Redes de computadores

Competencias Usar aplicaciones distribuidas Diseñar e implementar protocolos de aplicaciones distribuidas Administrar redes y aplicaciones distribuidas Diseñar redes de computadores Identificar vulnerabilidades Configurar redes de computadores Seleccionar componentes de redes Instalar redes de computadores Desarrollar tecnologías y paradigmas

red Estructura: componentes e interconexión Topología: mejores caminos Lan, hosts, ruteadores, subred Topología: mejores caminos Grafos: nodos, arcos Arquitectura: modularidad Capas (niveles), protocolos

Ventajas de los sistemas en red Compartición de recursos Compartir la carga: programas distribuidos Compartir recursos: impresoras, discos, etc. Mayor Confiabilidad Duplicación de archivos Duplicación de dispositivos Reducción de costos Servidores de archivos compartidos Servidores de impresoras Valores main−frame/microcomputadores Medio de comunicación Correo electrónico Paneles de discusión Chat Etc.

Modelo de comunicación ruido Fuente codificador canal decodificador Destino Codificación de fuente: representar los símbolos de la fuente en su forma mínima. (compresión, teoría de la información, zip) Codificación de canal: codificar los símbolos de la fuente para su transmisión a distancia. (señales más resistentes al ruido, detección de errores). Decodificación: recuperar los símbolos originales.

topología red grafo nodos arcos enlaces DCE DTE difusión modelada por grafo tiene nodos arcos representan representan enlaces DCE DTE de tipo de naturaleza difusión electromagnética eléctrica Punto-a-punto DCE: equipo portador de datos DTE: equipo terminal de datos

Topologías de redes Punto−a−punto: Difusión: Anillo Satélite Bus

Tipos de comunicación La comunicación, independientemente de su tipo, se debe adaptar a la red disponible. Tipo de comunicación Tipo de canal Uno − a − uno Punto − a − punto Difusión Difusión Punto − a − punto: Los mensajes pasan de un nodo a otro siguiendo una ruta Difusión: Si un nodo transmite un mensaje muchos pueden recibirlo. Si dos o más nodos transmiten simultáneamente, los mensajes colisionan y se hacen ilegibles.

Arquitectura redes protocolos Algoritmos y formatos niveles usan protocolos consisten en estructurados por Algoritmos y formatos niveles gobiernan p r o t o c o l o s comunicación divididos en entre es intercambio de entidades pares mensajes repartidas en contienen nodos información

Arquitectura de red Conjunto de capas o niveles y protocolos Información suficiente para escribir un programa o construir hardware que cumpla correctamente con el protocolo especificado.

Evolución del modelo de redes a) Modelo primitivo b) Nuevas entidades pares intermedias c) Capas o niveles d) Integración al Sistema Operativo

Arquitectura de red, ejemplo

Definiciones OSI PROTOCOLO: SERVICIO: Conjunto de algoritmos y formatos que gobiernan la comunicación entre entes de un nivel N (capa N), dando el servicio establecido al nivel N+1. Capa n+1 Capa n+1 protocolo capa n Capa n Capa n Capa n-1 Capa n-1 SERVICIO: Capacidad dada por el nivel N y los niveles subyacentes, a través de las entidades del nivel N, en el interfaz entre los niveles N y N + 1.

Definiciones OSI (Cont.)

Ejemplo anidamiento IP V.4 Ethernet preámbulo DD DO DATOS PAD CRC 7 1 6 6 2 0-1500 2 4 preámbulo DD DO DATOS PAD CRC 10101010 delimitador de inicio 10101011 largo de datos relleno

Definiciones OSI (Cont.) IDU ICI SDU n+1 SAP interfaz n ICI SDU SDU SAP: Punto de acceso al servicio. IDU: Unidad de datos de la interfaz. SDU: Unidad de datos del servicio. PDU: Unidad de datos del protocolo. ICI: Información de control de la interfaz. encabezado capa n c

Equivalencia OSI TCP/IP 7 aplicación aplicación 6 presentación presentación No las hay en Este modelo 5 sesión sesión 4 transporte transporte 3 red red 2 Enlace de datos Host a red 1 física

Protocolos y redes TCP/IP (DóD) inicialmente TELNET FTP SMTP DNS Aplicación TCP UDP protocolos Transporte IP Red Física + Enlace de datos IP IP IP IP redes

Internet ISP regional Red dorsal (backbone) POP Granja de servidores Sistema telefónico Cliente NAP Enrutador LAN corporativa NAP: punto de acceso a red ISP: proveedores de acceso a internet POP: punto de presencia

Estructura de red LAN LAN Frontera de la Subred de comunicación Hosts ruteadores LAN LAN LAN LAN La internet tiene enlaces puanto−a−punto y multipunto (difusión)

Estructura de red: capas

Organizaciones de estandarización ITU: Unión Iternacional de las Telecomunicaciones (ONU) ITU−R: asignación de frecuencias de radio. ITU−T: estandarización de telecomunicaciones (CCITT) ITU−D: sector de desarrollo. ISO: Iternational Standards Organization Miembros: organizaciones nacionales (DIN, ANSI, AFNOR, BSI. tc.) Comités Técnicos (unos 200), OSI (TC97): computación y redes. IEEE: organización profesional más grande del mundo (IEEE 802) Internet Society IAB: Internet Architecture Board IRTF: Internet Research Task Force Genera los RFC: Request For Comments

Ingeniería de protocolos Representación formal Autómatas Gráfos Diagramas de tiempo Redes de petri Técnicas de descripción formal

Pruebas de protocolo Validación: Comprobación de que un protocolo cumple una serie de propiedades: ausencia de interbloqueos. ausencia de lazos improductivos. capacidad de recuperación y sincronización. Verificación: Demostración de que un protocolo, junto con el servicio dado por el nivel inferior, dan al nivel superior el servicio especificado: Exploración del árbol de estados (para autómatas). Equivalencias algebraicas (para descripciones observables). Verificación lógica (para descripciones axiomáticas).

Análisis de prestaciones Modelado estadístico de un protocolo con la finalidad de determinar su eficacia. Un protocolo no solo debe ser lógicamente correcto, también debe realizar sus funciones eficientemente. Estimación del caudal eficaz, ocupación de recursos y tiempos de respuesta, bajo los supuestos de tráficos característicos del nivel. Simulación, la complejidad de los protocolos actuales no permite hacer, en la mayoría de los casos, modelos analíticos. Pruebas parciales. Una prueba nunca puede ser total por problemas de complejidad (salvo en casos triviales). Es necesario realizar automatización o semi automatización de la generación de pruebas.