Tipos de redes. Redes según escala: LAN y WAN LAN: ordenadores y distancia física)

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1 Redes de comunicaciones IP 19 de octubre de 2010 Tipos de redes Redes según escala: LAN y WAN LAN: Tecnología limitaba tamaño de red (número de ordenadores y distancia física) P.e: años usuarios. 200 metros de cable WAN Soporte a oficinas físicamente separadas Popularización de las aplicaciones de networking

2 Redes según propietario Tipos de redes Red pública: el propietario alquila los servicios de la red. Un ejemplo de red pública es la RTB de Telefónica Red privada: el propietario la utiliza para su uso propio. p Un ejemplo es la red local de una empresa. Red privada virtual: un cliente contrata los servicios de una red pública de forma permanente para su uso. Un ejemplo son las redes de comunicación de los ordenadores de los bancos. Elementos de redes Dispositivos finales (PCs, dispositivos WiFi,etc..) Dispositivos intermediarios Proporcionan conectividad y garantizan que los datos fluyan a través de la red. Conectan los hosts individuales a la red Conectan varias redes individuales para formar una red WAN. Los podemos dividir en: Dispositivos de acceso a la red (hubs, switches y puntos de acceso inalámbricos) Dispositivos de interconexión de redes (routers) Servidores de comunicación y módems Dispositivos de seguridad (firewalls)

3 Símbolos representación en redes Tipos de Cable Medios Guiados Coaxial UTP Fibra Óptica (Monomodo y Multimodo) Medios No Guiados Microondas. A partir de 2 Ghz Radio

4 Modelo TCP/IP El primer modelo de protocolo en capas para comunicaciones Define cuatro categorías de funciones que deben tener lugar para que las comunicaciones sean exitosas. La arquitectura de protocolos TCP/IP Es un estándar abierto, las definiciones del estándar y los protocolos TCP/IP se explican en un foro público y se definen en un conjunto de documentos disponibles al público. Estos documentos se denominan Solicitudes de comentarios (RFCS). Contienen las especificaciones formales de los protocolos de comunicación de datos y los recursos que describen el uso de los protocolos. Capas modelo TCP/IP Aplicación Representa datos para el usuario Transporte Internet Enlace de datos Puertos de comunicación Direcciones IP de comunicación Direcciones MAC de comunicación

5 Capa de Enlace de Datos Enlace entre las capas de red de dos entidades d diferentes PDU: trama Encapsula los paquetes con una cabecera y un pie de trama Direccionamiento de red a nivel MAC Capa de funcionamiento para VPN y túneles Capa enlace de datos: Elementos Repetidor Dispositivo hardware encargado de amplificar o regenerar la señal Opera en el nivel de red Permite que los bits viajen a mayor distancia a través de los medios No entiende de formatos, copia cualquier señal eléctrica (ruido e interferencias también)

6 Capa enlace de datos: Elementos Concentrador o hub Tiene la función de un repetidor, pero en lugar de tener una entrada y una salida, tiene más. Cada paquete que llega al HUB, se retransmite por todas sus salidas 1 sólo dominio de colisión Capa enlace de datos: Elementos Bridge o puente Dispositivo de interconexión de redes de ordenadores Funciona a través de una tabla de direcciones iones MAC

7 Capa enlace de datos: Elementos Bridge o puente Permite aislar tráfico entre segmentos de red Varios dominios de colisión Estaciones de diferentes segmentos pueden transmitir al mismo tiempo. Mejora las prestaciones Procesan las tramas, lo que aumenta el retardo Utilizan algoritmos de encaminamiento, que generan tráfico adicional Capa enlace de datos: Elementos Switch o conmutador Dispositivo de interconexión de redes de ordenadores Interconecta ta dos o más segmentos de red Como los bridges, sólo se pasa la información si es necesario

8 Capa enlace de datos: Elementos Diferencias i entre conmutadores y puentes Conmutadores son generalmente más rápidos, ya que realizan conmutación hardware y no software (generalmente la de los bridges) Conmutadores permiten más puertos Utilización habitual en redes Capa IP Envío de mensajes entre redes Identificación de los host, dirección IP Enrutamiento de paquetes, desde el origen de una red al destino de otra PDU: paquete Direccionamiento a través de direcciones IP

9 Capa IP: Elementos Routers Hardware o software de interconexión de redes de ordenadores Permiten la interconexión de redes con igual o distinta tecnología, técnicas de acceso al medio, esquema de direcciones físicas o formato de trama Enruta mensajes Toma decisiones lógicas con respecto a la mejor ruta para el envío de datos a través de una red interconectada Capa IP: Elementos Routers Decisiones dependen de: Dirección ión del destino Carga de tráfico Velocidad

10 Capa de Transporte Transferencia de los mensajes extremos a extremo Control de errores, segmentación de la información, control de flujo, congestiones Direccionamiento a partir de puerto PDU: segmento Tipos de protocolo: TCP, UDP Capa de Aplicación ió Representación de datos Finalidad: proveer un servicio al usuario No está implicada en como se envía o recibe la información

11 Direccionamiento i i IP Protocolo IP Las direcciones IP son una representación numérica asignada a cualquier dispositivo de una red IP Sirve para 2 cosas identificar a un dispositivo e indicar su localización Se caracteriza por lo siguiente: Un nombre que indica que buscamos, una dirección que indica donde está y una ruta para alcanzarlo Las direcciones i IP son números de 32 bits en la versión IPv4 que es la más extendida Crecimiento de Internet y aparición IPv6, números de 128 bits, desarrollado en 1995, estandarizado en la RFC 2460 en 1998

12 Protocolo IP Representación de las direcciones en número, 4 octetos (IPv4), y 2001:db8:0:1234:0:567:1:1 (IPv6) Las direcciones IP se utilizan para enrutar paquetes entre redes. Especifican la direcciones origen y destino del enrutamiento Algunos de sus bits se pueden utilizar para p.ej., /24 166/24 Desarrollo de IP privadas para evitar la utilización de direcciones es IPv4, RFC Esto implica la utilización de NAT (Network Address Translator) para tener acceso a la red Internet Protocolo IPv4 Direcciones de 32 bits espacio de direcciones De las cuales ~18 millones para IP privadas y ~270 millones para multicast Se representa por 4 octetos ( ). Cada octeto representa 8 bits

13 Dos partes: red + host Protocolo IPv4 Las partes de red se dividen en clases: A: primer octeto B: primer y segundo octeto C: primer, segundo y tercer octeto Los 3 primeros bits definen la clase de la direción First octet Rango RED Host Redes Direcciones A 0XXXXXXX a b.c.d 2 7 = = B 10XXXXXX a.b c.d 2 14 = = C 110XXXXX a.b.c d 2 21 = = 256 Direcciones IP privadas Gestión interna de LAN Clases A, B, C Protocolo IPv4 Inicio Fin N. De direcciones 24-bit (/8, Clase A) bit (/12, Clase B) bit (/16, Clase C)

14 Direcciones i IPv4 reservadas Reserved address blocks CIDR address blockdescription Reference 0000/ /8 Current network (only valid as source address) RFC /8 Private network RFC /8 000/8 Loopback RFC /16 Link-Local RFC /12 Private network RFC /24 Reserved (IANA) RFC /24 TEST-NET-1, Documentation and example code RFC /24 IPv6 to IPv4 relay RFC 3068 Direcciones i IPv4 reservadas / /16 Pi Private network RFC /15 Network benchmark tests RFC /24 TEST-NET-2, Documentation and examples RFC /24 TEST-NET-3, Documentation and examples RFC /4 Multicasts (former Class D network) RFC /40 00/4 Reserved (former Class E network) RFC Broadcast RFC 919

15 Máscara de Red Combinación de bits que sirve para delimitar el ámbito de una red Su función es indicar a los dispositivos qué parte de la dirección IP es el número de la red, incluyendo la subred, y qué parte es la correspondiente al host Tipos: Clase A: Clase B: Clase C: Máscara de Red Para df diferenciar si otro host está en nuestra red se utiliza la máscara de red: Un host tiene la IP Tiene una máscara Tiene que enviar un paquete a la IP y otro a la El PC compara: = = red= = = = red= =

16 ARP Protocolo de red para encontrar la MAC cuando que corresponde a una IP 2 opciones: A y B están en la misma red. A envía paquete broadcast preguntando con la IP de B B responde A guarda en la tabla ARP la dirección MAC y IP de B A envía el paquete a B A y B están en diferente red A envía paquete broadcast preguntando con la IP del router La puerta de enlace responde con su dirección MAC A envía el paquete al router, que ya se encarga de enviarlo a B Protocolo IPv6 Se incrementa las direcciones de 32 a 128 bits ó 16 octetos Ocho grupos de cuatro dígitos hexadecimales Nos proporciona, cerca de ^38 direcciones

17 Protocolo IPv6 Se incrementa las direcciones de 32 a 128 bits o 16 octetos Ocho grupos de cuatro dígitos hexadecimales Nos proporciona, cerca de ^38 direcciones Protocolo IPv6 Se pueden agrupar los campos a :0DB8:0000:0000:0000:0000:1428:57ab 2001:0DB8:0000:0000:0000::1428:57ab 2001:0DB8:0:0:0:0:1428:57ab 2001:0DB8:0::0:1428:57ab 2001:0DB8::1428:57ab Hay entradas no válidas para agrupación 2001::25de::cade Los ceros iniciales en un grupo también se pueden omitir: DB8 02d :0DB8:02de::0e :DB8:2de::e13

18 Protocolo IPv6 Los tipos de direcciones IPv6 pueden identificarse tomando en cuenta los primeros bits de cada dirección. :: ::1 La dirección con todo ceros se utiliza para indicar la ausencia de dirección, y no se asigna ningún nodo. La dirección de loopback es una dirección que puede usar un nodo para enviarse paquetes a sí mismo (corresponde con d de IPv4). No puede asignarse a ninguna interfaz física. :: La dirección IPv4 compatible se usa como un mecanismo de transición en las redes duales IPv4/IPv6. Es un mecanismo que no se usa. Protocolo IPv6 ::ffff:0:0 0 La dirección IPv4 mapeada se usa como mecanismo de transición en terminales duales. fe80:: El prefijo de enlace local (en inglés link local) específica que la dirección sólo es válida en el enlace físico local. fec0:: El prefijo de emplazamiento local (en inglés site-local prefix) específica ca que la dirección sólo es válida dentro de una organización local. La RFC 3879 lo declaró obsoleto, estableciendo que los sistemas futuros no deben implementar ningún soporte para este tipo de dirección especial. Se deben tit i po di e ione Lo l IP 6 Uni t sustituir por direcciones Local IPv6 Unicast. ff00:: El prefijo de multicast. Se usa para las direcciones multicast.

19 Conectividad id d IP en RAL Dirección ió IP en PC Como hemos visto para poder trabajar con un equipo y que tenga conectividad necesitamos la dirección IP, la dirección de la puerta de enlace, la máscara de red y la dirección DNS. Cómo podemos ver cuáles son estos elementos? Estas configuraciones se revisan en la consola de comandos Para abrirla vamos a Inicio Ejecutar cmd

20 Datos del PC Revisar los valores de red del equipo. Ipconfig all C:\Documents and Settings\DT>ipconfig -all Configuración IP de Windows» Nombre del host : SL» Sufijo DNS principal :» Tipo de nodo : desconocido» Enrutamiento habilitado......: No» Proxy WINS habilitado..... : No Adaptador Ethernet Conexión de área local 2 :» Sufijo de conexión específica DNS :» Descripción : Realtek RTL8168/8111 PCI-E Gigabit Ethernet NIC» Dirección física : » DHCP habilitado : No» Dirección IP : » Máscara de subred : » Puerta de enlace predeterminada : » Servidores DNS : » Como se asignan las IP Hay dos tipos de direcciones IP: dinámicas y estáticas Dinámicas DHCP El router tiene un rango de direcciones marcado para asignarlo a los equipos que la solicitan por DHCP a los equipos que la solicitan por DHCP. Que se necesita para el DHCP Prefijar en el router el rango de IP a asignar por DHCP Indicar en el PC que utilice DHCP para recibir la IP Indicar en el PC que utilice DHCP para recibir la IP Para configurar en el PC Ir a Panel de control Conexiones de Red

21 Configurar IP Doble click sobre la conexión ypulsar Propiedades Configurar IP Doble click en protocolo TCP/IP (Win7 IPv4)

22 Configurar DHCP Y seleccionamos obtener una dirección IP automáticamente Configurar IP Estática

23 DNS Los servidores DNS traducen nombres en direcciones IP Introducimos Nos conectamos al servidor DNS El servidor nos indica la dirección IP de la dirección que hemos introducido. Archivo hosts Caché de navegador Caché DNS Ataques DNS PING Comprobar la conectividad d con un host Abrimos la consola de comandos Para abrirla vamos a Inicio Ejecutar cmd Escribimos ping dirección_ip_a_consultar Si obtenemos respuesta podemos conectar con el host Ping dirección_ip ping continuo t Para cancelar el ping CTRL+C Nos permite ver el retardo en la conexión, un alto retardo provocará problemas en aplicaciones en tiempo real

24 NAT Diseñado para mapear una dirección IP privada sobre una IP pública Router con interfaz privada y público NAT Dirección ió Local Dentro: Dirección IP asignada al host dentro de la red Dirección Global Dentro: Una dirección IP asignada por el proveedor de servicios que representa una o más IP locales al mundo exterior Dirección Local Fuera: La dirección IP de un host externo como aparece en el interior de nuestra red. Debe ser direccionable desde dentro de nuestra red Dirección Global Fuera: La dirección IP de un host externo asignada ada por un proveedor de servicios

25 PAT Diseñado para mapear una dirección IP privada sobre una IP pública según el puerto de utilización Ejemplo PAT

26 Port Forwarding El port forwarding o redirección de puertos es necesario para que equipos remotos puedan conectarse a equipos locales en nuestra red Abrimos puertos al exterior Cuando un paquete le llega al router si ese puerto no está asignado a ningún equipo no deja paso a la red interna Es necesario para a la utilización de routers en multipuesto Port Forwarding Se indica puertos de fuera, puertos de dentro y dirección IP local Muchos routers aplican FW que nos impiden redirigir algunos puertos (80, 23 ) Según el router podemos abrir rangos de puertos, abrir el puerto a un tipo protocolo de red, redirigir un puerto entrante (8080) a otro puerto interno (80)

27 Router multipuesto (NAT) MFIM IP Address: Router IP Address: Firewall IP Address: Hay que redireccionar puertos (*) Lista de puertos en anexos Router multipuesto LAN: WAN: Router monopuesto (Acceso dedicado) MFIM IP Address: Router IP Address: Router transparente Firewall IP Address: Router monopuesto LAN: WAN: ninguna

28 IP Pública La dirección IP pública es la que el operador asigna a nuestro ADSL o Acceso WAN Para saber cuál es podemos verlo entrando en En caso de que la IP sea dinámica cambiará cada cierto tiempo, ya que el operador la asigna temporalmente Los servidores necesitarán IP Pública fija La necesitamos cuando queramos conectar teléfonos remotos o queramos conectarnos remotamente Se puede registrar un nombre de dominio para que sea más fácil recordarse Voz sobre IP

29 Dispositivos i i VoIP Dispositivos IP puros (PC, PDA, Teléfonos IP, Teléfonos WiFi etc.) Tienen la capacidad de muestrear (digitalizar) la Voz y generar paquetes IP para su transmisión. Terminales analógicos convencionales Necesitan de un elemento externo denominado ATA que convierta la voz a paquetes IP. Accesos IP proporcionados por el operador Los operadores están empezando a ofrecer accesos IP públicos para el enrutamiento de llamadas de voz Es posible cursar llamadas a la RTC, RDSI o red móvil a través de un acceso de datos El operador proporciona un GateKeeper o SIP Server y un plan de numeración específico para el enrutamiento de llamadas entrantes Actualmente existen 2 protocolos de comunicación: H.323 GateKeeper SIP SIP Server

30 Protocolos Protocolos de VoIP: Es el llenguaje que utilizarán los distintos dispositivos VoIP para su conexión Por orden de antigüedad (de más antiguo a más nuevo): H Protocolo definido por la ITU-T SIP - Protocolo definido por la IETF Skinny Client Control Protocol - Protocolo propiedad de Cisco Skype - Protocolo propietario peer-to-peer utilizado en la aplicación Skype H.323 GateKeeper: realiza el control de llamadas en una zona. Traduce direcciones, control de admisión de terminales y procesa la autorización de llamadas Gateway: acceso a otras redes MCU: soporte multiconferencia

31 H.323 Originalmente fue diseñado d para el transporte de vídeoconferencia Necesita redirigir puertos en el router del cliente Proveedores: Cisco, Nortel, 3com, Ericsson Utilización: Conexión con proveedores de líneas H.323. Networking entre centrales a través de Gatekeeper. SIP Componentes del sistema Agentes de Usuario: Cliente (Inicia) y Servidor (recibe las peticiones de llamadas SIP) Servidores de red. Proxy SIP, Registro SIP, Localización

32 SIP SIP (Session Initiation Protocol) es un protocolo de señalización para conferencia, telefonía, presencia, notificación de eventos y mensajería instantánea a través de Internet. Acrónimo de Session Initiation Protocol. Utilización: Registro de teléfonos SIP en centrales PBX. Utilización ió de líneas SIP contratando t a un operador. Networking de centrales pasando por proveedor SIP. SIP Problemas de SIP No es un lenguaje estándar en todos los fabricantes. No se pueden asegurar las mismas prestaciones entre diferentes marcas. Necesario una comprobación de la integración ió de soluciones. Proveedores Voztele.com -ingetel Telefónica SAU -sharenet adiptel.com minervahosting.com

33 Codecs Al digitalizar la señal de voz, se emplean diversos CODECs Éstos, reducen la carga útil para optimizar la transmisión a costa de introducir i retardos debidos al tiempo de computación o latencia. Hace muy poco tiempo el ancho de banda requerido era muy elevado Complicaba las comunicaciones de VoIP Actualmente, la voz es digitalizada y comprimida según distintos algoritmos (G.711, G y G.729) Debido al avance en los sistemas de computación, se consiguen: Mayores ratios de compresión Menor latencia Codecs Información del codec Cálculo de ancho de banda Codec & Bit Rate (Kbps) Codec Bit Rate (bps) Voice Payload Size (bits) Voice Payload Size (ms) Packets Per Second (PPS) Total packet size (bits) Bandwidth Ethernet (Kbps) G.711 (64 Kbps) , ,20 G.711 (64 Kbps) , ,47 G.711 (64 Kbps) , ,73 G.729 (8 Kbps) , ,20 G.729 (8 Kbps) , ,47 G.729 (8 Kbps) , ,73 G (6.3 Kbps) , ,77 G (6.3 Kbps) , ,03 G (6.3 Kbps) , ,17

34 Ancho de banda y Calidad d de Servicio i (QoS) La transmisión ió de paquetes de Voz es similar il a la transmisión de un correo electrónico desde el origen hasta destino Si algunos paquetes se pierden o el correo es ilegible, es necesario una retransmisión y su recuperación es posible En la transmisión de Voz es necesario recibir los paquetes en un determinado orden y conseguir una tasa de transmisión mínima Por lo tanto, es necesario la implantación de sistemas de Calidad de Servicio (QoS) Ancho de banda y Calidad de Servicio (QoS) La QoS (Quality of Service, Calidad d de Servicio) i garantiza que se transmitirá cierta cantidad de datos en un tiempo dado (throughput) La supresión de silencios, otorga más eficiencia a la hora de realizar una transmisión de voz, ya que se aprovecha mejor el ancho de banda al transmitir i menos información ió La compresión de cabeceras RTP/RTCP (protocolos para la transmisión de información en tiempo real) Priorización de los paquetes que requieran menor latencia, es decir, priorizar aquellos paquetes más sensibles a los retardos Se puede asignar por puertos, vlans, dependiendo del router

35 Dispositivos de VoIP Teléfono IP Propietario i Los teléfonos IP propietarios utilizan protocolos del fabricante para la integración con la central Pueden registrarse tanto en local como remoto. Utilizan códecs de transmisión Tienen las mismas funcionalidades que el resto de teléfonos de la central Permiten monitorización de líneas, extensiones, acceso a recursos del sistema

36 Teléfono IP Propietario i Para registrar un teléfono IP necesitamos: En la instalación donde d está el teléfono: Puerta de enlace de nuestra LAN Asignar una dirección IP de nuestra LAN Saber la dirección IP pública del router donde está la central No se necesita redirigir puertos, ni IP fija (recomendable) Sería adecuado una reserva del ancho de banda de alrededor 100kb En la instalación de la central: La dirección IP pública del router de la central ha de ser fija Redirigir puertos en la central si es necesario Dirección ió MAC del teléfono para registrarse Softphone Un softphone es una aplicación PC que simula un teléfono PI propietario Con un softphone podemos realizar las mismas acciones que con un teléfono Prestaciones avanzadas,,g grabación, integración Outlook, descargar buzones de voz, videoconferencia, La aplicación ió softphone de LG-Ericsson Ei es el Phontage

37 Teléfonos WiFi i Los teléfonos WiFi son terminales IP que se conectan por WiFi a nuestra central Se necesita especial cuidado en el diseño de las áreas de cobertura y de los canales de utilización Para registrarse sobre la central se realiza de la misma forma que si fuera un teléfono IP Teclas de acceso a funciones de terminales propietarios i Teléfonos SIP Los teléfonos SIP son teléfonos IP que utilizan el protocolo SIP para conectarse con la central Pueden registrarse tanto en local como remoto. Utilizan códecs de transmisión No disponen de las mismas prestaciones que los terminales propietarios No permiten monitorización de líneas, extensiones, acceso a recursos del sistema Es necesario comprobar las prestaciones de teléfonos SIP antes de recomendar su uso, ya que cada fabricante desarrolla su sistema SIP y pueden aparecer problemas de compatibilidad

38 Alimentación ió POE La alimentación POE es un sistema para alimentar remotamente los equipos desde el switch Hay switches que disponen de la prestación POE y envían la alimentación por el cable de red De esta forma liberamos la instalación de alimentadores y de sus necesarias tomas de corriente La alimentación se realiza por los cables que no se utilizan para señales de red (1,2,3,6) (1236) Distancia máxima del cable de red: 100 metros Networking Un networking es un sistema para integrar dos centrales remotas a través de IP A través de programación se indica que cuando llamemos a un rango de extensiones la llamada vaya por los enlaces IP hasta la central remota. Necesitamos IP pública en las dos instalaciones Saber cuales son estas IPs Redirigir puertos en los routers si es necesario La comunicación del networking se realiza por H.323 Puerto de señalización ió 1720 Nos permite utilizar recursos de la sede remota

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