Introducción a Redes

Introducción a Redes
Utilizacion de redes de computadoras
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•
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Aplicaciones de negocios
Aplicaciones caseras
Usuarios moviles
1
Aplicaciones de negocios de las
redes de computadoras
z
Una red con dos clientes y un servidor
Aplicaciones de negocios de las
redes de computadoras(2)
z
El modelo cliente-servidor involucra
peticiones y respuestas.
2
Aplicaciones de redes caseras
z Acceso a informacion remota
z Comunicacion interpersonal
z Entretenimiento interactivo
z Comercio Electronico
Aplicaciones de redes caseras(2)
z
En un sistema p2p no hay un cliente o un
servidor fijo.
3
Aplicaciones de redes caseras(3)
z
Comercio Electronico.
Redes de usuarios moviles
z
Redes inalambricas y computo movil
4
Tipos de redes de computadoras
z Redes de Area Local
z Redes de Area Metropolitana
z Redes de Area Amplia
z Redes Inalambricas
z Redes Caseras
z Internet
Redes tipo broadcast
z Tipos
de tecnologia de
transmision
z Enlaces tipo broadcast
z Enlaces punto a punto
5
Redes tipo broadcast(2)
z
Clasificacion de redes en base a su escala.
Redes de Area Local
6
Redes de Area Metropolitana
z
La red de television por cable
Redes de Area amplia
z
Relacion entre computadoras de las LANs y
su subred
7
Redes de Area amplia(2)
z
Flujo de paquetes entre transmisor y
receptor.
Redes Inalambricas
Categorias de Redes
Inalambricas:
z Interconexion de sistemas
z LANs Inalambricas
z WANs Inalambricas
8
Redes Inalambricas(2)
z
z
(a) Bluetooth
(b) WiFi
Redes Inalambricas(3)
z
z
(a) Individual mobile computers
(b) A flying LAN
9
Categorias de redes caseras
z
z
z
z
z
Computadoras (PC, PDA, perifericos compartidos)
Entretenimiento (TV, DVD, VCR, camara, estereo,
MP3)
Telecomm (telefono, celular, intercom, fax)
Electrodomesticos (microondas, refrigerador, reloj, AC)
Telemetria (alarma de robo, monitoreo de infantes).
Software de Redes
Jerarquia de protocolos
z Problemas de diseno para cada capa
z Servicios orientados y no orientados a
conexion
z Primitivas de servicio
z La relacion de servicios a protocolos
z
10
Protocolos
“Conjunto de reglas que definen el formato y
el orden de los mensajes entre dos o mas
entidades de comunicación, así como las
acciones tomadas para transmitir y/o recibir
un mensaje o evento”.
Software de Redes
Jerarquia de Protocolos
z
Capas, protocolos, e interfaces.
11
Jerarquia de Protocolos(2)
Location A
I like
rabbits
Message
Location B
Philosopher
J'aime
bien les
lapins
3
2
1
3
L: Dutch
Ik vind
konijnen
leuk
Fax #--L: Dutch
Ik vind
konijnen
leuk
Information
for the remote
translator
Information
for the remote
secretary
Jerarquia de Protocolos
z
Translator
Secretary
L: Dutch
Ik vind
konijnen
leuk
Fax #--L: Dutch
Ik vind
konijnen
leuk
2
1
(3)
Flujo de comunicacion
12
Modelos de Referencia
z Modelo
de Referencia OSI
z El modelo de referencia TCP/IP
z Critica al modelo de referencia OSI
z Critica al modelo de referencia TCP/IP
¿ Qué es el modelo OSI ?
z
Un modelo conceptual que describe cómo debe
ocurrir la comunicación de datos representado en
siete grupos llamados “capas”.
z
Especificación de conceptos y funcionalidad
desde la interface física del equipo (capa física)
hasta la interface del usuario (capa de aplicación).
13
¿ Qué es el modelo OSI ?
¿ Por qué OSI ?
z
Para definir un punto de convergencia entre los
múltiples productos emergentes.
z
Para establecer las reglas a seguir y asegurar la
interconexión entre equipos de diferentes
fabricantes.
z
Es un modelo que contiene un conjunto de
protocolos que pretenden definir y estandarizar el
proceso de comunicación de datos.
14
Su promesa: sistemas abiertos
•Sistemas con una arquitectura flexible y
adaptable a otros sistemas de diferente
arquitectura. Como se dice comúnmente
“independientes de la plataforma”.
•Si un vendedor implementa cada uno de los
protocolos definidos en cada capa, sus equipos
deberán comunicarse con los equipos de otros
vendedores.
Modelos de referencia (2)
Modelo de referencia TCP/IP
15
Modelos de referencia (3)
z
Protocolos y redes en el modelo se
referencia TCP/IP
Critica de los protocolos del modelo
OSI
Por qué no se sigue utilizando?
z Poco oportuno
z Malas tecnologías
z Malas implementaciones
z Malas políticas
16
Poco oportuno
z
The apocalypse of the two elephants.
Critica del modelo de referencia TCP/IP
Problemas:
z Diferencia entre protocolo, servicio e
interface no muy notable.
z No es un modelo general
z Capa de nodo a maquina en realidad no
se puede considerar capa.
z No se mencionan las capas física ni de
enlace
z Protocolos relacionados entre capas,
difíciles de intercambiar
17
Modelo Hibrido
Este modelo se utilizará en el curso
Modelo de referencia OSI
Orígenes y evolución
z Dado a conocer en 1977-1978 por la
Organización Internacional de Estándares
(ISO).
z El modelo OSI tiene el apoyo de la gran
mayoría de los fabricantes de equipos para
redes y cómputo, clientes y gobiernos.
18
Dos divisiones del modelo
Las primeras cuatro capas
proveen los servicios necesarios
extremo-a-extremo para transferir
datos entre dos sistemas. Son los
protocolos usados para enlazar
dos computadoras.
Las últimas tres capas proveen
los servicios de aplicación
requeridos para intercambiar
información a través de los
servicios del sistema operativo de
cada computadora.
1. Capa física
z
La capa física representa la interface de
comunicación del equipo, es decir, el elemento de
comunicación del equipo con el medio de
transmisión.
z
Especificaciones como:
número de pines,
servicios de conexión,
desconexión, definiciones
eléctricas y mecánicas.
19
2. Capa de enlace de datos
z
z
z
Establece la conexión de enlace de datos entre
entidades en red, se implementa en la tarjeta
interface.
Provee mecanismos para
transferir datos de manera
confiable a través del enlace físico.
Se fragmentan los datos en marcos y se envían
secuencialmente. También confirma la recepción de
marcos.
2. Capa de enlace de datos
z
Se divide en dos subcapas:
–
–
z
z
Medium Access Control (MAC).
Logical Link Control (LLC).
La MAC ensambla los datos a enviar en marcos y en
el receptor los desensambla antes de pasarlos a la
LLC.
La LLC es responsable de la conexión, es la que
contiene el protocolo. A este nivel está la MAC
address o dirección de hardware.
20
Dirección MAC
z
La dirección capa-MAC o dirección de
hardware es un número que el fabricante
asigna de manera única a cada interface
(tarjeta) de conexión de red.
21
3. Capa de red
z
z
z
z
z
z
La principal función es el enrutamiento.
Establecer la conexión.
Liberar la conexión.
Transferir datos.
Confirmar la recepción de datos.
Reinicializar la conexión.
Función de un protocolo capa 3
22
4. Capa de transporte
z
z
z
Se asegura de que los datos
fueron enviados y recibidos de
manera exitosa entre dos
computadoras.
Si hay errores, es responsable de
solicitar la retransmisión de datos.
Esta capa funciona como
interface entre las primeras capas
y las últimas tres.
Función de un protocolo capa 4
23
5. Capa de sesión
z
z
z
Es aquí donde se establece el punto de
conexión entre usuarios/sistemas.
La funcionalidad radica en: decidir
cuando establecer la conexión,
transferir los datos y liberar la
conexión.
Se negocia con los programas
corriendo en cada máquina para
establecer la conversación entre ellas.
6. Capa de presentación
z
z
z
Su función es establecer la
sintáxis de los datos transferidos
entre nodos.
Las funciones son: establecer la
sesión, transmisión de datos,
negociación de sintáxis,
formatear sintáxis y término de la
sesión.
Un ejemplo sería abrir una
ventana de datos de UNIX a
Windows.
24
7. Capa de aplicación
z
z
z
Provee la interface para el
usuario. El software de
interacción entre la
computadora y la red.
Esta capa provee los servicios
a las aplicaciones, de tal modo
que puedan acceder las
capacidades de OSI.
Ejemplos: Telnet, FTP.
Organización del viaje aéreo
25
Vista funcional en capas
Capas: cada capa provee un servicio a las capas superiores
•via sus propias acciones de capa
•Apoyándose en servicios que provee la capa inferior
Los datos a través de la red
26
Trayectoria real de los datos
Ejemplo de redes
z
Internet
z
Redes orientadas a conexión:
X.25, Frame Relay, and ATM
z
Ethernet
z
LANs Inalámbricas: 802:11
27
ARPANET
z
z
(a) Estructura de una red telefónica.
(b) Estructura propuesta por Baran.
ARPANET (2)
z
Diseño original de ARPANET.
28
ARPANET (3)
z
Crecimiento de ARPANET (a) Diciembre 1969. (b) Julio 1970.(c)
Marzo 1971. (d) Abril 1972. (e) Septiembre 1972.
NSFNET
z
The NSFNET backbone in 1988.
29
Uso de Internet
Aplicaciones tradicionales (1970 – 1990)
z Correo electrónico
z News
z Login remoto
z Transferencia de archivos
z
Arquitectura del Internet
Panorama general de Internet
30
Arquitectura del Internet
z
z
Quasi-jerárquica
al centro: ISPs de “tier-1” (e.g., UUNet,
BBN/Genuity,Sprint, AT&T), cobertura
nacional/international
–
Se tratan unos a otros como iguales
ISP de tier-1 : e.g., Sprint
Red dorsal en USA
31
Estructura de Internet : red de redes
z
ISPs de “tier-2” : ISPs mas pequeños
(regionales)
–
Se conectan a uno o mas ISPs tier-1,
posiblemente a otros ISPs tier-2
Estructura de Internet : red de redes
z
ISPs “tier-3” e ISPs locales
–
Red (de “acceso”) de último salto (mas cercana a
sistemas extremos)
32
Estructura de Internet : red de redes
z
Un paquete pasa a través de muchas redes
Direcciones en Internet
z
Sirven para localizar computadoras y dispositivos en
Internet.
z
El protocolo IP trabaja con direcciones de 32 bits
z
Normalmente se representan con cuatro números
decimales separados por puntos, e.g.,
128.33.125.12
z
Estas son difíciles de recordar por las personas, por
lo que se creó el sistema DNS (Domain Name
System).
33
Direcciones en Internet
z
Bajo DNS, a las direcciones se asocian nombres
tales como:
–
–
–
–
www.uabc.mx
www.cicese.mx
www.conacyt.mx
www.ebay.com
Circuitos virtuales ATM
z
Un circuito virtual
34
Circuitos virtuales ATM (2)
Celda ATM
Modelo de Referencia ATM
Modelo de referencia ATM.
35
Modelo de referencia ATM (2)
Capas/subcapas ATM y sus funciones
Ethernet
Arquitectura original de Ethernet
36
LANs Inalámbricas
z
z
(a) Red Inalámbrica con estación base.
(b) Redes ad hoc.
Redes Inalámbricas (2)
El radio de cobertura frecuentemente no es
suficiente para cubrir toda el área
37
Redes Inalámbricas (2)
Red 802.11 multicelda
Estandarización de redes
¿Quien es quien en el mundo de las
telecomunicaciones?
z ¿Quien es quien en el mundo de
estándares internacionales?
z ¿Quien es quien en el mundo de
estándares de Internet?
z
38
ITU
z Sectores principales
•
•
•
Radiocomunicaciones
Estandarizacion de Telecomunicaciones
Desarrollo
z Tipo
•
•
•
•
de Miembros
Gobiernos nacionales
Miembros Sectoriales
Miembros Asociados
Agencias Reguladoras
Estandares IEEE 802
Grupos de trabajo 802. Los importantes tienen *.
Los que tienen È no estan trabajando. Los que
tienen † se dieron por vencidos.
39