enrutador, siguiendo con 2 para conocer el enrutador siguiente, y así por delante hasta llegar al destino

el mensaje UDP generado por el programa usa una dirección de puerto improbable, para que el host de destino envíe un mensaje ICMP de “puerto inacesible”


Detallamiento del TCPDetallamiento del TCP


número secuencial de confirmación (32 bits)

puntero urgente de 16 bits

reservados(6 bits) tamaño de la ventana (16 bits)

secuencia de verificación:checksum del paquete TCP (16 bits)

Formato del Encabezado de TCPFormato del Encabezado de TCP

número secuencial (32 bits)

longitud delencabezado

(4 bits)

número del puerto de origen(16 bits)

número del puerto de destino(16 bits)

opciones (si es que las hay)

datos (si es que los hay)

20 b

ytes

UR

GA

CK

PSH

RST

SYN

FIN


Campos del Encabezado TCP (1)Campos del Encabezado TCP (1)

Número de puertoidentifica la aplicación de origen y la de destino

estos números, en conjunto con las direcciones IP de origen y destino en el encabezado del datagrama IP, identifican de forma unívoca la conexión entre las aplicaciones de origen y destino

la combinación de un puerto TCP y una dirección IP es llamada, a veces, de socket

el número cuádruplo (puerto y dirección IP de cliente y puerto y dirección IP de destino) identifica una conexión TCP en una internet

Número de secuenciaidentifica la posición del primer byte del segmento actual en el flujo

total de bytes del transmisor para el receptores como si cada byte del flujo de datos fuera numerado con un

número secuencial de módulo 232



El número secuencial de confirmación contiene el número secuencial del próximo byte que el host que ha enviado la confirmación espera recibirla bandera ACK valida el número de confirmaciónel proceso de confirmación es puesto en sincronismo mediante la

bandera SYNen la trama con SYN, el host que inicializa la conexión propone el

número secuencial del cual arranca en aquella conexión (ISN, initial sequence number)

con la bandera FIN, el host termina el proceso de transmitir datos con confirmación

La longitud del encabezado da la longitud del encabezado en palabras de 32 bitsesto es necesario porque el campo de opciones tiene tamaño

variable



BanderasURG - el puntero de urgente es válidoACK - el número de secuencia de confirmación es válidoPSH - el receptor debe pasar estos datos a la aplicación tan pronto

puedaRST - resetear la conexiónSYN - sincronizar los números de secuencia e inicializar la

conexiónFIN - el transmisor no posee más datos a enviar

Tamaño de la ventanaespecifica el número de bytes que el receptor está dispuesto a

aceptarsiendo un campo de 16 bits, el tamaño está limitado a 65535 bytes,

siendo que la ventana es scaleable en versiones nuevas



Checksumcalculado sobre todo el segmentoTCP: encabezado y datos TCP

Puntero urgentesolo vale si la bandera URG estuviera seteada

representa el desplazamiento positivo que debe ser agregado al campo de número de secuencia del segmento para obtener el número de secuencia del último byte de datos urgentes

aún persisten ciertos problemas prácticos con los datos urgentes y su manejo e interpretación

las dos principales aplicaciones que utilizan URG son Telnet y Rlogin (p. ej. para desbloquear una aplicación que está con ventana de 0); también lo puede usar FTP, al interrumpir una transferencia de archivo



Opcionesla más comum de las opciones es el MSS (longitud máxima de los

segmentos)cada extremo de la conexión especifica el tamaño MSS en el primer

segmento intercambiado (aquel con la bandera SYN, usado para establecer la conexión)

Datoseste campo es, naturalmente, opcionalpara inicializar y terminar una conexión, los segmentos solo

contienen el encabezado TCP, no habiendo en ellos el campo de datos

un encabezado sin datos también es enviado para confirmar la recepción correcta cuando no hay datos a enviar en el sentido en que viaja la confirmación, y en ciertos casos de timeouts


Algoritmos de Enrutamiento en IPAlgoritmos de Enrutamiento en IP


Interconexión de Redes (cont.)Interconexión de Redes (cont.)

Los enrutadores privados (basados en IP o IPX, p. ej.) necesitan ser interconectados entre si

La topología de redes corporativas acostumbra ser en estrella, debido a los altos costos para la renta de accesos, puertos y circuitos en redes determinísticasuna topología en enmallado parcial o total multiplicaría el número

de circuitos necesarios Con el advenimiento de servicios públicos con conmutación de

tramas, células o mensajes en banda ancha, comienza a justificarse una evolución de la topología de la internetworkel servicio X.25 era poco adecuado para la interconexión de LANS

por varios motivos, especialmente baja velocidad en el acceso, alto retardo y ocurrencia de congestiones



Los protocolos más usuales para la interconexión de redes son el protocolo IP y el IPXenrutadores que trabajan con IP o IPX enrutan cada paquete

individualmente con base en la dirección completa contenida en el encabezado

como el servicio de transporte IP no garantiza la entrega de todos los paquetes, el protocolo TCP, corriendo por arriba de IP en los terminales interconectados, permite que se establezca una conexión lógica punta a punta

el TCP permite recuperación de erroresel TCP permite control de flujo



Protocolos IP e IPX (cont.)en muchas redes que comienzan pequeñas, el IPX corre sin un

protocolo de capa de transporte (como el SPX) por arribaesas redes parten de la premisa de que están en un ambiente sin

limitaciones de ancho de banda, esto es, un ambiente de redes y backbone locales

al usar ese tipo de configuración pasando por redes públicas WAN estadísticas como el frame relay, el tráfico IPX genera ráfagas grandes, y la falta de un control de flujo puede violar los límites de los buffers de la internetwork (con consecuente pérdida incontrolable de tráfico) y hacer tumbar las aplicaciones, o exigir un contrato de tráfico demasiado grande

hay formas de contornar este problema, pero primero es necesario poder analizarlo con cuidado


Problemas de la Problemas de la InternetworkInternetwork

Los enrutadores necesitan conocer el universo de estaciones accesibles y las respectivas localizaciones para poder encaminar los datagramas IPlos enrutadores generalmente trabajan con tablas de enrutamiento

las tablas contienen informaciones sobre los destinos posibles y sobre como alcanzarlos

si las tablas contuvieran informaciones sobre todos los destinos posibles, sería imposible mantenerlas actualizadas

el enrutamiento utiliza partes de la dirección totallas tablas contienen, generalmente, pares de direcciones (conteniendo

[N, G], o red y gateway asociado) que solo posibilitan el “próximo paso” en el camino


Tablas de Enrutamiento (1)Tablas de Enrutamiento (1)

gatewayLa

gatewayB

gatewayC

red50.0.0.0

red60.0.0.0

red70.0.0.0

red80.0.0.0

para alcanzarhosts en la red...

encaminar estadirección para...

60.0.0.0 entrega directa

70.0.0.0 entrega directa

50.0.0.0 60.0.0.5

80.0.0.0 70.0.0.7

Tabla de enrutamientodel gateway B

50.0.0.5

60.0.0.5

60.0.0.6 70.0.0.7

80.0.0.770.0.0.5

Las tablas crecen cuando aumentan las redes interconectadasPara “esconder” las informaciones y mantener tablas pequeñas, el software solo almacena informaciones sobre las direcciones de redes de destino, y no sobre cada host



Cada linea de la tabla de enrutamiento contiene las siguientes informaciones:dirección IP de destino

puede ser una dirección completa de un host o la dirección de una red, según lo que especifica el campo de flag

una dirección de red tiene la dirección de host igual a cero, identificando todos los hosts en aquella red (p. ej. Ethernet)

dirección IP del enrutador del próximo salto o la dirección IP de una red conectada directamente

un enrutador del próximo salto es uno que está conectado directamente a una red a la cual el enrutador actual puede enviar datagramas para entrega

el enrutador del próximo salto no es el destino final, pero agarra y manda para delante los datagramas que se le envían



Informaciones de cada linea de la tabla de enrutamiento (cont.):flags (banderas)

hay una bandera que especifica si la dirección de destino IP es la dirección de una red o de un host

otra bandera indica si el contenido del campo enrutador del próximo salto es de hecho un enrutador, o si es una interfaz directamente conectada

especificación de la interfaz de red a la cual el datagrama debe ser entregado para transmisión


Como Opera un EnrutadorComo Opera un Enrutador

Como se vê, los enrutadores no conhecem o camino completo para chegar al host de destino (exceto se este estiver directamente conectado al enrutador)

Tudo o que IP faz es permitir rotear cada datagrama al próximo salto

Aciones de enrutamiento del IP:buscar en la tabla una linea que corresponda a la dirección IP

completa del destino final (red y host)al encontrarla, enviar el datagrama al enrutador del próximo salto, o,

se es el caso, a la interfaz directamente conectadabuscar en la tabla una linea apenas con la red de destino

caso, por ejemplo, de todos los hosts en la mesma Ethernetbuscar en la tabla una linea designada default


Otras ConsideracionesOtras Consideraciones

Si ningún de los pasos funciona, el datagrama no puede ser entregadosi ese datagrama ha sido generado en este mismo host, una

indicación de “host inalcanzable” o “red inalcanzable” es enviada a la aplicación que lo ha generado

si vino de afuera, se genera un mensaje ICMP de “host inalcanzable” al host de origen

Un enrutador genera un mensaje ICMP de “redireccionamiento” al host de origen cuando necesarioesto solo ocurre cuando el host puede eligir entre varios

enrutadores (generalmente, donde uno de ellos es default)el enrutador envía el mensaje “redireccionar” cuando detecta que el

enrutador de próximo salto está en la misma interfaz de linea en que ha recibido el datagrama a enrutar


Protocolos Internos de los Protocolos Internos de los GatewaysGateways

Los gateways pertenecientes a sistemas autónomos distintos utilizan el protocolo EGP (external gateway protocol) para intercambiar informaciones de enrutamiento

Dentro de un mismo sistema autônomo, los gateways utilizan protocolos internos para el intercambio dinámico de rutas (IGPs):RIP - routing information protocol, basado en conteo de saltosHELLO, basado en retardosOSPF - open SPF protocol

SPF = shortest path first RIP y HELLO trabajan con el algoritmo vector distance, y OSPF

con el del “camino más corto”


Vector Distance Vector Distance x SPFx SPF

El algoritmo vector distance (Bellman-Ford) es el más fácil de implementarcada enrutador mantiene una tabla con las redes a que está

conectadocada linea identifica una red de destino y el número de saltos (en el

caso del RIP) necesarios para alcanzarlaperiodicamente, cada gateway envia una copia de esa tabla a los

otros gateways que puede alcanzar directamentecada gateway que recibe una tabla examina la alternativa actual y la

sustituye si encuentra un camino más corto en la nueva tabla


Vector Distance Vector Distance x SPF (cont.)x SPF (cont.)

La desventaja del algoritmo vector distance es que es difícil estabilizar las tablas cuando las rutas cambian con frecuenciaal cambiar una ruta, esa información se propaga lentamente de

gateway a gatewaymientras eso ocurre, algunos gateways pueden tener informaciones

incorretasen redes WAN estadísticas, que tarifican por tráfico, los protocolos

como RIP se vuelven tardados y ineficientes por generar mucho tráfico sin carga útil de informaciones entre hosts



La principal alternativa para el vector distance es el algoritmo SPF (link state, shortest path first)se puede imaginar que las informaciones sobre la topología residen

en mapas en cada gatewayeses mapas muestran todos los otros gateways y las redes a las

cuales están conectadosde manera abstracta, los gateways constituyen los nodos en un

gráfico, y las redes que los interconectan corresponden a “lados”solo hay un “lado” común (link) a dos gateways cuando ellos pueden

comunicarse directamente



Algunas ventajas del algoritmo SPF:cada gateway calcula rutas de forma independiente, usando los

mismos datos originalescomo los mensajes de estado de los links no se alteran al

propagarse, es fácil localizar problemascomo el cálculo es efectuado localmente, las tablas tienden a

convergircomo los mensajes de estado de los links solo traen informaciones

sobre las conexiones directas de cada gateway, su tamaño no depende del número de nodos en la red

el algoritmo permite un fácil y eficiente crecimiento de las redesel tráfico de informaciones de enrutamiento no sobrecarga la

internetwork



SPF (cont.)En lugar de propagar mensajes que contienen listados de destinos,

el algoritmo SPF realiza dos funciones:prueba de manera activa el estado de todos los gateways vecinospropaga periodicamente el estado de sus links (“lados” comunes) a

todos los demás gatewayslos mensajes periodicamente difundidos no especifican rutas; apenas

declaran si la comunicación entre pares de gateways es posiblelos mensajes son difundidos cuando hay cambio en los linkslos gateways pueden solicitar mensajes de estado al descubrir que

parte de su base de datos está ultrapasada


OSPFOSPF

El OSPF es un nuevo protocolo definido por la IETF (Internet Engineering Task Force) que aplica el algoritmo SPF y lo incrementa con funciones adicionaleses un estándar abiertoimplementa enrutamiento por tipo de servicio (múltiples rutas para

criterios distintos, como bajo retardo o alto throughput)permite equilibrado de la carga (distribución de la carga por rutas

alternas)permite la repartición en subconjuntos llamados áreas (permite

cambiar la topología interna sin afectar la red)


OSPF (cont.)OSPF (cont.)

Funciones adicionales del OSPF (cont.):soporta rutas específicas por hosts o por redesverifica la autenticación de los mensajes intercambiados (evitando

los problemas que una persona maliciosa puede causar con el RIP para desviar mensajes, por ejemplo, para su PC)

soporta redes de acceso múltiple, como la Ethernetlos gerentes pueden definir redes virtuales, independientemente de

las conexiones físicas


OSPF (cont.)OSPF (cont.)

Funciones adicionales del OSPF (cont.):El OSPF reduce los mensajes difundidos

cada red multi-acceso puede poseer un gateway designado que habla por los demás gateways de la red

de otro modo, cada gateway de una red como la Ethernet con N gateways difundiría N2 mensajes de posibilidad de alcance

El OSPF permite que los gateways intercambien informaciones de enrutamiento obtenidas de otros locales (externos)

una identificación de las informaciones obtenidas de gateways externos y internos al local evita ambiguedad


RIP (RIP (Router Information ProtocolRouter Information Protocol))

El protocolo RIP, ya mencionado, es el más común para intercambio de informaciones entre enrutadoressoporta no solamente el protocolo IP, sino que también una serie

de otros protocolosel campo de 16 bits “Identificador de Familia de Direcciones” en el

encabezado de cada ruta RIP especifica que protocolo está utilizando el RIP para actualizar sus tablas de enrutamiento

una característica del RIP es el hecho de cada enrutador generar un mensaje conteniendo la tabla de enrutamiento a cada 30 segundos

un mensaje del RIP no puede exceder a 512 bytesel campo de datos (desde el identificador de familia de protocolos

hasta el número de saltos) permite divulgar hasta 25 destinos en un mensaje del RIP


Interconexión a través de la WANInterconexión a través de la WAN



Los servicios de redes públicas WAN pueden ser basados en:multiplexación determinística (redes E1)multiplexación estadística

orientada a conexión con conmutación de paquetes (X.25), de tramas (frame relay) o de células (ATM, DQDB)

no orientada a conexión con conmutación de mensajes (SMDS)los protocolos pueden estar encapsulados (por ejemplo, tramas de

frame relay -- conteniendo el protocolo de enrutamiento IP o IPX -- siendo transportados en una red de acceso E1 o en una red de interconexión backbone ATM, o tramas de SMDS encapsuladas en células ATM o DQDB)


TDM: Multiplexación Determinística (1)TDM: Multiplexación Determinística (1)

Multiplexación determinística:

La trama de linea se repite un número regular de veces por segundo

trib. 1trib. 2trib. 3trib. 4

trib. n

trib. 1FAS trib. 2 trib. 3 trib. 4 ... trib. n FAS trib. 1 ...

señal de alineación de trama

la transmisión es síncronala velocidad del agregado es igual a la suma de las velocidades de las tributarias, más el overhead necesario (para alineación de trama, alarmas, control, justificación, etc.)



El area de carga de cada trama se subdivide en areas más pequeñasesas subdivisiones pueden ser consecutivas (como en la trama E1)

o estar intercaladas bit a bit (como en la PDH) o byte a byte (como en la SDH)

Cada tributaria que ingresa por un puerto tiene sus bits (o bytes) mapeados en el area de carga a ella asignada

si momentaneamente no hay tráfico, su area de carga queda libre, pero no puede ser ocupada por carga de otros usuarios


Las ventajas de la multiplexación determinística son:simplicidadretardo pequeño

Pero:asigna parte de la capacidad del agregado a una comunicación,

habiendo tráfico o nocada usuario solo dispone de una fracción de la velocidad total de

la linea que comparte con otros dispositivoses, por lo tanto, ineficiente para aplicaciones en transmisión de

datos, cuya naturaleza es anisócrona



Lo que cada usuario de datos quisiera sería utilizar todo el ancho de banda de la linea para enviar una ráfaga, y luego liberar la linea para ráfagas de los demás usuariosparece complicado, pero hay tecnologías comprobadas para ellola información es transportada en unidades de datos (según el

caso, llamadas paquetes, tramas o celdas), cada una de las cuales posee un encabezado

ese encabezado identifica el usuario al cual pertenece la información contenida en la unidad de datos

el encabezado permite la demultiplexación y el enrutamiento individual de cada unidad de datos

TDM: Multiplexación de DatosTDM: Multiplexación de Datos


TDM: Multiplexación Estadística (1)TDM: Multiplexación Estadística (1)

Multiplexación estadística:

Las unidades de datos pueden ser, según la tecnología:transmitidos continuamente o solo si hay datostener longitud fija (ranuras de n bytes) o variableestar metidos en una trama síncrona de linea

o no

trib. 1

trib. 2

trib. 3

trib. n

informaciónoverhead

la transmisión puede ser síncrona o asíncronala velocidad del agregado puede ser inferior a la suma de las velocidades de las tributarias, pues la premisa es de que cada tributaria transmite por ráfagas, con un porcentaje bajo de ocupación del tiempo total

buffer

buffer

buffer

buffer

informaciónoverhead ...

cada paquete trae su propio overhead



Para la transmisión de datos (anisócrona y de velocidad binaria variable), la multiplexación estadística es más eficientecada tributaria ocupa del agregado estrictamente la capacidad

necesaria para transportar los datos que presenta en cada momento

cuando una tributaria no tiene datos que transmitir, queda libre la capacidad del agregado para los datos de otros usuarios



Desventajas de la multiplexación estadística:el control y la demultiplexación son muy complejoscuando hay mucho tráfico simultaneamente, puede haber

congestión, causando retardos e incluso pérdida de datosel overhead es muy grande, lo que es anti-económico cuando lo

que se transmite son datos isócronos de velocidad binaria constante (voz, video)


ConmutaciónConmutación

En principio, la conmutación digital (temporal) consiste en copiar datos de un flujo binario hacia otro flujo binario

Cuando se trata de señales multiplexadas determinísticamente (conmutación de circuitos), el conmutador solamente tiene que copiar bits o bytes de posiciones fijas en el tiempo dentro de una trama que recibe hacia intervalos de tiempo en posiciones fijas dentro de una trama que genera localmente y transmite hacia adelante



Conmutación de señales determinísticas

ts 1FAS ts 2 ts 3 ts 4 ... ts n FAS ts 1 ...

21 3 4 5 ... n

21 3 4 5 ... n

ts 1FAS ts 2 ts 3 ts 4 ... ts n FAS ts 1 ...



Cuando se trata de señales multiplexadas estadísticamente (conmutación de paquetes, tramas, celdas, mensajes), el conmutador tiene que analizar el overhead individual de cada unidad de datos y mapear los datos contenidos en el campo de carga útil hacia las unidades de datos que transmite hacia adelante, agregando un nuevo overhead (o, en ciertos casos, manteniendo el mismo overhead anterior)


Conmutación de PaquetesConmutación de Paquetes

informaciónoverheadinformaciónoverheadinformaciónoverhead

información

overhead

informaciónoverhead informaciónoverhead informaciónoverhead

información

información

overhead

overheadlos datos contenidos en cada unidad de

datos son enrutados según las direcciones contenidas en los encabezados

...

... ... ...


Servicios Orientados a Conexión y Servicios Orientados a Conexión y ConnectionlessConnectionless

Una red de datos con conmutación de paquetes (tramas, celdas, mensajes) está formada por multiplexores estadísticos y conmutadores de unidades de datos

Para que un usuario pueda comunicarse con otro, es necesario que los conmutadores sepan interpretar las direcciones en el encabezado (overhead) de cada DU (data unit, unidad de datos)

La transferencia de datos puede ser de dos formas:connection oriented (orientada a conexión)connectionless (no orientada a conexión)


En modo connectionless (no orientado a conexión), el overhead de cada DU (data unit) trae toda la información necesaria para que los conmutadores la puedan enrutar hacia su destino finalse trata del servicio de datagramasuno de los principales ejemplos de una red que presta servicio

connectionless es la Internetel overhead es muy grande (cada unidad de datos contiene la

dirección completa de red del destinatario)



En modo orientado a conexión (connection oriented), el overhead de cada DU solamente tiene significado local, y solo es válido mientras dura la conexión lógica (virtual) entre los usuarios conectados

previamente a cada conferencia, es necesario establecer una conexión

la conexión puede ser programada de forma semi-permanente en los conmutadores o puede ser establecida dinámicamente mediante un procedimiento de señalización

las tablas de conmutación asocian un identificador de canal lógico en un puerto de entrada a un canal lógico en un puerto de salida del conmutador



Ventajas de Ambos ModosVentajas de Ambos Modos

En modo orientado a conexión:la red puede garantizar una cierta calidad de servico

al establecer la conexión, la red reserva una cierta cantidad de memoria, para soportar las ráfagas de datos, y un cierto ancho de banda (capacidad en los troncos de interconexión) para dar paso al tráfico previsto

de esta manera, se evitan congestiones y retardos largos Además, las tablas de conmutación son cortas y sencillas En modo no orientado a conexión, no es preciso establecer una

conexión previamente a la transmisión de los datossin embargo, no es posible garantizar una calidad de servicio

la red tiene mecanismos de observación del tráfico, y debe tener sus recursos expandidos según va surgiendo la necesidad



Formas de interconexión a través de las WANs:redes E1 (determinísticas)

el costo se compone del alquiler del acceso, de los puertos y de los circuitos

ofrecen bajo retardola multiplexación determinística no aprovecha los intervalos ociosos

entre las ráfagas de datos, siendo bajo el aprovechamiento de los circuitos

buena opción para redes con topología en estrellacomo cada circuito ocupa un puerto, en los extremos se pueden utilizar

accesos y puertos a 64 kbit/s y en el centro un puerto y acceso a n x 64 kbit/s, por ejemplo

el advenimiento de la SDH, que hace flexibles las redes de transporte de las concesionarias, deberá disminuir el costo de los circuitos y aumentar su disponibilidad



Formas de interconexión a través de las WANs (cont.):redes conmutadas de paquetes (X.25)

el costo se compone del alquiler del acceso y de los puertos, más el costo del transporte, el cual es proporcional al volúmen de datos transferidos

al trabajar con conexiones virtuales, permite implementar topologías en malla (varias conexiones virtuales por puerto)

el retardo es muy elevado (puede ser problemático para aplicaciones transaccionales, como SNA) y el caudal bajo

la red no reserva capacidad para una conexión virtual, y eventuales congestiones son manejadas por el mecanismo de control de flujo, ocasionando retardos más importantes

el protocolo X.25 parte de la premisa de que puede haber muchos errores en la transmisión, siendo muy robusto (recuperación de errores a nivel de enlace) y por eso mismo de baja eficiencia



Formas de interconexión a través de las WANs (cont.):redes conmutadas de paquetes (X.25)

cuando el X.25 corre en las estaciones interconectadas (y no apenas en los enrutadores), hay un link de software entre la capa 3, que implementa el control de flujo a nivel de paquetes, y las capas superiores del protocolo

de esta manera, congestiones en la red son explicitamente percibidas y tratadas por las aplicaciones, no causando problemas de corte en la comunicación entre las aplicaciones (si se respetan ciertos límites)

puede haber problemas, sin embargo, si el X.25 solo existiera a partir de los enrutadores (que traducen direcciones IP o IPX en canales lógicos X.25)

en este caso, es necesario haber un protocolo de capa superior como el TCP o el SPX corriendo en los extremos para tratar de las degradaciones de los enlaces



Formas de interconexión a través de las WANs (cont.):redes de conmutación de tramas (frame relay)

el costo se compone del alquiler del acceso y de los puertos, más el costo del transporte, el cual es proporcional al volúmen promedio de datos según el contrato de tráfico de cada conexión virtual

al trabajar con conexiones virtuales, permite implementar topologías en malla (varias conexiones virtuales por puerto)

el retardo es bajo (la red trabaja reservando en la parte de interconexión la capacidad necesaria para transportar el volúmen promedio de tráfico contratado)

el protocolo frame relay parte de la premisa de que las redes de transporte (digitales) tienen pocos errores

el servicio no recupera errores de transportela recuperación de errores debe ser efectuada por un protocolo de capa

de transporte (p. ej. TCP) en las terminalesinterconectadas



Formas de interconexión a través de las WANs (cont.):redes de conmutación de tramas (frame relay) (cont.)

no está implementado un control de flujosi hay congestión en la red, o violación de la capacidad contratada para

cada circuito virtual, la red puede perder datoshay un protocolo de gestión en el acceso (LMI) que informa al usuario

sobre la ocurrencia de congestión; de forma general, sin embargo, esa información queda en el dispositivo de acceso del usuario (FRAD), no habiendo un link de software con la aplicación

es necesario que haya un protocolo de capa de transporte (p. ej. TCP), el cual acaba percibiendo una congestión y se encarga de efectuar el control de flujo (p. ej. reduciendo el tamaño de la ventana)

frame relay acostumbra ser visto más como una interfaz de acceso que un servicio

la topología y la tecnología internas de la red pública pueden estar basadas en conmutadores de tramas o de células

el importante es permitir el acceso en modo frame relay



Formas de interconexión a través das WANs (cont.):redes de conmutación de tramas (frame relay) (cont.)

frame relay acostumbra ser visto más como una interfaz de acceso que un servicio

la topología y la tecnología internas de la red pública pueden estar basadas en conmutadores de tramas o de celdas

lo importante es permitir el acceso en modo frame relay



Formas de interconexión a través de las WANs (cont.):redes de conmutación de celdas (ATM)

más que un servicio de interconexión, constituye una tecnología para las redes de transporte (similar en su aplicación a las redes determinísticas)

poco a poco, el ATM se establece como una tecnología para las redes backbone corporativas (y hasta para redes locales) al evolucionar las redes de medios compartidos para redes conmutadas (Ethernet, Token Ring y FDDI siendo sustituídos por redes en estrella con conmutadores de tramas con backplane de células -- o directamente por conmutadores de células -- en los vértices)

los servicios públicos de datos tienden a ser superpuestos en redes de transporte basadas en ATM

buena parte de las redes públicas de frame relay ya hoy se basan en conmutadores de células



Formas de interconexión a través de las WANs (cont.):redes de conmutación de células (ATM) (cont.)

al haber switches basados en un backplane ATM, el acceso a puertos ATM de una red pública será directo

con el tiempo, se puede prever que las propias terminales serán equipadas con tarjetas ATM en lugar de las tarjetas actuales de redes locales (p. ej. las tarjetas ATM 25, que desde febrero de 1995 fueron estandarizadas por el ATM Forum, para cableado de categoria 3)

la función de Emulación de LAN permite que los mismos drivers de software manejen de forma transparente esas tarjetas, como si fueran tarjetas de LAN tradicionales



Formas de interconexión a través de las WANs (cont.):redes de conmutación de células (ATM) (cont.)

se prestan al transporte de infomaciones isócronas (voz, video) y anisócrona (datos)

dan soporte a servicios de datos orientados a conexión (como frame relay) y connectionless (como SMDS)

la interoperabilidad entre frame relay o SMDS y ATM ya está definida y disponible

garantizan una calidad de servicio (QoS, quality of service) a las conexiones (basada en retardo, variación del retardo de las células y tasa de células erradas o perdidas)

hoy, el soporte a la QoS aún es muy limitadoaún faltan los links de software entre las aplicaciones y el dispositivo o

tarjeta de acceso para utilizar eficazmente ese soporte



Formas de interconexión a través de las WANs (cont.):servicio conmutado de alta velocidad (SMDS)

SMDS = Switched Multimegabit Data Serviceservicio público de conmutación de paquetes, no orientado a

conexión (connectionless), ofrecido por empresas de telecomunicaciones

la ETSI ha definido un servicio casi idéntico: el CBDS (Connectionless Broadband Data Service)

originalmente, diseñado como un servicio urbano, basado en la norma IEEE 802.6 para MAN (DQDB)

hoy es un servicio que puede emplear otras infraestructuras de transporte, como, por ejemplo, ATM



Formas de interconexión a través de las WANs (cont.):servicio conmutado de alta velocidad (SMDS) (cont.)

la conmutación de los paquetes es hecha por conmutadores SMDS con base en las direcciones

las direcciones son genéricas, con un formato similar al de números telefónicos

el servicio SMDS viene aumentando gradualmente en Europa y en Estados Unidos

presenta las mismas ventajas sobre servicios orientados a conexión que la Internet presenta sobre X.25, por ejemplo

trabaja con paquetes grandes (hasta más de 9000 bytes)soporta conexiones broadcast, multicast y grupos cerrados de

usuariosestá tardando en estar disponible en otros países


Frame Relay Frame Relay y X.25y X.25


Características básicas:protocolo de la red de conmutación de paquetesvelocidades bajas y medianas de acceso (generalmente hasta 64

kbit/s)conmutadores de baja capacidadcon recuperación de errores entre puntos adyacentesimplementación de control de flujo y recuperación de errores en la

capa 2 (modelo OSI)señalización, multiplexación y enrutamiento en la capa 3 (modelo

OSI)funciona adecuadamente sobre un soporte de transmisión de

calidad normal

X.25X.25


Características básicas:protocolo de la red de conmutación de tramasvelocidades medianas y altas de acceso (hasta 2 Mbit/s y más altas)conmutadores de alta velocidadeseñalización compatible con la RDSI de banda estrechatotalmente implementada en la capa 2 (modelo OSI)sin recuperación de errores

las tramas con errores son sumariamente descartadaspresupone una alta calidad del soporte de transmisióngeneralmente considerada como siendo una interfaz de acceso

Frame RelayFrame Relay


núcleo LAPF

CAPA FÍSICA

frame relay

Ubicación del X.25 y Ubicación del X.25 y Frame Relay Frame Relay en el Modelo OSIen el Modelo OSI

APLICACIÓN

PRESENTACIÓN

SESIÓN

TRANSPORTE

RED

ENLACE DE DATOS

CAPA FÍSICA

PLP

LAPB

capa físicaX.21 X.21 bis(V.24)

modelo OSI

X.25

PLP: packet layer protocolLAPB : link access procedure - balanced modeLAPF: link access procedure to frame mode bearer servicesEl LAPF fué definido en la Rec. Q.922 del UIT-T; está basadoen una extensión del LAPD (del canal D de la RDSI - bandaestrecha), definido en la Rec. Q.921


Comparación X.25 x Comparación X.25 x Frame RelayFrame Relay

trama de información? descartar

recibida una confirm.válida?

avanzar la ventana

parar el temporizador

todas las tramasconfirmadas?

proc. de tramas desupervisión y control

recuperación deerrores

seguir con eltemporizador

se trata del próx. nºsecuencial esperado?

enviar confirm. decapa 2 y quitar

encabezado de capa 2

nº dentro de laventana?

descarte y requisiciónde retransmisión


paquete de datos? recibida una confirm.válida?

LCN ativo? proceso de paquetesde superv. y control

recibida una confirm.válida?


se trata del próx. nºsecuencial esperado?


enviar confirm.de capa 3

trama válida?

es conocido el DLCI?

descartar

descartar

entregar al proceso detransmisión:-transmitir (si del ladode la red)-recibir (si del ladodel usuario)

trama válida?

CAPA

2

CAPA

3

nosíno

no

no

sí

sí

sí no

sí no

no

sí

sí

sí

sí

sí

no

no

no

no

sí

no

X.25

Framy

Relay


Características básicas:más que un protocolo (estándar de la futura RDSI de banda ancha),

es una tecnología de redpreyectado para atender a servicios isócronos y anisócronosutiliza pequeños paquetes llamados células, de longitud fija

las células tienen 53 bytes5 bytes de overhead48 bytes de carga útil

las células son transportadas en tramas (de la PDH o SDH)las tramas son subdivididas en slots (ranuras) de 53 bytes

para transportar las células

ATMATM


optimización del usopor los puertos no sí sí sí

Resumen de las CaracterísticasResumen de las Características

multiplexación determinística estadística (canallógico, circ. virtual)

estadística(idem)

estadística (canalvirtual, con. virtual)

razón de transferencia(throughput) elevada

retardo

recuperación de errorespor la red

longitud de lospaquetes

aplicación

sí no sí sí

muy bajo elevado bajo muy bajo

no sí no no*

no se aplica variable variable fija

redesE1 (TDM)

conmutación depaquetes (X.25)

relé de tramas(frame relay) ATM

red detransporte

servicio de inter-conexión de datos

servicio de inter-conexión de datos

red detransporte

*La red ATM corrige errores de 1 bit en el encabezado de enrutamiento (por FEC- forwarderror correction); además, algunas AAL (capas de adaptación al ATM) ofrecen FEC y,en ciertos casos, recuperación por retransmisión (aunque solamente extremo a extremo).

red o servicio:


velocidades actuales 9,6 a 64 kbit/s(y hasta 2 Mbit/s)

56 a 2048 kbit/s(prev. 34 / 45 Mbit/s)155 Mbit/s en VC-4

1,5 a 34 / 45 Mbit/s(prev. 155 Mbit/s

sobre ATM en VC-4)

45 a 155 Mbit/s ysuperiores

25 Mbit/s (LANs)

Resumen de las CaracterísticasResumen de las Características

longitud del paquete

multidireccionamiento

direccionamiento

servicio connectionless

variable, hasta4096 octetos



fija, 53octetos

no sí (pocoimplementado) sí propuesto

X.121, de longitudvariable (>= 14 dig)

fijo (DLCI de10 bits) - PVC

variable (10 a 15 dig.bas. en nºs telef.)

fijo (24 bits deVPI / VCI)

no no sí no

UIT-T, ISO, etc. UIT-T, ANSI, IEEE Bellcore, ANSI UIT-Torgan. de estandariz.X.25 Frame Relay SMDS ATMcaracterística

circ. virtual permanente sí sí no se aplica sí

circ. virtual conmutado sí sí no se aplica sí

control de flujo explícito sí no no se aplica nocorrección de errores

a nivel de enlace sí no sí no


Aplicación de las Diversas Tecnologias por Aplicación de las Diversas Tecnologias por Velocidad y ExtensiónVelocidad y Extensión

LAN MAN WAN

1000

100

10

1

ATMFDDIFAST Ethernet

Frame RelaySMDS

T1/E1

Ethernet

Token Ring

velo

cida

d (M

bit/s

)

25 Mbps ATM


Detallamiento de Detallamiento de Frame RelayFrame Relay


Acceso a la Red Acceso a la Red Frame RelayFrame Relay

FRAD

Red Frame RelayRed Frame RelayUNI

FRAD: Frame Relay Access Device (o Frame Relay Assembler / Disassembler, por analogía con el PAD X.25)

UNI: User - Network Interfaz Servicios de la red: transporte sencillo, orientado a conexión,

de tramas

Servicios de la UNI:transferencia bidireccional de tramaspreservación del orden de las tramasdetección de errores de transmisión, formato y operacióntransporte transparente de los datos de usuario, con modificación solamente de los campos de dirección y control de erroresno hay confirmación de la recepción de tramas

Servicios del FRAD:aplicaciones de datos interactivos en bloques, como transferencias de archivos o CAD / CAM

transferencia de archivosmultiplexación de aplicaciones de baja velocidad en un canal de alta velocidadetráfico interactivo basado en caracteres (como edición de textos, con tramas cortas, bajo caudal y bajo retardo


Servicios PVC / SVCServicios PVC / SVC

PVCpara PVC, la red y el usuario determinan:

el ancho de bandala cantidad y designación de los canales lógicos

la red asigna un número fijo de DLCIs en los sitios correspondientes

una vez que el FRAD local sea programado para conocer cuales DLCIs debe utilizar para alcanzar un FRAD remoto, pueden tener inicio las comunicaciones


Servicios PVC / SVCServicios PVC / SVC

SVCpara SVCs, los DLCIs son asignados de forma dinámicalas conexiones virtuales son establecidas a través de mensajes de

señalización entre el FRAD y la red frame relay (semejantes al proceso de señales de marcar, de llamada, timbre, ocupado, etc.)

los mensajes de señalización son transmitidos con el DLCI 0 o en el canal D de la RDSI

los mensajes son definidos en las Rec. ITU-T Q.933, Q.931 y FRF.4

FRF = frame relay forum


Opciones para la Capa Física de AccesoOpciones para la Capa Física de Acceso

Las definiciones del UIT-T y ANSI presuponen que la interfaz física sea una conexión física de la RDSI sobre el canal B, H o D

Como la RDSI aún no está ampliamente disponible, el FRF (Frame Relay Forum) recomienda otras interfaces físicas en la UNI:ANSI T1.403: interfaz metálica a 1,5 Mbit/sUIT-T V.35: interfaz dúplex a 56 o 64 kbit/sUIT-T G.703: interfaz metálica a 2 Mbit/sUIT-T X.21: interfaz síncrona de datos entre equipos de usuario y

redes públicas Outras interfaces son mencionadas y pueden también ser

utilizadas (conmutada a 56 / 64 kbit/s, E1 ó T1 fraccionarios -- n x 56 ó 64 kbit/s, etc.)


Formato Genérico de la TramaFormato Genérico de la Trama

Flag dirección control campo de información FCS Flag

controlIP

direc.origen

IP

direc.destino

IPopc.IP

re-lleno

datosIP

facilidades LCN tipo depaquete

datos depaquete

encabez.de transm.

encab. depedido/

respuestadatosSNA

campo de informacióncon paquete IP

campo de informacióncon paquete SNA

campo de informacióncon paquete X.25

Frame CheckingSequence(CRC-16)

En los protocolos más usuales, los datos son transmitidos en estructuras similares (HDLC); p. ej.:


El Formato Básico de la Trama (T1.618)El Formato Básico de la Trama (T1.618)

Flag(01111110)

campo dedirección

campo de información FCS Flag(01111110)

Objetivo: simplicidad Subconjunto del HDLC

8 7 6 5 4 3 2 1 8 7 6 5 4 3 2 1

DLCI(alto orden)

C/R

0/1

EA0

DLCI (bajoorden)

FECN

BECN

DEEA1

formato del campo de dirección2 octetos (normal)

FCS: frame check sequenceDLCI: data link connection identifierC/R: command / response fieldFECN: forward explicit congestion identifierBECN: backward explicit congestion identifierDE: discard eligibilityEA: address field extension


Parámetros de ProyectoParámetros de Proyecto

Tasa de acceso (AR)velocidad binaria del canal de acceso

Intervalo de medición (T)intervalo según el cual se miden la velocidad y el tamaño de las

ráfagas Tamaño comprometido de ráfagas (Bc)

cantidad máxima de datos (en bits) que una red acepta transferir, bajo condiciones normales, en un intervalo de medición T


Parámetros de Proyecto (cont.)Parámetros de Proyecto (cont.)

Tamaño en exceso de ráfagas (Be)cantidad máxima no comprometida de datos que una red intentará

transferir en un intervalo de medición T (la red puede marcar los datos excedientes como DE)

Indicador de elegibilidad para descarte (DE)campo de 1 bit dentro del campo de dirección (T1.618) que indica

un trama que puede ser descartada para alivio de congestión


Parámetros de Proyecto (cont.)Parámetros de Proyecto (cont.)

Tasa de información comprometida (CIR)velocidad binaria según la cual la red transporta informaciones

bajo condiciones normales Carga ofrecida

bits que un usuario presenta a la red para transferencia al destino Notificación explícita de congestión (ECN)

proceso según el cual la red notifica los usuarios sobre la ocurrencia de congestión

Notificación implícita de congestiónconclusión lógica del equipo de usuario de que la red está

congestionada; basada en la detección, por las capas superiores a la capa de enlace, de una o más tramas perdidas por la red


Opciones para la ImplementaciónOpciones para la Implementación

El enfoque más sencillo consiste en implementar apenas un nuevo softwareelección frecuente como forma de incorporar frame relay a los

conmutadores X.25el mismo procesador es utilizadoel throughput podrá ser mucho más elevado, debido al menor

procesamiento exigido por el frame relay Outra opción aumenta significativamente el throughput: adoptar

un nuevo hardware (con procesadores múltiples de 32 bits)


Soporte a Protocolos de Capas SuperioresSoporte a Protocolos de Capas Superiores


Encapsulación Multiprotocolos (1)Encapsulación Multiprotocolos (1)

Las redes frame relay transportan 2 tipos de datos en interconexión de LANes:paquetes de enrutadorespaquetes de puentes (o switches)

Los sistemas usuarios finales, tales como mainframes o servidores, pueden recibir datos en varios DLCIs y en otros enlaces de comunicación, por ejemplo en interfaces de redes localespor lo tanto, es necesario identificar si el paquete encapsulado en

una trama frame relay T1.618 proviene de un puente o de un enrutador

el procedimiento de identificación se conoce bajo el nombre de encapsulación multiprotocolos, el cual agrega hasta 4 campos adicionales por trama



Cuando el protocolo de capa de red está definido en la norma ISO/IEC TR 9577, la red frame relay puede utilizar directamente la encapsulación NLPIDal encapsular el CLNP de la ISO o el IP de la Internet, el NLPID

identifica el protocolo de capa de red (81 hex para CLNP ó CC hex para IP) y la PDU (protocol data unit) de CLNP o IP es mapeada tal cual en el campo de infomación de la trama frame relay

Cuando el protocolo de capa de red no está definido en la norma ISO/IEC TR 9577, hay dos alternativas para encapsular la PDU:con NLPID=08 hex (PDUs enrutadas), seguida de los identificadores

de los protocolos de capas 2 y 3con NLPID=80 hex (SNAP) para PDUs puenteadas, seguida del

encabezado SNAP



En realidad, el procedimiento utiliza algo similar al formato ya visto para tramas de señalización:

Flag(01111110)

campo dedirección

campo de informaciónFCS Flag

(01111110)

campo de

control

NLPIDnetwork layer

protocol identification

PAD (=00 hex) (opcional): alinea lo restante de la trama

en palabras de 2 octetos

trama del tipo UI (03 hex)

las estaciones frame relay también pueden utilizar tramas XID para negociar los varios parámetros necesarios al proceder a la inicialización del circuito

identificación de protocolo de

capa 2

identificación de protocolo de

capa 3

p. ej. encabezado

SNAPsubnetwork access

protocol

1 octeto 2 octetos (5 octetos)(1 octeto) 2 octetos

encabezado de encapsulación datos de capas superiores

(opcionales - solo utilizados con Q.933) (opcional - solo para SNAP)


El NLPID (Identificador del Protocolo de Capa El NLPID (Identificador del Protocolo de Capa de Red)de Red)

Flag(01111110)

campo dedirección


(01111110)

campo de

control

NLPIDPAD (=00 hex) (opcional)

identificación de protocolo de capa 2


p. ej. encabezado SNAP

1 octeto2 octetos

(5 octetos)(1 octeto)2 octetos


(opcionais)

NLPID protocolo

08 hex Q.933

80 hex SNAP

81 hex ISO CLNIP

CC hex IP Internet


Encapsulación Q.933 y SNAP (1)Encapsulación Q.933 y SNAP (1)

Al encapsular según el método Q.933 (NLPID=08 hex), los identificadores de protocolos de capas 2 y 3, de 2 octetos cada uno, son los mismos definidos para el elemento de información “compatibilidad de capas bajas”

El método SNAP (NLPID=80 hex) se utiliza cuando una dirección SNAP está definidaeste es el caso de tráfico de interconexión de LANes enrutado o

puenteado (ó switcheado)el encabezado SNAP, de 5 octetos, contiene 2 campos:

OUI (organizationally unique identifier), de 3 octetosindica si la trama es enrutada o puenteada

PID (protocol identifier), de 2 octetosidentifica el Ethertype (caso de tramas enrutadas) o el tipo de soporte

de red local (tramas puenteadas)


Encapsulación Q.933 y SNAP (2)Encapsulación Q.933 y SNAP (2)

Método SNAP (cont.)en el caso de tráfico puenteado, hay 2 formas de puentear:

preservando el formato original (incluso la FCS)posible para tráfico proveniente de Ethernet (802.3), Token Ring (802.5),

Token Bus (802.4) y FDDI, sin fragmentarsin preservar la FCS

todos los casos, incluso de fragmentación, de MAN DQDB (802.6), y de BPDUs (bridge PDUs) según 802.1(d) y (g) y BPDUs enrutadas por la fuente

en el caso de tráfico de enrutadores, el Ethertype es el definido en el documento de Números Asignados del IETF (Internet Engineering Task Force), actualmente el RFC 1340


El Encabezado SNAP (Protocolo de Acceso a la El Encabezado SNAP (Protocolo de Acceso a la Sub-Red)Sub-Red)

Flag(01111110)

campo dedirección


(01111110)

campo de

control

NLPIDPAD (=00 hex) (opcional)


identificación de protocolo de capa 3 encabezado SNAP


OUI (identificador unívoco organizacional): 3 octetos PID (identificador del protocolo)

00 00 00 hex

00 80 C2 hex

tramas roteadas

tramas puenteadas

Ethertype

con FCS preservada medio

00 01 hex00 0200 0300 04

Ethernet 802.3802.4802.5FDDI802.6fragmentosBPDU (según 802.1d ó

802.1g)BPDUs enrut. por la fuente

sin FCS preservada

00 07 hex00 0800 0A00 0B00 0C00 0D00 0E

00 0F


Ejemplo: Encapsulación de una Trama Ejemplo: Encapsulación de una Trama NetWareNetWare

Flag(01111110)

campo dedirección


(01111110)

campo de

control

NLPID = 80 hex (SNAP)PAD encabezado SNAP


OUI = 00 00 00 hex (trama enrutada)

PID = 81 37 hex (NetWare) datos de capas superiores

OUI = 00 80 C2 hex (trama enrutada)

PID = 00 01 hex (preservada la FCS)

datos de capas superiores (empezando con la dirección de

destino)

tramasenrutadas:

tramaspuenteadas:

Como NetWare no posee un NLPID, siendo tráfico de interconexión de LANes se utiliza el método SNAP:


Fragmentación (1)Fragmentación (1)

Hay veces en que el campo de información de capas superiores contiene más octetos que el máximo transportable por la red frame relaypor ejemplo, un datagrama IP con más de 500 octetos a encapsular

en una trama frame relay de una red que no soporta más que 262 octetos

en estos casos, la SDU (service data unit) puede ser fragmentada en pedazos más pequeñosel protocolo de fragmentación:

agrega un encabezado de encapsulación a la SDU completadivide la SDU en tantos fragmentos cuantos sean necesariosagrega un encabezado de fragmentación a cada fragmento para su

transporte y posterior reensamble


Fragmentación (2)Fragmentación (2)

campo decontrol Q.922: trama UI = 03

hex

encabezado de encapsulación: en

el caso de IP, apenas el NLPID =

CC hex

datos de capas superiores (p. ej. datagrama IP)

información a ser transportada como fragmento 1

información a ser transportada como fragmento 2

OUI =00 80 C2

hex(ponteado)

PID =00 0Dhex

(frag-mento)

núm

ero

de

secu

enci

a n

bit F

(fin

al) =

0of

fset

= 0

(dem

ais

bits

res.

)

cont

rol (

UI)

pad

(00

hex)

flagdirección

framerelay

NLP

ID =

80

hex

NLP

ID =

03

hex

cont

rol Q

.922

FCS flag

prim

eros

m

octe

tos

del

data

gram

a...

OUI =00 80 C2

hex(ponteado)

PID =00 0Dhex

(frag-mento)

núm

ero

de

secu

enci

a n

bit F

(fin

al) =

1of

fset

= m

/ 32

(dem

ais

bits

res.

)

cont

rol (

UI)

pad

(00

hex)

flagdirección

framerelay

NLP

ID =

80

hex

FCS flag...restante del

datagrama


Pruebas en la Pruebas en la InternetworkInternetwork: Objetivos de las : Objetivos de las Mediciones de Redes de DatosMediciones de Redes de Datos


Para que Medir las Redes de Datos?Para que Medir las Redes de Datos?

Para mantener las redes operativasla arquitectura Cliente/Servidor requiere plataformas confiables y

segurashay aplicaciones que deben operar 24 horas diarias e 365 dias al

añola complejidad de las redes ha aumentado

aplicaciones distribuidas Para poder actuar de manera pro-activa:

definir en laboratorio el impacto de nuevas aplicacionesdefinir el impacto de nuevos usuarios

Para comprobar el desempeño y el impacto de nuevos diseños de la rednuevos elementos de redmojaras en los elementos de rednuevas arquitecturas


COSTOS !!!!debido a tiempos de respuesta malosdebido al tiempo en que los sistemas están fora de servicio

reinicializar el servidordeterminar rapidamente la causa del problemaverificar si las bases de datos sufrieron algún dañoreingresar los usuarios al sistema continuar con las operaciones diarias de mantenimiento de la redrezar o esperar que no vuelva a ocurrir el problema...

Impacto de los ProblemasImpacto de los Problemas


Estrategias Básicas (1)Estrategias Básicas (1)

Hay dos enfoques para el mantenimiento de los sistemasun enfoque ordenado y estructurado

la gestión de los sistemas está basada en un conocimiento detallado de las condiciones de las partes que forman el conjunto

el mantenimiento consiste en garantizar que se cumplan condiciones claramente predefinidas

un enfoque orgánicola gestión es empírica, basada en un procedimiento de observación

constante (baselining) del sistema; cuando el servicio sufre una degradación (generalmente percibida por el usuario), la localización de las causas probables del deterioro se da mediante una comparación de las condiciones observadas con las condiciones anteriores



El enfoque orgánico viene siendo utilizado para redes de ordenadores, donde no siempre es posible disciplinar y controlar la introducción de nuevos usuarios y nuevas aplicaciones, ni su movimiento físico dentro de las redes

Este enfoque es inadecuado debido al largo tiempo de reacción, por su difícil interpretación y por el subjetivismo de los criterios

no permite una operación con calidad de servicio asegurada



En redes profesionales, es más sensato y económico trabajar con infraestructuras con calidad aseguradase definen denominadores comunes de calidad basados en

modelos que puedan ser transladados a los sistemas realesesos criterios básicos son utilizados desde el diseño de los

equipos hasta el proyecto de los sistemas y su verificación en operación normal

los criterios aplicados en la práctica contemplan márgenes amplios de seguridad



El empleo de esa estrategia implica tres pasos:la definición de una metodología de verificaciónla adquisición de herramientas para realizar la verificaciónla definición de criterios objetivos de comparación y su difusión al

personal operativo

CALIDAD, más que una palabra que aparece en carteles en las paredes de una empresa, y más que un concepto abstracto discutido

en charlas motivacionales, es algo que requiere métodos, herramientas y criterios para poder implementarse!


Monitorización de las RedesMonitorización de las Redes

La monitorización de la red de datos nos informa lo que ya ha ocurrido con la red

Las pruebas interactivas que podemos efectuar nos informan lo que ocurrirá con la red


Gestión de Red x Pruebas IndividualesGestión de Red x Pruebas IndividualesNivel

deUtilización

tiempoproyecto

Herramientasde gestiónde la red

Herramientasde prueba de la red

instalación puesta enservicio

operación


Los 10 Objetivos de las Mediciones en la Red (1)Los 10 Objetivos de las Mediciones en la Red (1)

Tiempo de respuestase mide cuanto tiempo lleva una aplicación para ejecutar una serie

de tareas Funcionalidad

se verifica si los comandos y aplicaciones ejecutan las operaciones deseadas

Mejorasse compara el desempeño de la red después de implementar

mejoras en la misma (nuevas versiones de software o hardware).


Eficienciasimilar al tiempo de respuesta, pero expresada en kbit/s o

paquetes/segundo (pps) con esta medición se pueden evaluar y comparar

servidoressub-sistemas de discosadaptadorespuentes, enrutadores, hubs, etc.

Aceptaciónpruebas de carga y de compatibilidad antes de aceptar el sistema

como bueno



Configuracióncon base en los resultados de tiempo de respuesta y eficiencia se

puede reconfigurar la red para poder obtener los resultados deseados

Confiabilidadse monitoriza la red con el fin de detectar errores

es bastante común que esta prueba sea parte de la rutina de aceptación

Evaluación de productosevaluación da tecnologia

se comparan elementos de forma individualevaluación de sistemas

se integran elementos de la red a sistemas operacionales o aplicaciones y se compara el desempeño de aquellos al interactuar con estos



Capacidadpara determinar cual es la capacidad restante de la red

consiste en generar tráfico en la red hasta llegar a tiempos de respuesta inaceptables

Determinación de “cuellos de botella”encontrar donde están el componente o los componentes que

evitan que la red tenga un desempeño adecuado



Componentes y Sub-sistemas Componentes y Sub-sistemas

Apl

icac

ión/

Pres

enta

ción

Componente Subsistema

Infr

a

Interconexión de redes

Segmentos dered

Enlaces WAN

Impresoras

AdaptadoresEnrutador, hub

switch

ServidoresDiscosProtocolosCachéBase de datosServicios de direto-rios

Estaciones deTrabajo

Servidores

NOS AplicacionesCliente/ServidorGUI


Filosofía de la MediciónFilosofía de la Medición

Debemos definir cual sistema o sub-sistema nos es más prioritario medir

Debemos decidir cuales objetivos tendrán nuestras mediciones La definición de un método de pruebas nos irá asegurar poder

alcanzar el objetivo de las pruebas Los métodos de medición cubren las siguientes areas:

planificaciónmodelo de cargaconfiguración de la pruebarecoleción de los datosinterpretación de los datospresentación de los resultados y datos


Metodología de Prueba (1)Metodología de Prueba (1)

Planificaciónplano de pruebas

objetivo de la pruebadiagrama de la configuración de la pruebanúmero de puntos a medirlistado de las mediciones a efectuardefinición de cada prueba cronograma de ejecución

planilla de actividadesdescripción de todos los elementos involucrados en la prueba

Modelo de cargase describe la aplicación o los ficheros que generan la cargase describe la carga simulada


Metodología de Prueba (2)Metodología de Prueba (2)

Configuración de la pruebalas pruebas pueden ser realizadas en tres ambientes distintos:

en una red de pruebaen una red en produción, fuera de las horas de trabajoen una red en produción, durante su operación normal

Recolección de los datoses preciso implementar un sistema que nos permita documentar

todas las pruebas realizadas, incluso las pruebas malogradasrecolectar todos los datos posibles ser sistemáticos en la captura de los datosefectuar la mayor cantidad posible de mediciones


Interpretación de los datosprocesamiento de los datos capturados

Presentación de los resultadosel informe debe ser corto, y debe contener las siguientes

informaciones básicas:objetivo de las pruebasconclusionesresumen de los datos recolectadosfilosofía y metodología implementadasdiagrama de la configuración de la prueba

Metodologia de Teste (3)Metodologia de Teste (3)


Herramientas NecesariasHerramientas Necesarias

Medidores de la capa física de las redescertificadores de cableado estructurado

CAT5fibra óptica

medidores de planta externapara RDSIpara acceso mediante modems de banda baseHDSL, ADSL

Normas de desempeño de los medios de trasmisiónG.821 para 64 kbit/sM.2100 para E1G.826 y M.2101 para transporte vía SDH

Analizadores de protocolos


Por Que el Análisis Dual?Por Que el Análisis Dual?

FDDI

Router

Ethernet

Pruebas de performance:throughput (vazión)latencia % pérdida

Pruebas funcionales:manejo de mismatch de MTU encapsulacióntraducción

Hay varias razones para eso:para comparaciones durante una evaluaciónpara pruebas de aceptación antes de la instalaciónpara verificaciones periódicas o trás reconfiguracionespara entender la performance global de la red


Pruebas de LAN sobre WANPruebas de LAN sobre WAN

Token Ring

|---|---|---|---|---|

EthernetToken Ring

|---|---|---|---|---|

Ethernet<--------Status

Frame RelaySMDSPPPISDNATMX.25

||||||

||||||

Comut.FR

Comut.FR

Status Enq---> <---Status Enq

Status-------->

RT RTNNI

UNI UNI

|||||

||||||

Muchos problemas son causados por protocolos de capas altas Quien está utilizando el ancho de banda WAN (tarificación)? Que tanto overhead x datos de usuario (eficiencia de la WAN)? Hay necesidad de una interconexión mayor o menor ($$$)?


La Arquitectura del DA-30La Arquitectura del DA-30

Microprocesadores RISC múltiples

Múltiples interfaces de red

Análisis dual simultanea LAN/WAN


Las Interfaces de Red del DA-30 Las Interfaces de Red del DA-30

Ethernet

FDDI

Token Ring

LANRedPúblicaWANHUB

/ WS

ENRUTADOR

CSU /DSU conmutador

V.24

V.35

V.36

X.21

HSSI

T1E1

OC-3

ISDN

100BaseT

ISDNDS3/ATM

OC-3

E3/ATM

100VG-AnyLAN

HSSI52 Mbps STM-1/ATM


Aplicaciones del DA-30Aplicaciones del DA-30

LANEthernetToken RingFDDI100 Mbps Eth100 VGAnyLAN

Frame Relay; SMDS, X.25, SNAATM; ISDN

V.24-V.35-V.36-X.21-T1, E1; HSSIDS3; OC-3

WAN

TC/IPNFSISO/GOSIPDECnet IVDECnet LATNovellAppleTalk I & IIBanyan Vines

Decodificaciones

XNSNetBIOSNetBIOS over IPQLLCOSPFSNASNMPcisco SLE

HDLCSDLCX.25/X.75DDCMPPPPFrame RelaySMDS DXI

Glue LPP

RTBench, STBench, FleXmit, MonSurv, SmartMn, FilTrig

WANencapsulación

"pegamento"LPP

APL

ICA

CIO

NES


Gracias por su atención!

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1 copyright © 1996 Wandel & Goltermann Introducción: Redes Locales y Elementos de Interconexión Por Jaume Torres Escursell Dto.informática de Inac