THC 2017 Técnicas y Herramientas de Computación Ing. Alberto A. Salas Jefe Trabajos Prácticos Informática Médica Instituto de Bioelectrónica UNT aasalas@gmail.com http://www.campusvirtual.unt.edu.ar/ Grupo Facebook: Técnicas y Herramientas de Computación 2017 https://www.facebook.com/groups/1278501122272712/
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Redes de Computadores e Internet Metas: Adquirir Conceptos y terminología básica Usar Internet, la red de redes, como ejemplo Apreciación Global: Qué es Internet? Que es un protocolo? El extremo de la red: sistemas terminales o hosts, servidores, accesos a la red, medios de comunicación El núcleo de la red: conmutación de circuitos y de paquetes, estructura de Internet Retardo y pérdida en redes de conmutación de paquetes Capas de protocolo, modelos de servicio 3
Contenido: 1.1 Qué es Internet? 1.2 El extremo de la red Sistemas finales, acceso a la red, enlaces 1.3 El núcleo de la red Conmutación de circuito Conmutación de paquetes Estructura de Internet 1.4 Retardo y pérdida en redes de conmutación de paquetes 1.5 Capas de protocolo, modelos de servicio 4
Proveedores de Servicios de Internet: Red de acceso - Local Un paquete pasa a través de muchas redes de diferentes Nivel 3 Nivel -2 Nivel 1 Nivel -2 Nivel 1 Nivel -2 Nivel 1 Nivel -2 Nivel -2 5
Estructura de Internet: Red de redes Jerarquía de Capas En el centro: s de Nivel-1 (ej., Verizon, Sprint, AT&T), tienen cobertura nacional e internacional Están conectados directamente entre todos ellos por enlaces de alta velocidad (troncales) Nivel-1 interconectados (compañeros) con enlaces privados Nivel 1 Nivel 1 Nivel 1 6
de Nivel-1: ej., Sprint POP: point-of-presence Puntos de presencia to/from backbone peering. to/from customers 7
Estructura de Internet: Red de redes s Nivel 2 : más pequeños (a menudo regional) Están conectados con uno o más s de nivel 1, y también con otros s de nivel 2. -2 pagan a los -1 por la conectividad con el resto de Internet Nivel 2 son clientes de los de nivel 1 Nivel 2 Nivel 2 Nivel 1 Nivel 1 Nivel 1 Nivel 2 Nivel 2 s -2 tienen enlaces privado con los otros s-2 Nivel 2 8
Estructura de Internet: Red de redes s Nivel-3 o s es Ultimo lugar ( acceso ) a la red( al final del sistema) Los s Local y de Nivel- 3 son clientes de Los s de mayor nivel y a través de ellos están conectados al resto de Internet Nivel 3-2 -1 Tier-2-1 - 2 Nivel 1 Tier-2-2 9
Estructura de Internet: Red de redes Un paquete pasa a través de muchas redes! Nivel 3 Nivel -2 Nivel 1 Nivel -2 Nivel 1 Nivel -2 Nivel 1 Nivel -2 Nivel -2 10
Contenido: 1.1 Qué es Internet? 1.2 El extremo de la red Sistemas finales, acceso a la red, enlaces 1.3 El núcleo de la red Conmutación de circuito, conmutación de paquetes, estructura de la red 1.4 Retardo y pérdida en redes de conmutación de paquetes 1.5 Capas de protocolo, modelos de servicio 11
Cómo ocurre la pérdida y retrasos? Los paquetes hacen cola en los búfer de los routers Cuando la velocidad de llegada del paquete al nodo excede la capacidad de salida: los paquetes hacen cola, esperando su turno. paquete que se transmite (retardo) A B Paquete esperando en cola o búfer (retardo) Buffer libres (disponible): Si no hay búfer libres los paquetes que llegan se pierden. 12
Cuatro tipos de retardo en redes de conmutación de paquetes 1. Retardo de procesamiento: Comprobar errores a nivel de bits. Determinar el enlace. 2. Retardo de cola Tiempo que espera para ser trasmitido en la cola de salida del router. Depende del nivel de congestión del router. A transmisión propagación B Procesamiento nodal Cola o búfer 13
Cuatro tipos de retardo en redes de conmutación de paquetes 3. Retardo de Transmisión ( Almacenar y reenviar ): R=ancho banda enlace (bps) L=longitud del paquete (bits) Retardo de transmisión = tiempo de envío de bits = L/R A transmisión propagación 4. Retardo de Propagación : d = longitud física del enlace s = velocidad de propagación en el medio (~2x10 8 m/seg) Retardo de propagación = d/s Nota: s y R son muy diferentes B nodal procesamiento Cola o búfer 14
Analogía con una Caravana autos bit Caravana 10 autos Paquete Routers Puesto de peaje Routers 100 km enlace 100 km Puesto de peaje Autos viajan, se propagan a 100 km/hr Los Peajes tardan 12 seg. por auto (tiempo transmisión) Auto ~ bits; caravana ~ paquete P Cuánto tarda la caravana desde un peaje a otro? El tiempo para que la caravana entera salga del peaje = 12*10= 120 seg. El tiempo para que el último auto viaje hasta el otro peaje : 100km/(100km/hr)= 1 hr R: 62 min. ( 2 + 60 ) trasmis propag 15
Analogía con una Caravana autos routers routers 100 km 100 km Caravana 10 autos Puesto de peaje Los autos ahora viajan, se propagan a 1000 km/hr. Los peajes ahora tardan 1 minuto por auto. P: Llegarán los autos al 2do peaje antes de que todos los autos salgan del 1er peaje? Puesto de peaje Sí! Después de 7min., el 1er auto llega al 2do peaje y 3 automóviles todavía están en el 1er peaje. El primer bit del paquete puede llegar al segundo router antes de que el paquete completo haya sido transmitido por el primer router! R: 16 minutes (10 + 6 ) transmi propag 16
Retardo Nodal d = d + d + d + nodal proc cola trans d prop d proc = retardo de procesamiento Por lo general es despreciable (microsegundos) d cola = retardo de cola depende de la congestión d trans = retardo de transmisión = L/R, significativo para los enlaces de baja velocidad d prop = retardo de propagación Unos pocos microsegundos a centenares de milisegundos 17
Retardo de cola y pérdida de paquetes R = ancho de banda del enlace (bps) L = longitud del paquete (bits) a=velocidad media a la que llegan los paquetes a la cola Intensidad de tráfico = La/R Retardo medio de cola La/R ~ 0: retardo medio de cola pequeño La/R -> 1: retardo medio de cola grande La/R > 1: Es mayor la cantidad de paquetes que llegan que la que pueden trasmitir. El retardo medio de cola es infinito! 18