1 arquitectura redes

7/26/2019 1 Arquitectura Redes

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Dr. Jose Ignacio Moreno Novella

Arquitectura de Redes de Acceso y Medio CompartidoGrado en Ingeniera de Sistemas de omunicaciones

Tema 1: Arquitectura de Redes deComunicaciones


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Arquitectura de Redes de Acceso y Medio Compartido. Tema 1: Arquitectura de Red 2

ndice

Conceptos Bsicos

Arquitecturas de Red de Comunicaciones

El modelo de referencia OSI El modelo de referencia TCP/IP

Comparativa


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Conceptos preliminares

Red Conjunto de ordenadores autnomos con capacidad de

interconexin

Subred: Red con tecnologa Homognea.

Comunicacin de datos Transmisin de informacin codificada de un punto a otro por

medio de sistemas de transmisin

Sistema distribuido Coleccin interconectada de ordenadores autnomos

transparentes al usuario

Ventajas de emplear redes: Comparticin de recursos

Tolerancia a fallos

Ahorro econmico

Cobertura


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Tipos de Enlaces

Un enlace directoes aquelque une a emisor y

receptor sin requerir nodos intermedios Indirecto: requiere nodos intermedios (... red)

Enlace directo punto a pun to (Medio Dedicado): Slo esos dos dispositivos comparten el medio

Enlace directo de di fus in (Medio Compart ido): Otros dispositivos comparten el medio

Punto a Punto Difusin


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Tipos de Enlaces

Unicast (1 a 1): una fuente enva una copia a cada uno de los

distintos receptores Nmero de receptores n limitado por el ancho de banda

del emisor

Broadcast (1 a todos): una fuente enva una copia a lasdistintas partes de la red, de los cuales slo unos pocos estn

interesados. Este tipo de trfico puede crecer fuera de control

produciendo broadcast storms

Se suele utilizar para mantener o realizar diagnsticos dela red, como por ejemplo IP ARP o OSPF

Multicast (1 a n o n a m): se enva un nico paquete aaquellas partes de la red interesadas (grupo multicast) Soportado directamente por algunas tecnologasmedio

compartido- (Ej: Ethernet)

Slo una copia del mensaje se genera en cada una de las subredesimplicadas en la transmisin.


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Tipos de Transmisin

Sentido de la transferencia de informacin

Simplex

slo 1 sentido

(Half)Duplex

2 sentidosalternativamente

Full-duplex

2 sentidos

RXTX

TX

RX

RX

TX

TX /RX

TX /RX


7/36Arquitectura de Redes de Acceso y Medio Compartido. Tema 1: Arquitectura de Red 7

Estructura de la red

Terminologa Sistema Final (Host, End System): dispositivo final

autnomo conectado a la red

Red: conjunto de Elementos de Transmisin (enlaces) yConmutacin (nodos), que conectan a los SF.

Nodo

Host

Red

LT



Redes de conmutacin Nodos de trnsito vs. nodos perifricos o de acceso

Por su funcionamiento distinguimos:

Redes de conmutacin de circuitos

Redes de conmutacin de mensajes

Redes de conmutacin de paquetes

Tipos de RedesAtendiendo a su mecanismo de conmutacin




Se establece un camino directo y dedicado entre el equipoorigen y el destino La comunicacin se produce en 3 fases:

Establecimiento de la conexin Transferencia de la informacin

Liberacin del circuito

3

Fase I Fase II Fase III




Telefona convencionalConexiones permanentesConexiones temporales




Datos

A B C D

Seal de peticin de llamada

Tiempo

Seal de aceptacin

de llamada

Seal de liberacin

de llamada




Redes especficas diseadas para la transmisin de bits No existe canal dedicado, cada mquina enva el mensaje

completo al nodo que le da servicio, incluyendo en elmensaje la direccin del destinatario

Los nodos en el camino, almacenan el mensaje completo,leen la direccin destino y envan al siguiente nodo

El nodo final al que est conectado el destinatario, enva elmensaje directamente a ste

El mensaje siempre se transmite a la mxima velocidad del

enlace Redes de almacenamiento y reenvo (store & forward)




Mensaje

Mensaje

Mensaje

A B C D

Retardo de encolamiento

Retardo de

propagacin

Tiempo detransmisin



Redes de conmutacin de paquetes

Filosofa similar a laconmutacin de mensajes Un mensaje se subdivide en

paquetes para su transmisin En funcin del encaminamiento

elegido: Redes de conmutacin de

paquetes por datagramas:cada paquete (=datagrama)se enva por su cuenta

Redes de conmutacin depaquetes por circuitosvirtuales: se establece uncamino nico (=circuito virtual)para todos los paquetes entredos hosts



Redes de conmutacin de paquetes porcircuitos virtuales

Pkt 1

A B C D

Call request

packet

Call accept

packet

Pkt 2

Pkt 3Pkt 1

Pkt 1Pkt 2

Pkt 2Pkt 3

Pkt 3

Acknowledge-

ment packet



Redes de conmutacin de paquetes pordatagramas

Pkt 1

A B C D

Pkt 2

Pkt 3Pkt 1

Pkt 1Pkt 2

Pkt 2Pkt 3

Pkt 3



Tipos de redes atendiendo al diseode la subred

Redes dedicadas

Redes de difusin

Malladas

Punto a punto



Topologas de red

Tipos: FSICA: cmo se dispone fs ic amen te

LGICA: cmo se utiliza lgicamente

Topologas ms utilizadas: BUS: las estaciones se conectan a un medio de

transmisin comn

ANILLO: cada estacin se integra al medio de

comunicacin hasta formar un circulo ESTRELLA: cada estacin est conectada al

concentrador de red

MALLA: todos con todos



Topologa Lgica y Fsica

T.Fsica: Estrella

T.Lgica:Anillo T.Lgica: BUS



Clasificacin de redes de comunicaciones

PAN Personal Area Network (>10 m)

Para conexin de dispositivos personales (PDAs, Impresoras, etc) Bluetooth, IEEE802.15.4 (Zigbee).

LAN Local Area Network ( cientos de Km)

Topologas muy diversas, normalmente con enlaces punto a punto y deconmutacin, de gran alcance

Ejemplo: Internet, ...

Atendiendo a su cobertura



Arquitecturas de Redes de Comunicaciones

Cmo resolver el problema GLOBAL delas comunicaciones ?

Divisin del problema en partes mas pequeasbien definidos y relacionados.

Aparicin de las Arquitectura de Redes de

Comunicaciones.Soluciones mltiples para cada una de las partes.

Dependiendo del origen distintas arquitecturasOSI

TCP/IP

Divide et vinces. Julio Cesar


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Arquitectura de protocolos OSI

Medio Fsico

Capa 1

Capa 2

Capa 3

Capa 4

Capa 5

Capa 6

Capa 7

Capa 1

Capa 2

Capa 3

Capa 4

Capa 5

Capa 6

Capa 7

Interfaz capa 6/7

Interfaz capa 5/6

Interfaz capa 4/5

Interfaz capa 3/4

Interfaz capa 2/3

Interfaz capa 1/2

Protocolo de la capa 7,

entre entidades paresde capa 7

Protocolo de la capa 6






A B

PILA

DE

PROTOCOLOS


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Modelo de referencia OSI

Organiza la transferencia de informacin en la reden 7 capas Principios aplicados para el establecimiento de las capas:

Una capa se crea cuando se necesita un nivel diferente deabstraccin

Cada capa debe efectuar unas funciones bien definidas La funcin que realiza cada capa deber definirse con

intencin de definir protocolos normalizadosinternacionalmente

Los lmites de las capas debern seleccionarse de forma quese minimice el flujo de informacin entre las interfaces

El nmero de capas debe ser lo suficientemente grandecomo para que funciones diferentes no tengan que ponerse

juntas en la misma capa y lo suficientemente pequeo comopara que su arquitectura sea manejable


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SistemaFinal

SistemaFinal

7

6

5

4

3

2

1

3

2

1

7

6

5

4

3

2

1

SistemaIntermedio

APLICACIN

PRESENTACIN

SESINTRANSPORTE

RED

ENLACE

FISICO ARAMC


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Modelo de Referencia OSINivel 1Fsico

Se encarga de transmitir unidades bsicas deinformacin (bits). Cuestiones a resolver:

Tipo de transmisin: ptica, radio, cobre y mecanismode representacin de bits (0s y 1s)

s que deber durar un bit Posibilidad de hacer transmisiones bidireccionales ...

Problemas de diseo

Aspectos mecnicos y elctricos/pticos de losconectores y del medio de transmisin fsica Aspectos funcionales y de procedimiento


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Modelo de Referencia OSINivel 2 - Enlace

Se encarga de transmitir bloques de informacin (tramas)entre sistemas directamente conectados.

El emisor divide los datos en tramas, las enva de formasecuencial.

Puede ser garantizado (sin errores) o no garantizado.

Funciones: Delimitacin de trama

Control de Flujo

Control de Errores

Direccionamiento Multiplexacin


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Modelo de Referencia OSINivel 3 - Red

Transmisin de bloques de informacin(paquetes o datagramas) entre sistemas: Cmo encaminar los paquetes (enrutamiento)

Cmo saber quin es quin (direccionamiento)

Cmo evitar la congestin de la red

Cmo interconectar redes heterogneas

...


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Modelo de Referencia OSINivel 4 - Transporte

Se encarga de enviar y recibir secuencias de datos entresistemas remotos proporcionando cierta calidad de servicio.

Puede ser garantizado (sin errores o no garantizado)

Funciones: Segmentacin y Reensamblado

Control de Errores

Multiplexacin

Control de Flujo

.


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Modelo de Referencia OSINivel 5 - Sesin

Permite establecer una sesin entre dos usuarios dedistintas mquinas. Comunicacin de Procesos de dichos sistemas finales.

Gestiona el control del dilogo

Gestiona la sincronizacin


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Modelo de Referencia OSINivel 6Presentacin

Se encarga de los aspectos de sintaxis y semntica de lainformacin que se transmite

Se encarga de convertir entre diferentes representacionesde la informacin

Tambin puede utilizar tcnicas de compresin de datos

para disminuir el nmero de bits que tienen que transmitirse Tambin puede encargarse de cifrar la informacin

criptogrficamente por cuestiones de seguridad


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Modelo de Referencia OSINivel 7 - Aplicacin

Es el nivel ms prximo al usuario.

Est compuesto por las aplicaciones tpicas: Transferencia de ficheros

Correo electrnico

Entrada remota de trabajos Mantenimiento de directorios

...


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Arquitectura TCP/IP

Transporte

Interred

Subred

Fsico

Aplicacin

Bloque de

Aplicacin

Servicios

de Red

Mensajes oFlujos continuos

Segmentos

Datagramas IP

Tramas

TCP / UDP

IP

Ethernet

HTTPPOP3

Ejemplos

A it t TCP/IP


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ARAMC

Arquitectura TCP/IP

APLICACIONESAPLICACION

TCP UDPTRANSPORTE

IPINTERRED

LLC

802.3Ethernet

802.4Token Bus

802.5Token Ring

802.11WLAN

FDDIEthernetSUBRED

La Red


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La Red


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Comparativa TCP/IP-OSI

1 arquitectura redes

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