Arquitectura de Redes.pdf

CONTENIDO TECNICAS DE CONMUTACION ORGANISMOS DE ESTANDARIZACION CONCEPTOS DE PROTOCOLOS PROTOCOLOS ORIENTADOS  Y NO ORIENTADOS ORIENTADOS A CONEXION MODELOS DE PROTOCOLOS

CONTENIDO TECNICAS DE CONMUTACION ORGANISMOS DE ESTANDARIZACION CONCEPTOS DE PROTOCOLOS PROTOCOLOS ORIENTADOS  Y NO ORIENTADOS ORIENTADOS A CONEXION MODELOS DE PROTOCOLOS

Transmisión en banda base

• Múltiples canales • Todo el ancho de banda del canal dedicado en su integridad para la transmisión • Normalmente se emplea FDM

Multiplexación por división de frecuencia-FDM FDM es posible si el ancho de banda útil del medio de transmisión es mayor que el ancho de banda de la señal transmitida. Cual es la idea: S1(t) Subportadora Ssc1(t) fsc1

fsc1

FDM en el transmisor S1(t) Subportadora Ssc1(t) fsc1 S2(t) Subportadora Ssc2(t) fsc2

Sn(t) Subportadora Sscn(t) fscn

S

Transmisor  S(t)=FDM fc

fsc1 fsc2 canales

fscn

FDM en el receptor

S(t)=FDM

fsc1 fsc2

Receptor 

fscn

Filtro pasa banda fsc1

Demodulador  fsc1

Filtro pasa banda fsc2

Demodulador  fsc2

Filtro pasa banda fscn

Demodulador  fscn

S1(t) S2(t)

Sn(t)

Porque usar transmisión digital? Tecnología Digital .- Gran integración de chip. Integridad de los datos .- Los repetidores no acumulan distorsión. Gran capacidad .- Líneas de banda de ancha baratos.Técnicas de multiplexación. Seguridad .- Uso de técnicas de encriptado. Integración .- Todas las señales digitales son Tratados de igual manera: Voz + Datos +Video en una misma infraestructura.

TÉCNICAS DE CONMUTACIÓN

TECNICAS DE CONMUTACION Conmutación por circuitos Implica la existencia de un camino dedicado entre el transmisor y el receptor de datos. Se establecen 03 fases: Inicio de la conexión Transferencia de datos Liberación de la conexión

CONMUTACION DE CIRCUITOS

1

2

4

3 Fin

Adecuado para voz

CONMUTACION DE CIRCUITOS Principio de Conmutación de Circuitos Su posición dominante es la transmisión analógica de voz. Dos tipos de conmutación: Por división en el espacio Por división en el tiempo

CONMUTACION DE CIRCUITOS División en el espacio 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Las rutas son físicamente independientes. Matriz de conexiones o  puertas semiconductoras habilitadas por una Unidad de Control

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10  No Bloqueante

Muchos puntos de cruce. Es ineficiente el uso de puntos. Se mejora con multiples etapas.

CONMUTACION DE CIRCUITOS División en el espacio-Multietapas Conmutador 5x2

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Conmutador 2x5

Conmutador 2x2

1 2 3 4 5 Puede ser Bloqueante 6 7 8 9 10

3 10

4 5

CONMUTACION DE CIRCUITOS División en el espacio-Telefonía

Bucle de abonado

Bucle de abonado

Troncal

Troncal

Troncal

CONMUTACION DE CIRCUITOS División en el tiempo A B

t1

t1 t1  N

 N

tn Control

....

B A

Intercambio A del orden

....  N

B

t1

 N

B

tn A Control

CONMUTACION DE CIRCUITOS Principio de Conmutación de Paquetes Señal de original Fragmentación de la señal 1 2 3 1

2

3 2

2

3

TECNICAS DE CONMUTACION Conmutación por paquetes La información viaja en paquetes. Cada paquete viaja de manera independiente de otro.  No existe conexión dedicada entre dos puntos de la red.

CONMUTACION DE PAQUETES ASI FUNCIONA INTERNET 2

1

1

1

2 1

1

1

2

2

2

Origen

2

2

Contiene: Direcc. de origen Direcc. de destino

1

Destino

2

Control del paquete

Unidad de información Datos del paquete

Paquete de Datos

CIRCUITOS – vs - PAQUETES Características Conmutación de CircuitoConmutación de Paquetes Tiempo para estable- •Según la señalización utilicer el trayecto. zada.

•No existe fase de establecimiento.

Retardo de transmi- •Despreciable. sión E2E.

•Existe en toda comunicación •Para tiempo real es negativo.

Asignación de circuitos.

•Único y exclusivo para cada comunicación

•Compartido por otras comunicaciones simultaneas.

Identificación del destino.

•Sólo en la fase de establecimiento.

•Se incluye un identificador  en cada paquete.

 Necesidad de alma•No es necesario. cenar en la red.

•Si, en los nodos de la red.

Flexibilidad de la red •Encaminamiento alternativo. •Gran flexibilidad.

Idea básica de comunicación entre PC Computador A Aplicación Subsistema de comunicación

Comunicación ususario-usuario

Comunicación computador-computador 

Computador B Aplicación Subsistema de comunicación

Red de comuncicación de datos - Control de errores. - Control de flujo .

Evolución de las redes de comunicación (1) Enlace por cable punto a punto Computador A Aplicación Subsistema de comunicación

Comunicación ususario-usuario

Comunicación computador-computador 

Computador B Aplicación Subsistema de comunicación

Evolución de las redes de comunicación (2) Enlace por la Red Telefónica Pública Conmutada Computador A Aplicación Subsistema de comunicación

Comunicación ususario-usuario

Comunicación computador-computador  Red Telefónica Pública Conmutada

Computador B Aplicación Subsistema de comunicación

Evolución de las redes de comunicación (3) Redes LAN LAN1

Puente

LAN3 Puente

LAN2 Puente

Backbone

Evolución de las redes de comunicación (4) Red privada corporativa

Central telfónica  privada

Central de conmutación de datos Multiplexor 

Circuitos arrendados

Evolución de las redes de comunicación (5) Controlador de Terminales Subsistema de comunicaciones Subsistema de comunicaciones

NTE: Equipo de Terminación de Red

Subsistema de comunicaciones

Red de Datos Pública Conmutada

Subsistema de comunicaciones

Interfaz

 NTE

NTE Red Digital de Servicios Integrados

 NTE

BANDA ANCHA

 NTE

Evolución de las redes de comunicación (6) Interred o Internet LAN1

LAN3

PSDN nacional

Satélite Pasarela LAN2

PSDN nacional LANn

ORGANISMOS DE ESTANDARIZACIÓN

NECESIDAD DE ESTANDARIZACIÓN Los estándares están relacionados con:

Calidad Todo bien

Satisfacción

COSTO ECONOMICO

Eficiencia

Confiabilidad

Interoperabilidad

Porque existen estándar 

Quien Estandariza?

Normativa en internet Cómo era antes los estándares? Veían el funcionamiento interno de una PC Erán estándares para sistemas cerrados !!

Cómo son ahora los estándares? Especifican la interconexión de PC en redes Son estándares para sistemas abiertos Que origina los sistemas abiertos? Equipos de cualquier fabricante se interconecten.

EVOLUCION DE LOS ESTÁNDARES A mediados de la década de los 80 se experimenta un incremento en el uso de redes. Sistemas de interconexión  propietarios

a

Sistemas de interconexión

Controladas por  organizaciones privadas ISO investiga los modelos existentes para definir un modelo abierto OSI

abiertos

Uso libre de la tecnología para todos

Organismos de estandarización en internet ISO Qué es ISO ? ISO- International Standards Organization.- Es una agencia internacional de normas que ven amplias materias. Fue fundado en 1946. Define todo tipo de estándares: tornillo, energía solar, etc. Información en; http://www.iso.ch/ Quienes lo conforman ? El 70% son instituciones de estándares gubernamentales. Por ejemplo, ANSI, American National Standards Institute

Organismos de estandarización en internet IAB Qué es IAB ? IAB- Internet Architecture Board , es un coordinador del diseño, ingeniería y gestión de la Internet. http://www.iab.org/ Que comites lo conforman ? IETF- Internet Engineering Task Force.- Comité para la ingeniería en internet. http://www.ietf.org/ IRTF- Internet Research Task Force.- Comité para la investigación en internet. http://www.irtf.org/

COMO TRABAJA LA IETF Que genera la IETF? Genera las RFC (Request For Comment) Genera los Draft (borradores) Como son los grupos de trabajo? Applications Area General Area Internet Area Operations and Management Area Routing Area Transport Area Security Area User Service Area

Ejemplo de RFC Entre las RFC, podemos citar como ejemplos a: RFC 791 corresponde al protocolo IP (versión 4). RFC 793 corresponde al protocolo TCP . RFC 2460 corresponde al nuevo protocolo IP (versión 6). RFC 3031 corresponde al “MultiProtocol Label Switching Architecture” o MPLS (enero de 2001). RFC 3486 corresponde a la compresión del protocolo SIP (febrero de 2003).

Que grupos existe en IRTF Authentication Authorisation Accounting Architecture Building Differentiated Services End-to-End Internet Resource Discovery Interplanetary Internet  Network Management  NameSpace Reliable Multicast Routing Secure Multicast Services Management Privacy and Security Information Infrastructure Architecture/

Organismos de estandarización en internet ITU-T  Qué es ITU-T ? ITU-T- International Telecommunication Union , es una agencia especializada de la ONU. Estudia y define recomendaciones técnicas, tecnologías, de operación y tarificación a nivel mundial. http://www.itu.int/ Quienes lo conforman ? Los representantes de los gobiernos. ITU-T Fue creada el 01 de marzo de 1993 y sustituye al CCITT (Comité Consultivo Internacional de Telefonía y Telégrafos). (*)Perú ingresó el 12-Julio-1915

Normas en la ITU-T  Cuales son las normas más significativas ?  Recomendaciones de la serie V 

Se ocupa de las conexiones de equipos de redes, denominado Equipo Terminal de Datos (DTE).  Recomendaciones de la serie X 

Se ocupa de la conexión de DTE en redes de datos públicas  Recomendaciones de la serie I 

Se ocupa de la conexión de DTE conectados con la ISDN.

CONCEPTOS DE PROTOCOLOS

IDEA DE PROTOCOLO Quiero despedirm e

Se va despedir 

Español

Italiano

Traduce

Good-bye

Traduce

Good-bye

IDEA DE CAPAS Yo soy la

Enviar una carta APLICACION Me responsabilizo en la APLICACION

Me responsabilizo en el TRANSPORTE Me responsabilizo en ENCAMINAR la información

Me responsabilizo en el envío FISICO

QUE ES UN PROTOCOLO ?

Es un conjunto de convenios y de reglas que gobiernan el intercambio de datos entre dos entidades

Concepto de protocolo Aplicación para Control para la transferencia Aplicación para la transferencia la transferencia de archivos de archivos de archivos Módulo del Módulo del Mensajes del servicio servicio de servicio de de comunicaciones comunicaciones comunicaciones Módulo de Interfaz Red de Módulo de acceso a la de red comuniacceso a la caciones red red

Protocolo: Conjunto de convenios, de reglas que gobiernan el intercambio de datos entre dos entidades

Aspectos generales de los protocolos Aplicación

01 módulo de comunicación

Módulo 1 Módulo 2 Módulo 3

Módulo n

Arquitectura de protocolos

Una aplicación en SAP1 del computador IPa

Ejemplo ilustrativo (1) E:mail hacia IPc

Punto de (*) Llamado acceso al también servicio.  Puerto  SAP 

Aplicaciones 1 2 3 Transporte Acceso a red Dirección IPb

Aplicaciones 1 2 3 Transporte Acceso a red Dirección IPa

Red de comunicacione s

Se recibe en una aplicación en SAP2 del computador IPc

Aplicaciones 1 2 3 Transporte Acceso a red Dirección IPc

Ejemplo ilustrativo (2) Entidad: Cualquier cosa con capacidad de recibir y enviar información. Ejemplo, programas de aplicación

Dos entidades se comunicarán si tienen el mismo lenguaje

Dirección IPa

Datos

Aplicaciones 1 2 3 Transporte Acceso a red

SAP2

Datos Aplicaciones 1 2 3 SAP2 Datos Transporte

Datos

PDU de transporte

IPc SAP2

Datos

IPc SAP2

Paquete

Sistema: Un objeto físico que contiene uno o más entidades. Ejemplo, computadores

IPc SAP2

Dirección IPc

Datos

Red de comunicacione s

Datos

Acceso a red

SINTETIZANDO LA IDEA DE PROTOCOLOS Una clave es que deben tener un formato común . Los protocolos están ubicados en capas . Emisor

Receptor Capa n+1

Se define protocolos

Capa n

Capa n+1

Comunicación de par a par 

Capa n-1

Capa n Capa n-1

RED

 

Características de los protocolos Directo/Indirecto Las comunicaciones pueden ser directas (punto a punto) o indirectas (redes) Monolítico/Estructurado Definido por una sola unidad o un conjunto de módulos, niveles o capas. Simétrico/Asimétrico Comunicación entre entidades paritarias. Un protocolo de red se comunica con otro de red. La asimetría es para hacer una entidad más sencilla posible. Normalizado/No normalizado  No normalizado es para un computador en particular. Es necesario su normalización para ser aceptado.

Fragmentación La redes IP están formadas de diferentes tecnologías. Una tecnología de red transporta como máximo una cantidad de bytes de datos, MTU. Fragmentación dato

dato

dato

Red de tecnología A

dato dato dato

Red de dato tecnología B dato

dato dato dato

Funciones de un protocolo:Segmentación/Ensamblado Segmentación (fragmentación)/Ensamblado. Una aplicación envía datos en mensajes, el protocolo de nivel inferior puede dividir estos datos en bloques. Razones de segmentar. ATM limitado a 53 bytes/Ethernet limitado a 1526 bytes. Control de error más eficiente con menos datos (PDU). En el receptor menor capacidad de memoria. Desventaja de segmentar. Poca eficiencia. Relación Datos/Control menor. Se interrumpe muy seguido al procesador. Más tiempo en procesar PDU más pequeños y numerosos.

Funciones de un protocolo:Encapsulado Encapsular 

Control

Datos PDU Datos PDU

La información de control contiene: Dirección de destino y origen. Detección de error. Información sobre el tipo de dato que transporta.

Otra idea de Encapsular

NO COMBI

Funciones de un protocolo:Multiplexación Protocolo 1 (ICMP)

Protocolo 2 (UDP)

Protocolo 3 (TCP)

Protocolo x (IP)

Uso de un campo tipo de protocolo

Envío de datagrama

Protocolo n (RSVP)

Funciones de un protocolo:Control de flujo El receptor limita la cantidad o velocidad de datos que envía el emisor. Stop-and-wait. Espero confirmación

Ventana deslizante. PDU1 PDU2

PDUn

Funciones de un protocolo:Control de conexión Tipos de conexión: No orientados a conexión: Los PDU son independientes Orientados a conexión: Se establece una asociación lógica entre entidades. Se intercambian grandes datos.

Control de conexión. t=0

Entidad de  protocolo

Entidad de  protocolo

Varios intercambios

t=t1

PROTOCOLOS ORIENTADOS  Y NO ORIENTADOS A CONEXION

Protocolo No Orientado a la Conexión Transmisor

Receptor

Dato Dato Dato Dato Dato Dato

 

Dato Dato Dato Dato

Dato

Dato

Dato Dato Dato

Dato Dato

Dato Dato

Dato

Dato

Cada paquete de datos es enviado a la red sin la necesidad de que el destino avise la recepción de cada dato.

Protocolo Orientado a la Conexión

Dato Dato Ack Dato Ack Dato

Dato Dato Ack Dato Ack Dato

Dato Ack Dato

Cada vez que un paquete de datos es enviado a la red, el receptor debe informar al transmisor de su llegada (Ack).

Funciones de un protocolo:Envío ordenado A cada PDU se debe asignar un número en el transmisor para recuperar ordenadamente un mensaje de datos (protocolos orientados a conexión). Funciones de un protocolo:Control de error Se debe gestionar las pérdidas o los errores de datos y control. No se recibe confirmación de un PDU, entonces re-enviar PDU.

Organización del software Emisor 

Emisor 

Capa n

Capa n

Capa 2 Capa 1

Capa 2 Capa 1

Red