Redes de ComputadoresRedes de Computadores

Tema 2Tema 2

Arquitectura en capasArquitectura en capas

AplicaciónAplicación

PresentaciónPresentación

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TransporteTransporte

AplicaciónAplicación

PresentaciónPresentación

SesiónSesión

TransporteTransporteTransporteTransporte

RedRed

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FísicoFísico

TransporteTransporte

RedRed

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FísicoFísico

Red de comunicación de datos

CapasCapas

AplicaciónAplicación

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TransporteTransporte

MensajesMensajes

FormatosFormatos

SesionesSesiones

SegmentosSegmentos

SWApp

Extremos

TransporteTransporte

RedRed

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FísicoFísico

SegmentosSegmentos

PaquetesPaquetes

TramasTramas

BitsBits

HWNIC

Infra

SO

Tramos

Capas y TCP/IPCapas y TCP/IP

AplicaciónAplicación

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TransporteTransporte

SW

TCP

Aplicación

TransporteTransporte

RedRed

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FísicoFísico

HW Network Interface

IP

TCPUDP

MAC

Direcc. IPLLC

Nivel FísicoNivel Físico

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TransporteTransporte

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TransporteTransporteTransporteTransporte

RedRed

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FísicoFísico

Red de comunicación

TransporteTransporte

RedRed

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FísicoFísico

Red de comunicación

Físico

Enlace

Red

Medios de TransmisiónMedios de Transmisión

�� Cable coaxialCable coaxial

�� Par trenzadoPar trenzado

�� Fibra ópticaFibra óptica

�� Ondas de radioOndas de radio

MicroondasMicroondas�� MicroondasMicroondas

�� InfrarrojosInfrarrojos

�� Ondas de luzOndas de luz

Cable CoaxialCable Coaxial•Usan un tipo de conector específico•Velocidad de transmisión de 10Mbps

Par trenzadoPar trenzado•Muy utilizado actualmente•Categorías:

•CAT 3, 16Mbps•CAT 4, 20Mbps•CAT 5, 5e, 1Gbps•CAT 6, 1Gbps y más

• Pueden estar apantallados• Pueden estar apantallados

Fibra ópticaFibra óptica•Es difícil de mantener e instalar.•Inmune al ruido eléctrico•Varios Gbps

Fibra ópticaFibra óptica•Multimodo – más facil de mantener, mas barato•Monomodo – más velocidad, mayor distancia

Medios de TransmisiónMedios de Transmisión

�� Cable coaxialCable coaxial

�� Par trenzadoPar trenzado

�� Fibra ópticaFibra óptica

�� Ondas de radioOndas de radio

MicroondasMicroondas�� MicroondasMicroondas

�� InfrarrojosInfrarrojos

�� Ondas de luzOndas de luz

Espectro electromagnéticoEspectro electromagnético

FrecuenciasFrecuencias

��Ondas de radioOndas de radio

Tarjeta de RedTarjeta de Red•Network Interface Card (NIC)•Dispositivo de E/S, Interfaz entre ordenador y medio físico•Por un lado, acepta datos (o se los proporciona) al ordenador•Prepara los datos para el cable de red (obtiene datos del cable)•Controla el flujo de datos entre ordenador y red•Identifica al ordenador en la red (dirección MAC)

Modulación (Amplitud, Frecuencia)Modulación (Amplitud, Frecuencia)Convertir una señal ( datos ) en otra, apropiada para transmitirla por el medio, utilizando un parámetro de la señal resultante (amplitud, frecuencia, fase )

Modulación (Formulación)Modulación (Formulación)

Señal Portadora

Señal Moduladora – modifica un parámetro de la Señal Moduladora – modifica un parámetro de la señal modulada

Análisis de FourierAnálisis de Fourier

�� Toda señal Toda señal periódica puede periódica puede descomponerse en descomponerse en una suma de una suma de señales seno y señales seno y señales seno y señales seno y coseno ármónicoscoseno ármónicos

�� armónicos basados armónicos basados en T (f=1/T)en T (f=1/T)

Análisis de FourierAnálisis de Fourier

Multiplexación en frecuenciaMultiplexación en frecuencia

Ancho de BandaAncho de Banda

�� rango de frecuencias que se transmiten sin rango de frecuencias que se transmiten sin atenuación (Bode)atenuación (Bode)

�� diferencia entre frecuencia máxima y mínima diferencia entre frecuencia máxima y mínima empleada en un canalempleada en un canal

�� velocidad máxima:velocidad máxima:

H=Ancho de bandaH=Ancho de banda L=NivelesL=NivelesS/N en dB: 20 dB=100 vecesS/N en dB: 20 dB=100 veces

ASK, FSK, PSKASK, FSK, PSKAmplitude Shift Key Frecuency Shift Key Phase Shift Key

Codificación NRZ, ManchesterCodificación NRZ, Manchester�� NRZNRZ

•• Muy sencillaMuy sencilla

•• Puede producir mala sincronizaciónPuede producir mala sincronización

�� ManchesterManchester

•• Fuerza cambios en la señal, mejora la sincronizaciónFuerza cambios en la señal, mejora la sincronización

•• Puede necesitar un mayor ancho de bandaPuede necesitar un mayor ancho de banda

•• Más complicado de realizarMás complicado de realizar•• Más complicado de realizarMás complicado de realizar

Datos asíncronosDatos asíncronos

•Cada byte se precede de un comienzo y de un fin. •Son sistemas baratos y sencillos•Bueno para baja velocidad y poco volumen de datos•Control, bit de paridad•P. Ej: RS-232

Datos SíncronosDatos Síncronos

•Usa unos “Flags” para indicar comienzo y fin de mensaje (01111110)•Longitud variable•Sincronismo implícito. Puede necesitar forzar cambios de bit (bit stuffing)•Control mediante CRC•P. Ej: HDLC High-level Data Link Control

Redes Locales: nivel de enlaceRedes Locales: nivel de enlace

�� Construir las tramas de datosConstruir las tramas de datos

�� Control de flujoControl de flujo

�� Gestión de errores en la transmisiónGestión de errores en la transmisión

�� Obtención de direcciones de nivel Obtención de direcciones de nivel �� Obtención de direcciones de nivel Obtención de direcciones de nivel físicofísico

�� Gestión de acceso al medioGestión de acceso al medio

Nivel EnlaceNivel Enlace

AplicaciónAplicación

PresentaciónPresentación

SesiónSesión

TransporteTransporte

AplicaciónAplicación

PresentaciónPresentación

SesiónSesión

TransporteTransporteTransporteTransporte

RedRed

EnlaceEnlace

FísicoFísico

Red de comunicación

TransporteTransporte

RedRed

EnlaceEnlace

FísicoFísico

Red de comunicación

Físico

Enlace

Red

Capas EnlaceCapas Enlace

AplicaciónAplicación

PresentaciónPresentación

SesiónSesión

TransporteTransporte

SW

TransporteTransporte

RedRed

EnlaceEnlace

FísicoFísico

HW Media Access Control

Logical Link Control

TramasTramas�� DatosDatos

�� Dirección de destino (físico)Dirección de destino (físico)

�� Dirección de origen (físico)Dirección de origen (físico)

�� Control de errores (CRC)Control de errores (CRC)

�� Flags, indicadoresFlags, indicadores

Ethernet:Ethernet:

Control de flujoControl de flujo

�� Controlar que el receptor puede recibir, no está Controlar que el receptor puede recibir, no está saturadosaturado

�� Controlar que el emisor puede enviar.Controlar que el emisor puede enviar.

�� ACK, NACKACK, NACK

Detección de erroresDetección de errores

�� Bits de paridadBits de paridad

�� CRC (Códigos de redundancia cíclica)CRC (Códigos de redundancia cíclica)

�� ChecksumsChecksums

�� Códigos correctoresCódigos correctores

11 00 11 00 11 00 11 00 00 Paridad Par = En total, pares

CRCCRC

�� Códigos de redundancia cíclicaCódigos de redundancia cíclica

�� Se expresan como polinomiosSe expresan como polinomios

�� Muy efectivos detectando erroresMuy efectivos detectando errores

Fácil implementación en hardwareFácil implementación en hardware

100110011010-------------001110011010

-------------00111001

1010�� Fácil implementación en hardwareFácil implementación en hardware

x16+x12+x5+1

1010-------------00010001

1010-------------00000101

1010-------------00000101

Acceso al medioAcceso al medio

�� Si hay más de 1 emisor y/o 1 receptor Si hay más de 1 emisor y/o 1 receptor compartiendo el medio, posibles colisiones.compartiendo el medio, posibles colisiones.

�� Todos deben usar el mismo métodoTodos deben usar el mismo método

�� Método de paso de testigoMétodo de paso de testigo

�� Método CSMA/CDMétodo CSMA/CD�� Método CSMA/CDMétodo CSMA/CD

Destino de la comunicaciónDestino de la comunicación

Punto a Punto MulticastBroadcast

TopologíasTopologías

Direccionamiento físicoDireccionamiento físico

�� Asociadas a un dispositivo (tarjeta)Asociadas a un dispositivo (tarjeta)

�� Formato contiene al fabricante y un número Formato contiene al fabricante y un número dentro del fabricante (núm. serie)dentro del fabricante (núm. serie)

�� Número único en el mundoNúmero único en el mundo

Dirección MAC: 00:07:E9:C5:C5:98

Fabricante: 00:07:E9Núm. Serie: C5:C5:98 (16 millones)

CSMA/CDCSMA/CD

�� Carrier SenseCarrier Sense

�� Multiple AccessMultiple Access

�� Collision DetectionCollision Detection

Cuando hay colisión, los nodos involucrados paran la Cuando hay colisión, los nodos involucrados paran la �� Cuando hay colisión, los nodos involucrados paran la Cuando hay colisión, los nodos involucrados paran la transmisión,esperan un tiempo y vuelven a retransmitirtransmisión,esperan un tiempo y vuelven a retransmitir

�� El tiempo de espera es determinado en función de las colisiones El tiempo de espera es determinado en función de las colisiones que han ocurrido previamenteque han ocurrido previamente

�� Despues de 16 reintentos se aborta la transmisión, con lo que no Despues de 16 reintentos se aborta la transmisión, con lo que no hay garantía de que un paquete de datos llegue, contando sólo hay garantía de que un paquete de datos llegue, contando sólo con este nivel….con este nivel….

�� … pero los niveles superiores lo pueden garantizar… pero los niveles superiores lo pueden garantizar