Redes (cuando el conjunto es más que la suma de las partes )

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1 Redes (cuando el conjunto es más que la suma de las partes ) Interconexión de computadoras destinada a compartir recursos e intercambiar información. 1980: solo unas pocas Universidades e instituciones 2000: cientos de millones de personas en más de 100 países. Mediante el sistema postal se puede: a) solicitar y obtener información. b) remitir órdenes.

2 Para que funcione y sirva es necesario: a) que sea accesible, técnica y económicamente. b) que haya acuerdo global sobre cómo usarlo, desde la escritura de la letras, pasando por la interpretación de sus agrupamientos en palabras, oraciones y frases, hasta los mecanismos despacho y verificación del mismo sistema postal. (obs.: el sistema postal es independiente de los mensajes que transporta). Medio de comunicación + protocolos El hardware de red se encarga de modular energía de un modo conveniente para que atraviese con eficiencia el medio de transmisión adoptado y, a la vez, el software de red implementa protocolos que gobiernan y coordinan al hardware, generando la información de alto nivel, preparándola para la transmisión a un destino elegido, procesando la recibida, verificando su consistencia, con la recuperación de los errores que se llegaran a detectar.

3 Medio Cables (par trenzado, UTP, coaxil) Aire / Espacio (éter) Fibra óptica Energía a modular Eléctrica Electromagnética Lumínica 1: encendido 0: apagado C O N V E N C I Ó N 1: 12 V 0: 6 V C O N V E N C I Ó N Ejc.: Disponga los 1s y 0s en el gráfico

4 Cuánto debe durar cada bit? Desde y hasta cuántos bits por unidad de tiempo se pueden transmitir? Cómo saber si en el extremo de salida se recibió exactamente lo que se transmitió? Cómo saber en el extremo de salida cuándo se inicia una transmisión válida? Cómo saber cuándo termina? Qué pasa con la degradación de las señales? A qué velocidad se pueden transmitir las señales? Etc., etc., etc Organizaciones de normalización: EIA, ITU e IEEE ejm. EIA RS 232 C (15 m, fichas, bits de cuadro) + ASCII 1: 1500 Hz 0: 3000 Hz C O N V E N C I Ó N

5 La transmisión en AC es más eficiente y posibilita el multiplexado (TDM, acceso igualitario al medio)(normas de empaquetado). Restricciones: a) ancho de banda b) longitud de tramos de conexión. Las redes están organizadas para intercambiar grupos organizados de bits (paquetes), lo que favorece el uso del medio compartido así como la más rápida y eficiente recuperación de errores. Cada mensaje (paquete de 1s y 0s) involucra al menos: a) mensaje puro. b) direcciones de origen y destino. c) Información sobre el paquete. d) mecanismos para detección y corrección de errores. Por ejemplo: origen: 1ros. 3 bits (110) destino: sgtes. 3 bits (100) tipo de contenido: sgtes. 2 bits (00) dato: sgtes. 10 bits ( ) detección de errores: último bit (paridad par)(1) Otra CONVENCIÓN. (pero de más alto nivel de abstracción) (si se tratara del castellano, la 1ra. apuntaría a cómo se escriben las letras y la 2da. a cómo se interpretan sus agrupamientos)

6 Tecnologías LAN y topologías de red (LAN MAN WAN) Ventajas de la conexión punto a punto: intimidad + óptimo uso del ancho de banda + formato libre para los paquetes. La conexión punto a punto no requiere TDM pero exige de (N^2 - N)/2 vínculos para conectar a N nodos. A ppios. de los 70 surgieron las 1ras. tecnologías LAN (medio compartido) para vincular computadoras. Requirieron de definir especificaciones eléctricas,

7 técnicas de modulación, topologías y tecnologías de arbitraje de acceso. Justificado en el principio de localidad en tiempo y espacio. Ethernet es una tecnología LAN en barra de Xerox, DEC e Intel de ppios. de los 70. Hoy está normada por IEEE (norma IEEE 802.3). (coaxil, 500 m mx., nodos cada 3 m mín., 10 Mbps, formato de cuadros, modulación, CSMA/CD). Token ring es una tecnología de anillo de IBM que utiliza una ficha para gobernar el acceso al medio Direccionamiento en una red LAN Imprescindible cuando hay más de dos nodos. La NIC (hardware) maneja la mo/demodulación + detalles de bajo nivel (direccionamiento + detección de errores CRC-). Físicamente es el nro. de la NIC.

8 NIC [D:\IMAGES\768X512\IMG1_035.GIF] Direccionamiento estático, dinámico y configurable + dirección de difusión. Ejm: paquete Ethernet (campos para de info. de tráfico + para de datos + para para recup. de errores): Preámbulo (8 By) + destino (6 By) + origen (6 By) + tipo (2 By) + datos ( By) + CRC (4 By) obs.: destino en &hffffff es la dirección Ethernet de difusión. obs.: 2^48 = 281,474,976,710,656 direcciones diferentes asigna IEEE Hardware para conexionado de LANs Para Ethernet: a) ThickNet: coaxil grueso. Detalles digitales de bajo nivel en la NIC + de/modulación a cargo de transceiver separado, conectado mediante AUI. (o NICs + multiplexor AUI + transceiver). [D:\FIGURES\F8_3.HTM][ D:\FIGURES\F8_4.HTM][ D:\IMAGES\768X512\IMG1_056.GIF] b) ThinNet: coaxil fino. BNC. Detalles digitales de bajo nivel + de/modulación en la

9 NIC.[D:\FIGURES\F8_5.HTM][ D:\IMAGES\768X512\IMG1_053.GIF][ D:\IMAGES\768X512\IMG1_054.GIF] c) UTP/10 baset: par de cobre, RJ45, concentrador (hub). [D:\FIGURES\F8_6.HTM][ D:\IMAGES\768X512\IMG1_017.GIF] [D:\IMAGES\768X512\IMG1_035.GIF][D:\IMAGES \768X512\IMG2_025.GIF] Terminadores de coaxil.[ D:\IMAGES\768X512\IMG1_055.GIF] [D:\FIGURES\F8_8.HTM] [D:\FIGURES\F8_7.HTM] El largo máximo de una LAN es una restricción fundamental para garantizar acceso igualitario al medio, con calidad uniforme y en un límite de tiempo. Para aumentar el largo de una LAN se debe usar hardware de apoyo. a) Repetidores (repeaters) para conectar segmentos, superando los 500m. Máximo de 4 repeaters entre dos nodos para tener retardos dentro de norma Ethernet. [D:\FIGURES\F9_2.HTM][ D:\FIGURES\F9_3.HTM] b) Puentes (bridges) = repetidores inteligente: solo pasan los paquetes bien conformados (sin errores) destinados a nodos en segmentos de salida.

10 Filtrado de paquetes.[d:\figures\f9_4.htm][ D:\FIGURES\F9_6.HTM][ D:\FIGURES\F9_7.HTM] Tomando ventaja del principio de localidad, un buen diseño permite de la LAN con puentes permite más ancho de banda que una sin puentes Redes MAN y WAN por envergadura: LAN MAN WAN envergadura = cantidad de nodos dentro de un grado de calidad de servicio. Los conmutadores de paquetes mantienen registros internos de almacenamiento de paquetes (colas) para adaptar velocidades de diferentes redes mediante el mecanismo de almacenaje y envío (store and forward)

11 + las tablas de enrutamiento para elegir el salto al próximo conmutador. Tecnologías WAN: ARPANET (una de las 1ras.); frame relay; X25 (de ITU); ATM; ISDN Software de red Todo mensaje a ser circular por la red es fraccionado en paquetes.

12 Hardware de red (medios de enlace, NICs repeaters, bridges) * direccionamiento * modulación * errores de bajo nivel Para simplificar el diseño, implementación y prueba de la comunicación en red se dividió al problema en capas. Modelo ISO/OSI de capas para el software de red: Capa 7 (aplicación) Capa 6 (presentación) uso de la red por parte de cada aplicación. presentación de los datos en diferentes sistemas y su conversión (ASCII a EBCDIC, etc.).

13 Capa 5 (de sesión) Capa 4 (transporte) Capa 3 (red) Capa 2 (enlace) Capa 1 (física) establecimiento de comunicación con un sistema remoto y manejo de los aspectos de validación de acceso. detalles de la transferencia confiable. asignación de direcciones. organización de los datos en frames. hardware básico de red, incluido el medio de transporte y especificaciones eléctricas. Analogía postal: Capa 7 (aplicación) Capa 6 (presentación) Capa 4 (transporte) Capa 3 (red) Capa 2 (enlace) Capa 1 (física) Conocimiento sobre cómo redactar una carta. Idioma. Carteros, camionetas, aviones. Formato de direcciones postales. Formato del texto de las cartas (fecha, encabezado, contenido y firma). Tamaño de sobres y paquetes TCP/IP El servicio universal (todos contra todos) funciona con éxito desde hace tiempo en la red telefónica. Entre computadoras, el servicio universal se vale de enrutadores (bridges de alta velocidad, con mecanismos de almacenamiento y envío, capaces de adaptar protocolos de diferentes tecnologías de redes) que construyen, a partir de de interredes, redes homogéneas virtuales.

14 Software más difundido de interred: TCP/IP Implementa solo 5 capas del modelo de capas Capa 5 (aplicación) Capa 4 (transporte) Capa 3 (interred) Capa 2 (interfaz de red) Capa 1 (física) Presentación y aplicación detalles de la transferencia confiable. Paquetes e información de enrutamiento. organización de los datos en frames. hardware básico de red, incluido el medio de transporte y especificaciones eléctricas. El paquetes en este protocolo se denomina datagrama IP. IP: implementa el sistema de direccionamiento (32 bits = 4 By) (pe: ). El IP consta de dos partes: id. de la subred (requiere coordinación global) + id. de la computadora (requiere coordinación local) DNS IP ceia1.uns.edu.ar inge5.uns.edu.ar (Domain Names Server = Servidor de Nombres de Dominio) TCP: * establecimiento de conexión. * confiabilidad de paquetes. * reconstrucción de mensajes.

15 Aplicaciones: Modelo cliente/servidor Los detalles de la comunicación, implementados vía TCP/IP, son tan transparentes que la comunicación luce como la telefónica: punto a punto. La diferencia radica en que cliente y servidor trabajan en forma cooperativa, sin señal de llamada, y en que un servidor lo es para varios clientes a la vez. Servidor: ofrece servicios (acceso a recursos físicos y a lectura/escritura de datos) a) son programas especializados de propósito específico, que puede sostener comunicación con varios clientes a la vez, si bien ofrece un solo tipo de servicio. b) opera en una computadora compartida. c) espera pasivamente el contacto con clientes. d) requiere de hardware poderoso y de un sistema operativo apropiado.

16 Cliente: solicita acceso a recursos y dispone de su uso. a) es una aplicación arbitraria que, un momento puede requerí de acceso a información o a un recurso remoto. b) se ejecuta localmente en el host cliente. c) es el que inicia el contacto con un host server. d) puede acceder a varios servicios remotos pero contacta a los servers de a uno por vez. e) e) no requiere de hardware especial ni de sistemas operativos especiales. Los protocolos típicos que posibilitan la interacción cliente/servidor son TCP; IP; FTP; HTTP; SMTP; DNS. Ejm: solicitud de página www. Cliente: navegador de www. Servidor: servidor de páginas www. a) se digita una URL en el navegador. b) El navegador se conecta a un DNS para obtener la dirección IP. c) El DNS devuelve la dirección IP. d) El navegador pide vía ISP una conexión HTTP al servidor de páginas web en la dirección IP obtenida. e) Establecida, el navegador pide una página HTML en particular. f) Una vez que la página se ha descargado, termina la conexión. Aplicaciones típicas Cliente-Servidor: DNS telnet (sunny.criba.edu.ar). transferencia de archivos (ftp://lip.uns.edu.ar). navegadores web (http://www.uns.edu.ar).

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