tema 1- introduccion (1)

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