MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY SLOAN SCHOOL OF MANAGEMENT. Factores tecnológicos, organizativos y estratégicos

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1 MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY SLOAN SCHOOL OF MANAGEMENT Integración de sistemas de información: Factores tecnológicos, organizativos y estratégicos Sistemas de información globales: Comunicaciones y conectividad en sistemas de información Primavera 2002 Clase 9 PROTOCOLOS DE RED

2 COMPLEJIDAD DE LAS REDES DE COMUNICACIÓN Fuentes Receptor Sitio Web Línea T1 Explorador Serv. central archivos Enlace satélite Sus archivos Servidor de correo electrónico Internet Programa de correo electrónico Su PC 2

3 FUNCIÓN DE LOS PROTOCOLOS EJEMPLOS DE UNA CONVERSACIÓN TELEFÓNICA NORMAL SE ASUME QUE EL EMISOR Y EL RECEPTOR HABLAN ESPAÑOL EN SÍ MISMO, ES UN PROBLEMA DE PROTOCOLO SE ESTABLECE LA CONEXIÓN: E: ESTÁ JUAN? R: SÍ, SOY YO. COMPROBACIÓN DE ERRORES: E: ME OYES? R: SÍ. CONTROL DEL FLUJO (P.EJ., DICTAR LETRAS POR TELÉFONO): E: ESTÁS LISTO PARA LA SIGUIENTE FRASE? R: silencio SÍ. EL EMISOR Y EL RECEPTOR DEBEN SEGUIR LAS MISMAS REGLAS OTROS EJEMPLOS? 3

4 PROTOCOLOS DE CAPA Y COMUNICACIONES Problemas: Abstracciones y sustituciones/alternativas Ejemplo: enviar un fax Usuario Conceptos Para: Juan Para: Juan Papel Símbolos en papel Fax Módem Patrón de puntos 617/ / Señales eléctricas Línea telefónica Cable físico 4

5 MODELO DE REFERENCIA OSI DE ISO ISO = ORGANIZACIÓN INTERNACIONAL DE NORMALIZACIÓN OSI = INTERCONEXIÓN DE SISTEMAS ABIERTOS MODELO DE REFERENCIA OSI DE ISO: -- ES UN ENTORNO DE TRABAJO Y UNA NOMENCLATURA -- NO ES UN ESTÁNDAR DE PROTOCOLO DESARROLLADORES DE ESTÁNDARES: CCITT, IFIP, ANSI, IEEE 5

6 MODELO DE REFERENCIA OSI DE ISO 7. APLICACIÓN: DEPENDE DE LA APLICACIÓN (P.EJ., PROGRAMA DE USUARIO) 6. PRESENTACIÓN: COMPRESIÓN Y CONVERSIONES (P.EJ., BIBLIOTECA) 5. SESIÓN: DE PROCESO A PROCESO (P.EJ., SOFTWARE DEL SO) 4. TRANSPORTE: DE HOST A HOST (P.EJ., SOFTWARE DEL SO) 3. RED: ENRUTAMIENTO (P.EJ., CONTROLADOR DE DISPOSITIVOS) 2. DATOS: FLUJO DE BITS FIABLE (P.EJ., CHIP ESPECIAL) 1. FÍSICO: FLUJO DE BITS ORIGINAL (P.EJ., HARDWARE) PROTOCOLO DE CAPA DE APLICACIÓN PROTOCOLO DE CAPA DE PRESENTACIÓN PROTOCOLO DE CAPA DE SESIÓN PROTOCOLO DE CAPA DE TRANSPORTE RED RED ENLACE DE DATOS FÍSICO ENLACE DE DATOS FÍSICO 2 1 HOST A NODO HOST B 6 MODELO DE REFERENCIA ISO DE SIETE CAPAS

7 ANALOGÍA DE ENVÍO DE CORREO SIMPLE 7. APLICACIÓN: TRATAMIENTO ESPECÍFICO (P.EJ., PAGOS, CONSULTAS) 6. PRESENTACIÓN: SERVICIO DE TRADUCCIÓN DE IDIOMAS 5. SESIÓN: GRUPO EN UNA EMPRESA (P.EJ., A/P) o PERSONA (P.EJ., E53-321) 4. TRANSPORTE: DE EMPRESA DE ORIGEN A EMPRESA DE DESTINO 3. RED: ENRUTAMIENTO DE OFICINA DE CORREOS A OFICINA DE CORREOS 2. DATOS: CONTROL DE FLUJO Y TRATAMIENTO DEL TRÁFICO EN AUTOPISTA 1. FÍSICO: CAMIONES Y AVIONES EMPLEADOS SE DEBEN USAR LOS MISMOS DE. PARA ESTÁNDARES PARA DE 7

8 1. CAPA FÍSICA TIPOS DE SUBRED CONMUTACIÓN DE CIRCUITOS (CANAL DEDICADO) CONMUTACIÓN DE MENSAJES CONMUTACIÓN DE PAQUETES (CANAL COMPARTIDO) TECNOLOGÍAS DE COMUNICACIÓN (ALGUNOS EJEMPLOS) TELÉFONO T1 = 1,544 Mbps (EE.UU. Y CANADÁ) O 2,048 M (EL RESTO) CABLE COMPARTIDO (ETHERNET) Mbps (Típica) CSMA/CD (ACCESO MÚLTIPLE CON PORTADOR/DETECCIÓN DE COLISIONES) SATÉLITE 5-10 CANALES, 50 Mbps CADA UNO ENLACE ASCENDENTE Y DESCENDENTE = 270 MILISEGUNDOS VSAT FIBRA ÓPTICA 100M - 10 Gbps (Típica) INTERNET II (622M -> 2G) PROYECTO OXÍGENO = 1,28 Tbps (antes de 2003) 8

9 2. CAPA DE ENLACE DE DATOS ENFOQUE: TRANSMISIÓN FIABLE: TRATAMIENTO DE ERRORES Y CONTROL DE FLUJO TRATAMIENTO DE ERRORES: DETECCIÓN Y CORRECCIÓN SUMA DE COMPROBACIÓN PARA DETECCIÓN DE ERRORES (Y OTRAS DETECCIONES DE ERRORES Y CÓDIGOS CORRECTOS) CÓDIGO INICIAL CÓDIGO FINAL DIRECCIÓN CONTROL INFORMACIÓN SUM.COMP ?

10 CONTROL DE FLUJO PARA ADMINISTRAR CONGESTIÓN Y SECUENCIAS EL RECEPTOR INDICA LA PREDISPOSICIÓN PARA RECIBIR COMO UNA RESERVA PARA CENAR CONFIRMACIONES POSITIVAS Y NEGATIVAS DE RECEPCIÓN LOS NÚMEROS DE SECUENCIA CONTRIBUYEN A LA COORDINACIÓN LOS NÚMEROS DE SECUENCIA SE RECICLAN PUEDE HABER VARIOS MENSAJES IMPORTANTES ESPECIALMENTE PARA SATÉLITES -- 1/4 SEG IDA Y VUELTA TIPOS DE INFORMACIÓN EMPLEADOS: SECUENCIAS (ESTE CUADRO) P/F (RECOPILACIÓN O FINAL) SIGUIENTE (CONFIRMACIÓN RECIBIDA HASTA...) 10

11 COMPARTICIÓN DE CANAL DINÁMICO SATÉLITE MULTIPLEXADO (TIEMPO O FRECUENCIA) SLOTTED ALOHA (ANTERIOR A ETHERNET) CADA INTERVALO DE TIEMPO SE ENVÍA O NO SE ENVÍA SI SE ENVÍA, ESCUCHA UNA COLISIÓN (270 MS) SI COLISIONA, LO REINTENTA MÁS ADELANTE -- PERO CUÁNDO? MEJOR UTILIZACIÓN POSIBLE ACERCA DEL 37% SIMILAR PARA LAN COMPARTIDA (P.EJ., ETHERNET) ESTÁNDARES IIEE 802 ACCESO DE MEDIOS: CSMA/CD Y TOKEN RING LA SF HAWAII TOKYO 11

12 3. CAPA DE RED DETERMINACIÓN DE RUTA (SE TRATARÁ MÁS ADELANTE) CIRCUITO VIRTUAL DATAGRAMA P.EJ., PROTOCOLO DE CAPA DE RED X.25 CCITT 3 -- CIRCUITO VIRTUAL ORIGINAL PROCEDIMIENTO 1. ESTABLECER CIRCUITO VIRTUAL (PETICIÓN DE LLAMADA) -- EL RECEPTOR LA ACEPTA O LA RECHAZA 2. SI LA ACEPTA, SE ENVÍAN LOS PAQUETES DE DATOS (FULL-DUPLEX) 3. FINALIZACIÓN POR UN TERCERO EXTENSIONES -- DATAGRAMA -- SELECCIÓN RÁPIDA (MENSAJE DE UN PAQUETE) 12

13 4. CAPA DE TRANSPORTE PROPORCIONA COMUNICACIÓN TRANSPARENTE ENTRE USUARIOS (EXTREMO A EXTREMO) TRATAMIENTO DE RECUPERACIÓN, ETC. TRANSPARENTE FUNCIONES DE EJEMPLO: CONNUM = CONECTAR (LOCAL, REMOTO) CONNUM = ESCUCHAR (LOCAL) STATUS = CERRAR (CONNUM) STATUS = ENVIAR (CONNUM, BÚFER, BYTES) STATUS = RECIBIR (CONNUM, BÚFER, BYTES) DIRECCIÓN ESTÁNDAR CCITT X.25 = 14 DÍGITOS -- 3 = PAÍS (QUIZÁ VARIOS CÓDIGOS) -- 1 = RED DE PAÍSES = OPCIÓN DE OPERADOR DE RED (P.EJ., 5 = NÚM. HOST, 5 = NÚM. USUARIO) 13

14 PROBLEMAS DE SINCRONIZACIÓN Y MULTIPLEXADO PROBLEMAS DE SINCRONIZACIÓN: -- RECEPCIÓN INESPERADA DE MENSAJES -- PAQUETES MÚLTIPLES (POR TIEMPO DE ESPERA Y RETRANSMISIÓN) -- CIERRE DE CONEXIONES (P.EJ., PROBLEMA DE DIVISIÓN DE DOBLE ARMADA: ATAQUE CUANDO RECIBA MI MENSAJE ) -- NECESIDAD DE TRATAR ESTOS CASOS MULTIPLEXADO DE CONEXIONES -- PARA COMPARTIR CIRCUITOS VIRTUALES PARA AHORRAR COSTES Y MEJORAR EFICIENCIA (COMO EL MULTIPLEXADO DE SOFTWARE) -- PARA USAR VARIOS CIRCUITOS VIRTUALES PARA UNA MEJOR CAPACIDAD DE TRANSMISIÓN 14

15 5. CAPA DE SESIÓN PROPORCIONA COMUNICACIÓN DE PROCESO A PROCESO (P.EJ., EXPLORADOR WEB Y TRANSFERENCIA DE ARCHIVOS Y -- SIMULTÁNEOS) 6. CAPA DE PRESENTACIÓN ACTIVIDADES TÍPICAS -- COMPRESIÓN Y CIFRADO DE TEXTO (A MENUDO EN LA CAPA DE DATOS) -- CONVERSIÓN PROTOCOLOS DE TERMINAL "VIRTUAL" -- MUCHAS DIFERENCIAS DE TERMINAL -- TIPOS: AVANCE, PÁGINA (CURSOR), FORMULARIO (P.EJ. TELNET DE ARPANET) -- P.EJ., X-WINDOWS PROTOCOLOS DE TRANSFERENCIA DE ARCHIVOS -- BIT A BIT O CONVERSIÓN? (P.EJ. ASCII - > EBCDIC, NÚMEROS DE COMA FLOTANTE) 7. CAPA DE APLICACIÓN CORREO ELECTRÓNICO, EXPLORADOR WEB Y OTROS 15

16 Capa ISO INTERNET SNA DECNET 7 Aplicación Usuario Usuario final Aplicación 6 Presentación Telnet, FTP, Web Servicios NAU 5 Sesión Control de flujo de datos 4 3 Transporte Red Control de transmisión Protocolo Internet Control de transmisión Control de ruta Servicios de red Transporte 2 Enlace de datos Acceso de red Control de enlace de datos Control de enlace de datos 1 Física Física Física Física Correspondencias aproximadas entre las distintas redes. 16

17 Arquitectura del protocolo TCP/IP Capa de aplicación Proporciona comunicación entre aplicaciones de equipos separados (p.ej., correo electrónico, transferencia de archivos, explorador Web) Capa de transporte Proporciona transferencia de datos fiable de extremo a extremo en varias redes (p.ej., TCP - Protocolo de control de transmisión) Capa Internet Enruta datos desde el origen al destino en una o varias redes (IP - Protocolo Internet) Capa de acceso de red Administra la interfaz lógica entre un equipo y su red local (p.ej., Ethernet) Capa física Convierte bits en señales y viceversa (p.ej., cableado, radio, etc.) 17

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