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Universidad de Valencia Rogelio Montaana1

Captulo 1

Fundamentos

Rogelio MontaanaDepartamento de Informtica

Universidad de [email protected]

http://www.uv.es/~montanan/
mailto:[email protected]:[email protected]

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Sumario

Definicin. Tipos de redes y su

clasificacin

Modelo de Capas Servicios WAN: lneas dedicadas, RTC,

RDSI, Frame Relay y ATM

Estndares

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Telecomunicaciones Informtica

Telemtica

Telemtica: ciencia que utiliza las telecomunicacionespara potenciar las posibilidades y aplicaciones de la

informtica

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Clasificacin de las redes

Por su mbito:

Redes de rea local o LAN (Local Area Network):Diseadas desde el principio para transportar datos.

Redes de rea extensa o WAN (Wide Area Network):Utilizan el sistema telefnico, diseado inicialmentepara transportar voz.

Por su tecnologa:

Redes broadcast (broadcast = radiodifusin) Redes punto a punto

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Clasificacin de las redes por su mbito

Distancia entre

procesadores

Procesadores ubicados

en el mismo ...

Ejemplo

1 m Sistema Multiprocesador

10 m Habitacin

LAN100 m Edificio

1 Km Campus

10 Km Ciudad MAN (o WAN)

100 Km Pas

WAN1.000 Km Continente

10.000 Km Planeta

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Redes de rea local o LAN(Local Area Network)

Caractersticas: Generalmente son de tipo broadcast (medio compartido)

Cableado normalmente propiedad del usuario

Diseadas inicialmente para transporte de datos

Ejemplos: Ethernet (IEEE 802.3): 1, 10, 100, 1000 Mb/s

Token Ring (IEEE 802.5): 1, 4, 16, 100 Mb/s

FDDI: 100 Mb/s

HIPPI: 800, 1600, 6400 Mb/s Fibre Channel: 100, 200, 400, 800 Mb/s

Redes inalmbricas por radio (IEEE 802.11): 1, 2, 5.5, 11 Mb/s

Topologa en bus (Ethernet) o anillo (Token Ring, FDDI)

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Topologas LAN tpicas

Bus(Ethernet) Anillo

(Token Ring, FDDI)

Cable

Ordenador (Host)

Ordenador (Host)

Cable

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Redes de rea extensa o WAN(Wide Area Network)

Se caracterizan por utilizar normalmente mediostelefnicos, diseados en principio para transportar la voz.

Son servicios contratados normalmente a operadoras(Telefnica, Retevisin, Ono, BT, Uni2, etc.).

Las comunicaciones tienen un costo elevado, por lo que sesuele optimizar su diseo.

Normalmente utilizan enlaces punto a punto temporales opermanentes, salvo las comunicaciones va satlite que son

broadcast. Tambin hay servicios WAN que son redes deconmutacin de paquetes.

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Clasificacin de las redes por sutecnologa

Tipo Broadcast Enlaces punto a punto

Caractersticas La informacin se enva atodos los nodos de la red,aunque solo interese a unos

pocos

La informacin se envasolo al nodo al cual vadirigida

Ejemplos Casi todas las LANs(excepto LANs conmutadas)

Redes de satliteRedes de TV por cable

Enlaces dedicados

Servicios de

conmutacin de paquetes(X.25, Frame Relay yATM).

LANs conmutadas

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Redes broadcast

El medio de transmisin es compartido. Suelen serredes locales. Ej.: Ethernet 10 Mb/s

Los paquetes se envan a toda la red, aunque vayan

dirigidos a un nico destinatario. Posiblesproblemas de seguridad (encriptado)

Se pueden crear redes planas, es decir redes en lasque la comunicacin entre dos ordenadores

cualesquiera se haga de forma directa, sin routersintermedios.

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Redes de enlaces punto a punto (I)

La red esta formada por un conjunto de enlaces entre losnodos de dos en dos Es posible crear topologas complejas (anillo, malla,etc.) Generalmente la comunicacin entre dos ordenadores

cualesquiera se realiza a travs de nodos intermedios queencaminan o conmutan los paquetes (conmutador o router). Un router o conmutador es un ordenador especializado en

la conmutacin de paquetes; generalmente utiliza unhardware y software diseados a propsito (p. ej. sistemas

operativos en tiempo real) En una red de enlaces punto a punto el conjunto de routers

o conmutadores y los enlaces que los unen forman lo que seconoce como lasubred. La subred delimita laresponsabilidad del proveedor del servicio.

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Algunas topologas tpicas de redes punto a punto

Estrella Anillo Estrella distribuida, rbol sinbucles o spanning tree

Malla completa Anillos interconectadosTopologa irregular

(malla parcial)

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Redes de enlaces punto a punto (II)

En una red punto a punto los enlaces pueden ser: Simplex: transmisin en un solo sentido Semi-dplex o half-duplex: transmisin en ambos sentidos, pero

no a la vez Dplex o full-duplex: transmisin simultnea en ambos sentidos

En el caso dplex y semi-dplex el enlace puede ser simtrico (mismavelocidad en ambos sentidos) o asimtrico. Normalmente los enlacesson dplex simtricos

La velocidad se especifica en bps, Kbps, Mbps, Gbps, Tbps, ... PeroOJO: 1 Kbps = 1.000 bps (no 1.024)

1 Mbps = 1.000.000 bps (no 1.024*1.024) Ejemplo: la capacidad total mxima de un enlace de 64 Kbps son

128.000 bits por segundo (64.000 bits por segundo en cada sentido).

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Clasificacin de las redes

Redes LAN Redes WAN

Redesbroadcast

Ethernet,

Token Ring,

FDDI

Redes vasatlite,

redes CATV

Redes de

enlaces punto apunto

HIPPI,

LANsconmutadas

Lneas

dedicadas,Frame Relay,

ATM

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WAN (red deenlaces punto a punto)

LAN (red broadcasto LAN conmutada)

Host RouterSubred

Escenario tpico de una red completa (LAN-WAN)

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Posibles formas de enviar la informacin

Segn el nmero de destinatarios el envo de un paquetepuede ser: Unicast: si se enva a un destinatario concreto. Es el mas normal.

Broadcast: si se enva a todos los destinatarios posibles en la red.

Ejemplo: para anunciar nuevos servicios en la red. Multicast: si se enva a un grupo selecto de destinatarios de entretodos los que hay en la red. Ejemplo: emisin de videoconferencia.

Anycast: si se enva a uno cualquiera de un conjunto dedestinatarios posibles. Ejemplo: servicio de alta disponibilidad

ofrecido por varios servidores simultneamente; el cliente solicitauna determinada informacin y espera recibir respuesta de unocualquiera de ellos.

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Internetworking

Se denomina as a la interconexin de redes diferentes Las redes pueden diferir en tecnologa (p. ej. Ethernet-

Token Ring) o en tipo (p. ej. LAN-WAN).

Tambin pueden diferir en el protocolo utilizado, p. ej.DECNET y TCP/IP.

Los dispositivos que permiten la interconexin de redesdiversas son: Repetidores y amplificadores

Puentes (Bridges) Routers y Conmutadores (Switches)

Pasarelas de nivel de transporte o aplicacin (Gateways)

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Sumario

Definicin. Tipos de redes y su clasificacin

Modelo de Capas

Servicios WAN: lneas dedicadas, RTC,RDSI, Frame Relay y ATM

Estndares

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Planteamiento del problema

La interconexin de ordenadores es un problema tcnicode complejidad elevada.

Requiere el funcionamiento correcto de equipos

(hardware) y programas (software) desarrollados pordiferentes equipos humanos. Cuando las cosas no funcionan es muy fcil echar la culpa

al otro equipo.

La interoperabilidad no cumple la propiedad transitiva. Elcorrecto funcionamiento de A con B y de B con C nogarantiza el correcto funcionamiento de A con C

Estos problemas se agravan ms an cuando seinterconectan equipos de distintos fabricantes.

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La solucin

La mejor forma de resolver un problema complejo esdividirlo en partes.

En telemtica dichas partes se llaman capasy tienenfunciones bien definidas.

El modelo de capaspermite describir el funcionamientode las redes de forma modular y hacer cambios de manerasencilla.

El modelo de capas ms conocido es el llamado modeloOSI de ISO (OSI = Open Systems Interconnection).

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Ejemplo de comunicacin mediante

el modelo de capasDos artistas, uno en Mosc y el otro en

Valencia, mantienen por va telegrfica unaconversacin sobre pintura. Para entendersedisponen de traductores ruso-ingls yvalenciano-ingls, respectivamente. Los

traductores pasan el texto escrito en ingls alos telegrafistas que lo transmiten por eltelgrafo utilizando cdigo Morse.

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Telegrafista

Telgrafo

Traductor

Artista

Telegrafista

Telgrafo

Traductor

Artista

Ejemplo de comunicacin mediante el modelode capas

Capa

1

2

3

4

Mosc Valencia

Comunicacin

virtual

Comunicacin

real

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Principios del modelo de capas

El modelo de capas se basa en los siguientes principios: La capa nofrece sus servicios a la capa n+1. La capa n+1solo usa

los servicios de la capa n.

La comunicacin entre capas se realiza mediante una interfaz

Cada capa se comunica con la capa equivalente en el otro sistemautilizando un protocolo caracterstico de esa capa (protocolo de lacapa n).

El protocolo forma parte de la arquitectura, la interfaz no.

El conjunto de protocolos que interoperan en todos losniveles de una arquitectura dada se conoce comopila de

protocoloso protocol stack. Ejemplo: la pila deprotocolos OSI, SNA, TCP/IP, etc.

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Telegrafista

Telgrafo

Traductor

Artista

Telegrafista

Telgrafo

Traductor

Artista

Protocolos e Interfaces

Capa

1

2

3

4

Mosc Valencia

Pintura

Ingls

Morse

Impulsos elctricos

RusoValenciano

Texto escrito Texto escrito

Manipulador Manipulador

Protocolos Interfaces

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Capa N

Servicios utilizados de la capa N-1

Servicios ofrecidos a la capa N+1

Comunicacin con la entidadhomloga mediante elprotocolo de la capa N

Comunicacin virtual(salvo si N=1)

Comunicacinreal

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Comunicacin indirecta mediante el

modelo de capasSupongamos ahora que Mosc y Valencia no

disponen de comunicacin directa vatelgrafo, pero que la comunicacin serealiza de forma indirecta por la ruta:

MoscCopenague: telgrafo por cable

CopenaguePars: radiotelgrafo

ParsValencia: telgrafo por cable

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Telgrafo por cable

Radiotelgrafo

Valencia

Pars

Copenague

Mosc

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Telegrafista

Telgrafo

Traductor

Artista

Telegrafista

Telgrafo

Traductor

Artista

Comunicacin indirecta entre dos artistas atravs de una red de telgrafos

Mosc Valencia

Pintura

Ingls

Morse

Impulsos

elctricos

Telegrafista

Telgrafo

Telegrafista

Telgrafo

Ondas

de radio

ParsCopenague

MorseMorse

Impulsos

elctricos

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Arquitectura o modelo de redes

La arquitectura es un patrn comn al que han deceirse unos productos (hard y soft) para mantenerun cierto grado de compatibilidad entre s.

La necesidad de disear arquitecturas de redes

surgi en los aos 70 por razones parecidas a lasque dieron lugar a las primeras arquitecturas decomputadores en los aos 60: Sistema IBM 3/60 360 370 XA 390

La primera arquitectura de redes, llamada SNA(Systems Networks Architecture), fue definida porIBM en 1974 mediante un modelo de 7 capas.

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Modelo de capas

Actualmente todas las arquitecturas de red sedescriben utilizando un modelo de capas. El msconocido es el denominado Modelo de ReferenciaOSI (Open Systems Interconnect) de ISO, que tiene 7

capas (como el SNA). Los objetivos fundamentales del modelo de capas son: Sencillez: hace abordable el complejo problema de la

comunicacin entre ordenadores

Modularidad: permite realizar cambios con relativafacilidad a una de sus partes sin afectar al resto Compatibilidad: La comunicacin entre dos entidades de

una capa puede realizarse independientemente de las dems.

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Arquitectura (de redes)

La arquitectura es un patrn comn al que han de ceirseunos productos (hard y soft) para mantener un cierto gradode compatibilidad entre s.

La necesidad de disear arquitecturas de redes surgi en los

70s por razones parecidas a las que provocaron las primerasarquitecturas de computadores.

La primera fue SNA (Systems Networks Architecture) deIBM en 1974 que utiliz un modelo de 7 capas.

Actualmente todas las arquitecturas utilizan un modelo decapas. El caso ms conocido y que suele utilizarse comoreferencia es el de OSI, que tambin tiene 7 capas.

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Arquitectura de redes (cont.)

El modelo de capas se basa en los siguientes principios: La capa nofrece sus servicios a la capa n+1

La capa n+1solo usa los servicios de la capa n

La capa nsolo habla con la capa nde otro sistema (comunicacin

de igual a igual o peer to peer) siguiendo el protocolo de la capa n La comunicacin entre dos capas adyacentes se realiza a

travs de la interfaz. sta no forma parte de la arquitectura

El conjunto de protocolos que interoperan en todos los

niveles de una arquitectura dada se conoce comopila deprotocolosoprotocol stack. Ejemplo: la pila de protocolosOSI, SNA, TCP/IP, etc.

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El Modelo de referencia OSI de ISO (OSIRM)

Fue definido entre 1977 y 1983 por la ISO (InternationalStandards Organization) para promover la creacin deestndares independientes de fabricante. Define 7 capas:

Capa de Aplicacin

Capa Fsica

Capa de Enlace

Capa de Red

Capa de Transporte

Capa de Sesin

Capa de Presentacin

C F i

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Capa FsicaEspecificacin de medios de transmisin

mecnicos, elctricos, funcionales yprocedurales

Transmite

Los Datos

N=1

Medio fsico

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Capa de Enlace

Datos puros

Driver del dispositivo de

comunicaciones

Provee el

control de lacapa fsica

Detecta y/o corrigeErrores de

transmisin

N=2

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Capa de Red

Por donde debo

ir a w.x.y.z?

Suministra

informacin sobre la

ruta a seguir

N=3Routers

C d T t

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Capa de Transporte

Conexin extremo a

extremo (host a host)

Error de

comprobacin

de mensaje

Paquetes

de datos

Son estos

datos buenos?

Este paquete

no es bueno.

Reenviar

Verifica que los

datos se transmitancorrectamente

N=4

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Capa de Sesin

Cerrar

Conexin

De nada!GraciasMe gustara

enviarte algoBuena

idea!

Establecer

Conexin

Sincroniza el intercambio de datos entre

capas inferiores y superiores

N=5

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Capa de Presentacin

Datos de la aplicacin

(dependientes de la mquina)

Datos de capas bajas

(independientes de lamquina)

Convierte los datos de la red al

formato requerido por la aplicacin

N=6

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Capa de Aplicacin

Que debo enviar?

Es la interfaz que ve el usuario final

Muestra la informacin recibida

En ella residen las aplicaciones

Enva los datos de usuario a la

aplicacin de destino usando losservicios de las capas inferiores

N=7

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Modelos TCP/IP e hbrido

Los protocolos TCP/IP nacieron por la necesidad deinteroperar redes diversas (internetworking)

El modelo TCP/IP se dise despus de los protocolos(puede decirse que primero se hizo el traje y despus los

patrones) Por eso a diferencia del OSI en el modelo TCP/IP hay unos

protocolos predefinidos.

A menudo se sigue un modelo hbrido, siguiendo el OSI en

las capas bajas y el TCP/IP en las altas. Adems en LANsel nivel de enlace se divide en dos subcapas. Esto da lugar alo que denominamos el modelo hbrido.

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Aplicacin

Presentacin

Sesin

Transporte

Red

Enlace

Fsica

Aplicacin

Transporte

Internet

Host-red

Comparacin de modelos OSI, TCP/IP e hbrido

OSI TCP/IP

Aplicacin

Transporte

Red

Enlace LLCMAC

Fsica

HbridoWAN LAN

Har

dware

Firmware

Softw

are

Sist.

Operativo

Pro

gr.deusuario

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Telnet FTP DNS SMTP

UDPTCP

IP

ARPANET SATNET LANPacket

Capa

(nombre OSI

Aplicacin

Transporte

Red

Fsica y

Enlace

Protocolos

Redes

Protocolos y redes del modelo TCP/IP inicial

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Comparacin OSI-TCP/IP

En OSI primero fue el modelo, despus los protocolos; enTCP/IP primero fueron los protocolos, luego el modelo

En OSI el modelo es bueno, los protocolos malos; enTCP/IP ocurre al revs

En OSI los productos llegaban tarde, eran caros y tenanmuchos fallos

En TCP/IP los productos aparecan rpido, estaban muyprobados (pues los usaba mucha gente), y a menudo eran

gratis. Nosotros seguiremos el modelo OSI (modificado) pero

veremos los protocolos TCP/IP

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Comparacin OSI-TCP/IP

El modelo que utilizaremos es el siguiente: 5: Capa de aplicacin (incluye sesin y presentacin)

4: Capa de transporte

3: Capa de red 2: Capa de enlace 2.2: Subcapa LLC (Logical Link Control)

2.1: Subcapa MAC (Media Acess Control)

1: Capa fsica

Acceso a un servidor Web desde un cliente en

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Acceso a un servidor Web desde un cliente enuna LAN Ethernet

Capa

1

2

3

4

HTTP

TCP

IP

IEEE 802.3

Sockets

Winsock

Cliente Servidor

Aplicacin

Transporte

Enlace

Red

Fsica

Sockets

Winsock

Aplicacin

Transporte

Enlace

Red

Fsica

IEEE 802.3

5

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Protocolos e informacin de control

Normalmente todo protocolo requiere el envo dealgunos mensajes especiales o informacin decontrol adicional a la que se transmite.

generalmente esto se hace aadiendo una cabecera(a veces tambin una cola) al paquete a transmitir.

La informacin de control reduce el caudal til,supone un overhead.

Cada capa aade su propia informacin de control.Cuantas mas capas tiene un modelo mas overheadse introduce.

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Cabecerade enlace

DatagramaIP

Cola deenlace

Cabec.

IP

Segmento

TCP

Cabec.

TCP

Datos

aplicacin

Elementos de datos en el modelo TCP/IP

Segmento

TCP

Datagrama

IP

Trama

20bytes

20bytes

14bytes

4bytes

Los valores que aparecen para el nivel de enlace se aplican al caso de Ethernet.

Segn el tipo de red puede haber pequeas variaciones

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Aplicacin

Acceso a un servidor Web a travs de unaconexin remota

Capa

1

2

3

4

HTTP

TCP

IP

Cliente Servidor

Transporte

Enlace

Red

IP IP

PPP

IEEE

802.3IEEE

802.5V.35Fsica

Aplicacin

Transporte

Enlace

Red

Fsica

Enlace

Red

Fsica

Enlace

Red

Fsica

IEEE

802.5

IEEE

802.3

LAN

Ethernet

LAN

Token Ring

5

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Servicio orientado y no orientado

a conexin Un Servicio orientado a conexin (CONS)

establece el canal antes de enviar la

informacin. Ejemplo: llamada telefnica. Un Servicio no orientado a conexin

(CLNS)enva los datos directamente sin

preguntar antes. Si la comunicacin no esposible los datos se perdern. Ejemplo:servicio postal o telegrfico

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Conexin o No Conexin?Ese es el dilema

En el servicio orientado a Conexin (CONS): Se respeta el orden de los paquetes

Se mantiene la misma ruta o camino para todos los paquetes

Los paquetes no necesitan llevar la direccin de destino Si el canal se corta la comunicacin se interrumpe

En el servicio No orientado a Conexin (CLNS): No se respeta el orden

Cada paquete ha de llevar la direccin de destino La ruta puede variar para cada paquete

La red es ms robusta, ya que si una ruta queda inservible sepueden usar otras

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Redes CONS vs CLNS

Ejemplos de redes/servicios CONS:Red Telefnica conmutada (RTB, RDSI, GSM)

ATM, X.25, Frame Relay Ejemplos de redes/servicios CLNS

IP (Internet). Los paquetes IP se llaman

datagramas.Ethernet

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Calidad de Servicio (QoS)

La Calidad de Servicio (QoS, Quality of Service)consiste en fijar unos valores lmite para unconjunto de parmetros, asegurando as que la redno se va a congestionar. Por ejemplo:

Throughput o ancho de banda: 256 Kb/s Retardo o latencia:200 ms Fluctuacin del retardo, ojitter: 100 ms Disponibilidad: 99,95 % (21 min/mes fuera de

servicio) Podemos ver la QoS como el contrato usuario-

proveedor.

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Sumario


Modelo de Capas

Servicios WAN: lneas dedicadas, RTC,

RDSI, Frame Relay y ATM

Estndares

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Servicios de comunicacin WAN

Pueden ser de tres tipos: Lneas dedicadas. El enlace est dedicado de forma

permanente con un caudal reservado, se use o no. Conmutacin de circuitos. La conexin solo se

establece cuando se necesita, pero mientras hayconexin el caudal est reservado al usuario tanto si lousa como si no. Se aprovecha mejor la infraestructura.

Conmutacin de paquetes(o de circuitos virtuales). Elancho de banda disponible es compartido por diversos

circuitos, de forma que se multiplexa trfico dediferentes usuarios; el ancho de banda no est reservadoy la infraestructura se aprovecha de manera ptima.

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Servicios de comunicacin WAN

Lneas dedicadas Es la solucin ms simple, mximo rendimiento

Adecuada si hay mucho trfico de forma continua

Costo proporcional a la distancia y a la capacidad (tarifa plana)

Velocidades: 64, 128, 256, 512 Kb/s, 2 Mb/s, 34 Mb/s (simtricosfull-duplex)

Conmutacin de circuitos (Red Telefnica Conmutada,RTC). Puede ser: RTB (Red Telefnica Bsica): hasta 56/33,6 Kbps (asimtrico)

RDSI (o ISDN): canales de 64 Kbps

GSM: 9,6 Kbps

Costo proporcional al tiempo de conexin (y a la distancia)

Red de conmutacin de paquetes orientada

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Red de conmutacin de paquetes orientadaa conexin (con circuitos virtuales)

DTE

DTE: Data Terminal EquipmentDCE: Data Communications Equipment

Lnea punto a punto

Switch

SwitchSwitch

DCE

Host

DTE

DTE

DCE

DCE

DCE

DCE

DCE

Host

DTE

Router

Switch Switch

Switch

Host

Host

Host

Circuito virtual

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Conmutacin de paquetes con circuitos virtuales

Redes de conmutacin de paquetes orientadas a conexin: X.25: primer estndar de red pblica de conmutacin de circuitos. En

Espaa desde 1984 (redIberpacde Telefnica). Hoy en da pocointeresante.

Frame Relay(conmutacin de tramas): versin aligerada de X.25.

En Espaa desde 1992 (red Unode Telefnica) ATM(conmutacin de celdas): en Espaa desde 1997(red Cinco y

servicioGigacom de Telefnica)

Posibilidad de crear circuitos virtuales de dos tipos: Temporales: SVCs (Switched Virtual Circuits). Se crean y destruyen

dinmicamente cuando se necesitan. Permanentes: PVCs (Permanent Virtual Circuits). Se configuran

manualmente en los equipos para que estn siempre activos

Las redes pblicas X.25 permiten SVCs y PVCs. Las redespblicas Frame Relay y ATM solo permiten PVCs

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X.25

Primer servicio estndar de red pblica de datos. Especificado en 1976.

Especifica los tres niveles inferiores (fsico, enlace y red) Sistema jerrquico de direccionamiento X.121. Interconexin a nivel

mundial.

Diseado para medios fsicos poco fiables. Comprobacin de datos anivel de enlace (protocolo de ventana deslizante).

No apto para trfico en tiempo real Paquetes de hasta 128 bytes normalmente.

Servicio orientado a conexin. Orden garantizado.

Costo proporcional al tiempo (normalmente SVC) y al trfico (nmero

de paquetes). Velocidades tpicas de 9,6 a 64 Kbps.

Servicio poco interesante en la actualidad

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Red de conmutacin de paquetes X.25

DTE


Lnea punto a punto

Switch

X.25

Switch

X.25

Switch

X.25 SwitchX.25

Switch

X.25

DCE

Host

Host

DTE

DTE

DCE

DCE

DCE

DCE

DCE

Host

DTE

Switch

X.25

Router

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Frame Relay

Versin aligerada de X.25. Pensada para combinar con otros protocolos como TCP/IP, y para

interconexin multiprotocolo de LANs

Servicio no fiable; si llega una trama errnea se descarta y el nivelsuperior (normalmente transporte) ya pedir retransmisin cuando se

entere Velocidades de acceso tpicas de 64 a 1.984 Kb/s

El caudal del circuito se especifica por un parmetro denominado CIR(Committed Information Rate). Puede ser asimtrico.

Eficiencia mucho mejor que X.25, especialmente a altas velocidades.

La mayora de los operadores solo soportan PVCs.

El costo es proporcional a la capacidad de la lnea de acceso y al CIR

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Red de conmutacin de paquetes Frame Relay

DTE


Lnea punto a punto

Switch

F.R.

Switch

F.R.

Switch

F.R. SwitchF.R.

Switch

F.R.

DCE

Host

Host

DTE

DTE

DCE

DCE

DCE

DCE

DCE

Host

DTE

Switch

F.R.

Router

C i i TCP b X 25 F R l

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Comunicacin TCP sobre X.25 y Frame Relay

ReceptorEmisor

ReceptorEmisor1

1

2

8

76

32

4

5

15

3

12

14

7

10

9

8

16

5

4

13

6

11

X.25

Frame Relay

Proceso X.25 y Frame Relay

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Lneas dedicadas vs conmutacin de paquetes

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Lneas dedicadas vsconmutacin de paquetes

(Frame Relay)

Switch

F.R.

Switch

F.R.

Switch

F.R.

Switch

F.R.

Switch

F.R.

Mallado completo de una red con cinconodos mediante enlaces punto a punto.Se establecen 10 enlaces.

Mallado completo de una red con cinconodos mediante accesos Frame Relay.Se establecen cinco enlaces y 10circuitos virtuales

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B-ISDN y ATM

RDSI (o ISDN, Integrated Services Digital Network) es una red queintegra voz y datos. B-ISDN (o RDSI-BA) es un concepto: red de alta capacidad con

posibilidad de cursar trfico multimedia (voz, datos, video, etc.) En 1986 la CCITT eligi la tecnologa ATM para implementar las redes

B-ISDN ATM es un servicio de conmutacin de celdas(paquetes pequeos y

todos del mismo tamao). Especialmente adaptado para trfico arfagas (bursty traffic)

Una celda 53 bytes (5 de cabecera y 48 de datos). A nivel fsico utiliza preferentemente SONET/SDH (155,52 Mb/s) Gran control sobre tipos de trfico, posibilidad de negociar

prcticamente todos los parmetros de QoS, prioridades, etc. La creacin del ATM Forum en 1991 implic a los fabricantes de

equipos, lo cual dio un gran impulso a la tecnologa ATM.

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Caractersticas de ATM

Utiliza celdas (tamao fijo) Servicio orientado a conexin

Soporta multitud de facilidades de control Tecnologa WAN utilizada tambin en LAN

(no es el caso de X.25 o Frame Relay).

Celdas (53 bytes)

Voz

Datos

Vdeo

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Modelo de referencia ATM

Constituido por tres capas: 3: capa de adaptacin ATM o AAL (ATM Adaptation Layer)

2: capa ATM

1: capa fsica

La capa fsica se subdivide en: Subcapa TC (Transmission Convergence) Subcapa PMD (Physical Media Dependent)

La subcapa PMD equivale a la capa fsica del OSIRM

La subcapa TC descompone en bits las celdas de la capa ATM, yrecompone en celdas los bits que recoge de la subcapa PMD. Realiza

parte de las funciones que corresponden a la capa de enlace

La capa ATM define la estructura de las celdas y su transporte.Constituye y termina los circuitos virtuales. Realiza control decongestin. Equivale a una mezcla de la capa de enlace y de red

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Modelo de referencia ATM

La capa AAL se subdivide en: La subcapa CS (Convergence Sublayer)

La subcapa SAR (segmentation and Reassemby)

La subcapa SAR se ocupa de fragmentar en celdas el paquete recibidode CS, y de reensamblar en el receptor el paquete a partir de las celdas

recibidas de la capa ATM La subcapa CS se ocupa de suministrar distintos tipos de servicio

adecuados al tipo de trfico

La capa AAL equivale a la capa de transporte

El modelo ATM no incluye capa de aplicacin. Hay muy pocasaplicaciones de datos que funcione de forma nativa sobre ATM; el

principal uso de ATM es como infraestructura de transporte para otrosprotocolos (p. ej. TCP/IP y LAN Emulation)

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Capas y subcapas ATM

Transp.

AAL

CS Interfaz de la aplicacin

SAR Segmentacin y reensamblaje

Red ATMControl de flujo

Generacin/Interpretacin de cabeceras

Gestin de circuitos virtuales

Multiplexacin de celdas

Enlace

Fsica

TC Adaptar celdas a tramas del nivel fsico

CRC de la cabecera

Fsica PMD Acceso fsico a la red

Sincronizacin de bits

Capa

OSI

Capa

ATM

Subcapa

ATM Funcin

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Ej l d d d ATM

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Router

Conmutador

ATM

Router

Conmutador LAN

Ejemplo de uso de una red ATM paratransmisin de datos

Host

Conmutador

ATM

Red ATM

(Pblica o privada)

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Sumario


Modelo de Capas

Servicios WAN: lneas dedicadas, RTC,RDSI, Frame Relay y ATM

Estndares

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Estndares

Al principio cada fabricante especificabasus propios protocolos:

SNA (IBM)DECNET (Digital)

Appletalk (Apple)

IPX (Novell)

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Estndares

Son imprescindibles para asegurar la interoperabilidad Pueden ser:

De facto (de hecho),tambin llamados a veces estndares de la industria.Ej.: PC IBM o compatible, UNIX

De jure (por ley);ej.: protocolos OSI, redes X.25, ATM, papel tamao A4

Principales organizaciones de estndares: ISO (International Organization for Standardization)

ITU-T (International Telecommunication Union- TelecommunicationsSector)

La ISOC (Internet Society), el IAB (Intenet Architecture Board) y el IETF

(Internet Engineering Task Force) Otras organizaciones: el IEEE, el ANSI, etc.

El W3C (World Wide Web Consortium)

ISO: International Organization for

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ISO: International Organization forStandardization

Las siglas provienen del griego isos: igual Formada en 1946 como organizacin voluntaria a partir de

las asociaciones de normalizacin de 89 pases. Entre sus miembros se encuentran AENOR (Espaa), ANSI

(Estados Unidos), DIN (Alemania), etc. Estandariza desde lenguajes de programacin y protocolos

hasta pasos de rosca, nmeros ISBN, tamaos de papel, etc. Se organiza de forma jerrquica:

Comits tcnicos o TC (Technical Commitee)

SubComits o SC Grupos de trabajo o WG (Working Groups).

El TC97 trata de ordenadores y proceso de la informacin.

ISO: International Organization for

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ISO: International Organization forStandardization

La creacin de un estndar ISO pasa por varias fases: Fase 1:Un Grupo de Trabajo estudia una propuetsa y redacta un

CD (Committee Draft)

Fase 2: El CDse discute, se modifica y se vota; eventualmente seaprueba y se convierte en un DIS (Draft International Standard)

Fase 3: El DIS es de nuevo discutido, modificado y votado en unmbito ms amplio; eventualmente se aprueba y se convierte en unIS (International Standard)

A menudo ISO adopta estndares de otras organizaciones

(ANSI, ITU-T, IEEE, etc.) Mas informacin en www.iso.ch

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Ejemplo de estndares ISO (en comunicaciones)

ISO 7498: el modelo OSI ISO 3309: HDLC (protocolo a nivel de enlace)

ISO 8802.3: el IEEE 802.3 (Ethernet)

ISO 9000: Estndares de control de calidad

ISO 9314: FDDI

ISO 10589: IS-IS

ISO 8473: CLNP: ConnectionLess Network Protocol(variante de IP hecha por ISO)

ITU T: International Telecommunications Union

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ITU-T: International Telecommunications UnionSector Telecomunicaciones

Creada en 1934. ITU tiene tres sectores; el que nos interesa es el ITU-T conocido hasta

1993 como CCITT (Comit Consultatif International Tlgraphique etTlphonique)

Sus miembros son las administraciones de los pases participantes;

tambin son miembros sin voto las operadoras, fabricantes de equipos,organizaciones cientficas, bancos, lneas areas, etc.

Se organiza como ISO de forma jerrquica: los Study Groupsse dividenen Working Parties, que a su vez se dividen enExpert Teams

Organiza una conferencia mundial denominada Telecom en Ginebra

cada cuatro aos. La ltima tuvo lugar en octubre de 1999. Sus estndares afectan sobre todo a tecnologas y servicios de redes de

rea extensa (intereses de operadoras).

Ms informacin en www.itu.int.

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Algunos Estndares ITU-T

X.25: red pblica de conmutacin de paquetes

X.400: sistema de mensajera de correo electrnico

V.35: interfaz de nivel fsico para lneas punto a punto

V.90: Mdems de 56/33,6 Kb/s H.323: videoconferencia en IP (ej.: Netmeeting)

G.711: digitalizacin de la voz en telefona

G.957: interfaz ptica de equipos SDH

G.DMT: ADSL (pendiente de ratificacin)

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Foros Industriales

Son grupos de inters sobre una tecnologa formados por fabricantes,operadores de telecomunicaciones, universidades, etc.

Nacieron como represalia a la lentitud de ITU-T e ISO en laaprobacin de estndares internacionales (ej. RDSI)

Suelen funcionar con fechas lmite (deadline) para la adopcin de sus

resoluciones. Algunos ejemplos:

El ATM forum

El Frame Relay forum

El Gigabit Ethernet forum

El ADSL forum (ADSL = Asymmetric Digital Subscriber Loop) El IPv6 Forum

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Otras organizaciones

El IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) Asociacin profesional de mbito internacional

Elabora los estndares 802.x que especifican la mayora de lastecnologas LAN existentes

Los estndares 802.x han sido adoptados por ISO como 8802.x

El ANSI (American National Standards Institute)

Es el miembro de EEUU en la ISO

Muchos de los estndares ISO tienen su origen en un estndarANSI

Algunos estndares ANSI no son estndares ISO, lo cual losconvierte en estndares internacionales de facto

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Ejercicios

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Ejercicio 1-5

Madrid

Sevilla

Barcelona

Red Frame Relay

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Ejercicio 1-5

Matriz de trfico (Mb/dia):

Desde ->

Hacia

Barcelona Madrid Sevilla

Barcelona 155 60

Madrid 185 90

Sevilla 45 125

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Ejercicio 1-5

Bits = MB *1024*1024*8Caudal mnimo (Kb/s) = bits/ (3600*12*1000)Caudal requerido = caudal mnimo / 0,3Sustituyendo en la matriz de trfico:

Desde ->

Hacia

Barcelona Madrid Sevilla Total hacia

Barcelona 100 39 139

Madrid 120 58 178

Sevilla 29 81 110

Total desde 149 181 97

Topologa con tres PVC (BS SM MB)

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Topologa con tres PVC (BS, SM, MB)

Caudal

Ida

CIR

Ida

Costo Caudal

Vuelta

CIR

Vuelta

Costo

B-M 120 128 32589 100 128 32589

B-S 29 32 8482 39 48 12595

M-S 81 96 24689 58 64 16625Total 65760 61809

Tot. Sal. Tot. Ent. Acceso Costo

Barcelona 149 139 256 155422Madrid 181 178 256 155422

Sevilla 97 110 128 89630

Total 400474

Accesosfsicos

Caudales

Topologa suprimiendo el PVC MS

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Topologa suprimiendo el PVC MS

Caudal

Ida

CIR

Ida

Costo Caudal

Vuelta

CIR

Vuelta

Costo

B-M 159 192 48395 181 192 48395

B-S 110 128 32589 97 128 32589

Total 80984 80984

Tot. Sal. Tot. Ent. Acceso Costo

Barcelona 269 278 512 221687Madrid 181 159 256 155422

Sevilla 97 110 128 89630

Total 466739

Accesosfsicos

Caudales

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Ejercicio 1-6

Comparacin P. A P. vs RDSI Caudal 128 Kb/s de 8 a 20 horas (L-V) y 8-14 (S) P.a P.:

64458 + 4576 *d para d = 0 a 4 Km 82762 + 4895*(d-4) para d = 4 a 20 Km

RDSI:

5843 cuota fija por cada BRI 5,7 pesetas por establecer la llamada 5,7 pesetas cada 3 min. o fraccin

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Ejercicio 1-6. Clculo RDSI

Da normal (L-V): 5,7*60*(20-8) / 3 + 5,7 = 1373,7 Pts.Sbado: 5,7 * 60 * (148)/3 + 5,7 = 689,7 Pts.Das normales al ao: 365*5/7 = 260,7 12 =248,7Sbados: 365/7=52,1Costo por cada canal B:

248,7 * 1373,7 + 52,1 * 689,7 = 377572 Pts

Dos canales B: 755144 Pts/ao = 62929 Pts/mesCuota fija: 5843 * 2 (2 BRIs) = 11686Total al mes: 74615 Pts

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Ejercicio 1-6. Clculo P. a P.

Probamos con menos de 4 Km:74615 = 64458 + 4576 * n

N = (7461564458) / 4576 = 2,22 Km Por encima de 2,22 Km es ms rentable el

uso de RDSI en rea metropolitana

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Ejercicio 1-7: RDSI Tarifa plana

El Novacom conmutado es ms barato.Desechamos la opcin Novacom Permanente.

Dos accesos BRI: 11686 Pts/mes Dos canales B con tarifa plana: 32000 Pts/mes

TOTAL: 43686 Pts /mes

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