Redes Computacionales

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1 Redes Computacionales 1

2 Modelo de comunicación simplificado Disp Entrada 2 Datos de entrada (g) o señal g(t) Transmisor Medio de Transmisión Receptor 1 6 Información de entrada (m) Agente 3 Señal Transmitida s(t) 4 Señal Recibida r(t) 5 Salida de Datos (g) ~ o señal ~ g(t) Disp. Salid a Salida de Información ~ m Agente 2

3 Aspectos a considerar durante el proceso de comunicación de datos Sistemas de transmisión. Interfaces. Generación de señal. Sincronización. Manejo de intercambios. 3

4 Aspectos a considerar durante el proceso de comunicación de datos Detección y corrección de errores. Control de flujo. Manejo de direcciones y ruteo Formato de mensajes. Manejo de red y seguridad. 4

5 Modelo de Comunicación Ejemplos: Correo electrónico. Transmisión de voz usando una señal analógica. Transmisión de voz usando una señal digital. 5

6 Comunicación de datos: panorama general Cap. 2. Transmisión de datos Cap. 3. Codificación de datos Cap. 4. Técnicas de comunicación de datos digitales Cap. 5. Control de enlace de datos Cap. 6. Multiplexaje Cap. 7. Conmutación de circuitos Cap. 8. Conmutación de paquetes 6

7 Redes de comunicación de datos En su forma básica, la comunicación de datos se lleva a cabo entre 2 dispositivos conectados directamente a través de un medio de transmisión (conexión punto a punto). Desventajas: Distancia. Comunicación todos contra todos. 7

8 Redes de comunicación de datos La solución consiste en conectar cada dispositivo a una red de comunicación de datos. Red de comunicación de datos = Nodo de red = Estación 8

9 Wide Area Networks *Generalmente cubren áreas geográficas extensas. Normalmente cruzan la red pública. Dependen de circuitos de enlace administrador por el proveedor común. Tienen velocidades de transmisión inferiores a las redes LAN. Tradicionalmente se implementan usando dos tipos de tecnologías, conmutación de circuitos y de paquetes. 9

10 WAN s Carrier Signal Transmission Speed (Mbps) American T T T European E E E E Digital (Sonet) OC OC OC OC-192 9,

11 LAN s Redes de área local, normalmente interconecta redes privadas o pequeñas. Tienen altas tasas de transmisión (10Mbps, 100Mbps). Normalmente son operadas por una sola organización. 11

12 Ejemplos de redes LAN Token Ring Ethernet / IEEE FDDI (Fiber Distributed Data Interface) 12

13 Redes de comunicación de datos Por su arquitectura y técnica de transferencia de datos, se clasifican en: Redes conmutadas: Redes de conmutación de circuitos. Redes de conmutación de paquetes. Redes broadcast: Redes de radio paquetes. Redes satelitales. Redes locales. 13

14 Redes conmutadas Los datos son enviados de la fuente hacia el destino a través de nodos intermedios. = Nodo de red = Estación 14

15 Redes de conmutación de circuitos Una trayectoria de comunicación dedicada es establecida entre dos estaciones a través de los nodos de la red. La trayectoria es una secuencia de enlaces físicos entre nodos. En cada enlace, un canal lógico es dedicado a la conexión. 15

16 Redes de conmutación de circuitos Los datos generados por la fuente son transmitidos a lo largo de la trayectoria previamente establecida. En cada nodo, los datos de entrada son conmutados hacia el canal de salida sin retraso. La red telefónica es un ejemplo de conmutación de circuitos. 16

17 Redes de conmutación de paquetes Enfoque diferente en el cual no existe un camino dedicado. Los datos son eviados en paquetes. Cada paquete llega a su destino pasando de nodo en nodo, en donde es analizando y enrutado hacia el siguiente nodo. 17

18 Diferencias Una red conmutada por paquetes no necesita una conexión fija. En una red conmutada por circuitos el ancho de banda es constante. En una red conmutada por circuitos tanto el emisor como receptor se pueden poner previamente de acuerdo. 18

19 Redes broadcast No existen nodos intermedios. Cada estación contiene un dispositivo transmisor/receptor para comunicarse a través de un medio compartido. La transmisión de una estación es difundida (broadcast) y recibida por todas las estaciones. 19

20 Redes broadcast BUS Anillo 20

21 Redes de radio paquetes y redes satelitales Son redes broadcast en las cuales las estaciones transmiten y reciben usando una antena y compartiendo el mismo canal o radio frecuencia. En una red de radio paquetes, las estaciones transmiten en el mismo rango de frecuencia. En una red satelital, cada estación transmite hacia el satélite y recibe del satélite. 21

22 Redes de radio paquetes y redes satelitales a) Radio paquetes b) Red satelital 22

23 Redes de área local Son también redes tipo broadcast. Una red de área local es una red de comunicación de datos confinada a un área reducida, como un edificio o un aula. c) Red local. Bus d) Red local. Anillo 23

24 Arquitectura de la comunicación de computadoras Protocolo: Conjunto de reglas que gobiernan el intercambio de datos entre dos entidades. Modelo de 3 niveles: Nivel de acceso a la red Nivel de transporte Nivel de aplicación 24

25 Modelo de 3 niveles Computadora 1 Computadora 2 Aplicación Protocolo de Aplicación Aplicación Transporte Acceso a Red Protocolo de acceso a red Protocolo de Transporte Red de comunicación Transporte Acceso a Red 25

26 Modelo de 3 niveles Aplicación () () () () Transporte Punto de acceso a servicio (SAP) Dirección de red Acceso a Red Aplicación () () () Transporte Red de comunicación Aplicación () () Transporte Acceso a Red Acceso a Red 26

27 Modelo de 3 niveles TPDU = Trasport Protocol Data Unit NPDU = Network Protocol Data Unit Datos de la aplicación Encabezado de transporte Datos de la aplicación TPDU Encabezado de transporte Datos de la aplicación NPDU Encabezado de red Encabezado de transporte Datos de la aplicación Encabezado de red Encabezado de transporte Datos de la aplicación 27

28 Operación de la arquitectura por niveles Aplicación Transporte Acceso a Red Computadora X 28

29 Operación de la arquitectura por niveles Aplicación Registr o Transporte Acceso a Red Computadora X 28

30 Operación de la arquitectura por niveles Aplicación Registr o A-send (dest.host; dest.sap; registro) Transporte Acceso a Red Computadora X 28

31 Operación de la arquitectura por niveles Aplicación Registr o A-send (dest.host; dest.sap; registro) TPDU Transporte DSAP Registr o Acceso a Red Computadora X 28

32 Operación de la arquitectura por niveles Aplicación Transporte Registr o A-send (dest.host; dest.sap; registro) TPDU T-send (dest.host; TPDU) DSAP Registr o Acceso a Red Computadora X 28

33 Operación de la arquitectura por niveles Aplicación Transporte Registr o A-send (dest.host; dest.sap; registro) TPDU T-send (dest.host; TPDU) DSAP Registr o Acceso a Red Computadora X DHost Paquet edsap Registr o 28

34 Operación de la arquitectura por niveles Aplicación Transporte Registr o A-send (dest.host; dest.sap; registro) TPDU T-send (dest.host; TPDU) DSAP Registr o Acceso a Red Computadora X DHost Paquet edsap Registr o 28

35 Operación de la arquitectura por niveles Aplicación Transporte Acceso a Red Computadora Y 29

36 Operación de la arquitectura por niveles Aplicación Transporte DHost Paquet edsap Registr o Acceso a Red Computadora Y 29

37 Operación de la arquitectura por niveles Aplicación DSAP TPDU Registr o Transporte DHost Paquet edsap Registr o Acceso a Red Computadora Y 29

38 Operación de la arquitectura por niveles Registr o Aplicación DSAP TPDU Registr o Transporte DHost Paquet edsap Registr o Acceso a Red Computadora Y 29

39 Modelo OSI de ISO La necesidad de intercambiar información entre sistemas heterogéneos, llevó a la ISO (International Standard Organization) a buscar la manera de regular dicho intercambio de información. 30

40 Modelo OSI de ISO El modelo de referencia OSI (Open Systems Interconnection) surge en 1983 y es el resultado de la ISO para la estandarización internacional de los protocolos de comunicación. 31

41 Modelo OSI de ISO El modelo de referencia para la interconexión de sistemas abiertos está detallado en la norma ISO Todos los fabricantes actuales lo toman como referencia para sus productos. Los sistemas abiertos son aquellos que no dependen de un fabricante específico. 32

42 Modelo OSI de ISO n El modelo consta de 7 capas o niveles. n Cada capa realiza funciones específicas y posee un protocolo propio. n Los servicios proporcionados por cada nivel son utilizados por el nivel superior. 33

43 Modelo OSI de ISO n Existe una comunicación virtual entre dos mismas capas, de manera horizontal. n Existe una comunicación vertical entre una capa de nivel N y la capa de nivel N + 1. n La comunicación física se lleva a cabo entre las capas de nivel 1. 34

44 Modelo OSI de ISO Servicio (N) Servicio (N-1) SAP: Service Access Point (N) SAP Capa (N) Capa (N-1) (N-1) SAP protocolo (N) protocolo (N-1) conexión (N-1) (N) SAP Capa (N) (N-1) SAP Capa (N-1) 35

45 Modelo OSI de ISO n Cada capa de nivel N recibe información de las capas superiores e introduce nuevos datos de control (Información propia al protocolo de nivel N). n El paso de la información de capa en capa provoca la transmisión final de un overhead importante. 36

46 Modelo OSI de ISO Máquina A Aplicación Presentación Sesión Transporte Máquina B Aplicación Presentación Sesión Transporte 3 Red Red Red Red 2 1 Enlace Enlace Enlace Enlace Física Física Física Física 37

47 Modelo OSI de ISO Sistema A Aplicación Presentación Sesión Transporte Red Enlace Físico Sistema B Aplicación Presentación Sesión Transporte Red Enlace Físico medio físico de transmisión 38

48 Modelo OSI de ISO Datos Capa de Aplicación Capa de Presentación Capa de Sesin Capa de Transporte Capa de Red Capa de Enlace Capa de Física DH NH TH AH Datos PH Datos SH Datos Datos Datos Datos Bits DT Capa de Aplicación Capa de Presentación Capa de Sesión Capa de Transporte Capa de Red Capa de Enlace Capa de Física 39

49 Modelo OSI Capa Física n Encargada de la transmisión de un flujo no estructurado de bits sobre un medio físico. n Define las características físicas, eléctricas y funcionales del medio físico. 40

50 Modelo OSI Capa Física n Maneja voltajes y pulsos eléctricos; especifica cables y componentes de interfaz con el medio de transmisión. 41

51 Modelo OSI Capa de Enlace n Provee un servicio confiable de transmisión de datos sobre un enlace físico. n Divide la información a enviar en secuencias de tramas. n Control de error. n Control de flujo. 42

52 Modelo OSI Capa de Red n Enrutamiento de paquetes de información (tablas estáticas o dinámicas). n Procesa la fragmentación de paquetes. n Control de congestión de la red. n Resuelve problema de interconexión de redes. 43

53 Modelo OSI Capa de Transporte n Provee una comunicación de datos confiable de extremo a extremo. n Provee control de flujo y recuperación de errores de extremo a extremo. n Divide la información en segmentos para la capa inferior. 44

54 Modelo OSI Capa de Sesión n Provee las estructuras de control para la comunicación entre aplicaciones. n Establece, administra y finaliza conexiones (sesiones) entre aplicaciones cooperantes. n Protocolos de autenticación. 45

55 Modelo OSI Capa de Presentación n Define la sintaxis y semántica de la información transmitida. n V.g., uso de los códigos ASCII o EBCDIC. n Compresión de datos. n Criptografía. 46

56 Modelo OSI Capa de Aplicación n Correo electrónico. n Web. n Transferencia de archivos. n Sistemas distribuidos. 47

57 Modelo OSI Sub-sistema de Procesamiento de Información Sub-sistema de Comunicación de Datos Usuario APLICACION PRESENTACION SESION TRANSPORTE RED ENLACE FISICO Medio de Transmisión 48

58 Relación del curso con el modelo OSI Físic o Enlace de Datos 2. Transmisión de datos 3. Codificación de datos 4. Técnicas de comunicación de datos digitales 5. Control de enlace de datos 6. Multiplexado 7. Conmutación de circuitos 8. Conmutación de paquetes 9. LANs y MANs Red Transporte Sesión Presentación Aplicación 49

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