Resumen Transmision de Datos

5/6/2018 Resumen Transmision de Datos - slidepdf.com

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Red de Computadoras:

Conjunto de computadoras o dispositivos computadores interconectados.Una red puede tener una estructura sencilla,hasta una estructura física y lógica compleja.

Componentes principales

Terminales o nodos: cualquier elemento (dispositivo o computador) que pueda ser origen o destino de datos y señales, es decir que deba ser identificado con alguna dirección.

Medio de transmisión: cable de cobre, radiofrecuencia (RF), fibra óptica, infrarojo.Dispositivos de interconexión: Concentradores (Hubs), Conmutadores (Switches),Repetidores (Repeaters), Enrutadores (Routers), Puentes (Bridges), etc. con susrespectivas interfaces: puertos, antenas,conectores.Software de los terminales y dispositivos de interconexión. Drivers de las tarjetas,

protocolos, aplicaciones de usuario, y cualquier proceso(*) relacionado con el funcionamientoy los componentes de la red.

Clasificaciones

Según extensión o alcance:

± PAN (Personal Area Network ): Alcances del orden de 10mts; cantidadde nodos baja. Ej. Bluetooth.

± LAN (Local Area Network ): Alcances del orden de 100 mts; cantidad denodos de media a alta. Ej. Ethernet, WiFi.

± CAN (C ampus Area Network ): conjunto de L ANs en un área limitada:campus universitario, bases militares, complejos industriales.

± MAN (M etropolitan Area Network ): conjunto de L ANs interconectadas alo largo de una ciudad. Ej. ATM, Frame Relay, MetroEthernet, RedesCelulares, etc.

± WAN (W ide Area Network ): conjunto de redes interconectadas a lo largode regiones de un país, o entre diferentes paises. Ej. ATMs interconectadas,etc.

± GAN (G lobal Area Network ): Ej. Internet, GSM... -> Alcance global.

Según topología:

± Bus ± Anillo (Ring) ± Estrella (Star) ± Árbol o Jerárquica (Hierarchical) ± Mallada (Mesh)

± Híbrida (Extended Star)



Al principio la topología natural de la red Ethernet era de bus, pero en la actualidad con el usode switches y concentradores, las topologías más comunes son en estrella.

Según topología:

± ³punto a punto´ (PtP) Ejem. Enlaces microondas.

± ³punto a multipunto´ (PtMP) Ejem. Redes celulares; red de difusión de radio y TV; redesWiFi en modo Infraestructura.

Topología Física: Forma de la red según el arreglo de las conexiones físicas: cableado,cobertura y antenas, distibución de los switches, hubs, routers y demás dispositivos deconectividad. Topología Lógica: Forma de la red según el arreglo de las direcciones, tablas de rutas deseñales y paquetes, etc.

Podemos tener topología física en forma de estrella. Pero, al programar el direccionamiento

entre los nodos, podriamos hacer que sólo se pasen tramas de información entre ellos en ciertoorden, por ejemplo, en forma circular, con lo que tendriamos una topología lógica en forma deanillo.

Transmisión de Datos

Transmisión de Datos: Concepto asociado (en sus inicios) a la transmisión de informacióndigital (bits y bytes) a través de redes de computadoras o ³redes de datos´. Estas redes erandiferenciadas de otras como las redes de voz (ej. Red telefónica, radio, etc.) y redes de video. Hoy día, el concepto de Tx de Datos es algo difuso, pues se está logrando que todos los tiposde información sean codificados de forma digital, y por ende ser transmitidos todos por lamisma red y los mismos protocolos, con lo que las diferenciaciones iniciales tienden adesaparecer. La tendencia de las redes y sus protocolos es a converger en una misma arquitectura, que esla arquitectura de IP (Inter net Protocol ) Evolución de las redes: de los sistemas centralizados propietarios (mai nf rames) a lossistemas distribuidos abiertos.ì Sistemas abiertos: Interredes (Inter networki ng ) Se logra gracias a la aparición dearquitecturas de protocolos abiertos por capas



Protocolo de red: conjunto de reglas que especifican el intercambio de datos o comandosdurante la comunicación entre las entidades que forman parte de una red. Gracias los llamados³protocolos abiertos´ se logra el flujo de información entre computadoras distintas quemanejan lenguajes distintos.

Propiedades de los protocolos de redes:

± Handshaki ng : pasos o intercambio de mensajes necesarios para comenzar acomunicarse.

± Negociación de las características de la conexión. ± Formatos de los mensajes: cómo se inicia, cómo termina.. ± Mecanismos de correción de errores, control de flujo y secuenciación. ± Terminación de la sesión de conexión.

Ejemplo: HTTP (Hyper Text Transf er Protocol ): protocolo empleado para el intercambio dedatos en formato WEB para navegación por internet.

RFC (Request For Comment): documentos emitidos por el IETF dondese hacen especificaciones para la implementación de los protocolos quefuncionan en Internet. Ejem. RFC 791: ³Internet Protocol´

Documentos de la IEEE. Organizados por ³Grupos de Trabajo´. Ejemplos:

± IEEE 802.3x: Grupo de trabajo para Redes de área local cableadas (Ethernet a10Mbps, FastEthernet a 100Mbps, GigabitEthernet a 1Gbps)

± IEEE 802.11x: Redes de Area Local Inalámbricas. Las empresas reunidas para sudesarrollo crearon el consorcio WiFi.

± IEEE 802.16x: Redes de Area Metropolitana inalámbricas (WiMAX) ± IEEE 1394 (Firewire, i.LINK, Lynx)

Protocolos o Redes Orientados a Conexión

± Básicamente, se define como cualquier enfoque de comunicaciones que tiene tresfases: apertura de conexión (reserva del canal), transmisión de datos o información, ycierre de la conexión (liberación del canal).

± Ej: Las comunicaciones telefónicas son por naturaleza orientadas a conexión. ± Ej: El protocolo de transporte de Internet, TCP (Transmission Control Protocol) ± Ej: Las redes Frame Relay y ATM (redes de datos conmutadas por paquetes)

Protocolos o Redes No Orientados a Conexión

± No se pre-establece ningún parámetro para las comunicaciones: canal, reserva derecursos, etc. Sólo está la fase de transmisión de la información.

± Los datos de transfieren o se enrutan gracias a información de control que llevan

consigo en cabeceras (caso paquetes). ± Ej: El Protocolo de Internet (Inter net Protocol , IP) es un protocolo de capa de red, noorientado a conexión.

± Ej: El protocolo de transporte de Internet, UDP (User Datagram Protocol ).

Redes Cx por Circuitos

± Se reserva un circuito físico entre los puntos antes de la comunicación, con lo cualse bloquean para otras peticiones. => de naturaleza O rientada a C onexión (Fases



de apertura, transmisión continua de información y cierre de conexión). ± Ancho de banda y/o velocidad de transmisión fija. ± Retardos constantes ± Poco eficiente en transmisiones de datos a ráfagas: los momentos muertos o desilencio en la transmisión son desperdiciados.

± El ejemplo más común: PSTN (Public Switched Telephone Network ): Red Telefónica

Pública Conmutada. Formada por los siguientes componentes: Terminal de abonado y línea teléfonica o bucle de abonado. Centrales de conmutación de circuitos. Sistema de transmisión Sistema de señalización.

Redes Cx por Paquetes

± La información se divide en paquetes; se pueden enviar de forma compartida con lospaquetes de otras comunicaciones al mismo destinatario; cada paquete se diferenciade otro por información de control en un header (cabecera).

± S tore and Forward : Cada nodo intermedio debe almacenar por un instante elpaquete (store) para leer el header y decidir qué hacer con el paquete: procesarlolocalmente, re-enviarlo (f orward ) o descartarlo.

± Ancho de banda y/o velocidad de transmisión variable, en general. ± Retardos variables, en general. ± Modalidades: orientadas a conexión (circuitos virtuales) y no orientadas a conexión(datagramas)

± Ejemplos: Orientadas a Conexión: Las primeras redes públicas de datos: X.25 y Frame Relay.

Luego ATM ( Asy nchronous Transf er Mode) e No Orientadas a Conexión: ARP ANET y luego su evolución: Internet.

Protocolos Fiables

± Se tienen mecanismos para validar que la información enviada ha llegado correctamente: ACKs ( Ack nowledg ments).

Protocolos No Fiables

± No tienen mecanismos para validar que la información enviada ha llegadocorrectamente. Simplemente el emisor envía la información; se manejantemporizadores para detectar falta de respuestas y concluir errores en la

transmisión.

Arquitecturas de Protocolos y Comunicaciones

El objetivo principal es la comunicación entre procesos de aplicación=> PROBLEMA COMPLEJO

Muchas cuestiones por resolver:



± Direccionamiento: identificación de orígenes y destinos. ± Algoritmos de detección y corrección de errores ± Numeración y reordenamiento: pérdidas de secuencia ± Control de flujo: diferencias de velocidad, saturaciones ± Segmentación y re-ensamblaje: diferencias de longitud en los formatos de mensajes ± Multiplexado y concatenación: optimización de costos

± Sintaxis común y conversión: diferencias de representación de la información ± Criptografía: seguridad, es decir, privacidad y autenticidad en la transmisión ± Acceso y priorización: gestión de acceso a recursos compartidos ± Enrutamiento: determinación del mejor camino a seguir ± Compatibilidad entre hardware y software.

=> Muy complejo implementar toda la lógica de la comunicación en un solo módulo de laarquitectura de comunicaciones!!

Arquitectura por capas: Dividir las cuestiones diferentes módulos y en diferentes niveles

Ventajas: Modularidad, facilidad de cambios parciales debido a la independencia entre

capas.

Modelo OSI (O pen Sy stem Interconnetion)

Propuesto en 1977 por la ISO (Inter national Standard Organization) como modelo de referencia para el desarrollo de arquitecturas de protocolos abiertas.

Se busca universalidad (adaptable a cualquier tipo de proceso de comunicaciones) yabstracción (independencia de la tecnología empleada, sistema operativo, etc.)

7 capas



Modelo TCP/IP (El modelo de Internet)

Modelo TCP/IP (El modelo de Internet) Su nombre se debe a los dos protocolos principales de la arquitectura: TCP

(Transmission Control Protocol ) e IP ( Inter net Protocol). Es un modelo más sencillo que el modelo OSI: sólo 4 capas, o 5, dependiendo de la

literatura: algunos describen capas físicas y de enlace en los niveles 1 y 2respectivamente; otros simplemente dicen que las capas inferiores no están definidasen el modelo, y son más que una capa, una interfaz para pasar datos al medio físico(capa de acceso a la red , NAL).

Pensado para la interconectividad de redes (i nter networki ng ), con un enfoque no

orientado a conexión en la pasa de red (capa 3). Aunque no es un modelo ³estrictamente´ abierto (debido a que las redes a

interconectarse deben ser TCP/IP todas), ha resultado ser el más implementado en la

práctica, gracias al éxito de Internet y sus protocolos.

Modelo de 5 Capas (Tanenbaum):

± CAPA FÍSICA: Características eléctricas, modulaciones, codificacion de canal, mediosde transmisión, sincronización.

± CAPA DE ENLACE: Entramado (f rami ng ), control de errores y control de flujo.Ejemplo: protocolos Ethernet, HDLC, X.MODEM, PPP. También se define la subcapade acceso al medio (capa MAC: Medium Access Control ). En esta subcapa Ethernetdefine el mecanismo de acceso al medio CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access / Collition Detection).

± CAPA DE RED: Interconectividad (Inter networki ng ) y enrutamiento (routi ng ), controlde congestión, calidad de servicio (QoS). ³Es la capa más baja en el modelo quetrabaja extremo a extremo (end-to-end )´.

± CAPA DE TRASPORTE: Igual que la capa de enlace pero entre procesos extremo a



extremo.± CAPA DE APLICACIÓN: Aplicaciones específicas de usuario (software de usuario).Se realizan pocan funciones de control de la red, trata más la información de cara alusuario. Ejemplo: seguridad (SSL / HTTP) para aplicaciones de comercio electrónico;

DNS, Email, FTP, etc.

Algunos protocolos de la familia TCP/IP

Encapsulado



Intrernetworking

Dispositivos de Interconexión

Concentradores (H ubs)Dispositivos de C AP A FÍSIC A:

Sólo se encargan de redistribuir tramas que llegan a cualquiera de las líneasNo entienden datos de control de capas superiores

Pueden ser pasivos (no regeneran la señal) o activos (regeneran la señal: repetidores)Puede haber colisiones de tramas: ³ un concentrador constituye un solo domi nio de

colisión´ . El mecanismo de acceso al medio es manejado desde las interfaces de los terminales(por ejemplo, la resolución de colisiones con CSMA/CD en Ethernet). Consecuencia: si unterminal transmite, la trama puede ser capturada por todos los demás terminales conectados enel concentrador.

Conmutadores (S witches)

Dispositivos de C AP A DE ENL ACE:Entienden las estructuras de las tramas del protocolo subyacente (por ejemplo, leyendo lasdirecciones MAC son capaces de conmutar entre los puertos, y reenviar tramas sólo a lospuertos de la dirección MAC correspondiente)

No hay colisiones de tramas: Los conmutadores controlan el acceso al mediomanteniendo las tramas que se desean transmitir en los buff ers de los puertos, coordinando asílas transmisiones. ³ C ada puerto constituye su propio domi nio de colisión´ . Si las tramas llegancon mucha velocidad y se desbordan los buffers, el conmutador comienza a descartarlas.

Se pueden configurar VL ANs (Ejem. Protocolo IEEE 802.1Q: VL ANs Ethernet)



Puentes (Bridges)

Dispositivos de C AP A DE ENL ACE:Entienden las estructuras de las tramas del protocolo subyacente (por ejemplo, leyendo lasdirecciones MAC son capaces de conmutar entre los puertos, y reenviar tramas sólo a lospuertos de la dirección MAC correspondiente)

Son semejantes a los switches, pero están pensados para unir ³segmentos de red ́, a cambiode los conmutadores que están pensados para unir máquinas terminales.

³ C ada puerto constituye su propio domi nio de colisión´ .

Enrutadores (R outers)Dispositivos de C AP A DE RED:

Entienden las estructuras de los paquetes del protocolo subyacente (por ejemplo, lasdirecciones IP en Internet).

Cuando se recibe una trama de capa 2 (trama L2), se ³desencapsula´ el paquete decapa 3, es decir, se elimina el header y la cola (CRC) de la trama L2, y se pasa el paqueteinterno al software de enrutamiento, el cual debe leer su header de capa 3 para elegir lainterfaz de salida.

Soportan otras referentes a la capa de red: enrutamiento, seguridad y encapsulado(VPNs: Virtual Private Networks), asignación de Ips a clientes, etc.

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