Introducción a Redes Utilizacion de redes de computadoras

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1 Introducción a Redes Utilizacion de redes de computadoras Aplicaciones de negocios Aplicaciones caseras Usuarios moviles 1

2 Aplicaciones de negocios de las redes de computadoras Una red con dos clientes y un servidor Aplicaciones de negocios de las redes de computadoras(2) El modelo cliente-servidor involucra peticiones y respuestas. 2

3 Aplicaciones de redes caseras Acceso a informacion remota Comunicacion interpersonal Entretenimiento interactivo Comercio Electronico Aplicaciones de redes caseras(2) En un sistema p2p no hay un cliente o un servidor fijo. 3

4 Aplicaciones de redes caseras(3) Comercio Electronico. Redes de usuarios moviles Redes inalambricas y computo movil 4

5 Tipos de redes de computadoras Redes de Area Local Redes de Area Metropolitana Redes de Area Amplia Redes Inalambricas Redes Caseras Internet Redes tipo broadcast Tipos de tecnologia de transmision Enlaces tipo broadcast Enlaces punto a punto 5

6 Redes tipo broadcast(2) Clasificacion de redes en base a su escala. Redes de Area Local 6

7 Redes de Area Metropolitana La red de television por cable Redes de Area amplia Relacion entre computadoras de las LANs y su subred 7

8 Redes de Area amplia(2) Flujo de paquetes entre transmisor y receptor. Redes Inalambricas Categorias de Redes Inalambricas: Interconexion de sistemas LANs Inalambricas WANs Inalambricas 8

9 Redes Inalambricas(2) (a) Bluetooth (b) WiFi Redes Inalambricas(3) (a) Individual mobile computers (b) A flying LAN 9

10 Categorias de redes caseras Computadoras (PC, PDA, perifericos compartidos) Entretenimiento (TV, DVD, VCR, camara, estereo, MP3) Telecomm (telefono, celular, intercom, fax) Electrodomesticos (microondas, refrigerador, reloj, AC) Telemetria (alarma de robo, monitoreo de infantes). Software de Redes Jerarquia de protocolos Problemas de diseno para cada capa Servicios orientados y no orientados a conexion Primitivas de servicio La relacion de servicios a protocolos 10

11 Protocolos Conjunto de reglas que definen el formato y el orden de los mensajes entre dos o mas entidades de comunicación, así como las acciones tomadas para transmitir y/o recibir un mensaje o evento. Software de Redes Jerarquia de Protocolos Capas, protocolos, e interfaces. 11

12 Jerarquia de Protocolos(2) Location A Location B 3 I like rabbits Message Philosopher J'aime bien les lapins 3 2 L: Dutch Ik vind konijnen leuk Information for the remote translator Translator L: Dutch Ik vind konijnen leuk 2 1 Fax #--- L: Dutch Ik vind konijnen leuk Information for the remote secretary Secretary Fax #--- L: Dutch Ik vind konijnen leuk 1 Jerarquia de Protocolos (3) Flujo de comunicacion 12

13 Modelos de Referencia Modelo de Referencia OSI El modelo de referencia TCP/IP Critica al modelo de referencia OSI Critica al modelo de referencia TCP/IP Qué es el modelo OSI? Un modelo conceptual que describe cómo debe ocurrir la comunicación de datos representado en siete grupos llamados capas. Especificación de conceptos y funcionalidad desde la interface física del equipo (capa física) hasta la interface del usuario (capa de aplicación). 13

14 Qué es el modelo OSI? Por qué OSI? Para definir un punto de convergencia entre los múltiples productos emergentes. Para establecer las reglas a seguir y asegurar la interconexión entre equipos de diferentes fabricantes. Es un modelo que contiene un conjunto de protocolos que pretenden definir y estandarizar el proceso de comunicación de datos. 14

15 Su promesa: sistemas abiertos Sistemas con una arquitectura flexible y adaptable a otros sistemas de diferente arquitectura. Como se dice comúnmente independientes de la plataforma. Si un vendedor implementa cada uno de los protocolos definidos en cada capa, sus equipos deberán comunicarse con los equipos de otros vendedores. Modelos de referencia (2) Modelo de referencia TCP/IP 15

16 Modelos de referencia (3) Protocolos y redes en el modelo se referencia TCP/IP Critica de los protocolos del modelo OSI Por qué no se sigue utilizando? Poco oportuno Malas tecnologías Malas implementaciones Malas políticas 16

17 Poco oportuno The apocalypse of the two elephants. Critica del modelo de referencia TCP/IP Problemas: Diferencia entre protocolo, servicio e interface no muy notable. No es un modelo general Capa de nodo a maquina en realidad no se puede considerar capa. No se mencionan las capas física ni de enlace Protocolos relacionados entre capas, difíciles de intercambiar 17

18 Modelo Hibrido Este modelo se utilizará en el curso Modelo de referencia OSI Orígenes y evolución Dado a conocer en por la Organización Internacional de Estándares (ISO). El modelo OSI tiene el apoyo de la gran mayoría de los fabricantes de equipos para redes y cómputo, clientes y gobiernos. 18

19 Dos divisiones del modelo Las primeras cuatro capas proveen los servicios necesarios extremo-a-extremo para transferir datos entre dos sistemas. Son los protocolos usados para enlazar dos computadoras. Las últimas tres capas proveen los servicios de aplicación requeridos para intercambiar información a través de los servicios del sistema operativo de cada computadora. 1. Capa física La capa física representa la interface de comunicación del equipo, es decir, el elemento de comunicación del equipo con el medio de transmisión. Especificaciones como: número de pines, servicios de conexión, desconexión, definiciones eléctricas y mecánicas. 19

20 2. Capa de enlace de datos Establece la conexión de enlace de datos entre entidades en red, se implementa en la tarjeta interface. Provee mecanismos para transferir datos de manera confiable a través del enlace físico. Se fragmentan los datos en marcos y se envían secuencialmente. También confirma la recepción de marcos. 2. Capa de enlace de datos Se divide en dos subcapas: Medium Access Control (MAC). Logical Link Control (LLC). La MAC ensambla los datos a enviar en marcos y en el receptor los desensambla antes de pasarlos a la LLC. La LLC es responsable de la conexión, es la que contiene el protocolo. A este nivel está la MAC address o dirección de hardware. 20

21 Dirección MAC La dirección capa-mac o dirección de hardware es un número que el fabricante asigna de manera única a cada interface (tarjeta) de conexión de red. 21

22 3. Capa de red La principal función es el enrutamiento. Establecer la conexión. Liberar la conexión. Transferir datos. Confirmar la recepción de datos. Reinicializar la conexión. Función de un protocolo capa 3 22

23 4. Capa de transporte Se asegura de que los datos fueron enviados y recibidos de manera exitosa entre dos computadoras. Si hay errores, es responsable de solicitar la retransmisión de datos. Esta capa funciona como interface entre las primeras capas y las últimas tres. Función de un protocolo capa 4 23

24 5. Capa de sesión Es aquí donde se establece el punto de conexión entre usuarios/sistemas. La funcionalidad radica en: decidir cuando establecer la conexión, transferir los datos y liberar la conexión. Se negocia con los programas corriendo en cada máquina para establecer la conversación entre ellas. 6. Capa de presentación Su función es establecer la sintáxis de los datos transferidos entre nodos. Las funciones son: establecer la sesión, transmisión de datos, negociación de sintáxis, formatear sintáxis y término de la sesión. Un ejemplo sería abrir una ventana de datos de UNIX a Windows. 24

25 7. Capa de aplicación Provee la interface para el usuario. El software de interacción entre la computadora y la red. Esta capa provee los servicios a las aplicaciones, de tal modo que puedan acceder las capacidades de OSI. Ejemplos: Telnet, FTP. Organización del viaje aéreo 25

26 Vista funcional en capas Capas: cada capa provee un servicio a las capas superiores via sus propias acciones de capa Apoyándose en servicios que provee la capa inferior Los datos a través de la red 26

27 Trayectoria real de los datos Ejemplo de redes Internet Redes orientadas a conexión: X.25, Frame Relay, and ATM Ethernet LANs Inalámbricas: 802:11 27

28 ARPANET (a) Estructura de una red telefónica. (b) Estructura propuesta por Baran. ARPANET (2) Diseño original de ARPANET. 28

29 ARPANET (3) Crecimiento de ARPANET (a) Diciembre (b) Julio 1970.(c) Marzo (d) Abril (e) Septiembre NSFNET The NSFNET backbone in

30 Uso de Internet Aplicaciones tradicionales ( ) Correo electrónico News Login remoto Transferencia de archivos Arquitectura del Internet Panorama general de Internet 30

31 Arquitectura del Internet Quasi-jerárquica al centro: ISPs de tier-1 (e.g., UUNet, BBN/Genuity,Sprint, AT&T), cobertura nacional/international Se tratan unos a otros como iguales ISP de tier-1 : e.g., Sprint Red dorsal en USA 31

32 Estructura de Internet : red de redes ISPs de tier-2 : ISPs mas pequeños (regionales) Se conectan a uno o mas ISPs tier-1, posiblemente a otros ISPs tier-2 Estructura de Internet : red de redes ISPs tier-3 e ISPs locales Red (de acceso ) de último salto (mas cercana a sistemas extremos) 32

33 Estructura de Internet : red de redes Un paquete pasa a través de muchas redes Direcciones en Internet Sirven para localizar computadoras y dispositivos en Internet. El protocolo IP trabaja con direcciones de 32 bits Normalmente se representan con cuatro números decimales separados por puntos, e.g., Estas son difíciles de recordar por las personas, por lo que se creó el sistema DNS (Domain Name System). 33

34 Direcciones en Internet Bajo DNS, a las direcciones se asocian nombres tales como: Circuitos virtuales ATM Un circuito virtual 34

35 Circuitos virtuales ATM (2) Celda ATM Modelo de Referencia ATM Modelo de referencia ATM. 35

36 Modelo de referencia ATM (2) Capas/subcapas ATM y sus funciones Ethernet Arquitectura original de Ethernet 36

37 LANs Inalámbricas (a) Red Inalámbrica con estación base. (b) Redes ad hoc. Redes Inalámbricas (2) El radio de cobertura frecuentemente no es suficiente para cubrir toda el área 37

38 Redes Inalámbricas (2) Red multicelda Estandarización de redes Quien es quien en el mundo de las telecomunicaciones? Quien es quien en el mundo de estándares internacionales? Quien es quien en el mundo de estándares de Internet? 38

39 ITU Sectores principales Radiocomunicaciones Estandarizacion de Telecomunicaciones Desarrollo Tipo de Miembros Gobiernos nacionales Miembros Sectoriales Miembros Asociados Agencias Reguladoras Estandares IEEE 802 Grupos de trabajo 802. Los importantes tienen *. Los que tienen no estan trabajando. Los que tienen se dieron por vencidos. 39

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