TEMA 1. Introducción

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1 TEMA 1 Introducción Contenidos: Visión estructurada de los sistemas de transmisión de datos. Arquitectura de protocolos. 1

2 Modelo simplificado de comunicaciones Fuente Transmisor Sistema de transmisión Receptor Destino Fuente: Genera los datos a transmitir. Transmisor: Transforma y codifica la información antes de ser transmitida. Sistema de transmisión: elementos necesarios para llevar la información al destino. Receptor: admite la señal proveniente del sistema y la convierte. Destino: toma los datos entregados por el receptor. 2

3 Modelo simplificado de las comunicaciones Fuente Transmisor Sistema de transmisión Receptor Destino Información de entrada Entrada de datos Señal trasmitida Señal recibida Datos de salida Información de salida 3

4 Redes de comunicaciones La comunicación entre los dispositivos tiene varias opciones Fuente Transmisor Sistema de transmisión Receptor Destino Enlace punto a punto NC Red de área local NC NC NC Red de área amplia: - conmutación de circuitos. - conmutación de paquetes. - Retrasmisión de tramas. - ATM. - RDSI 4

5 Arquitectura de protocolos Necesidad de establecer reglas que gobiernen el intercambio de datos entre dos entidades: protocolos: Sintaxis: Formato de datos y niveles de la señal. Semántica: información de coordinación y control de errores. Temporización: sintonización de velocidades y secuenciación. Arquitectura de protocolos: estructura jerarquizada de módulos que realizan todas las tareas involucradas con el intercambio de información. Modelo de tres capas: Cada capa da servicio a la del nivel inmediatamente superior y pide servicio a la del inferior Protocolo de aplicación Ordenes de la aplicación. Protocolo de transporte Llegada segura y en orden de los datos Acceso a la red Protocolo de acceso a la red Red de comunicaciones Acceso a la red Encaminamiento 5

6 Arquitectura de protocolos Necesidad de direcciones distintas a nivel de aplicación y a nivel de red. Red: direcciones únicas de cada sistema conectado para enrutar adecuadamente la información. : es necesario que la capa de transporte identifique a qué aplicación va la información. Denominación de las direcciones en la capa de aplicación: Puntos de Acceso al Servicio (SAP). A B Acceso a la red Acceso a la red Red de comunicaciones 6

7 Arquitectura de protocolos Los protocolos añaden información de control a los datos que se transmiten. Cada capa encapsula los datos (y control) de la capa superior más el control necesario de esa capa creando la Unidades de Datos de Protocolo (PDU). Datos usuario A B Datos usuario T-PDU Datos usuario T-PDU Datos usuario A-PDU T-PDU Datos usuario Acceso a la red Acceso a la red A-PDU T-PDU Datos usuario Red de comunicaciones T-PDU: SAP destino, número de secuencia, código de detección de error,... A-PDU: Dirección del computador destino, petición de facilidades,... 7

8 Arquitectura de protocolos Capas de la arquitectura de protocolos TCP/IP IP Acceso Red Físico Red de comunicaciones IP Acceso Red Físico Físico: Interfaz dispositivo de transmisión y medio físico (tipo de medio, tipo de señales, velocidad). Acceso a la red: Encaminamiento de la información a través de la red (X.25 Ethernet,...) IP: Encaminamiento a través de varias redes (routers). : Asegura el orden correcto de intercambio de paquetes. : Software para la gestión de la aplicación (telnet, ftp,...). 8

9 Arquitectura de protocolos Capas de la Arquitectura de Protocolos OSI Presentación Sesión Red Enlace de datos Física Red de comunicaciones Presentación Sesión Red Enlace de datos Física Física: Transmisión de cadenas de bits no estructuradas sobre el medio físico. Enlace de datos: Transferencia de datos segura a través del enlace físico,... Red: Independiza niveles superiores respecto a las técnicas de conmutación y transmisión,... : Transferencia transparente de datos entre los puntos de origen y destino,... Sesión: Control de comunicación entre las aplicaciones (establece, gestiona y cierra las conexiones). Presentación: Independiza el nivel de aplicación de la representación de los datos : Acceso al entorno OSI para las usuarios y servicios de información distribuida. 9

10 Arquitectura de protocolos Correspondencias entre las arquitecturas TCP/IP y OSI Presentación Sesión Red Enlace de datos Física Internet Acceso red Física Hardware Firmware Software Espacio de usuario Sistema operativo 10

11 Conceptos sobre protocolos El uso de protocolos estándar reduce el número de implementaciones 11

12 Conceptos de protocolos Encapsulado Añadir información de control a los datos información de direccionamiento código de detección de errores control del protocolo 12

13 Conceptos de protocolos Segmentación: dividir bloques en trozos más pequeños (fragmentación en TCP/IP) Mensajes del nivel de aplicación puede ser muy grandes. Bloques de datos a transmitir son de un tamaño limitado: paquetes de red pueden ser pequeños. Ventajas Bloques en ATM (celdas) tienen 53 octetos de largo. Bloques Ethernet (marcos) tienen 1526 octetos de largo. Control de errores más eficiente. Acceso más equitativos a las facilidades de la red. Retrasos menores. Buffers más pequeños. Desventajas Recargos. Incremento de interrupciones en el receptor. Más tiempo de procesado. 13

14 Conceptos de protocolos Transferencias orientadas a conexión Números de secuencias para entrega ordenada control de flujo control de errores 14

15 Conceptos de protocolos: direccionamiento Nivel en la arquitectura de protocolos a la cual la entidad es nombrada Dirección única para cada sistema final (ordenador) y router Dirección a nivel de red IP o dirección internet (TCP/IP) Punto de acceso al servicio de red o NSAP (OSI) Procesos dentro del sistema Número de puerto (TCP/IP) Punto de acceso al servicio o SAP (OSI) 15

16 Conceptos de protocolos: direccionamiento Transferencias de datos orientadas a conexión (circuitos virtuales) Asigna un nombre de conexión durante la fase de transferencia Reduce overhead ya que los identificadores de conexión son más cortos de las direcciones globales Rutado puede ser fijado e identificado por el nombre de la conexión Entidades pueden requerir múltiples conexiones: multiplexado Información de estado Modos de direccionamiento Normalmente una dirección define un sistema único: Dirección unicast Puede direccionar todos las entidades en un dominio: Broadcast Puede direccionar un subconjunto de las entidades en un dominio: Multicast 16

17 Conceptos de protocolos Multiplexado Soporte de múltiples conexiones en una máquina. Mapeado de múltiples conexiones en un nivel a una sola conexión en otro nivel. Transportando varias conexiones por un cable de fibra óptica. Agregación o unión de líneas ISDN para aumentar el ancho de banda. 17

18 Conceptos de protocolos: Servicios de la transmisión Prioridad Ejemplo: mensajes de control Seguridad Calidad de servicio Mínima productividad aceptable Máximo retraso aceptable Restricciones de acceso Usuario del servicio del nivel N Suministrador del servicio. Usuario del servicio del nivel N Usuario del servicio del nivel N Suministrador del servicio. Usuario del servicio del nivel N Acción.request t1 Acción.request t1 Acción.indication Acción.indication t2 t2 t3 Acción.response Acción.confirm t4 Servicio confirmado: Confirma la realización de la acción. Servicio no confirmado: No confirma la realización de la acción. Posiblemente confirmado en otro nivel 18

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