Presentaci

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INTRODUCCION CURSO DOCTORADO SERVICIOS Y
SISTEMAS TELEMÁTICOS
Santiago Felici Doctorado Sistemas y Servicios
Telemáticos
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Clasificación de las redes por su ámbito
Distancia entre procesadores Procesadores ubicados en el mismo ... Ejemplo
1 m Sistema Multiprocesador
10 m Habitación LAN
100 m Edificio LAN
1 Km Campus LAN
10 Km Ciudad MAN (o WAN)
100 Km País WAN
1.000 Km Continente WAN
10.000 Km Planeta WAN
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Redes de área local o LAN (Local Area Network)

• Características
• Generalmente son de tipo broadcast (medio
  compartido) y con alto ancho de banda
• Cableado normalmente propiedad del usuario
• Diseñadas inicialmente para transporte de datos
• Ejemplos
• Ethernet (IEEE 802.3) 1, 10, 100, 1000 Mb/s,
  10GE
• Token Ring (IEEE 802.5) 1, 4, 16, 100 Mb/s
• FDDI 100 Mb/s
• HIPPI 800, 1600, 6400 Mb/s
• Fibre Channel 100, 200, 400, 800 Mb/s
• Redes inalámbricas por radio (IEEE 802.11) 1, 2,
  5.5, 11 Mb/s
• Topología en bus (Ethernet) o anillo (Token Ring,
  FDDI)

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Topologías LAN típicas
Ordenador (Host)
Ordenador (Host)
Cable
Cable
Bus (Ethernet)
Anillo (Token Ring, FDDI)
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Redes de área extensa o WAN (Wide Area Network)

• Se caracterizan por utilizar normalmente medios
  telefónicos, diseñados en principio para
  transportar la voz.
• Son servicios contratados normalmente a
  operadoras (Telefónica, Retevisión, Ono, BT,
  Uni2, etc.).
• Las comunicaciones tienen un costo elevado, por
  lo que se suele optimizar su diseño y los anchos
  de banda son limitados.
• Normalmente utilizan enlaces punto a punto
  temporales o permanentes, salvo las
  comunicaciones vía satélite que son broadcast.
  También hay servicios WAN que son redes de
  conmutación de paquetes.

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Clasificación de las redes
Redes LAN Redes WAN
Redes broadcast Ethernet, Token Ring, FDDI Redes vía satélite, redes CATV
Redes de enlaces punto a punto HIPPI, LANs conmutadas Líneas dedicadas, Frame Relay, ATM
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Escenario típico de una red completa (LAN-WAN)
Subred
Host
Router
WAN (red de enlaces punto a punto)
LAN (red broadcast o LAN conmutada)
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El Modelo de referencia OSI de ISO (OSIRM)

• Fue definido entre 1977 y 1983 por la ISO
  (International Standards Organization) para
  promover la creación de estándares independientes
  de fabricante. Define 7 capas

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Comparación de modelos OSI, TCP/IP e híbrido
Aplicación
Presentación
Sesión
Transporte
Red
Enlace
Física
Aplicación
Transporte
Internet
Host-red
Aplicación Aplicación
Transporte Transporte
Red Red
Enlace LLC
Enlace MAC
Física Física
Progr. de usuario
Software
Firmware
Sist. Operativo
Hardware
WAN
LAN
OSI
TCP/IP
Híbrido
10
Protocolos y redes del modelo TCP/IP inicial
Capa (nombre OSI)




Aplicación
Telnet
FTP
DNS
SMTP
Transporte
Protocolos
UDP
TCP
Red
IP
Física y Enlace
ARPANET
SATNET
LAN
Packet
Redes
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Elementos de datos en el modelo TCP/IP
20 bytes
Segmento TCP
Cabec.TCP Datos aplicación
20 bytes
Datagrama IP
Cabec.IP Segmento TCP
14 bytes
4 bytes
Cabecerade enlace Datagrama IP Cola de enlace
Trama
Los valores que aparecen para el nivel de enlace
se aplican al caso de Ethernet. Según el tipo de
red puede haber pequeñas variaciones
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Acceso a un servidor Web desde un cliente en una
LAN Ethernet (modelo TCP/IP)
Capa
HTTP
Aplicación
Aplicación
5
Sockets
Sockets
TCP
Transporte
Transporte
4
IP
3
Red
Red
Winsock
Winsock
IEEE 802.3
2
Enlace
Enlace
IEEE 802.3
1
Física
Física
Cliente
Servidor
13
Acceso a un servidor Web a través de una conexión
remota (modelo híbrido)
Capa
HTTP
Aplicación
Aplicación
5
TCP
Transporte
Transporte
4
IP
IP
IP
3
Red
Red
Red
Red
IEEE 802.5
IEEE 802.3
PPP
Enlace
Enlace
2
Enlace
Enlace
IEEE 802.3
IEEE 802.5
V.35
Física
Física
1
Física
Física
Cliente
Servidor
LAN Token Ring
LAN Ethernet
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Servicio orientado y no orientado a conexión

• Un Servicio orientado a conexión (CONS) establece
  el canal antes de enviar la información. Ejemplo
  llamada telefónica.
• Un Servicio no orientado a conexión (CLNS) envía
  los datos directamente sin preguntar antes. Si la
  comunicación no es posible los datos se perderán.
  Ejemplo servicio postal o telegráfico

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Servicios de comunicación WAN

• Pueden ser de tres tipos
• Líneas dedicadas. El enlace está dedicado de
  forma permanente con un caudal reservado, se use
  o no.
• Conmutación de circuitos. La conexión solo se
  establece cuando se necesita, pero mientras hay
  conexión el caudal está reservado al usuario
  tanto si lo usa como si no. Se aprovecha mejor la
  infraestructura.
• Conmutación de paquetes (o de circuitos
  virtuales). El ancho de banda disponible es
  compartido por diversos circuitos, de forma que
  se multiplexa tráfico de diferentes usuarios el
  ancho de banda no está reservado y la
  infraestructura se aprovecha de manera óptima.

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Servicios de comunicación WAN

• Líneas dedicadas
• Es la solución más simple, máximo rendimiento
• Adecuada si hay mucho tráfico de forma continua
• Costo proporcional a la distancia y a la
  capacidad (tarifa plana)
• Velocidades 64, 128, 256, 512 Kb/s, 2 Mb/s, 34
  Mb/s (simétricos full-duplex)
• Conmutación de circuitos (Red Telefónica
  Conmutada, RTC). Puede ser
• RTB (Red Telefónica Básica) hasta 56/33,6 Kbps
  (asimétrico)
• RDSI (o ISDN) canales de 64 Kbps
• GSM 9,6 Kbps
• Costo proporcional al tiempo de conexión (y a la
  distancia)

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Red de conmutación de paquetes orientada a
conexión (con circuitos virtuales)
Línea punto a punto
Host
DTE
Host
DCE
DCE
Host
Circuito virtual
DTE
DCE
DCE
Host
Host
Router
DTE
DCE
DTE
DCE
DTE Data Terminal Equipment DCE Data
Communications Equipment
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B-ISDN y ATM

• RDSI (o ISDN, Integrated Services Digital
  Network) es una red que integra voz y datos
  digital.
• B-ISDN (o RDSI-BA) es un concepto red de alta
  capacidad con posibilidad de cursar tráfico
  multimedia (voz, datos, video, etc.)
• En 1986 la CCITT, actualmente ITU-T, eligió la
  tecnología ATM para implementar las redes B-ISDN
• ATM es un servicio de conmutación de celdas
  (paquetes pequeños y todos del mismo tamaño).
  Especialmente adaptado para tráfico a ráfagas
  (bursty traffic)
• Una celda 53 bytes (5 de cabecera y 48 de datos).
• A nivel físico utiliza preferentemente SONET/SDH
  (155,52 Mb/s)
• Gran control sobre tipos de tráfico, posibilidad
  de negociar prácticamente todos los parámetros de
  QoS, prioridades, etc.
• La creación del ATM Forum en 1991 implicó a los
  fabricantes de equipos, lo cual dio un gran
  impulso a la tecnología ATM.

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Características de ATM
Voz
Datos
Celdas (53 bytes)
Vídeo

• Utiliza celdas (tamaño fijo)
• Servicio orientado a conexión
• Soporta multitud de facilidades de control
• Tecnología WAN utilizada también en LAN (ej LANE
  o Classical IP over ATM), a diferencia de X.25 o
  Frame Relay

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Nivel de red en Internet

• El Nivel de Red en Internet está formado por
• El protocolo IP IPv4, IPv6
• Los protocolos de control, ej. ICMP, ARP, RARP,
  BOOTP, DHCP, IGMP
• Los protocolos de routing, ej. RIP, OSPF, IS-IS,
  IGRP, EIGRP, BGP
• Toda la información en Internet viaja en
  datagramas IP (v4 ó v6)

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32 bits
Cabecera de un datagrama IPv4
Versión siempre vale 4, por ser IPv4. En IPv6
vale 6 Longitud Cabecera en palabras de 32 bits
(mínimo 5, máximo 15) Longitud total en bytes,
máximo 65535 (incluye la cabecera) Identificación,
DF, MF, Desplaz. Fragmento campos de
fragmentación Tiempo de vida contador de saltos
hacia atrás (se descarta cuando es
cero) Checksum de toda la cabecera (no incluye
los datos)
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Algunos de los posibles valores del campo
Protocolo
Valor Protocolo Descripción
1 ICMP Internet Control Message Protocol
2 IGMP Internet Group Management Protocol
3 GGP Gateway-to-Gateway Protocol
4 IP IP en IP (encapsulado)
5 ST Stream
6 TCP Transmission Control Protocol
8 EGP Exterior Gateway Protocol
17 UDP User Datagram Protocol
29 ISO-TP4 ISO Transport Protocol Clase 4
80 CLNP Connectionless Network Protocol
88 IGRP Internet Gateway Routing Protocol
89 OSPF Open Shortest Path First
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Fragmentación en IP

• Los fragmentos reciben la misma cabecera que el
  datagrama original salvo por los campos MF y
  Desplazamiento del Fragmento.
• Los fragmentos de un mismo datagrama se
  identifican por el campo Identificación.
• Todos los fragmentos, menos el último, tienen a 1
  el bit MF (More Fragments).
• La unidad básica de fragmentación es 8 bytes. Los
  datos se reparten en tantos fragmentos como haga
  falta, todos múltiplos de 8 bytes (salvo quizá el
  último).
• Toda red debe aceptar un MTU de al menos 68 bytes
  (60 de cabecera y 8 de datos). Recomendado 576
  bytes

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Fragmentación múltiple de un datagrama IP
Token Ring
Cab. ABCDEF GHIJKL MNOP
E-net DIX
Cab. ABCDEF
Cab. GHIJKL
Cab. MNOP
PPP Bajo Retardo
Cab. M
Cab. N
Cab. O
Cab. P
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Ejemplo de fragmentación múltiple
Id Long DF MF Desplaz. Datos
Datagrama Original XXX 4020 0 0 0 ABCDEF GHIJKL MNOP
Token Ring
Fragmento 1 XXX 1500 0 1 0 ABCDEF
Fragmento 2 XXX 1500 0 1 185 GHIJKL
Fragmento 3 XXX 1060 0 0 370 MNOP
E-net DIX
Fragm. 3a XXX 292 0 1 370 M
Fragm. 3b XXX 292 0 1 404 N
Fragm. 3c XXX 292 0 1 438 O
Fragm. 3d XXX 244 0 0 472 P
PPP Bajo Retardo
Grupos de 8 bytes
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Formato de direcciones IP
Rango
Clase
0.0.0.0 127.255.255.255
A
0 Red(128) Host (16777216)
128.0.0.0 191.255.255.255
B
10 Red (16384) Host (65536)
192.0.0.0 223.255.255.255
C
110 Red (2097152) Host (256)
224.0.0.0 239.255.255.255
D
1110 Grupo Multicast (268435456)
240.0.0.0 255.255.255.255
E
1111 Reservado
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Asignación de direcciones IP

• Las organizaciones obtienen sus números del
  proveedor correspondiente
• Los proveedores los obtienen de los NICs (Network
  Information Center)
• www.arin.net América
• www.ripe.net Europa
• www.apnic.net Asia Pacifico
• Los NICs dispone de una base de datos (whois)
  para búsqueda de direcciones IP

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Direcciones IP especiales
Dirección Significado Ejemplo
255.255.255.255 Broadcast en la propia red o subred
0.0.0.0 cualquiera
Host a ceros Identifica una red (o subred) 147.156.0.0
Host a unos Broadcast en la red (o subred) 147.156.255.255
Red a ceros Identifica un host en esa red (o subred) 0.0.1.25
127.0.0.1 Loopback
224.0.0.1 Todos los hosts multicast
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Direcciones IP reservadas y privadas (RFC 1918)
Red o rango Uso
127.0.0.0 Reservado (fin clase A)
128.0.0.0 Reservado (ppio. Clase B)
191.255.0.0 Reservado (fin clase B)
192.0.0.0 Reservado (ppio. Clase C)
224.0.0.0 Reservado (ppio. Clase D)
240.0.0.0 255.255.255.254 Reservado (clase E)
10.0.0.0 Privado
172.16.0.0 172.31.0.0 Privado
192.168.0.0 192.168.255.0 Privado
30
Un router conectando tres LANs
IP 147.156.145.17 Rtr 147.156.0.1
IP 147.156.13.5 Rtr 147.156.0.1
IP 147.156.24.12 Rtr 147.156.0.1
LAN B 213.15.1.0
LAN A 147.156.0.0
?
IP 213.15.1.2 Rtr 213.15.1.1
Al estar todas las redes directamente conectadas
no hacen falta rutas
147.156.0.1
213.15.1.1
?
?
193.146.62.1
LAN C 193.146.62.0
IP 213.15.1.3 Rtr 213.15.1.1
IP 193.146.62.7 Rtr 193.146.62.1
IP 193.146.62.12 Rtr. 193.146.62.1
IP 193.146.62.215 Rtr 193.146.62.1
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Subredes

• Dividen una red en partes mas pequeñas.
• Nivel jerárquico intermedio entre red y host
• Roba unos bits de la parte host para la subred.
• Permite una organización jerárquica. Una red
  compleja (con subredes) es vista desde fuera como
  una sola red.

32
Subredes
Dividamos la red 147.156.0.0 (clase B) en cuatro
subredes
16
2
14
147 . 156 Subred Host
Máscara 11111111 . 11111111 . 11
000000 . 00000000
255 . 255 .
192 . 0
Bits subred Subred Máscara Rango
00 (0) 147.156.0.0 255.255.192.0 147.156.0.0 147.156.63.255
01 (64) 147.156.64.0 255.255.192.0 147.156.64.0 147.156.127.255
10 (128) 147.156.128.0 255.255.192.0 147.156.128.0 147.156.191.255
11 (192) 147.156.192.0 255.255.192.0 147.156.192.0 147.156.255.255
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Superredes
Red Host
Subredes
Superredes
Las superredes se definen mediante máscaras,
igual que las subredes Ej. Red 195.100.16.0/21
(máscara 255.255.248.0) Incluye desde
195.100.16.0 hasta 195.100.23.0 También se puede
partir en trozos más pequeños partes de una clase
A (de las que quedan libres). Por eso esta
técnica se llama CIDR (Classless InterDomain
Routing).
34
CIDR

• Además de asignar grupos de redes C a las
  organizaciones se hace un reparto por continentes
  y países
• Multi regional 192.0.0.0 - 193.255.255.255
• Europa 194.0.0.0 - 195.255.255.255
• Otros 196.0.0.0 - 197.255.255.255
• Noteamérica 198.0.0.0 - 199.255.255.255
• Centro y Sudamérica 200.0.0.0 - 201.255.255.255
• Anillo Pacífico 202.0.0.0 - 203.255.255.255
• Otros 204.0.0.0 - 205.255.255.255
• Otros 206.0.0.0 - 207.255.255.255
• Así se pueden ir agrupando entradas en las tablas
  de rutas