INTRODUCCION a las REDES DE DATOS Ing. Edgar Enrique Ruiz Facultad de Ingeniería Departamento de Ingeniería de Sistemas Julio 2014

Introducción Redes de Datos Computadores + Sistemas Comunicaciones = redes de computadores Computadores autónomos interconectados para intercambiar información

Alguna otra ventaja ? Ventajas de las redes Compartir recursos Ahorro (PCs versus Mainframes) Desarrollo de aplicaciones Cliente – Servidor Alguna otra ventaja ? Imagen Tomada de [1] Computer Networks

Clasificación de las redes Según la tecnología de transmisión: Redes por difusión (broadcast networks) Las estaciones comparten un canal (Ej. Ethernet) Redes punto a punto Enlaces entre equipos (Ej. Enlaces entre Routers)

Clasificación de las redes Según el tamaño LAN (Redes de área local) WAN (Redes de área amplia) …

Redes de área local (LAN) Tamaño limitado Administración simplificada Transmisión por difusión Velocidades de 10 Mbps - 10 Gbps Retardos muy bajos (microsegundos) Baja tasa de errores Topologías Bus (IEEE 802.3, Ethernet) Anillo (IEEE 802.5, Token Ring)

Redes de área local (LAN) Imagen Tomada de [1] Computer Networks

Redes de área amplia (WAN) Interconectan máquinas a grandes distancias Componentes: Máquinas que corren aplicaciones (hosts) Subred de comunicaciones (subnet) Líneas de transmisión (enlaces punto a punto, circuitos, canales, troncales) Enrutadores (routers) Imagen Tomada de [1] Computer Networks

Redes de área amplia (WAN) Principios de funcionamiento: Generalmente usan conmutación de paquetes (Packet-Switching) o celdas (paquetes pequeños y de igual tamaño) Son basadas en enlaces punto a punto con múltiples topologías. En redes con satélites se puede usar difusión (Broadcast)

Arquitectura de redes Arquitectura de red Pila de protocolos Conjunto de capas y protocolos Pila de protocolos Conjunto de protocolos utilizados en una Arquitectura de red Modelo de Capas Cada capa realiza un conjunto bien definido de funciones que ofrece como servicios a las capas superiores Las Entidades son elementos activos en las capas Las entidades de la capa N implementan los servicios de esa capa que son usados por las entidades de la capa N+1 Imagen Tomada de [1] Computer Networks

Arquitectura de redes Parejas de entidades Protocolos horizontales entidades de capas iguales en máquinas diferentes Protocolos horizontales las parejas de entidades se comunican por protocolos de capa Transferencia vertical de la información el flujo real de información transcurre verticalmente Imagen Tomada de [1] Computer Networks

Arquitectura de redes Pila de protocolos Imagen Tomada de [1] Computer Networks

Arquitectura de redes Aspectos de diseño Direccionamiento Identificar y seleccionar máquinas Identificar y seleccionar procesos en las máquinas Reglas de la transferencia de datos modalidades simplex, half-duplex, full-duplex

Arquitectura de redes Aspectos de diseño Control de errores Detección de errores Corrección de errores Control de flujo Transmisor rápido hacia receptor lento Control del tamaño de los mensajes Desensamblado y reensamblado de mensajes largos Optimización del uso del canal (agrupamiento de mensajes cortos)

Arquitectura de redes Aspectos de diseño Interfaces entre capas Mecanismo de comunicación entre capas Aísla los detalles de implementación puntos de acceso a los servicios cada capa ofrece estos puntos para acceder a sus servicios (Service Access Point) Imagen Tomada de [1] Computer Networks

Arquitectura de redes Aspectos de diseño Tipos de Servicio Orientados a conexión Se establece conexión Se usa la conexión Se libera la conexión No orientados a conexión No es necesario el establecimiento de una conexión antes del envío de información No hay garantía de la entrega del mensaje

Modelo de referencia ISO - OSI International Standards Organization (ISO) Open Systems Interconnection (OSI) Principios: Cada capa debe realizar una función bien definida La función de cada capa debe ser elegida teniendo en cuenta la definición de protocolos estandarizados internacionales El número de capas debe ser lo suficientemente grande como para que funciones diferentes no caigan por necesidad dentro de la misma capa pero lo suficiente pequeño como para que la arquitectura sea manejable

Modelo de referencia ISO - OSI Imagen Tomada de [4] Guía CCNA 1 y 2

Modelo de referencia ISO - OSI Imagen Tomada de [1] Computer Networks

Modelo OSI Capa Física Transmisión de los bits por un canal de comunicación Interfaces mecánicas, eléctricas y de procedimiento Uso del medio físico

Modelo OSI Capa de Enlace de Datos Transforma la línea en un enlace libre de errores de transmisión Agrupa los bits en tramas de datos e intercambia tramas de reconocimiento entre los extremos Realiza control de flujo En redes por difusión, resuelve acceso al medio Existe para eso la subcapa de acceso al medio

Modelo OSI Capa de Red Controla la operación de la subred de comunicaciones Se encarga del enrutamiento, con base en tablas estáticas o dinámicas Controla la congestión de la subred Frecuentemente realiza funciones de tasación Resuelve la interconexión entre redes heterogéneas.

Modelo OSI Capa de Transporte Fragmenta datos de la capa superior en unidades menores si es necesario Establece en caso de necesidad varias conexiones de transporte en una única de red (multiplexado) Determina el tipo de servicio que reciben las capas superiores Es la primera capa extremo a extremo de la comunicación realiza control de flujo Direccionamiento entre procesos

Modelo OSI Capa de Sesión Capa de Presentación Administra el control de diálogo en conexiones de tráfico alternante Recuperación de errores (sincronización). Capa de Presentación Resuelve diferencias de la información transmitida en las máquinas de los extremos(ejemplo: little-endian MSB vs big-endian LSB primero)

Modelo OSI Capa de Aplicación Protocolos de aplicación general: Terminal virtual Transferencia de archivos Mensajería electrónica ….

Modelo OSI Imagen Tomada de [1] Computer Networks

Modelo TCP/IP Imagen Tomada de [1] Computer Networks

Modelo TCP/IP Capas Física y de Enlace Capa Internet Se suponen existentes Capa Internet Un sistema de conmutación de paquetes basada en una capa de interconexión entre redes no orientada a la conexión Se define el protocolo IP (Internet Protocol) Objetivos de la capa: Enrutar paquetes y evitar la congestión

Modelo TCP/IP Capa de Transporte Define como una pareja de entidades de aplicación realiza una conversación sobre el protocolo IP. Se definen dos protocolos: TCP y UDP TCP (Transmission Control Protocol): Protocolo confiable orientado a conexión. Permite que un flujo de bytes sea entregado a la máquina destino en correcto orden. Realiza fragmentación y defragmentación de los mensajes y control de flujo. UDP (User Datagram Protocol): protocolo no confiable, no orientado a la conexión. Permite mejores tiempos de repuesta o el uso de controles diferentes a los de TCP.

Modelo TCP/IP Capa de Aplicación contiene todos los protocolos de alto nivel: transferencia de archivos: FTP terminal virtual: TELNET correo electrónico: SMTP servicio de nombres de dominio: DNS www: HTTP etc., etc.

Protocolos TCP/IP Imagen Tomada de [1] Computer Networks

Referencias [1]Andrew S. Tanenbaum “Computer Networks”, Fifth Edition, Prentice Hall, 2012 [2]Douglas Comer, “TCP/IP”, Tercera Edición, Prentice Hall, 1996 [3]W.R.Stevens, “TCP/IP Illustrated”, Addison Wesley, 1994 [4] Guía CCNA 1 y 2, Aspectos básicos sobre Networking v 3.1, Cisco Press – Pearson Education, 2005