Redes y Servicios. Módulo I. Fundamentos y modelos de red. Tema 2. Fundamentos. Parte C. Nivel de red

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1 1 Redes y Servicios Módulo I. Fundamentos y modelos de red Tema 2. Fundamentos Parte C. Nivel de red

2 2 Introducción Funciones básicas: Encaminamiento Control de congestión Tarificación y gestión de la red (operación) Servicios ofrecidos al siguiente nivel: Abrir y cerrar conexiones Enviar datos a una dirección concreta

3 3 Motivación En este tema, nos centraremos en dos funciones básicas del nivel de red que aparecerán en las redes reales que estudiaremos: Encaminamiento (I) Control de congestión (II) Índice Conceptos previos Encaminamiento Qué es Tipos de encaminamiento Control de congestión Quées Tipos

4 4 Conceptos previos: Organización de la red Formada por conjunto ordenadores especializados (nodos, routers o encaminadores) unidos entre sí por líneas punto a punto de alta velocidad El funcionamiento de la red depende de si ésta está ORIENTADA A CONEXIÓN o NO ORIENTADA A CONEXIÓN Router

5 5 Conceptos previos: Funcionamiento de una red conectiva Cómo funciona? Proceso Selección de una ruta entre origen y destino: CIRCUITO VIRTUAL (CV) Todos los paquetes irán por dicha ruta hasta cerrar la conexión Circuito virtual (pero conmutación por paquetes) Propiedades Los paquetes no se desordenan (mismo CV) La complejidad dreside en la red

6 6 Conceptos previos: Funcionamiento de una red conectiva Técnica almacenamiento y reenvío Ordenador origen manda un paquete al router con el que está conectado. El router lo almacena, comprueba errores y manda ACK. Se analiza campo dirección y lo envía, colocándolo en la cola de salida. Se repite en todos los router hasta alcanzar el destino.

7 7 Conceptos previos: Funcionamiento de una red NO conectiva Cómo funciona? No se establece circuito virtual Conmutación de paquetes pura por datagrama La red sólo proporciona funciones de transmisión de paquetes Podrían llegar desordenados o duplicados Los errores se corrigen a nivel de transporte por los equipos finales Complejidad en los equipos finales Tipo de red propuesta para Internet

8 8 Encaminamiento: Qué es? Qué es? Función propia del nivel de red que determina por dónde hay que dirigir cada paquete: Camino o ruta Cuántas veces hay que hacer el encaminamiento? En una red orientada a conexión: se aplica una (1) vez, para crear el circuito virtual Ejemplo: X.25 En una red NO orientada a conexión: 1 vez por cada paquete, Cada paquete podría ir por una ruta distinta!

9 9 Encaminamiento: Cómo? Qué es? Cada router tiene una tabla de encaminamiento que relaciona dirección destino con línea de salida. En redes conectivas: Sólo para establecer la conexión (Circuito Virtual: CV) Todos los paquetes de dicha conexión irán por el mismo camino En redes no conectivas: Se consulta para cada paquete paquete Línea de entrada Router Líneas de salida

10 10 Encaminamiento: Qué es? Qué propiedades serían deseables? Simplicidad: para consumir pocos recursos Robustez frente a: fallos (caída de enlaces o nodos) o cambios en la topología de la red el tráfico ofrecido a la red Estabilidad deben converger a una única solución Optimización En cada instante de tiempo, buscar las mejores rutas posibles

11 11 Encaminamiento: Tipos de encaminamiento Tipos de encaminamiento? Clasificación 1 Fijo Múltiple Clasificación 2 Estático Dinámico Clasificación 3 Por inundación Jerárquico

12 12 Encaminamiento. Tipos. Clasificación 1 Fijo: Encaminamiento fijo / múltiple Se almacena el nodo siguiente en la ruta Si cambia la red, hay que cambiar la tabla Múltiple (o bifurcado): Varios caminos para llegar a un punto Reparto entre varios posibles enlaces: Mayor rendimiento y fiabilidad Se puede separar el tráfico por prioridades

13 13 Encaminamiento. Tipos. Clasificación 2 Encaminamiento estático Las rutas origen-destino Se calculan 1 sola vez, cuándo? Al iniciar la red Se guardan en tablas Se suelen calcular con algoritmos de mínimo coste Ejemplos: Dijstra Bellman-Ford No es adecuado para redes grandes y complejas Evolución impredecible

14 14 Encaminamiento. Tipos. Clasificación 2 Encaminamiento dinámico Para redes muy complejas resulta más adecuados un encaminamiento de tipo dinámico Utiliza algoritmos adaptativos: Tratan de adaptarse a los eventuales cambios en la red Clasificación: Centralizados Aislados Distribuidos

15 15 Encaminamiento. Tipos. Clasificación 2 Algoritmos dinámicos centralizados Un (1) nodo central, especializado, calcula las tablas de encaminamiento de todos los nodos Para ello: Cada nodo: Envía periódicamente información ió al nodo central El nodo central: Calcula todas las rutas óptimas (según algún criterio de mínimo coste) Envía a cada nodo su tabla actualizada Ventaja: rutas óptimas debido a conocimiento global Desventaja: Sobrecarga nodo central y sus líneas Vulnerable

16 16 Encaminamiento. Tipos. Clasificación 2 Algoritmos dinámicos aislados Cada nodo: Actualiza sus propias tablas de encaminamiento Cómo? Para ello: Información local, de sus propias líneas

17 17 Encaminamiento. Tipos. Clasificación 2 Algoritmos dinámicos distribuidos Cada nodo: Actualiza sus propias tablas Cómo? A diferencia de los aislados, en los algoritmos dinámicos distribuidos: Los nodos intercambian información con sus nodos vecinos

18 18 Encaminamiento. Tipos. Clasificación 3 Algoritmos dinámicos por inundación Inundación: El nodo reexpide los paquetes A todos los enlaces Excepto a aquel por el que llegó

19 19 Encaminamiento. Tipos. Clasificación 3 Algoritmos dinámicos jerárquicos En redes muy grandes y complejas Cómo funciona? 1. Se actualizan (distribuidamente) las tablas de cada nodo en cada región aislada il de las demás 2. Se actualizan (distribuidamente) el encaminamiento entre regiones

20 20 Control de congestión: Qué es? Qué es congestión? Degradación del funcionamiento de la red debido a un excesivo número de paquetes en la red Los nodos no pueden procesar todos los paquetes que recibe Provoca retardos y pérdidas de paquetes Consecuencia Si un nodo se congestiona puede congestionar al resto de nodos (avalancha)

21 21 Control de congestión: Qué es? Control de congestión Cómo? ofrecido

22 22 Control de congestión: Técnicas Cómo prevenir la congestión? y Cómo controlarla? Técnicas Preventivas Control de admisión Adaptación del tráfico Notificación de congestión

23 23 Control de congestión: Técnicas preventivas Control de admisión Mirar si hay recursos disponibles Si sí los hay entonces admitir la comunicación Con una cierta QoS (Quality of Service) Si no hay recursos disponibles entonces NO se admite la comunicación

24 24 Control de congestión: Técnicas preventivas Adaptación del tráfico Algoritmo leaky bucket El almacenamiento temporal de la información de entrada permite generar un flujo de salida adaptado a los recursos de la línea de salida Absorbe las irregularidades del tráfico de entrada

25 25 Control de congestión: Técnicas de notificación Notificación de congestión Hacia atrás El nodo envía un paquete especial al emisor para solicitarle que disminuya el flujo Hacia delante El nodo envía un paquete a la estación final para que ésta le diga a su paritaria que disminuya el flujo

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