Redes de Computadoras

Transcripción

1 Redes de Computadoras Cósimo Stufano Justificación Las redes de computadoras han crecido exponencialmente. Hace dos décadas eran pocos los que tenían acceso a una red. Hoy, la comunicación por computadora se ha vuelto parte esencial de la vida cotidiana. Este curso cubre, en el sentido más amplio, la operación de las redes de computadoras y las interredes. Se hace un recorrido amplio y general de todos los aspectos de las redes, desde los niveles más bajos de transmisión y cableado hasta los más altos de programas de aplicación. En cada nivel se estudia como las características y los servicios ofrecidos por los niveles inferiores se utilizan y amplían en los siguientes. 1

2 Objetivos Proporcionar los conocimientos fundamentales sobre el funcionamiento y operación de las redes de computadoras. Presentar las aplicaciones existentes de esta tecnología que permiten satisfacer las necesidades de los usuarios. Objetivos específicos Dominar, a nivel básico, los aspectos físicos de las redes de computadoras (Hardware) Dominar los aspectos relacionados con los programas de red (Software): pila de protocolos, interfaces y servicios Estar en capacidad de desarrollar aplicaciones cliente-servidor a nivel básico 2

3 Contenido del curso Introducción Usos de las redes de computadoras Equipos de red. Programas de red Modelos de referencia Ejemplos de redes La capa física Transmisión de datos Medios de transmisión Transmisión por circuitos - El sistema telefónico Transmisión por paquetes - Redes locales y de área amplia Contenido del curso La capa de enlace de datos Servicios proporcionados Detección y corrección de errores Protocolos de la capa de enlace de datos Protocolos elementales Protocolos de ventana corrediza Protocolos de acceso múltiple Estándar IEEE 82 v. Otros protocolos La capa de red Interredes Algoritmos de enrutamiento Control de congestión La capa de red en Internet La capa de red en ATM 3

4 Contenido del curso La capa de transporte Servicios de transporte Protocolos de trasporte Protocolos de transporte de Internet Protocolos de la capa AAL de ATM La capa de Aplicación Interacción cliente-servidor Interfaces para creación de aplicaciones cliente servidor Aplicaciones de Internet Seguridad en las redes Contenido del curso Desarrollo de aplicaciones distribuidas Programación para redes (sockets) Invocación de procedimientos remotos (RPC) Sistemas de Objetos distribuidos (Corba, DCOM+) Aplicaciones WEB Lenguaje de marcas extendido (XML) 4

5 Sistema de evaluación Se asignarán trabajos para la casa cada dos o tres semanas con un valor total de 3%. Se realizarán dos evaluaciones escritas con un valor de 2% cada una. Se asignara un proyecto que incluye programación, con un valor del 3%. Bibliografía Tanenbaum, Andrew S., Redes de Computadoras, Prentice-Hall, 1996 Comer, Douglas E., Redes de Computadoras, Internet e Interredes, Prentice-Hall, 1997 Black, Uyless, Tecnolog as Emergentes para Redes de Computadoras, Prentice-Hall, 1999 Comer, Douglas E., Redes Globales de Información con Internet y TCP/IP, Prentice-Hall, 1996 Stevens, Richard W., Unix Network Programming, vol 1 & 2, Prentice-Hall, 1998 Hunt, Craig, TCP/IP Network Administration, O'Reilly & Associates, 22 5

6 Recursos de red Pagina Web Correo electrónico La Sopa de Letras 6

7 Arquitectura de Comunicación 1 I like rabbits Mensaje Jaime les lapins 3 2 Holandes: Ik hou van konijnen Protocolo: Idioma Holandes: Ik hou van konijnen 2 Fax #...: 3 Protocolo: Holandes: Holandes: 1 V.29, V.32 Ik hou... Fax #...: Ik hou... Arquitectura de Comunicación Usuarios Computadores Elementos de Red 7

8 El Modelo ISO-OSI Usuarios Usuarios Capa de aplicación Computadores Capa de presentación Capa de sesión Capa de transporte Capa de red Elementos de Red Capa de enlace de datos Capa físicaf Una Breve Historia 8

9 Línea del Tiempo 1876 Alexander Graham Bell inventa el teléfono Línea del Tiempo L. Kleindrock describe la conmutación de paquetes

10 Línea del Tiempo 1965 Primera WAN por L. Robert y T. Merril Línea del Tiempo Arpanet: 4 computadores, 56 kbits

11 Línea del Tiempo 1973 R. Metcalfe y D. Boggs construyen la primera red Ethernet a 3 Mbps Línea del Tiempo 1974 Vint Cerf publica descripción del protocolo TCP/IP

12 TCP/IP Capa de Aplicación Telnet,, FTP, HTTP Capa de Transporte TCP, UDP Capa de Red IP Capas inferiores Línea del Tiempo 1977 Hayes produce primer modem de 3 bps, $

13 Línea del Tiempo 1981 Primera tarjeta Ethernet 1 Mbps, $ Línea del Tiempo 1983 Enrutador Primer enrutador comercial, primeros teléfonos celulares, aprobado estándar Ethernet

14 Línea del Tiempo 1984 Conectados 1. computadores a Internet, primeras redes Novell Línea del Tiempo computadores en Internet, primer concentrador comercial

15 Línea del Tiempo 199 WWW 3. computadores en Internet, T. Barnes-Lee y R. Callau proponen el World Wide Web Línea del Tiempo 1993 Estándar Ethernet 1 Mbps, 2 millones de computadores conectados a Internet

16 Línea del Tiempo 1997 Red de cobertura norteamericana a 622 Mbps, Internet alcanza los 2 millones de computadores conectados Crecimiento de Internet 35,, 3,, Enero 1998 Computadores 25,, 2,, 15,, 1,, 5,, Aug-81 Aug-82 Aug-83 Aug-84 Aug-85 Aug-86 Aug-87 Aug-88 Aug-89 Aug-9 Aug-91 Aug-92 Aug-93 Aug-94 Aug-95 Aug-96 Aug-97 tiempo 16

17 Distribución Geográfica Representación de la Información Del Mundo Analogico al Digital 17

18 Tipos de Señales Analógica Digital Señales Digitales bits (binary digits) 1 Byte = 8 bits 1 KByte = 1.24 Bytes 1 MByte = 1.24 KBytes 1 GByte = 1.24 MBytes 1 MByte = bits 18

19 Computadora Memoria Escribe Lee 1111 CPU Bus PERIFÉRICOS Representación Binaria ASCII ENTEROS Signo

20 2 Representación Binaria PUNTO FLOTANTE PUNTO FLOTANTE 1 Signo Exponente Mantisa Representación Binaria MAPAS DE BITS MAPAS DE BITS

21 Representación Binaria Disco Duro Software Representación Inteligible Archivos:.wav.mid.xls.doc Uso de las Redes Aplicaciones 21

22 Redes vs Sistemas Distribuidos Redes Computadores autónomos El usuario debe iniciar explicitamente la comunicación Sistemas distribuidos Uno o varios CPUs integrados Transparente al usuario Sistemas Cliente- Servidor Programa Cliente Programa Servidor Información Requerimiento de información 22

23 Conexión Remota Usuario Servidor Correo Electrónico Mensaje Dirección Subject Cuerpo Servidor de correo Cliente de correo INTERNET o INTRANET Servidor de correo destino cstufano mail.luz.ve 23

24 Correo Electrónico Servidor de correo destino cstufano Servidor POP3 óimap mail.luz.ve Envío de mensajes INTERNET o INTRANET Solicitud de mensajes Cliente de correo Noticias USENET Propagación de noticia Cliente NNTP Publicación de noticia Servidor NNTP INTERNET o INTRANET Servidor NNTP Solicitud de noticias Envío de noticias Servidor NNTP Cliente NNTP 24

25 Servidor FTP Transferencia de Archivos Winzip32.exe Seminario.doc Gen&Tech.ppt Establecimiento de sesión get Seminario.doc Beatles.mid 7.mov Gen&Tech.ppt Envío de archivo Cliente FTP World Wide Web Servidor WEB Solicitud de información Base de Datos Navegador o Browser (Cliente) Texto Sonido Imagen Vídeo Multimedia Archivos HTML.gif.jpg.mov..mpg.mp3 CGI APPLETS Plug-in 25

26 Captura de Datos Arquitectura de Redes Hardware 26

27 Clasificación de Redes Tecnología de Transmisión Punto a Punto Medio Compartido Distancia 1m 1km 1km 1km 1km Tipo de Red Multi CPU Area Local Metropolitana Area amplia Internet Conexión Punto a Punto CPU 1111 CPU PERIFERICOS Memoria Memoria PERIFERICOS 27

28 Redes Punto a Punto Equipo de Red Medio Compartido Redes Locales Anillo Bus Estrella 28

29 Hardware de Red Computadores (Tarjeta de red, modem, etc.) Medios de comunicación : Fibra óptica Coaxial Par trenzado Microondas Equipos de red : Repetidores Transceptores Concentradores Conmutadores de red Enrutadores Servidor de terminales Redes de Area Amplia WAN 29

30 Intranet e Internet INTERNET WAN MODEM MODEM Arquitectura de Redes Software 3

31 Arquitectura de Comunicación 1 I like rabbits Mensaje Jáime les lapins 3 2 Holandes: Ik hou van konijnen Protocolo: Idioma Holandes: Ik hou van konijnen 2 Fax #...: 3 Protocolo: Holandes: Holandes: 1 V.29, V.32 Ik hou... Fax #...: Ik hou... Servicios, Protocolos e Interfaces Capa 3 Protocolo Capa 3 Capa 3 Interfaz 2-3 Interfaz 2-3 Capa 2 Capa 1 Protocolo Capa 2 Capa 2 Interfaz 1-2 Interfaz 1-2 Protocolo Capa 1 Capa 1 31

32 El Modelo ISO-OSI Capa de aplicación Capa de presentación Capa de sesión Capa de transporte Capa de red Capa de enlace de datos Capa físicaf Subred Capa de aplicación Capa de presentación Capa de sesión Capa de transporte Capa de red Capa de enlace de datos Capa físicaf Funciones de las Capas en el Modelo ISO-OSI Capa física: especifica las características físicas del canal de transmisión (voltajes para y 1 binarios, duración de un bit, etc.) Capa de enlace de datos: control de errores y retransmisión, división de datos en paquetes, regulación de flujo de datos, control de acceso al canal. Capa de red: determinar rutas de los paquetes de datos, control de congestión, interconectar redes heterogéneas. 32

33 Funciones de las Capas en el Modelo ISO-OSI Capa de transporte: Manejo de la conexión, tipos de servicio, multiplexación, etc. Capa de sesión: Manejo de sesiones, control de diálogo, sincronización, etc. Capa de presentación: Sintaxis y semántica de los datos, conversión de formatos, etc. Capa de aplicación: Terminal virtual, renombrado de archivos, directorios, correo electrónico, etc. Transmisión de Datos en el Modelo OSI Transmisor Capa de aplicación Capa de presentación Capa de sesión Capa de transporte Capa de red Capa de enlace de datos Capa físicaf DATA DATA DATA DATA DATA DATA DATA BITS Receptor Capa de aplicación Capa de presentación Capa de sesión Capa de transporte Capa de red Capa de enlace de datos Capa físicaf 33

34 Transmisión de Datos en el Modelo OSI Transmisor Capa de aplicación Capa de presentación Capa de sesión Capa de transporte Capa de red Capa de enlace de datos Capa físicaf DATA DATA DATA DATA DATA DATA DATA BITS Receptor Capa de aplicación Capa de presentación Capa de sesión Capa de transporte Capa de red Capa de enlace de datos Capa físicaf El Modelo TCP/IP Capa de aplicación Capa de presentación FTP, Telnet,, NFS HTTP, SMTP, SNMP Capa de sesión Capa de transporte Capa de red Capa de enlace de datos Capa físicaf TCP, UDP IP Host a red 34

35 El Modelo ATM Capa de aplicación Capa de presentación Capa físicaf AAL: ATM Adaptation Layer Capa de sesión Capa de transporte Capa de red Capa de enlace de datos Capa físicaf Capas superiores CS: Convergence Sublayer SAR: Segmentation And Reasembly ATM TC: Transmision Convergence PMD: Physical Medium Dependent Funciones de las Capas ATM La capa física se divide en dos subcapas: PMD establece la interfase con el medio físico real. TC determina el inicio y fin de las celdas. La capa ATM: Define la organización de las celdas e interpreta los campos del encabezado. Establece y libera circuitos virtuales. Realiza el control de congestión. 35

36 Funciones de las Capas ATM La capa de adaptación a ATM AAL se divide en dos subcapas. SAR se encarga de dividir los paquetes en celdas y en reensamblarlos en el otro extremo. CS permite que ATM ofrezca distintos tipos de servicios a diferentes aplicaciones. Estándares ITU-T, CCITT: International Telecom Union ISO: International Standards Organization ANSI: American National Standards Istitute NIST: National Institute of Standards and Technology IEEE: Institute of Electric and Electronic Engineers TIA/EIA: Telecom/Electronic Industries Association ACM: Asociation for Computer Machinery 36

37 Estándares Internet IAB: Internet Arquitecture Board IRTF: Internet Research Task Force IETF: Internet Engineering Task Force Internet Society RFC: Request For Comments Un Modelo de Referencia Simplificado Capa de aplicación Capa de transporte Capa de red Capa de enlace de datos Capa físicaf 37