REDES DE COMPUTADORES Internet. Resumen (Informal) del curso Una mirada a Internet y los Protocolos...

REDES DE COMPUTADORESInternet

Resumen (Informal) del curso

Una mirada a Internet y los Protocolos de Comunicación

Aplicaciones de ComunicaciónTCP/IPEstructura de red de Internet

Redes sociales – MSN messenger

3

Redes sociales - Blogs

Redes Sociales - Documentos

Topología Internet

Capítulo 1: Introducción

Visión general: Qué es Internet? Qué es un protocolo? Periferia de la red Núcleo de la red Red de acceso, medios físicos Estructura Internet/ISP Desempeño: peŕdida, retardo Capas de protocolos,

modelos de servicio Modelamiento de red

1.1 ¿Qué es Internet?

1.2 Periferia de la red

1.3 Núcleo de la red

1.4 Red de acceso y medios físicos

1.5 Estructura Internet e ISP

1.6 Retardo & pérdida en redes de conmutación de paquetes

1.7 Capas de protocolos, modelos de servicio

1.8 Historia

¿Qué es Internet?

millones de dispositivos computacionales conectados : hosts = sistemas terminales

Aplicaciones de red corriendo

Enlaces de comunicación fibras, cobre, radio,

satélite Tasa de transmisión (bps) routers: reenvían

paquetes (trozos de datos)

ISP local

Red de compañias

ISP regional

router workstation

servidormóvil

protocolos control de envíos , recepción de msgs ej., TCP, IP, HTTP, FTP, PPP

Internet: “red de redes” Débilmente jerárquica Internet pública versus

privada

Estándares Internet RFC: Request for

comments IETF: Internet Engineering

Task Force

¿Qué es Internet?

ISP local

Red de compañias

ISP regional

router workstation

servidormóvil

Qué es Internet: una visión de servicio

Infraestructura de comunicación posibilita aplicaciones distribuidas: Web, email, juegos, e-

commerce, compartir archivos

Servicios de comunicación proporcionados a apps: Sin conexión, no fiable Orientados a conexión,

fiable

¿Qué es protocolo?

Protocolos humanos : “¿qué hora es?” “tengo una

pregunta” introducciones

… se envían msgs específicos

… se toma acciones específicas cuando los msgs se reciben, u otros eventos

Protocolos de red: Máquinas en vez de

humanos Actividad de

comunicaciones de Internet gobernada por protocolos

Los protocolos definen formatos, orden de msgs enviados y recibidos entre las entidades de la red, y acciones sobre la transmisión y recepción de msgs

¿Qué es un protocolo?

protocolo humano protocolo de red de computadores

Pregunta: ¿Otros protocolos humanos?

Hola

Hola

¿Me dicela hora?

2:00

TCP connection req

TCP connectionresponseGet http://www.inf.udec.cl/

<archivo>tiempo

1.1 Qué es Internet







1.8 Historia

Estructura de la red:

Periféria de red: applicaciones y hosts

Núcleo de red: routers Red de redes

Redes de acceso, medios físicos: enlaces de comunicación

Periféria de red: Sistemas terminales

(hosts): run application programs e.g. Web, email at “edge of network”

Modelo cliente/servidor El host cliente solicita y recive

servicio desde servidores siempre activos

ej. Web browser/servidor; email cliente/servidor

Modelo peer-to-peer: Uso mínimo (o no) servidores

dedicatos Ej. Gnutella, KaZaA

Periféria de red: servicio con conexión

Meta: transferencia de datos entre sistemas terminales

handshaking: setup (preparar para) transferencia de datos más adelante en el tiempo

TCP - Transmission Control Protocol

Servicio orientado a conexión de Internet

Servicio TCP [RFC 793] Transferencia de datos en

secuencia ordenada y fiable de bytes

Control de flujo: El transmisor no debe

abrumar al receptor Control de congestión:

El transmisor “baja la tasa de transmisión” cuando la red está congestionada

Periféria de red: servicio sin conexión

Meta: la misma que TCP

UDP - User Datagram Protocol [RFC 768]: Sin conexión Trasferencia de datos

no fiable no control de flujo no control de

congestión

App’s que usan TCP: HTTP (Web), FTP

( transferencia de archivos), Telnet ( login remoto), SMTP (email)

App’s que usan UDP: streaming media,

teleconferencia, DNS, telefonía Internet








1.8 Historia

Núcleo de red

Malla de routers interconectados

La pregunta fundamental: ¿cómo se transfieren datos a través de la red?

Núcleo de red: conmutación de circuitos

Recursos reservados extremo-a-extremo para la “llamada”

Ancho del enlace, capacidad del conmutador

Recursos dedicados : no compartir

Desempeño como circuito (garantizado)

Llamada de montaje (setup) requerida

Conmutación de paquetes: Multiplexación estadística

La Secuencia de los paquetes A & B no tiene un patrón fijo Multiplexación estadística.

A

B

C10 Mb/sEthernet

1.5 Mb/s

D E

Multiplexación estadística

Cola de paquetes esperando por

el enlace de salida

Conmutación de paquetes: store-and-forward

toma L/R segundos transmitir (echar afuera) paquetes de L bits en enlaces de R bps

El paquete entero debe estar en el router antes que sea transmitido en el siguiente enlace store and forward

retardo = 3L/R

Ejemplo: L = 7.5 Mbits R = 1.5 Mbps retardo = 15 sec

R R RL








1.8 Historia

Acceso a redes y medios físicos

P: ¿Cómo conectar sistemas terminales a router de borde?

Redes de accesos residencial

Redes de acceso institucional ( empresas, colegios, etc.)

Redes de accesos móvil

Tener en mente: ¿BW (bits por segundo) de

accesos a la red? ¿Compartido o dedicado ?

Acceso residencial: acceso punto a punto

Dial via modem a 56Kbps acceso direct al router

(a menudo menos) No se puede navegar y usar

teléfono al mismo tiempo: no puede ser “siempre activo”

ADSL: asymmetric digital subscriber lineHasta 1 Mbps descendente (típicamente < 256 kbps)Hasta to 8 Mbps descendente (típicamente < 1 Mbps)Chile Triplica ADSL a 300Kbps, 600 Kbps, 1.2 Mb y

2,4Mb....FDM: 50 kHz - 1 MHz para descendente 4 kHz - 50 kHz para ascendente 0 kHz - 4 kHz para teléfonos noremales

Acceso residencial: cable y modems

HFC: hybrid fiber coax asimétrico: hasta 30Mbps descendente, 2

Mbps ascendente red de cable y fibra al router ISP

domicilios comparten acceso al router disponible por TV cable

Arquitectura de red de cable

domicilio

Raíz de cable

Red de distribuciónpor cable (simplificada)

típicamente 500 a 5,000 domicilios

domicilio

Raíz de cable



servidor(es)

domicilio

Raíz de cable



Canales

VIDEO

VIDEO

VIDEO

VIDEO

VIDEO

VIDEO

DATA

DATA

CONTROL

1 2 3 4 5 6 7 8 9

FDM:


domicilio

Raíz de cable


Acceso empresas: redes de área local

red de áraea empresa/univ local (LAN) conecta sistemas terminales a un router de borde

Ethernet: Sistema de enlaces

dedicados o compartidos que conecta sistemas terminales y router

10 Mbs, 100Mbps, Gigabit Ethernet

Redes de acceso inalámbrico

Acceso inalámbrico compartido conecta sistemas terminales a router vía estación base “access

point”

LANs inalámbricas: 802.11b (WiFi): 11 Mbps 802.11g (WiFi): 108 Mbps

Acceso área más apmlia Otorgado por operadores del

telecomunicaciones 3G ~ 384 kbps WAP/GPRS en Europa

Estaciónbase

móviles

router

Redes domésticas

Componentes típicos: ADSL o cable y módem router/cortafuego/NAT Ethernet/USB access point inalámbrico

access point

Laptopsinalámbricos

router/cortafuego

cablemodem

a/desderaízde

cable

Ethernet/USB

Medios físicos

Bits: se propagan entre parestransmisor/receptor

Enlace físico: lo que se tiende entre ltransmisor y receptor

Medio guiado: Las señales se propagan

por médios sólidos: cobre, fibra, coax

Medios no guiados: Las señales se propagan

libremente, ej., radio

Pares trenzadostwisted pair (TP): Dos alambres de

cobre aislado Categoría 3: cables de

teléfonos tradicionales, 10 Mbps Ethernet

Categoría 5: 100Mbps Ethernet

Categoría 6: 1000Mbps Ethernet

Medios físicos: coax, fibra

Cable coaxial: Dos conductores de cobre

concéntricos bidireccional Banda base:

un canal en el cable Herencia Ethernet

Banda ancha: Múltiples canales en el

cable

Cable de fibra óptica : Fibra de vidrio que transporte

pulsos de luz, cada pulso un bit Operación de alta velocidad:

Transmisión de alta velocidad punto-a-punto (Ej., 5 Gps)

Baja tasa de errores: repetidores alejados; inmune al ruido electromagnético

Medios físicos: radio

Señal transportada en el espectro electromagnético

No hay “cable” físico bidireccional Efectos de

propagación del ambiente: reflexión obstrucción por objetos interferencia

Tipos de enlace deRadio:

Microondas terrestres Ej.. canales de hasta 45 Mbps

LAN (Ej., Wifi) 2Mbps, 11Mbps, .....

Área amplia (Ej., celular) Ej. 3G: cientos de kbps

Satélite Canales hasta 50Mbps (o

múltiples canales más pequeños)

Retardos extremo-a-extremo de 270 ms

Geosincrónicos versus baja altitud








1.8 Historia

Estructura Internet : red de redes

Casi jeráquica Al centro: ISPs “tier-1” (Ej., UUNet, BBN/Genuity,

Sprint, AT&T), covertura nacional/iternacional Trata con las otras de igual a igual

ISP Tier 1

ISP Tier 1

ISP Tier 1

Los proveedoresTier-1 se interconectan (pares) privadamente

NAP

Los proveedoresTier-1 tambien se interconectan en redes de access points (NAPs)

ISPs“Tier-3” e ISPs locales Último salto (“acceso”) de red (más cercano a sistema

terminal)

ISP Tier 1

ISP Tier 1

ISP Tier 1

NAP

ISP Tier-2 ISP Tier-2

ISP Tier-2 Tier-2 ISP

ISP Tier-2

ISPlocalISP

localISP

local

ISPlocal

ISPlocal ISP

Tier 3

ISPlocal

ISPlocal

ISPlocal

ISPs locales y tier- 3 son abonados de ISP tier más altosque los conecta al resto de Internet


Un paquete a través de muchas redes!

ISP Tier 1

ISP Tier 1

ISP Tier 1

NAP

ISP Tier-2ISP Tier-2

ISP Tier-2 ISP Tier-2

ISP Tier-2

ISPlocalISP

localISP

local

ISPlocal

ISPlocal ISP

Tier 3

ISPlocal

ISPlocal

ISPlocal









1.8 Historia

Cómo ocurren las perdidas y retardos?

Cola (queue) de paquetes en buffer de router La tasa de llegada de3 paquetes en enlace de

llegada exceden la capacidad de l enlace de salida Cola de paquetes, esperar por el turno

A

B

Paquetes siendo transmitidos (retardo)

Cola de paquetes (retardo)

Buffers disponibles: paquetes de llegada descartados (pérdida) si no hay buffers disponibles

Cuatro fuentes de retardo de paquetes

1. procesamiento nodal: Chequear errores de bit Determinar enlace de salida

A

B

propagación

transmisión

Procesamientonodal cola

2. colasTiempo de espera en

el enlace de salidaDepende de la

congestión a nivel de router

Analogía caravana

Autos se “propagan” a 100 km/hr

Un auto tarda 12 seg en salir de cabina (tiempo de transmisión)

auto~bit; caravana ~ paquete

P: ¿cuanto le toma a la caravana estar alineana delante de 2a. cabina?

Para “empujar” la caravana entera en la autopista = 12*10 = 120 seg

Tiempo que toma a último auto propagarse desde la 1a a la 2a cabina: 100km/(100km/hr)= 1 hr

R: 62 minutos

cabinaCabina

100 km

100 km

Caravana10 autos

cabinaCabina

100 km

100 km

Caravana10 autos

Retardo e redes de conmutación de paquetes3. retado de

Transmisión: R=capacidad del enlace

(bps) L=largo paquete (bits) Tiempo para transmitir los

bits en el enlace = L/R

4. retardo de propagación:

d = largo del enlace físico s = velocidad de

propagación en el medio (~2x108 m/seg)

Retardo de propagación = d/s

Nota: s y R son cantidades muy diferentes !A

B

propagación

transmisión

Procesamientonodal cola

Pérdida de paquete

cola ( buffer) de enlace de entrada tiene capacidad finita

Cuando un paquete llega a una cola llena, es descartado (pérdida)

Los paquetes perdidos pueden ser retransmitidos por el nodo anterior, el sistema fuente, o no retransmitido








1.8 Historia

despegue/aterrizaje

ticket (obtención)

equipaje (chequeo)

puerta (embarque)

viajar (despegue)

ruteo avión

Aeropuertode

embarque

Aeropuertodestino

Centros de control de tráfico intermedios

ruteo avión ruteo avión

ticket (quejas)

equipaje (reclamo)

puerta (desem)

viajar (aterrizaje)

ruteo avión

ticket

equipaje

puerta

Ruteo aeroplano

Funcionalidad de las capas

Capas: cada capa implementa un servicio Por medio de sus propias acciones inter

capa “subcontrata” los servicios proporcionados

por las capas inferiores

¿Porqué capas?

Sistemas complejos: Estructuras explícitas permiten identificación,

relaciones de las partes de sistemas complejos Modelo referencia de capas para discusión

modularización facilita mantención, actualización de sistemas Cambio en la implementación del servicio de

la capa es transparente al resto del sistema Ej., cambios en los procedimientos de

“puertas” no afectan al resto del sistema ¿Son perjudiciales las capas?

Pila de protocolos Internet aplicación: supporting network

applications FTP, SMTP, STTP

transporte: trnasferencia host-host TCP, UDP

red: enrutar datagramas de fuente a destino IP, protocolos de enrutamiento

enlace: transferencia de datos entre elementos “vecinos” en la red PPP, Ethernet

física: bits “en el cable”

aplicación

transporte

red

enlace

física

Introduction

Medios de transmisión

1. Medios eléctricos: coaxiales, pares trenzados

2. Medios ópticos: Medios electromagnéticos: atmósfera,

fibras ópticas, guía ondas, “vacío”, sólidos, líquidos, etc.

Introduction

EléctricosCable coaxial

Introduction

Electromagnéticos: fibras ópticas

Introduction

Electromagnéticos: atmósfericos

Satélite

Retardo: 270 ms

wifii

Introduction

Sistemas de cableado

1. Equipo de comunicación

2. Patch panel

3. Cable de patch

4. Cable horizontal

5. Enchufe de salida de información

6. Cable de área de usuario

7. Tarjeta adaptadora

8. Bastidor de distribución

Subsistema horizontal: 3, 4, 5

Subsistema área de usuario: 5, 6

Subsistema de administración: 2, 3, 8

Introduction

Sistemas de cableado (cont.)

Subsistema de campus

Subsistema vertical

Se espera que no se propaguen fallas eléctricas entre pisos y entre edificios

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