tema 1- introduccion (1)

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  • TEMA 1. Introduccin a las redes

    REDESGrados Ing. Informtica / Ing. de Computadores / Ing. del Software / Doble GradoUniversidad Complutense de Madrid

    PROFESORES: Rafael Moreno VozmedianoRubn Santiago MonteroJuan Carlos Fabero JimnezInmaculada Pardines LenceCarlos Gonzlez CalvoJulio Septin del Castillo

  • Introduccin Redes

    Interconexin de un conjunto de dispositivos capaz de comunicarse Dispositivo: mquina, porttil, mvil, dispositivo de interconexin (router)... Comunicacin: intercambio de informacin sobre cualquier medio

  • Redes de rea Local (LAN = Local Area Network) De carcter privado rea de cobertura limitada

    Interconecta dispositivos en una oficina, hogar o edificio Cada dispositivo tiene un identificador nico en la red: su direccin

    Los mensajes estn etiquetados por las direcciones origen y destino

    Tipos de LAN LAN de difusin (broadcast)

    Computadores interconectados por un medio de transmisin compartido Cuando un computador quiere enviar informacin, la difunde a todos los

    dems a travs del medio compartido Si dos o ms computadores transmiten simultneamente se produce

    una colisin y la informacin resultante es invlida LAN conmutada (switched)

    Computadores interconectados a travs de un conmutador (switch) La informacin se enva solamente al destinatario No hay colisiones

    Tipos de redes: Redes de rea local

  • Topologas tpicas de LAN LAN de difusin (broadcast)

    Cable comn (bus) Ejemplo: Ethernet 10Base2

    Concentrador o Hub (estrella) El hub es un dispositivo repetidor que

    difunde la informacin a todas las salidas Ejemplo: Ethernet 10Base-T

    LAN inalmbrica (WLAN, Wireless LAN) El AP (Access Point) acta como

    un hub inalbrico Ejemplo: Red Wi-Fi

    LAN conmutadas Conmutador o switch (estrella)

    Ejemplo: Fast Ethernet 100BASE-TX

    Tipos de redes: Redes de rea local

    HUB

    AP

    Switch

  • Tipos de redes: Redes de rea extensa Redes de rea extensa (WAN = Wide Area Network)

    Ocupan un rea geogrfica mayor (ciudad, pas, incluso global) Normalmente de uso pblico y gestionadas por empresas de

    comunicacin

    Tipos de redes WAN WAN punto a punto

    Conectan dos dispositivos de comunicacin va un medio de transmisin (aire, cable)

    Ejemplos: Conexin por mdem convencional o ADSL entre computador domstico y proveedor de acceso a Internet (ISP)

    (convencional o ADSL) (convencional o ADSL)

  • Tipos de redes: Redes de rea extensa Tipos de redes WAN (cont)

    WAN de conmutacin de circuitos (Circuit Switched WAN) Se establece una conexin dedicada (circuito) entre los dos extremos Los switches (conmutadores de circuitos) no realizan procesamiento de

    informacin Slo establecen los circuitos necesarios para la comunicacin

    Ejemplo: Red telefnica convencional (PSTN) PSTN = Public Switched Telephone Network Las centralitas telefnicas actan como conmutadores de circuitos

  • Tipos de redes: Redes de rea extensa Tipos de redes WAN (cont)

    WAN de conmutacin de paquetes (Packet Switched WAN) La informacin se divide en en bloques (paquetes) Los switches (conmutadores de paquetes) procesan los paquetes,

    realizando dos funciones bsicas: Encaminamiento (routing) de paquetes: deciden cul es la ruta

    ms adecuada entre el origen y el destino Reexpedicin (forwarding) de paquetes: en base a la

    informacin de encaminamiento, reenvan el paquete al siguiente nodo, hasta que ste alcanza su destino

    Ejemplo: redes ATM (Asynchronous Transfer Mode)

  • Tipos de redes: InterredInterred (internetwork o internet)

    Conexin de varias LAN o WAN unidas mediante encaminadores (routers) El router realiza las funciones de encaminamiento (routing) y reexpedicin

    (forwarding) de paquetes entre las distintas redes interconectadas Ejemplo: la red global Internet

  • Organizacin jerrquica de Internet

    Internet

    Usuario final(Terminal individual o LAN)

    Tecnologa de acceso: - Residencial - Conexin directa

  • InternetOrganizacin jerrquica de Internet (cont.)

    Los usuarios finales se conectan, tpicamente, a travs de un proveedor de acceso a Internet (ISP) local a travs de una conexin directa o alguna tecnologa de acceso residencial (ej. mdem, ADLS, FTTH)

    Los ISPs estn organizados de forma jerrquica y se interconectan mediante routers ISP locales

    Dan servicio a de conexin a Internet a los usuarios finales Se pueden conectar a los ISPs regionales o directamente a los

    backbones ISP regionales

    Forman el segundo nivel de la jerarqua de Internet Se conectan a uno o varios backbones

    Backbone ISP (nacionales e internacionales) Forman la columna vertebral (backbone) de Internet stos se interconectan mediante una infraestructura de conmutacin

    compleja y de altas prestaciones denominados NAPs (Network Access Points) o IXPs (Internet eXchange Points) o puntos neutros.

  • InternetEjemplo simplificado de la organizacin jerrquica de Internet

    Red UCM (proveedor local)

    UAM

    UPM

    Proveedor regional

    Proveedor nacionalRedi

    Madrid

    Zara-goza

    Cata-lua

    Valen-cia

    Proveedor internacional

    Puntos neutros(IXP o NAP)

    RedIRIS(red acadmica y de invesitagin

    Espaola)

    Red Gant(red Europea de Investigacin y

    Educacin)

    CATNIX

    ESpanix

    Telef-nica ONO

    JazzTel

    Proveedores nacionales (comerciales)

  • Historia y evolucin de InternetBreve Historia de Internet

    Antecedentes (~1960) Desarrollo de la conmutacin de paquetes MIT - 1961 ARPANET: Interconexin de supercomputadoras - 1969

    Nacimiento de Internet (1970-1990) Internetting Project (ARPANET) Vint Cerf - 1972 Conexin de diferentes redes (inter-red) ARPANET + radio + satlite - 1977 Especificacin del protocolo TCP/IP - 1978 UNIX de Berkeley incorpora la pila TCP/IP - 1981 ARPANET: MILNET + CSNET + NSFNET...

    Internet Hoy Protocolo HTTP - WWW, Tim Berners-Lee Correo electrnico: protocolo SMTP Multimedia: video/voz/televisin sobre IP Redes sociales: twitter, facebook... Aplicaciones y servicios Web

  • Historia y evolucin de Internet

  • Arquitectura de Red: Protocolos

    Hablar Escuchar

    Hablar Escuchar

    Layer 1Aire

    Definen las reglas que ambos extremos (y dispositivos intermedios) deben seguir para comunicarse

    Normalmente estas reglas se dividen en tareas a diferentes niveles Cada nivel usa un protocolo especializado (protocolo en capas)

    Ejemplo 1 Comunicacin directa entre dos personas Un nico nivel (conversacin cara a cara en el mismo idioma) Reglas:

    [Comienzo de la comunicacin] Saludo [Codificacin informacin] Uso de un registro verbal adecuado [Control de acceso al medio] Hablar/escuchar [Cierre de la comunicacin] Despedida

  • Arquitectura de Red: ProtocolosEjemplo 2

    Correspondencia segura El protocolo debe incluir capas adicionales

    Cifrado Envo de correo

    Ventaja del uso de capas Modularidad (otro alg. cifrado) Servicio vs implementacin Uso parcial de las capas

    Objetos idnticos

    Enviar Recibir

    Enviar Recibir

    Layer 1

    Cifrar Descifrar

    Cifrar Descifrar

    Layer 2

    Hablar Escuchar

    Hablar Escuchar

    Layer 3

    Servicio Postal

    Conexin Lgica

  • Arquitectura de Red: ProtocolosCaractersticas de una arquitectura en capas

    Cada capa tiene una serie de funciones bien definidas Servicios

    La capa K slo se comunica con su capa inferior K-1 a travs de los servicios que sta ofrece

    Protocolos Las capas del mismo nivel manejan las mismas reglas y unidades de

    informacin En la comunicacin se establece una conexin lgica en cada capa.

    Arquitectura de una red El conjunto de capas que la forman El conjunto de servicios y protocolos

    Capa N

    Capa N-1

    Servicios de la Capa N-1

    Servicios de la Capa N-2

    Capa N

    Capa N-1

    Servicios de la Capa N-1

    Servicios de la Capa N-2

    Protocolo Capa N

    Protocolo Capa N-1

    Computador A Computador B

  • Arquitectura de Red: Protocolo TCP/IPTransmission Control Protocol / Internet Protocol (TCP/IP)

    Conjunto de protocolos usados en Internet Jerrquico, compuesto por mdulos que ofrecen una funcionalidad especfica

  • Arquitectura de Red: Protocolo TCP/IPTransmission Control Protocol / Internet Protocol (TCP/IP)

    Capa Aplicacin Intercambio de mensajes entre dos programas (aplicaciones) Comunicacin extremo-a-extremo con la lgica de la aplicacin Protocolos de Aplicacin: HTTP, SMTP, FTP, TELNET, DNS...

    Capa Transporte Comunicacin extremo-a-extremo Encapsula los mensajes de la aplicacin en un segmento o datagrama Enva un mensaje de una aplicacin y lo entrega a la aplicacin

    correspondiente en el otro extremo TCP, protocolo de transporte orientado a conexin: control de flujo, errores

    y congestin UDP, sin conexin (mensajes independientes). Simple, sin las ventajas

    anteriores.

  • Arquitectura de Red: Protocolo TCP/IPTransmission Control Protocol / Internet Protocol (TCP/IP)

    Capa Red Es la responsable de la comunicacin entre los hosts y de enviar los

    paquetes por el mejor camino posible Internet Protocol:

    Define el formato del paquete (datagrama) La forma en que se designan los hosts (direcciones) Encaminamiento (unicast and multicast) No ofrece control de errores, congestin o flujo Protocolos asociados: IGMP, ARP, ICMP,DHCP

  • Transmission Control Protocol / Internet Protocol (TCP/IP) La arquitectura TCP/IP se suele implementar mediante un modelo de 5 capas

    Capa Enlace de Datos Transmisin de los datagramas por el enlace El datagrama se enca