Resumen Capitulo 1 - Redes de Computadores e Internet

Xarxes de Computadors-ETIG-EPSEVG

1

Capítulo 1Redes de computadores e Internet

Redes de computadores: un enfoque descendente basado en Internet, 2ª edición.Jim Kurose, Keith Ross

Nota sobre el uso de estas diapositivas ppt:Proporcionamos estas diapositivas de forma gratuita para todos (profesores, estudiantes, lectores). Se encuentran en formato PowerPoint, por lo que puede añadir, modificar y borrar diapositivas (incluida la presente) y su contenido según sus necesidades. Evidentemente, significan un gran trabajo por nuestra parte. A cambio, sólo pedimos para su uso:

Que mencione la fuente si usa estas diapositivas (por ejemplo, en clase), sin alterar su contenido de forma considerable (¡nos gustaría que la gente usara nuestro libro!).

Que indique que dichas diapositivas son una adaptación o copia de las nuestras y que muestre el copyright de nuestro material si cuelga las mismas en un sitio web, sin alterar su contenido de forma considerable.¡Gracias y disfrute! JFK/KWR

Copyright 1996-2002.J.F Kurose y K.W. Ross.Todos los derechos reservados.

Capítulo 1: introducciónNuestro objetivo:

Conseguir un contexto, compendio y sensibilización en cuanto a las redes de computadores.Mayor profundidad y detalle para un posterior desarrollo.Acercamiento:

❍ Descriptivo.❍ Uso de Internet como

ejemplo.

Contenidos:¿Qué es Internet?¿Qué es un protocolo?El extremo de la red.El núcleo de la red.Redes de acceso y medio físico.Estructura de Internet e ISPs.Rendimiento: pérdida, retardo.Capas de protocolo, modelos de servicio.Historia.

Capítulo 1: tabla de contenidos

1.1 ¿Qué es Internet?1.2 Extremo de la red.1.3 Núcleo de la red.1.4 Redes de acceso y medio físico.1.5 Estructura de Internet e ISPs.1.6 Retardo y pérdida en redes de

conmutación de paquetes.1.7 Capas de protocolo, modelos de servicio.1.8 Historia.

¿Qué es Internet? Descripción prácticaMillones de dispositivos de cómputo conectados: hosts, sistemas terminales

❍ PCs, estaciones de trabajo, servidores

❍ PDAs, teléfonos, tostadorasque ejecutan aplicaciones de

red.Enlaces de comunicación:

❍ Fibra, cobre, radio, satélite❍ Tasa de transmisión = ancho

de bandaRouters: reenvía paquetes (grupos de datos).

ISP local

Red de empresa

ISP regional

Router Estación detrabajo

ServidorComputadorportátil


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Divertidas aplicaciones de Internet

El servidor web más pequeño del mundohttp://www-ccs.cs.umass.edu/~shri/iPic.html

Marco IPhttp://www.ceiva.com/

Tostadora con conexión a internet+estación meteorológica

¿Qué es Internet? Descripción práctica

Protocolos de control de envío y recepción de mensajes:

❍ Por ejemplo, TCP, IP, HTTP, FTP, PPP.

Internet: “red de redes”.❍ Cierta jerarquía.❍ Internet público frente a

intranet privada.Estándares de Internet:

❍ RFC: solicitudes de comentarios.❍ IETF: Internet Engineering

Task Force.

ISP local

Red deempresa

ISPregional

RouterEstación detrabajo

Servidor Computadorportátil

¿Qué es Internet? Descripción del servicioLa infraestructura de comunicación permite aplicaciones distribuidas:

❍ Web, correo electrónico, juegos, comercio electrónico, base de datos, votar, compartición de achivos (MP3).

Servicios de comunicación proporcionados a las aplicaciones:

❍ Sin conexión.❍ Orientado a conexión.

Ciberespacio [Gibson]:“Una alucinación consensual que experimentan miles de millones

de operadores al día, en todas las naciones, ... “

¿Qué es un protocolo?Protocolos humanos:

“¿Qué hora es?”“Tengo una duda”.Presentaciones.

… Mensajes específicos enviados.

… Acciones específicas tomadas como respuesta a los mensajes de contestación u otros eventos.

Protocolos de red:Máquinas en lugar de humanos.Los protocolos controlan cualquier actividad de comunicación en Internet.Los protocolos definen el formato y el orden de los mensajes intercambiados entre dos o más entidades que se comunican, así como las acciones que se toman

en la transmisión y/o recepción de mensajes o

otros eventos.


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¿Qué es un protocolo?

Respuesta de conexión TCP

Un protocolo humano y un protocolo de red:

P: ¿Otros protocolos humanos?

Hola

Hola¿Tienes hora?

2:00

Solicitud de conexión TCP

Get http://www.awl.com/kurose-ross

<archivo>Tiempo

Profundización en la estructura de la red:

Extremo de la red:Aplicaciones y hosts.Núcleo de la red:

❍ Routers.❍ Red de redes.

Redes de acceso, medios físicos: enlaces de comunicación.




El extremo de la red:Sistemas terminales (hosts):

❍ Ejecutan programas de aplicación.❍ Por ejemplo: Web, correo

electrónico.❍ En el “extremo de la red”.

Modelo cliente/servidor:❍ Solicitudes de host de cliente,

servicio de recepciones desde un servidor siempre conectado.

❍ Por ejemplo: buscador/servidor Web; cliente/servidor de correo electrónico.

Modelo entre colega-colega:❍ Mínimo (o ningún) uso de

servidores especializados.❍ Por ejemplo: Gnutella, KaZaA.


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El extremo de la red: servicio orientado a conexión

Objetivo: transferencia de datos entre sistemas terminales.Acuerdo: sistema (preparado para) transferir datos antes de tiempo.

❍ Protocolo humano de “holas”.

❍ Crear un “estado” en dos hosts que se comunican.

TCP - Protocolo de Control de Transmisión:

❍ Servicio orientado a conexión de Internet.

Servicio TCP [RFC 793]Fiable, transferencia de datos en orden de bytes:

❍ Pérdida: confirmaciones y retransmisiones.

Control de flujo:❍ El emisor no abrumará al

receptor.Control de congestión:

❍ Los emisores “reducen su tasa de envío” cuando la red se encuentra congestionada.

Extremo de red: servicio sin conexión

Objetivo: tranferencia de datos entre sistemas terminales.

❍ ¡Lo mismo que antes!UDP - User Datagram Protocol [RFC 768]: Servicio sin conexión de Internet.

❍ Transferencia de datos no fiable.

❍ Sin control de flujo.❍ Sin control de congestión.

Aplicaciones que utilizan TCP:HTTP (Web), FTP (transferencia de archivos), Telnet (login remoto), SMTP (correo electrónico).

Aplicaciones que utilizan UDP:Medios de transmisión, videoconferencia, DNS, teléfono Internet.




El núcleo de la redMalla de routers interconectados.La duda principal: ¿cómo se transmiten los datos por la red?

❍ Conmutación de circuitos:circuitos especializados por llamada, red telefónica.

❍ Conmutación de paquetes:datos enviados a través de la red en pequeños grupos.


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El núcleo de la red: conmutación de circuitosRecursos terminal a

terminal reservados para la “llamada”:Ancho de banda del enlace, capacidad de conmutación.Recursos especializados: sin compartir.Actuación en forma de circuito (garantizada).Es preciso un establecimiento de llamada.

El núcleo de la red: conmutación de circuitosRecursos de red(por ejemplo, ancho de

banda) divididos en “fragmentos”.Fragmentos asignados a llamadas.Fragmento de recurso parado si se usa por la propia llamada (sin compartir).

Dividir el ancho de banda en “fragmentos”:❍ División de

frecuencia.❍ División de tiempo.

Conmutación de circuitos: FDM y TDM

FDM

Frecuencia

TiempoTDM

Frecuencia

Tiempo

4 usuariosEjemplo:

El núcleo de la red: conmutación de paquetesCada flujo de datos extremo-

extremo se divide en paquetes:Usuario A, los paquetes B comparten fuentes de red.Cada paquete utiliza un enlace de ancho de banda completa. Recursos utilizados como necesarios.

Contención de recursos:La demanda agregada de recursos puede exceder la cantidad disponible.Congestión: cola de paquetes a la espera de enlace.Almacenar y reenviar: los paquetes mueven un salto de una sóla vez.❍ Transmiten por

enlace.❍ Esperan al siguiente

enlace.

División del ancho de banda en “fragmentos”.

Asignación especializada.Reserva de recursos.


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Conmutación de paquetes: multiplexado estadístico

La secuencia de paquetes A y B no tiene un modelo fijo multiplexado estadístico.

En TDM cada host tiene la misma partición de tiempo en el marco rotatorio TDM.

A

B

C10 MbpsEthernet

1,5 Mbs

D E

Multiplexado estadístico

Cola de paquetesesperando por

el enlace de salida

Conmutación de paquetes frente a conmutación de circuitos

Enlace de 1 Mbit.Cada usuario:

❍ 100 kbps cuando se encuentra “activo”.

❍ Activo el 10% del tiempo.Conmutación de paquetes:

❍ 10 usuarios.Conmutación de paquetes:

❍ Con 35 usuarios, probabilidad > 10 activos menos de 0004.

La conmutación de paquetes permite que la red tenga más usuarios.

N usuarios

Enlace de 1 Mbps

Conmutación de paquetes frente a conmutación de circuitos

Genial para datos a ráfagas:❍ Compartir recursos.❍ Más sencillo, sin establecimiento de llamada.

Congestión excesiva: retardo y pérdida del paquete.❍ Se necesitan protocolos para una transferencia

de datos fiable, control de la congestión.P: ¿Cómo proporcionar una actuación de circuito?❍ El ancho de banda garantiza lo necesario para

aplicaciones de audio/vídeo.❍ Un problema aún por solucionar (Capítulo 6).

¿Es la conmutación de paquetes la solución definitiva?

Conmutación de paquetes: almacenar y enviar

Se necesitan L/R segundos para transmitir (enviar) un paquete de L segundos sobre un enlace o R bps.El paquete completo debe llegar al router antes de que se pueda transmitir hacia el siguiente enlace: almacenar y enviar.Retardo = 3L/R

Ejemplo:L = 7,5 MbitsR = 1,5 MbpsRetardo = 15 segundos

R R RL


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Conmutación de paquetes: segmentación de mensajes

Ahora el mensaje se fragmenta en 5000 paquetes:

Cada paquete contiene 1.500 bits.1 milisegundo para transmitir un paquete hacia un enlace. Pipelining: cada enlace trabaja en paralelo.Se reduce el retardo de 15 a 5,002 segundos.

Switch de paquete

Switch de paquete

Fuente Destino

Tiempo (mseg)

Redes de conmutación de paquetes: reenvíoObjetivo: mover paquetes a través de los routers desde la fuente a su destino.

❍ Se estudiarán varios recorridos seleccionados (es decir, routing) algoritmos (Capítulo 4).

Redes de datagramas:❍ La dirección de destino en paquetes señala el siguiente

salto.❍ Los recorridos pueden cambiar durante una sesión.❍ Analogía: direccionar, preguntar direcciones.

Redes de circuitos virtuales:❍ Cada paquete tiene una etiqueta (identificación del circuito

virtual), la etiqueta señala el siguiente salto.❍ El recorrido fijo marcado en el establecimiento de llamada,

permanece fijo durante la llamada.❍ Los routers mantienen el estado por llamada.

Taxonomía de la redRedes de

telecomunicaciones

Redes de conmutaciónde circuitos

FDM TDM

Redes de conmutaciónde paquetes

Redes con VC Redes dedatagramas

• Las Redes de datagramas no se encuentran orientadas aconexión, ni carecen de ella.

• Internet aporta a las aplicaciones tanto servicios orientados aconexión (TCP) como servicios sin conexión (UDP).





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Redes de acceso y medio físicoP: ¿ Cómo conectar los

sistemas terminales al router de borde?Redes de acceso residencial.Redes de acceso institucional (colegio, empresa).Redes de acceso móvil.

Recordar: ¿Ancho de banda (bits por segundo) de la red de acceso?¿Compartida o especializada?

Acceso residencial: acceso de punto a puntoMódem telefónico:❍ Acceso directo a router de

hasta 56 Kbps ( a menudo inferior).

❍ Imposibilidad de navegar y usar el teléfono a la vez: no se puede estar siempre “en línea”.

ADSL: línea de subscriptor digital asimétrica.❍ Velocidad de envío de hasta 1 Mbps (hoy normalmente <

256 kbps).❍ Velocidad de descarga de hasta 8 Mbps (hoy normalmente

< 1 Mbps).❍ FDM: 50 kHz - 1 MHz para la descarga.

4 kHz - 50 kHz para el envío0 kHz - 4 kHz para un teléfono corriente

Acceso residencial: modems de cable

HFC: cable híbrido de fibra y coaxial.❍ Asimétrico: con una velocidad de envío de

hasta 10Mbps y de descarga de hasta 1 Mbps.

Red de cable y fibra conecta hogares al router ISP:❍ Acceso compartido a router entre hogares.❍ Congestión, dimensionado.

Despliegue: disponible mediante empresas de cable, por ejemplo, MediaOne.

Acceso residencial: modems de cable

Diagrama: http://www.cabledatacomnews.com/cmic/diagram.html

Cable coaxial

Red troncal

IP

Cable decabecera final

regional

Red de telefonía pública

conmutada

27 Mbps de velocidad

de descarga y 2 Mbps

de velocidad de carga por nodo

IP sobre SONET, ATM

o WDM a

622 Mbps (OC-12)

Transporte de fibra óptica

Nodo de fibra

Nodo de

fibra

Nodo de

fibra

Nodo de

fibra

Ejede

distribución

Ejede

distribución

Ejede

distribución Negocio

Hogar

Hogar


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Arquitectura de la red de cable: esquema

Hogar

Cable de cabecerafinal

Red de distribuciónde cable (simplificada)

Normalmente 500 a 5.000 hogares


Hogar


Red de distribuciónde cable (simplificada)

Módem de cable

Entorno de hogar

Divisor

Caja de descodificador y

convertidor


Hogar


Red de distribuciónde cable

Servidor(es)


Hogar


Red de distribuciónde cable

Canales

VIDEO

VIDEO

VIDEO

VIDEO

VIDEO

VIDEO

DATA

DATA

CONTROL

1 2 3 4 5 6 7 8 9

FDM:


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Acceso a empresas: redes de área localRed de área local (LAN) de empresa/ univ. conecta el sistema terminal con el router de borde.Ethernet:❍ Enlace compartido o

especializado que conecta el sistema terminal al router.

❍ 10 Mbs, 100Mbps, Gigabit Ethernet.

Despliegue: instituciones, los LAN para casa del momento.LANs: Capítulo 5.

Redes de acceso sin cableLa red de acceso sin cable compartido conecta el sistema terminal al router:❍ Mediante la estación base

también conocida como “punto de acceso”.

LAN inalámbrica:❍ 802,11b (WiFi): 11 Mbps

Acceso inalámbrico de mayor área:❍ Proporcionado por operador

telco.❍ 3G ~ 384 kbps

• ¿¿Será posible??❍ WAP/GPRS en Europa.

Estaciónbase

Hostsmóviles

Router

Redes de hogarComponentes típicos de la red de hogar:

ADSL o módem de cable.Router/cortafuegos/NAT.Ethernet.Punto de acceso inalámbrico.

Punto deacceso inalámbrico

Conexión portátil

Router/cortafuegos

Módemde

cable

Desde/haciacable de

cabecera final

Ethernet(conectados)

Medios físicos

Bit: se propaga entre parejas de transmisores-receptores.Enlace físico: lo que hay entre transmisor y receptor.Medios guiados:❍ Las señales se propagan

en medios sólidos: cobre, fibra, coaxial.

Medios no guiados:❍ Las señales se propagan

libremente, por ejemplo, radio.

Par trenzado(TP)Dos cables de cobre aislados:❍ Categoría 3: cables

telefónicos tradicionales, Ethernet de 10 Mbps.

❍ Categoría 5: Ethernet de 100Mbps.


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Medios físicos: cobre, fibraCable coaxial:

Dos conductores concéntricos de cobre.BidireccionalesDe banda base:

❍ Cable con un único canal.❍ Ethernet de legado.

De banda ancha:❍ Cable con varios canales.❍ HFC.

Cable de fibra óptica:Fibra de cristal que transporta pulsos de luz, cada uno representa un bit.Operaciones de alta velocidad:

❍ Transmisión de punto a punto de alta velocidad (por ejemplo, 5 Gps).

Bajo porcentaje de error: repetidores espaciados lejos,inmunes al ruido electromagnético.

Medios físicos: radio

Transporta señales en el espectro electromagnético.Sin “cable” físico.Bidireccional.Efectos del entorno de propagación:

❍ Reflexión.❍ Obstrucción por objetos.❍ Interferencia.

Tipos de enlaces de radioMicroondas terrestre:

❍ Por ejemplo: canales de hasta 45 Mbps.

LAN (por ejemplo, ondas LAN)❍ 2Mbps, 11Mbps

Área amplia (por ejemplo, móviles):

❍ Por ejemplo, 3G: cientos de kbps.

Satélite:❍ Canal de hasta 50Mbps (o

varios canales de menor tamaño).

❍ Retardo de terminal a terminal de 270 mseg.

❍ Geosincrónicos frente a LEOS.


1.1 ¿Qué es Internet?1.2 Extremo de la red.1.3 Núcleo de la red.1.4 Redes de acceso y medios físicos.1.5 Estructura de Internet e ISPs.1.6 Retardo y pérdida en redes de


Estructura de Internet: red de redes

Fuerte jerarquía.En el centro: ISPs de “nivel -1” (por ejemplo., UUNet, BBN/Genuity, Sprint, AT&T), cobertura nacional/ internacional.❍ Trata a los demás como iguales.

ISP denivel- 1

ISP denivel- 1

ISP denivel- 1

Los proveedores de nivel -1 interconectan de forma privada

NAP

Los proveedores de nivel -1 también interconexionan en Tier-1 en la red pública (NAPs)


12

ISP de nivel - 1: por ejemplo, Sprint

Red troncal de Sprint en EE.UU.


ISPs de “nivel -2”: ISPs más pequeños ( a menudo regionales).❍ Conecta uno o más tier-1 ISPs, posiblemente otros

tier-2 ISPs.

ISP denivel- 1

ISP denivel- 1

ISP denivel- 1

NAP

ISP denivel -2

ISP denivel -2

ISP denivel -2

ISP denivel -2

ISP denivel -2

El ISP de nivel -2 paga al ISP de nivel -1 para conectarse al resto de Internet:

El ISP de nivel -2 es cliente del proveedor del nivel –1.

Los ISPs de nivel-2 también se conectan de forma privada entre ellos, se interconectan en NAP.


ISPs de “nivel -3” e ISPs locales:❍ Último salto(“acceso”). Red (más cerca de los

sitemas terminales).

ISP denivel- 1

ISP denivel- 1

ISP denivel- 1

NAP

ISP de nivel-2ISP de nivel-2

ISP de nivel-2 ISP de nivel-2

ISP de nivel-2

ISPlocalISP

localISPlocal

ISPlocal

ISPlocal ISP de

nivel -3

ISPlocal

ISPlocal

ISPlocal

Los ISPs locales y de nivel -3 son clientes de ISPs de niveles superiores, que les conectan al resto de Internet.


¡Un paquete atraviesa muchas redes!

ISP de nivel-1

ISP de nivel-1

ISP de nivel-1

NAP

ISP de nivel-2ISP de nivel-2

ISP de nivel-2 ISP de nivel-2

Tier-2 ISP

ISPlocalISP

localISPlocal

ISPlocal

ISPlocal ISP de

nivel-3

ISPlocal

ISPlocal

ISPlocal


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¿Cómo se producen el retardo y la pérdida?

Paquetes encolados en los búferes de router:La tasa de llegada de paquetes al enlace excede la capacidad de salida del enlace.Cola de paquetes esperando turno.

A

B

Paquetes en transmisión (retardo)

Paquetes encolados (retardo)

Búferes libres (disponibles): paquetes de llegada abandonados (pérdida) si no haybúferes libres

Cuatro fuentes de retardo de paquetes

1. Procesamiento nodal:❍ Comprueba errores de

bit.❍ Determina la salida del

enlace.

A

B

Propagación

Transmisión

Procesamientonodal Encolado

2. Encolado:❍ Tiempo de espera para

un enlace de salida para la transmisión.

❍ Depende del nivel de congestión del router.

Retardo en redes de conmutación de paquetes3. Retardo de transmisión:

R=ancho de banda del enlace (bps).L=longitud del paquete (bits).Tiempo de envío de bits hacia el enlace = L/R.

4. Retardo de propagación:d = longitud del enlace físicos = media de velocidad de propagación (~2x108 m/sec)Retardo de propagación=d/s

A

B

Propagación

Transmisión

Procesamientonodal Encolado

Nota: ¡s y R son cantidades muy distintas!


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Analogía de la caravana

Los coches se “propagan” a 100 km/h.El peaje tarda 12 seg en servir a un coche (tiempo de transmisión).Coche~bit; caravana ~ paquete.P: ¿Cuánto tiempo transcurre hasta que la caravana se alinee ante el segundo peaje?

Tiempo para “soltar” toda la caravana pasando los peajes a la autopista = 12*10 = 120 seg.Tiempo hasta que el último coche se propaga del primer al segundo peaje: 100km/(100km/h)= 1 h.R: 62 minutos

PeajePeajeCaravana de10 coches

100 km 100 km

Analogía de la caravana

Ahora los coches se “propagan” a 1000 km/h.El peaje tarda 1 min en servir un coche.P: ¿Llegarán los coches al segundo peaje antes de que se sirva a todos en el primero?

¡Sí! Tras 7 min., el primer coche se encuentra en el segundo peaje y aún quedan tres coches en el primero.¡El primer bit de paquete puede llegar al segundo router antes de que se haya transmitido el paquete por completo al primer router!

❍ Véase applet Ethernet en el sitio Web de AWL.

PeajePeajeCaravana de10 coches

100 km 100 km

Retardo nodal

dproc = retardo de proceso❍ Normalmente unos pocos microsegundos o menos.

dcola = retardo de cola❍ Depende de la congestión.

dtrans = retardo de transmisión❍ = L/R, significativo para enlaces de baja velocidad.

dprop = retardo de propagación❍ Desde unos pocos microsegundos hasta a cientos de

milisegundos.

proptranscolaprocnodal ddddd +++=

Retardo de cola (repaso)

R = ancho de banda del enlace (bps).L = longitud del paquete (bits).a = media de tasa de llegada del paquete.

Intensidad de tráfico = La/R

La/R ~ 0: media de retardo de cola pequeño.La/R -> 1: aumentan los retardos.La/R > 1: ¡Llega más “trabajo” del que puede servirse, media de retardo infinita!

Media de retardo de cola


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Retardo y rutas “reales” en Internet¿Cómo son los retardos y las rutas “reales” en Internet? Programa Traceroute: mide el retardo desde la fuente al router por el recorrido de Internet terminal a terminal hacia el destino. Para todo ello:

❍ Envía tres paquetes que alcanzarán el router i de camino a su destino.

❍ El router i le devolverá los paquetes al remitente.❍ Intervalo de tiempos de envío entre la transmisión y la

respuesta.

3 sondas

3 sondas

3 sondas

Retardo y rutas “reales” en Internet

1 cs-gw (128.119.240.254) 1 ms 1 ms 2 ms2 border1-rt-fa5-1-0.gw.umass.edu (128.119.3.145) 1 ms 1 ms 2 ms3 cht-vbns.gw.umass.edu (128.119.3.130) 6 ms 5 ms 5 ms4 jn1-at1-0-0-19.wor.vbns.net (204.147.132.129) 16 ms 11 ms 13 ms 5 jn1-so7-0-0-0.wae.vbns.net (204.147.136.136) 21 ms 18 ms 18 ms 6 abilene-vbns.abilene.ucaid.edu (198.32.11.9) 22 ms 18 ms 22 ms7 nycm-wash.abilene.ucaid.edu (198.32.8.46) 22 ms 22 ms 22 ms8 62.40.103.253 (62.40.103.253) 104 ms 109 ms 106 ms9 de2-1.de1.de.geant.net (62.40.96.129) 109 ms 102 ms 104 ms10 de.fr1.fr.geant.net (62.40.96.50) 113 ms 121 ms 114 ms11 renater-gw.fr1.fr.geant.net (62.40.103.54) 112 ms 114 ms 112 ms12 nio-n2.cssi.renater.fr (193.51.206.13) 111 ms 114 ms 116 ms13 nice.cssi.renater.fr (195.220.98.102) 123 ms 125 ms 124 ms14 r3t2-nice.cssi.renater.fr (195.220.98.110) 126 ms 126 ms 124 ms15 eurecom-valbonne.r3t2.ft.net (193.48.50.54) 135 ms 128 ms 133 ms16 194.214.211.25 (194.214.211.25) 126 ms 128 ms 126 ms17 * * *18 * * *19 fantasia.eurecom.fr (193.55.113.142) 132 ms 128 ms 136 ms

Traceroute: gaia.cs.umass.edu a www.eurecom.frTres medidas de retardo desde gaia.cs.umass.edu hasta cs-gw.cs.umass.edu

* Quiere decir que no existe respuesta (probe lost, router not replying)

Enlacetrasatlántico

Pérdida de paquetes

La cola (también conocida como búfer) que precede a un enlace en el búfer tiene una capacidad limitada.Cuando un paquete llega a una cola llena, éste es abandonado (es decir, se pierde).El paquete perdido puede o no ser retransmitido por un nodo anterior, por una fuente del sistema terminal.





16

“Capas” de protocolo¡La red es compleja!

Muchas “piezas”:❍ Hosts.❍ Routers.❍ Varios medios de

enlace.❍ Aplicaciones.❍ Protocolos.❍ Hardware,

software.

Pregunta:¿Queda esperanza de poder organizar la estructura de la

red?

¿O, por lo menos nuestra discusión sobre las redes?

Organización del tráfico aéreo

Una serie de pasos.

Billete (compra)

Equipaje (facturación)

Puertas (carga)

Despegue en la pista

Rutado del avión

Billete (queja)

Equipaje (reclamación)

Puertas (descarga)

Aterrizaje en la pista

Rutado del avión

Rutado del avión

Organización del tráfico aéreo: una visión distinta

Capas: cada capa realiza un servicio.❍ Mediante las acciones de su propia capa interna.❍ Contando con los servicios que ofrece la capa inferior.

Billete (compra)

Equipaje (facturación)

Puertas (carga)


Rutado del avión

Billete (queja)


Puertas (descarga)

Aterrizaje en pista

Rutado del avión

Rutado del avión

Tráfico aéreo en capas: servicios

Entrega de personas y su equipaje de mostrador a mostrador.

Entrega del equipaje desde su facturación hasta su recogida.

Transferencia de personas: puerta de carga a puerta de descarga.

Entrega del avión desde la pista de salida hasta la de aterrizaje.Rutado del avión desde la fuente hasta el destino.


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Reparto de la aplicación de la funcionalidad de la capa

Billete (compra)

Equipaje (facturar)

Puertas (carga)


Rutado del avión

Billete (queja)


Puertas (descarga)

Aterrizaje en la pista

Rutado del avión

Rutado del avión

Aer

opue

rto

de s

alid

a

Aer

opue

rto

de ll

egad

a

Sitios intermedios de tráfico aéreoRutado del avión Rutado del avión

¿Por qué la estratificación?Tratando con sistemas complejos.

Una estructura explícita permite identificar y relacionar las complejas piezas del sistema:❍ Un modelo de referencia en capas para

discusión.La modulación facilita el mantenimiento y actualización del sistema:❍ Cambio de aplicación del servicio de la capa

transparente para el resto del sistema.❍ Por ejemplo, cambiar el procedimiento de la

puerta no afecta al resto del sistema.¿Se considera perjudicial la estratificación?

Pila de protocolo de InternetAplicación: apoyar las aplicaciones de red.

❍ FTP, SMTP, STTP.Transporte: transferencia de datos de host a host.

❍ TCP, UDP.Red: rutado de datagramas desde la fuente hasta el destino.

❍ IP, protocolos de rutado.Enlace: transferencia de datos entre elementos de la red vecinos.

❍ PPP, Ethernet.Física: bits “por cable”.

Aplicación

Transporte

Red

Enlace

Física

Estratificación: comunicación lógica

AplicaciónTransporte

RedEnlaceFísica


RedEnlaceFísica Aplicación

TransporteRed

EnlaceFísica


RedEnlaceFísica

RedEnlaceFísica

Cada capa:Repartida.Las “entidades” ejecutan las funciones de la capa en cada nodo.Las entidades realizan acciones, intercambian mensajes con iguales.


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Estratificación: comunicación lógica


RedEnlaceFísica


RedEnlaceFísica Aplicación

TransporteRed

EnlaceFísica


RedEnlaceFísica

RedEnlaceFísico

Datos

DatosPor ejemplo: transporteToman datos de las aplicaciones.Añaden direcciones, comprueban la información fiable para crear “datagramas”.Envían datagramas a iguales.Esperan a su igual para confirmar la recepción.Analogía: oficina de correos.

Datos

transport

transporte

Confirmar

Estratificación: comunicación física


RedEnlaceFísica


RedEnlaceFísica


RedEnlaceFísica


RedEnlaceFísica

RedEnlaceFísica

Datos

Datos

Estratificación y datos de protocoloCada capa toma datos de la anterior:

Añade información de cabecera para crear nuevas unidades de datos.Le pasa unidades de datos nuevas a las capas inferiores.


RedEnlaceFísica


RedEnlaceFísica

Fuente DestinoMMMM

Ht

HtHnHtHnHl

MMMM

Ht

HtHnHtHnHl

MensajeSegmentoDatagramaMarco





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Historia de Internet

1961: Kleinrock -la teoría de colas demuestra la efectividad de la comutación de paquetes.1964: Baran - conmutación de paquetes en redes militares.1967: Agencia de Proyectos de Investigación avanzada crea ARPAnet.1969: primer ARPAnet que trabaja con nodos.

1972:❍ Demostración pública de

ARPAnet.❍ El NCP (Protocolo de

Control de Red) es el primer protocolo de host a host.

❍ Primer programa de correo electrónico.

❍ ARPAnet tiene 15 nodos.

1961-1972: principios de la primera conmutación de paquetes.


1970: red de satélite ALOHAnet en Hawai.1973: la tesis de Metcalfe PhD prpone Ethernet.1974: Cerf y Kahn -arquitectura para interconectar redes.finales de los 70:arquitecturas de propiedad: DECnet, SNA, XNA.finales de los 70 : se conmutan paquetes de una longitud fija (ATM precursor).1979: ARPAnet tiene 200 nodos.

Principios de funcionamiento de internet de Cerf

❍ Minimalismo, autonomía: - No se necesitan cambios internos para interconectar redes.

❍ Modelo de servicio de mayor rendimiento.

❍ Routers sin estado.❍ Control descentralizado.

define la arquitectura actual de Internet.

1972-1980: funciona Internet, redes nuevas y de propiedad.


1983: desarrollo de TCP/IP.1982: se define el protocolo de correo electrónico SMTP.1983: sistema de Nombres de Dominio (DNS) diseñado para traducir los nombres y direcciones IP.1985: se define el protocolo FTP.1988: control de la congestión TCP.

Nuevas redes nacionales: Csnet, BITnet, NSFnet, Minitel.100.000 hosts conectados a la confederación de redes.

1980-1990: nuevos protocolos, proliferación de redes.Principios de los 90: ARPAnet deja de funcionar.1991: NSF elimina restricciones sobre el uso de NSFnet (que cesa su actividad en 1995).Principios de los 90: Web.

❍ Hipertexto [Bush 1945, Nelson, años 60].

❍ HTML, HTTP: Berners-Lee.❍ 1994: Mosaic, último

Netscape.❍ Finales de los 90:

comercialización de la Web.

Finales de los 90 – 2000:Más aplicaciones punteras: mensajería instantánea, compartir de archivos entre iguales (por ejemplo, Napster).Seguridad de las redes a la vanguardia.Se estiman 50 millones de hosts, 100 millones + usuarios.Enlaces troncales funcionando en Gbps.

1990, 2000: comercialización, la Web, nuevas aplicaciones.Historia de Internet


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Introducción: resumen¡Una “tonelada” de material

estudiado!Visión general de Internet.¿Qué es un protocolo?Extremo, núcleo y acceso de red:❍ Conmutación de

paquetes frente a conmutación de circuitos.

Estructura Internet/ISP.Actuación: pérdida, retardo.Estratificación y modelos de servicio.Historia.

Ahora tienes:Contexto, visión general, “sensibilización” con las redes.¡Mayor profundización y detalles para continuar!

Resumen Capitulo 1 - Redes de Computadores e Internet

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