Teoría de las Comunicaciones (a.k.a Redes ) Claudio Enrique Righetti Segundo Cuatrimestre 2011 Departamento de Computación Facultad de Ciencias Exactas y Naturales Universidad de Buenos Aires Argentina

“ Cuando se proclamó que la Biblioteca abarcaba todos los libros, la primera impresión fue de extravagante felicidad. Todos los hombres se sintieron señores de un tesoro intacto y secreto. No había problema personal o mundial cuya elocuente solución no existiera: en algún hexágono.” Jorge Luis Borges, « La Biblioteca de Babel »

Y tuvimos las redes de energía eléctrica …. Prime Minister Gladstone (a Victorian) was sent to see Michael Faraday in the Royal Institution. He was shown a dynamo and some flickering needles. Gladstone:- "This electricity stuff is all very well, Mr Faraday, but what use is it?" Faraday:- "One day, Mr Gladstone, you will be able to tax it".

Algunos Hitos y “predicciones”…. 1836: Telégrafo de Samuel Morse 1861: Crecimiento explosivo de la red telegráfica en Europa y Estados Unidos 1876: Teléfono de Alexander Graham Bell “Este teléfono” tiene muchos inconvenientes para que pueda ser considerado seriamente como un medio de comunicación. El dispositivo, de por sí, no tiene valor para nosotros”(Memorando interno de la compañía Eléctrica Western Union en 1876) No olvidar al Italiano residente en USA que no tuvo plata para patentar el teléfono. 1893: Surgimiento de AT&T 1897: Tubo de rayos catódicos (inventado por K. F. Braun) 1901: Telegrafía inalámbrica transatlántica (G. Marconi)

Mas predicciones ….. “640 Kilobytes de memoria RAM deben ser suficientes para cualquiera”. Bill Gates. Microsoft “Pienso que en el mundo puede que haya mercado para cinco computadores”. Thomas J. Watson. Presidente de IBM 1943

Algunos Hitos y “predicciones” (cont.)…. 1906: Lee de Forest y el amplificador valvular “Mientras que la TV es técnica y teóricamente factible, desde el punto de vista comercial y financiero es un desastre”. (Dr. Lee de Forest) 1915: Enlace telefónico transcontinental 1916: Máquina teletipo (télex) 1919: Primeras transmisiones comerciales de radio 1927: Televisión de J. L. Baird 1947: John Barden, Walter Brattain y William Shockley inventan el transistor, recibiendo el Premio Nobel de Física en 1956

Erlang Agner K. Erlang (1878 – 1929) Copenhagen Telephone Company 1908 El trabajo fundacional: “The Theory of Probalilities and Telephone Conversations”, Erlang unidad de tráfico

Central de conmutación de circuitos ….

Que son las redes de comunicaciones?

Algunos Trabajos fundacionales …. Kleinrock, L. "Models for Computer Networks", Conference Record, IEEE International Conference on Communications, Boulder, Colorado, pp to 21-16, June 1969 Kleinrock, L. and W. Naylor, "On Measured Behavior of the ARPA Network", AFIPS Conference Proceedings, Vol. 43, National Computer Conference, Chicago, Illinois, May 1974, AFIPS Press, Montvale, New Jersey, pp , 1974

Inicios de la conmutación de paquetes..

La mas grande red de redes del mundo. Utiliza los protocolos TCP/IPy packet switching. Funciona sobre cualquier susbsistema de comunicaciones Que es Internet ?? [1] [1] Vinton Cerf, Co-Creador de TCP/IP, circa 1990

[1] Larry L. Peterson and Bruce S. Davie Computer Networks: A Systems Approach. Third Edition.The Morgan Kaufmann Series in Networking, David Clark, Series Editor, 2003 Una definición recursiva[1]………….

Bloques … Nodos: PC, hardware dedicado,etc…  hosts  switches Enlaces: cable coaxial, fibra óptica…  Punto a punto  Acceso Múltiple ■ ■ ■ (a) (b)

Redes Conmutadas  Dos o mas nodos conectados por un enlace, o…  dos o mas redes conectada por un nodo Una red se puede definir recursivamente...

Paradigmas ( cont..)  Conmutación de circuitos. La conexión solo se establece cuando se necesita, pero mientras hay conexión el “ancho de banda” está reservado al usuario tanto si lo usa como si no. Subutilización de la infraestructura.  Conmutación de paquetes. El ancho de banda disponible es compartido por diversos usuarios, de forma que se multiplexa tráfico. Se pueden generar circuitos virtuales. El ancho de banda no está reservado y hay un mayor aprovechamiento de la infraestructura.

Conmutación de Paquetes: direccionamiento y ruteo (Routing) Dirección: byte-string que identifica un nodo  Generalmente única Ruteo: proceso de reenvío de un mensaje a su nodo destino basado en su dirección Tipos de direccionamiento  unicast: a un nodo especifico  broadcast: a “todos los nodos de la red”  multicast: a un subconjunto de nodos de la red

Conmutación de Paquetes: direccionamiento y ruteo (Routing) Dirección: byte-string que identifica un nodo  Generalmente única Ruteo: proceso de reenvío de un mensaje a su nodo destino basado en su dirección Tipos de direccionamiento  unicast: a un nodo especifico  broadcast: a “todos los nodos de la red”  multicast: a un subconjunto de nodos de la red

Multiplexación ( Multiplexing) Multiplexación por división de tiempo ( Time- Division Multiplexing, TDM) Multiplexación por división de Frecuencia ( Frequency-Division Multiplexing, FDM)

FDM y TDM FDM Frecuencia Tiempo TDM Frecuencia Tiempo 4 usuarios Ejemplo:

Multiplexación Estadística “división del tiempo bajo demanda” Paquetes de diferentes fuentes “comparten” el enlace Se encolan los paquetes que “compiten” por el enlace Cuando hay “buffer overflow” decimos que tenemos congestión ■ ■ ■

Taxonomía de la red Redes de telecomunicaciones Redes de conmutación de circuitos FDM TDM Redes de conmutación de paquetes Redes con VC Redes de datagramas Las Redes de datagramas no se encuentran orientadas a conexión. Internet aporta a las aplicaciones tanto servicios orientados a conexión (TCP) como servicios sin conexión (UDP).