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Administracin de redesGuillermo Rodrguez08 / Septiembre /
2003Santo Domingo R.DCapitulo 1 : Internetworking
Universidad APEC (UNAPEC)Decanato de InformticaEscuela de
Informtica1 Conceptos bsicos de redesAntes de entrar al modelo OSI
es importante saber por qu las redes de datos son importantes.
Las redes han crecido exponencialmente en los ltimos 15 aos. Han
tenido que crecer rpidamente , debido al intenso consumo de ancho
de banda.
A menos que los datos no se queden en la misma rea, es un reto
lograr que todos los usuarios tengan una conexin eficiente.
En el principio el concepto de LAN y WAN eran fcilmente
distinguido en una red , pues redes LAN geogrficamente separadas
eran conectada por redes WAN
2De Bob hacia SallyEsta es la red ms sencilla, tiene un dominio
de colisin y un dominico de broadcast. Pero qu significa esto?
En esta red , ninguna IP es requerida, se usa la MAC para
entregar el paquete.
3Cmo se mueven los datos?Para la red anterior todo empieza con
una peticin de IP. Un query DNS.DNS ( Domain Name System), servidor
usado para traducir nombres o hostname , url , etc a una IP. Esto
se conoce en ingls como Hostname to IP address Resolution.
A travs de un broadcast se realiza el query al DNS. El broadcast
address es la ltima IP del segmento de red en la cual se encuentra
el host.
Ahora Bob conoce la Ip de Sally, pero necesita entregar el
mensaje a una MAC, entonces usa el protocolo ARP para pedirle la
MAC a quien tenga la IP que ya ha conseguido.
Finalmente el encabezado del paquete se arma, con las MACs y las
IPs.
4Los Switches remplazan los Hubs
Qu causa congestin de trfico?Demasiado host en un dominio de
broadcast.
Broadcast Storm ( lluvia de peticiones )
Multicasting ( Trfico hacia varias IPs)
Bajo ancho de banda (bandwidth)
Agregar hubs para conectividad. Los hubs ya no se usan, fue una
forma barata de conectar host en un segmento.
6Qu hay del router?Son usados para conectar redes , o segmentos
de redes .
El router por defecto rompe el dominio de broadcast.
Provee servicio de filtro de paquetes por IP o Packet
Filtering
Utiliza las direcciones IP para enrutamiento de los paquetes,
esto se conoce como enrutamiento capa 3.
Recuerde que los Switches rompen el dominio de colisin y los
routers rompen el dominio de broadcast.
Ventajas de usar routersNo retransmite los mensajes de
broadcast.
Filtran basado en IP o direccionamiento capa 3, esto sirve como
mtodo de seguridad para evitar trfico sin autorizacin fluyendo de
una red a otra.
Enrutamiento entre redes usando IP .
Seleccin de rutas basados en diferentes condiciones.
La red como debe de ser
Creado por la ISO (Open Systems Interconnection) en 1974.
Geneva, Switzerland.
Agrupa un conjunto de protocolos para facilitar la
intercomunicacin entre elementos de un sistema de
comunicaciones.
Los protocolos de telecomunicaciones pueden ahora dividirse en
categoras familiares.
Dividido en 7 capas, cada capa con funciones diferentes
(Mdulos)
Ahora hablemos de OSI Cont Uper Layer
O capas altas , 4 a la 7. end-end funciones, establecimiento de
sesiones , servicios e interface con usuarios.
Lowers Layer
Capas bajas, 1 al 3, define conexin a la red, enrutamiento,
equivalente a la arquitectura de telecomunicaciones antiguas.Uper
Layer
Lowers Layer
Funciones de las capas
El usuario se comunica con la computadora. HTTP, FTP, TFTP son
ejemplos comunes.
Tenga en cuenta que los browsers no son de la capa de aplicacin,
estos utilizan los protocolos cuando son necesario.
La capa de aplicacin es necesaria para identificar los recursos
y la disponibilidad para establecer la comunicacin.
Los protocolos de transferencia de archivo, emails, programas de
printing , acceso remoto, administracin de redes,etc.Capa de
aplicacinPresenta los datos , traduce, codifica para la capa de
aplicacin. La mayora de data necesita ser formateada antes de ser
presentada o transmitida.
La computadora remota debe de ser capaz de recibir esta
informacin codificada y convertirla en el formato nativo , para ser
vista por el humano. Ej. *.jpg, *.gif , *.wave , *.mp3 , ASCII ,
EBCDIC.
Bsicamente esta capa se asegura que la data tomada de aplicacin
de un lado es la misma que se recibe del otro lado. Otros ejemplos
son : compresin y encriptacin.Capa de presentacinResponsable de
establecer, manejar y terminar con la sesin entre capas de
aplicaciones.
Proveen control del dialogo entre nodos o aparatos. Ejemplo de
esto es una conversacin telefnica en una red de voz sobre Ip.
Coordina la actividad de comunicacin de cliente a servidor, con
tres modos : Simplex, Half- Duplex y Full duplex
Bsicamente esta capa se asegura de separar el trfico de una
aplicacin a otra. Capa de sesin Segmenta y re ensambla la data para
ser transmitida.
Provee servicio de capa a capa, creando una conexin lgica
durante el movimiento de datos.
El capitulo 2 hablaremos de los dos grandes protocolos de
transporte , TCP y UDP, dos opciones con grandes ventajas , una y
otra.
Bsicamente aqu se multiplexa la data para las aplicaciones,
establece sesiones y termina conexiones lgicas, Capa de
transporteLa capa 4 o transporte, puede ser orientada a conexin o
no orientada a conexin.
Orientado a conexin significa que es una conexin confiable
durante dure la sesin , con circuitos dedicados que pueden ser
virtuales .
Orientado a no conexin . Se hace el mejor esfuerzo para entregar
la data , pero cada transmisin es independiente de la
anterior.Caracterstica de la capa de transporte Para hacer una
conexin confiable, varios ingredientes se necesitan :
Flow Control . (Control del flujo de dato)
Circuitos virtuales (Orientado a conexin)
Windowing (Ni idea como se traduce, pero vamos a ver el
concepto, dont worry!)
Acknowledgement ( Prueba de llegada del paquete)
Orientado a conexinPreviene el transmisor saturar el buffer del
receptor, este evento que puede representar una prdida de
datos.
El receptor comunica al transmisor la cantidad de data que puede
recibir.
Tomar en cuanta que cualquier segmento no aceptado es
retransmitido.
Los segmentos son puesto en el orden correcto en el
receptor.
El control de data es importante para evitar congestin.Flow
ControlEl primer paso para una comunicacin confiable es establecer
una sesin entre las partes.
El transmisor crea un circuito virtual con el receptor o call
setup o tree-way handshake, cuando la data se transmite entonces se
termina esta sesin (tear down the virtual circuit).
El proceso empieza cuando las aplicaciones en ambos hosts
notifican a sus respectivos sistemas operativos sobre la conexin
que se va a establecer. Ambos OS se comunican confirmando que la
sesin est aprobada.Circuitos virtuales
Estableciendo un circuito virtualConection agreement, aqu el
transmisor pide el requerimiento de conexin.
En negotiate and synchronize, se intercambian los parmetros y
las reglas. Los hosts estn sincronizados y la conexin bidireccional
est formada.
En el ackledgement final se notifica al transmisor que los
trminos fueron aceptados y que el circuito virtual est
establecido.
Luego viene la transferencia de dato y finalmente la terminacin
del circuito.
En e23Cuando hay overflow!
Qu hacer cuando hay overflow?Cuando el receptor no puede recibir
tanta data, utiliza el buffer, pero incluso ste tiene su tope y se
llena.
Aqu interviene la parte de control de flujo, a travs de un
mecanismo llamado not ready
Como un semforo , en donde dice continua, o para!.
Esta combinacin de control de flujo, circuitos virtuales, uso de
una secuencia, de aceptacin y reconocimiento de segmentos
transmitido es lo que hace confiable la conexin.En trminos ideales
la data se transmite de el transmisor al receptor de manera rpida y
eficiente, pero ste no siempre es el caso.
Si el transmisor tuviera que esperar a recibir cada segmento
transmitido sera demasiado lento. As que el transmisor utiliza el
espacio de tiempo en la espera del reconocimiento para enviar ms
data.
La cantidad de segmento de dato que el transmisor puede enviar (
medida en byte ) antes de recibir respuesta del receptor es llamado
windowing.
En la siguiente figura se muestra el windowing configurado para
1 o para 3.
Windowing
Windowing En una conexin confiable el transmisor debe garantizar
que el receptor reciba el mensaje, esto se logra esperando la
aceptacin positiva de la recepcin del mensaje.
Positive acknowledgement with retransmission (PAR) es el mtodo
utilizado para la notificacin de los mensajes.
En PAR el sender utiliza un timer para esperar la aceptacin
positiva, luego que el tiempo expira entonces se inicia el proceso
de re transmisin.
En el siguiente ejemplo se muestra como el receptor pide el
segmento 5 debido a una prdida de la conexin
Acknowledgement
Acknowledment La capa 3, tambin llamada capa de
direccionamiento, aqu se da el enrutamiento basado en la direccin
IP.
Cuando un paquete es recibido en un router, ste verifica si el
destino es una de sus interface o una direccin IP conectada a una
de sus interfaces, esto lo hace buscando en una tabla de
enrutamiento que mantiene.
Los Route protocol son usado para realizar el enrutamiento (IPv4
, IPV6) , mientras que los routing protocol son usado para mantener
las tablas de enrutamientos ( RIP, IGRP , EIGRP, OSPF, BGP,
etc).Capa de red
Capa de red Capa de enlace de datos Da lugar a la transmisin
fisica de la data, manejo de notificacin de errores , topologa de
red y control de flujo.
Grupo de bit en frames, estndares establecido para describir
como los bits son agrupados en tramas.
Basiucamente asegura que el mensaje llegue al equipo apropiado
en una red LAN , usando MAC address.
Ej: ATM, MPLS, ETHERNET, Wi-Fi, Wi-Max, XDSL
Transmisin sin erroresLa funcin principal en data link es
convertir la capa fsica con probabilidad de errores en un enlace
libre de errores. Es por eso que esta capa se encarga de la
deteccin de errores durante la transmisin.
En esta Capa formatea el mensaje en piezas llamadas data frame,
agrergando un header que contiene direccin fsica de origen y
destino.
Ambos lados del enlace estn de acuerdo con una serie de
procedimientos para el manejar los errores.
Funciones capa enlaces FramingDetection de erroresSequence
CheckFlow controlTime Out
* Estas sern tambin las funciones bsicas de un switch, tenga en
cuenta que a un router no le importa la locacin exacta de los
hosts, los router slo les interesa la red a la cual estn conectados
y como llegar a ellos. Son los switches los responsables de
entregar el mensaje en LAN
34Caractersticas Protocolos Capa 2Establecimiento de conexin con
uno o mas nodos de capa fsica.
Delimitacin de trama.
Sincronizacin de datos recibidos.
Direccionamiento de capa 2 (MAC Address)
Pacing (control de velocidad de transmisin)
Retransmisin de frames errneos
Direccionamiento Capa 2
En una LAN para un host enviar paquetes, tanto a otro hosts como
a un router , utiliza la direccin de hardware
Esta informacin es extirpada del mensaje, y slo el paquete
original permanece intacto. Es importante entender que el paquete
permanece inalterable.
Esta capa tiene dos subcapas : MAC (Media Access Control ) 802.3
y Logical Link Control (LLC) 802.2.
MAC (Media Access Control )
MAC (Media Access Control ) 802.3 Define como los paquetes son
puesto en el medio, mtodo de acceso first come / first served,
direccionamiento fsico, topologas lgicas, notificacin de errores,
ordenamiento del frame y el control de flujo.
Logical Link Control (LLC) 802.2. Responsable de la
identificacin del protocolo de red y luego la encapsulacin del
paquete. El header de LLC le dice a la capa 2 que hacer con el
paquete recibido. Cuando un host recibe un frame, busca en el
encabezado LLC el destino del paquete.
Framing
Receptor puede determinar cuando un empieza y termina una seccin
del mensaje.
Prioridad cero en cualquier protocolo de capa 2.
Un bloque sincronizado empieza con un caracter especial *start
of text * y termina con *end of text*
Error Detection
Implementado con cyclic Redundancy Check (CRC).
Comprobacin de redundacia ciclica es la funcin que recibe una
entrada de datos, y devuelve un valor de longitud fija como
salida.
De esta manera se compara si el resultado es el mismo al momento
de la recepcin.
El CRC es un cdigo de deteccin de error cuyo clculo es una larga
divisin de computacin en el que se descarta el cociente y el resto
se convierte en el resultado.Sequence Check
El protocolo de transmisin coloca un numero de secuencia cada
bloque de datos.
La perdida de un bloque es detectada por una transmisin fuera de
secuencia, una respuesta negativa es enviada desde el receptor y el
transmisor realiza la retransmisin del bloque
Flow controlEsencial si no se va a establecer retransmisin.
Si el buffer del receptor est lleno, no aceptara ninguna otra
data transmitida.
El receptor en este caso notifica al transmisor si existe
problema en el flujo de dato y el transmisor cesa de enviar data ,
hasta no recibir la seal del receptor de que la comunicacin puede
continuar.
Time Out
Si se pierde el ultimo numero de secuencia, el protocolo del
receptor no podr determinar que hubo una perdida de un bloque.
Luego de un tiempo el protocolo del transmisor considera este
ltimo bloque como perdido, en caso de no recibir respuesta del
transmisor.
El protocolo en el receptor indica que hubo un bloque inicial ,
pero que todava no ha recibido el final del bloque. En este caso el
transmisor transmite el ultimo bloque.
Un switch en la redCapa fsicaLa capa fsica define conexiones
fsicas, seal de voltaje, y el tipo de cdigo utilizado para la
representacin de la informacin cuando viaja por un medio fsico.
Un protocolo especfico es requerido para representar los bits en
cada tipo media.
Esta es la capa mas baja del modelo OSI. Bsicamente define la
manera como viajan los bits en el medio fsico y su
representacin.
Se relaciona con la NIC (Network Interface Card)
ContPrimer nivel de protocolosAcuerdo como se representaran la
informacin en el medio de transmisin.
Segundo nivel de protocolos Como los bits sern agrupado en
unidades con significado. Deteccin y correccin en la transmisin de
errores. Formato de transmisin ParalelaMltiples bit transmitido
simultneamenteNo es ventajoso, mltiples lneas de telfonos y
repetidores son requeridas
SerialUn solo bit , una sola lnea requeridaLine Interface Card
(LIC)RS-232-C , RS-423-A , RS-422-A, EIA-232D, EIA-232E
Transmisin asincrnica
Transmisin formato digitalPequeas cantidades transmitida
individualmente.No sincronizacin, ni reloj. El receptor esta
supuesto a mantener la sincrona.Uso bit de paridadUn carcter al
mismo tiempoUso de bit start stopDuracin del carcter depende del
cdigo usado.Transmisin sincrnicaLarga secuencias de
bitSincronizacin requerida ente caracteresBloques de caracteres ,
en vez de un soloStart, Stop pero para cadena de caracteres.Mtodo
de transmisin Half DuplexUna sola direccin al mismo tiempoComnmente
se usan dos canales
Full DuplexSimultaneas en ambas direccionesDos canales por cada
por cada direccin
Host - Host
Estndares de interfaces fsicasLa capa fsica describe la
interface entre el Data Terminal Equipment (DTE) y el Data Circuit
Terminating Equipment (DCE) usualmente ubicado en el Service
provider.
RS 232 .Developed by EIA and TIA. 64kbps. Casi V.24EIA/TIA 499.
Developed by EIA and TIA, Fast Version del 232. hasta 2Mbps
EIA 530. Implementacin elctrica de 499 y 232V.35 ITU-T Describe
un protocolo de transmisin fsica sincrnica, usado entre elemento de
red y red de paquetes. 48kbps
Tipos de cablesCoaxialAlto ancho de banda, buen precio, baja
interferenciasThick : Hasta 10 Mbps. 10base5. 500 ,metrosThin :
RG-58. 10base2. 185 metros
Twisted pairUnshielded twisted-pair Ethernet twisted-pair
Token-ring applications of twisted-pair.Cont
Unshielded twisted-pair Cable telfono, mas barato coaxial,
10BaseT
Ethernet twisted-pairEthernet 10, 100. 100 Metros. Delay Max
1,000ns
Token-ring applications of twisted-pairTecnologia obsoleta (de
poco uso)Fibra ptica
Cilindro de vidrio por el cual se transmite un Laser o un Diodo
portando la informacin que se va a transmitirAlta transmisin ,
hasta 10 Gbps. (100Gbps) con baja atenuacin debido a la
distancia.FDDI, Fasta Ethernet, SONET, ATM, MPLS.Sin problema por
interferenciaAspecto negativo (precio, fragilidad, grado de
expertiz)Infrarrojo en vez de luz visible Seal analgica
Seal Digital
Alternate Mark Inversion (AMI)
Ventaja sobre Unipolar. No DC, detecta errores. Sealizacin.Loop
Start Primarily used for residential and business
telecommunications.
Ground Start Used by PBX customers.
E&M A limited range as low as 50 ohms makes E & M more
useful in electromechanical rather than electronic switching
systems.
Duplex (DX) Extends E & M by up to 5,000 ohms using simplex
resistance.La capa 3, tambin llamada capa de direccionamiento, aqu
se da el enrutamiento basado en la direccin IP.
Cuando un paquete es recibido en un router, ste verifica si el
destino es una de sus interface o una direccin IP conectada a una
de sus interfaces, esto lo hace buscando en una tabla de
enrutamiento que mantiene.
Los Route protocol son usado para realizar el enrutamiento (IPv4
, IPV6) , mientras que los routing protocol son usado para mantener
las tablas de enrutamientos ( RIP, IGRP , EIGRP, OSPF, BGP,
etc).Ethernet NetworkingCompletar luegoooo.. CNNA Pag 31Ethernet
Networking
CSMA / CDCompletar luegoooo.. CNNA Pag 39Ethernet
CabliingCompletar luegoooo.. CNNA Pag 43Data EncapsulationData
Encapsulation
Encapsulacin Modelo OSI
Modelo jerrquico de diseo
