REDES CONCEPTOS BUENO.pdf

7/25/2019 REDES CONCEPTOS BUENO.pdf

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TEMA 1. Introduccin a las redes

REDES

Grados Ing. Informtica / Ing. de Computadores / Ing. del Software

Universidad Complutense de Madrid

PROFESORES:Rafael Moreno VozmedianoRubn Santiago MonteroJuan Carlos Fabero Jimnez


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Tipos de redes: Redes de rea local Redes

Interconexin de un conjunto de dispositivos capaz de comunicarse

Dispositivo: mquina, porttil, mvil, dispositivo de interconexin (router)... Comunicacin: intercambio de informacin sobre cualquier medio


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Tipos de redes: Redes de rea local

Redes de rea Local (LAN)

De carcter privado. Interconecta dispositivos en una oficina, hogar o edificio Cada dispositivo tiene un identificador nico en la red, su direccin Los mensajes estn etiquetados por las direcciones origen y destino Topologas:

cable comn (bus) / inalmbricas - redes de difusin

switch - redes conmutadas

Switch

cable comnconector

terminador

mquina decualquier tipo


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Tipos de redes: Redes de rea extensa

Ocupan un rea geogrfica mayor (ciudad, pas, incluso global) Una WAN interconecta dispositivos de conexin como routers, switches... Normalmente de uso pblico y gestionadas por empresas de comunicacin

WAN punto a punto Conectan dos dispositivosde comunicacin va un medio de transmisin

(aire, cable)

Ejemplos: Conexin mdem DSL

WAN conmutadas (switched) Conectan ms de dos extremos Ejemplo: Backbone de Internet

switch switch

switch

RED

RED RED

RED

RED


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Tipos de redes: Interred

Conexin de Redes (internetworks) Redes LAN o WAN habitualmente estn interconectadas Una inter-red (internet o internetwork) es una conexin de varias LAN o WAN Ejemplo: internet de varias WANs y LANs

RED

RED RED

switch

switch switch

switch

router

router

router


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Tipos de redes: Funcionamiento

Conmutacin Una interred es una red conmutada (switch conecta al menos dos extremos) Cada switch enva datos de un enlace a otro Tipos de redes conmutadas:

Conmutacin por circuitos Hay siempre una conexin dedicada (circuito) entre los dos extremos La capacidad del enlace determina el nmero de circuitos simultneos

Los switches no realizan procesamiento Conmutacin por paquetes

La comunicacin se hace en bloques (paquetes) Los switches (router) almacenan y envan los paquetes La capacidad del enlace determina los retardos en la comunicacin

switchswitch

routerrouter

cola cola


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Tipos de redes: Funcionamiento

Difusin Los computadores estn unidos mediante un canal de comunicacin compartido La informacin se divide en paquetes, que identifican la mquina emisora y la

destinataria Cuando un computador quiere enviar informacin, la escribe en el canal

Si dos o ms computadores escriben simultneamente se produce una colisiny la informacin resultante es invlida

Ejemplos Redes de rea local (LAN, Local Area Network): Ethernet, Token Ring,

WiFi


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Internet: Historia

Breve Historia de Internet Antecedentes (~1960)

Desarrollo de la conmutacin de paquetes MIT - 1961 ARPANET: Interconexin de supercomputadoras - 1969

Nacimiento de Internet (1970-1990) Internetting Project (ARPANET) Vint Cerf - 1972 Conexin de diferentes redes (inter-red) ARPANET + radio + satlite - 1977

Especificacin del protocolo TCP/IP - 1978 UNIX de Berkeley incorpora la pila TCP/IP - 1981 ARPANET: MILNET + CSNET + NSFNET...

Internet Hoy Protocolo HTTP - WWW, Tim Berners-Lee

Correo electrnico: protocolo SMTP Multimedia: video/voz/televisin sobre IP Redes sociales: twiiter, facebook... Aplicaciones y servicios Web


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Internet: Historia


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Internet: Estructura

BACKBONES

ProviderNetwork

ProviderNetwork

ProviderNetwork

ProviderNetwork

ProviderNetwork

CostumerNetwork CostumerNetwork CostumerNetwork CostumerNetwork

Costumer

Network

Costumer

Network

Costumer

Network

Costumer

Network

Costumer

Network

Costumer

Network

Red Telefona Cable Wireless

Conexin directa

Peering

Point

PeeringPoint


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Internet: Red troncal cientfica


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Internet: Tecnologas de AccesoRed Telefnica Principalmente en el acceso residencial

Conexin WAN punto-a-punto Modem (dial-up) DSL

Por Cable Principalmente en el acceso residencial

Servicios de TV por cable

Red Inalmbrica Acceso residencial y combinado

WiFi WiMAX

Telefona celular (GSM, 3G, 4G)

Conexin Directa Grandes organizaciones ~ ISP Conexin WAN a ISP regional Conexin red troncal


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Conexin telefnica por mdem convencional (dial-up modem)

Utiliza el bucle de abonado de la red telefnica convencional Bucle de abonado: conexin entre el usuario final y la centralita telefnica Ancho de banda: 3.000 Hz (usado tpicamente para transmisin de voz) Medio de transmisin tpico: par trenzado

Necesario el uso de MODEM

Convierte los datos digitales a una seal analgica portadora Se usan 2.400 Hz del ancho de banda total disponible Algunos estndar de mdems

V.32: 9,6 Kbps V.92: flujo de datos asimtrico (bajada: 56 Kbps; subida: 48Kbps)

TELCO = Centralita Telefnica

Internet: Acceso por Red Telefnica


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Tpica en EEUU y otros pases

Decenas de canales de TV a travs de una red de cable coaxial Parte del ancho de banda disponible se puede utilizar para datos

Internet: Acceso por Red de TV por Cable

Distribucin de canales Canales de TV (54 a 550 Mhz)

Hasta 80 canales de TV de 6MHz cada uno Canales de bajada de datos (550 a 750 MHz)

Varios canales de 6 MHz (compartidos por mtiples usuarios) Velocidad mxima por canal: 30 Mbps

Canales de subida de datos (5 a 42 MHz) Varios canales de 6 MHz (compartidos por mtiples usuarios)

Velocidad mxima por canal: 12 Mbps


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Redes de telefona mvil

Acceso a Internet a travs de la red de telefona mvil Evolucin de las tecnologas mviles

Red mvil analgica (1G): slo voz GSM/GPRS (2G y 2.5G): hasta 150 Kbps UMTS (3G): hasta 10 Mbps

4G: hasta 100 Mbps

Internet: Acceso por Redes Inalmbricas


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Redes inalmbricas residenciales: WiFi

WiFi (Wireless Fidelity) es una tecnologa de red WLAN especificada por elestndar del IEEE 802.11

mbito LAN Modo Infraestructura con Modem DSL Algunas implementaciones fsicas soportadas (cobertura < 300m)

802.11a 54Mbs 802.11g 54Mbps 802.11n 70/150 Mbps

Redes pblicas inalmbricas: WiMAX

WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) especificado en elestndar IEEE 802.16 mbito MAN Sustituto de ltima milla de otras tecnologas (ej. DSL)

Radio de cobertura de hasta 80 kilmetros Velocidad hasta 75 Mbps (35+35 Mbps de subida y bajada).

Internet: Acceso por Redes Inalmbricas


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Arquitectura de Red: Protocolos

HablarEscuchar

HablarEscuchar

Layer 1

Aire

Definen las reglas que ambos extremos (y dispositivos intermedios) debenseguir para comunicarse

Normalmente estas reglas se dividen en tareas a diferentes niveles Cada nivel usa un protocolo especializado (protocolo en capas)

Ejemplo 1 Comunicacin directa entre dos personas Un nico nivel (conversacin cara a cara en el mismo idioma) Reglas:

[Comienzo de la comunicacin] Saludo [Codificacin informacin] Uso de un registro verbal adecuado [Control de acceso al medio] Hablar/escuchar [Cierre de la comunicacin] Despedida


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Arquitectura de Red: Protocolos

Ejemplo 2 Correspondencia segura El protocolo debe incluir capas adicionales

Cifrado Envo de correo

Ventaja del uso de capas Modularidad (otro alg. cifrado)

Servicio vs implementacin Uso parcial de las capas

Objetos idnticos

EnviarRecibir

EnviarRecibir

Layer 1

CifrarDescifrar

CifrarDescifrar

Layer 2

HablarEscuchar

HablarEscuchar

Layer 3

Servicio Postal

Conexin Lgica


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Arquitectura de Red: ProtocolosCaractersticas de una arquitectura en capas

Cada capa tiene una serie de funciones bien definidas

Servicios La capa K slo se comunica con su capa inferior K-1 a travs de los

servicios que sta ofrece Protocolos

Las capas del mismo nivel manejan las mismas reglas y unidades de

informacin En la comunicacin se establece una conexin lgica en cada capa.

Arquitectura de una red El conjunto de capas que la forman El conjunto de servicios y protocolos

Capa N

Capa N-1

Servicios dela Capa N-1


Capa N

Capa N-1



Protocolo Capa N

Protocolo Capa N-1

Computador A Computador B


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Arquitectura de Red: Protocolo TCP/IP

Transmission Control Protocol / Internet Protocol (TCP/IP) Capa Red

Es la responsable de la comunicacin entre los hosts y de enviar lospaquetes por el mejor camino posible

Internet Protocol: Define el formato del paquete (datagrama) La forma en que se designan los hosts (direcciones)

Encaminamiento (unicast and multicast) No ofrece control de errores, congestin o flujo Protocolos asociados: IGMP, ARP, ICMP,DHCP


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Transmission Control Protocol / Internet Protocol (TCP/IP) La arquitectura TCP/IP se suele implementar mediante un modelo de 5 capas

Capa Enlace de Datos Transmisin de los datagramas por el enlace El datagrama se encapsula en un marco (frame) LAN con switch, WiFi, WAN cableada... No se especifica un protocolo en particular Pueden ofrecer correccin/deteccin de errores


Aplicacin

Transporte

Red

Enlace de Datos

Fsica

Layer 5

Layer 4

Layer 3

Layer 2

Layer 1


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C /


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IP ARP RARP

OSPFICMP RIP

TCPUDP

FTP HTTPNFSNIS+

SNMP

TELNET SMTP POP3 RPC

PPPToken Ring Ethernet

Aplicacin

Red

Transporte

Enlace / Fsica

DNS

DHCP

A i d R d P l TCP/IP


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switch

router

switch

Aplicacin (5)

Transporte (4)

Red (3)Enlace de Datos (2)

Fsica (1)

Origen Destino

Ejemplo 3 Comunicacin entre dos LANs

Host origen y destino requieren transformaciones de las 5 capas Routers: Encaminamiento (nivel 3), puede usar dos protocolos de enlace de

datos o fsicos diferentes Switch: enlace de datos (nivel 2), puede usar dos capas fsicas diferentes


A it t d R d P t l TCP/IP


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Ejemplo 4 Conexiones lgicas y objetos de comunicacin en la transmisin Origen-

Destino anterior Las capas 5,4 y 3 son extremo-a-extremo (internet) Las capas 2 y 1 son paso-a-paso entre hosts y routers (no switch) (enlace)

Aplicacin (5)

Transporte (4)

Red (3)Enlace de Datos (2)

Fsica (1)

Origen Destino

Mensaje

Segmento / Datagrama

Paquete / Datagrama

Trama (Frame) Trama (Frame)

BitsBits


Paquete / Datagrama


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A it t d R d M d l OSI


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Arquitectura de Red: Modelo OSI

Aplicacin

Transporte

Red

Enlace de Datos

Fsica

Mltiples protocolos deaplicacin

Transporte

Red

Enlace de Datos

Fsica

Sesin

Presentacin

Aplicacin

Modelo OSI Protocolos TCP/IP

Protocolos Transporte

Protocolo Internet y otros

Tecnologa WAN/LAN

Modelo OSI y TCP/IP Capa de Aplicacin

Parte de la funcionalidad de la capa de sesin es implementada por algunosde los protocolos de transporte de TCP/IP

Las capas OSI de aplicacin/presentacin corresponden ms con el diseode las aplicaciones de red

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