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Redes de Telecomunicación. Luis López Fernández 2006. Redes de Telecomunicación. Contenidos. Lección 1.1: Introducción Redes: motivación Fundamentos de transmisión de datos Lección 1.2: El núcleo de la red Conmutación de circuitos Conmutación de paquetes

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Redes de Telecomunicación


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    Presentation Transcript
    1. Redes de Telecomunicación Luis López Fernández 2006

    2. Redes de Telecomunicación Contenidos • Lección 1.1: Introducción • Redes: motivación • Fundamentos de transmisión de datos • Lección 1.2: El núcleo de la red • Conmutación de circuitos • Conmutación de paquetes • Lección 1.3: Acceso a la red • Tecnologías de acceso fijo • Acceso sin cables • Lección 1.4: Software de redes • Encapsulamiento • Jerarquías de protocolos • Lección 1.5: Modelos de referencia • El modelo OSI • El modelo TCP/IP • Lección 1.6: Internet • Historia de Internet • Estructura de Internet

    3. Comunicación: motivación • ¿Por qué nos interesa la comunicación? • Para compartir recursos • Para compartir información • Para coordinar un conjunto de acciones/procesos • ¿Qué impacto tienen las tecnologías de telecomunicación? • Aumentar la información disponible y la coordinación • Disminuir los costes • Aumentar la eficiencia • Disminuir los tiempos de respuesta ante incidencias o cambios • Aumentar la productividad • Etc.

    4. terminales Comunicación: el papel de las redes Infraestructuras de comunicación (Permiten trasmitir mensajes entre nodos remotos) Red: Conjunto de infraestructuras de interconexión que permiten el establecimiento de una comunicación entre dos o más terminales a través del intercambio de información

    5. Red centralizada en estrella Red completamente conectada Red en bus con medio compartido Red en anillo unidireccional Topología de red: ejemplos ¿Requiere mecanismo de direccionamiento? (Identificar cada destinatario a través de un nombre único) ¿Requiere mecanismo de encaminamiento? (Determinar el camino a seguir entre varios posibles)

    6. Ingredientes de una red • Elementos Físicos • Medios de transmisión • Dispositivos de emisión – recepción • CPUs, memoria, etc. • Hardware específico • Elementos lógicos • Elementos lógicos que gestionen el proceso de intercambio de mensajes entre los diferentes elementos con el fin de que la comunicación extremo – a – extremo tenga lugar • Software para redes de comunicaciones • Firmware para redes de comunicaciones

    7. Elementos Físicos: señales y comunicaciones • Señal de información • Variación de una propiedad física (presión, voltaje, intensidad luminosa, etc.) producida por un emisor, que es susceptible de ser recibida por un receptor • Medio de transmisión • Soporte físico por el que viaja la señal de información • Ejemplos de transmisión de información • Transmisión analógica de voz a través del aire • Transmisión digital de datos a través de un par de cables

    8. Transmisión digital: parámetros de interés • Ancho de banda • Mide la cantidad de información digital que se puede enviar por unidad de tiempo • La información digital se mide en bits • Un bit es la información que transporta un dígito binario (normalmente 0 o 1) • El ancho de banda se mide en bits por segundo • Retardo de transmisión • Mide el tiempo que transcurre desde que el emisor envía un bit hasta que el receptor lo recibe • Se mide en segundos • Calidad de transmisión - BER (Bit Error Rate) • Mide la probabilidad de que se produzca un error en la transmisión de un bit debido a las alteraciones que el medio de transmisión añade sobre la señal • No tiene unidades • Prefijos métricos en telecomunicaciones • mili (m) 10-3 Kilo (K) 103 • micro () 10-6 Mega (M) 106 • nano (n) 10-9 Giga (G) 109

    9. Medios de transmisión: cables • Cables de Par trenzado • Un par de alambres de cobre aislados y trenzados helicoidalmente • Buena calidad de transmisión para distancias cortas (centenares de metros) • Existen diferentes clases dependiendo del tipo de trenzado y del diámetro • Categoría 3: • Bucle local para abonados de telefonía fija • Ethernet 10Mbps • Categoría 5: • Ethernet 100Mbps • Cables Coaxiales • Un alambre de cobre rígido, rodeado de un material aislante, que está, a su vez, forrado de un conductor cilíndrico • Buena calidad de transmisión para distancias intermedias (algunos kilómetros) • Los primeros sistemas Ethernet lo utilizaban • Redes HFC (Hibrid Fiber Coaxial) de televisión por cable

    10. Transmisión por fibra óptica • Fibra óptica • Fibra de vidrio (cristal de ventana) que transporta impulsos de luz • Buena calidad de transmisión para distancias largas (centenares de kilómetros) • Altísimas tasas de transmisión • Anchos de bada típicos: 10 Gbps • Anchos de banda máximos: 50 Tbps • Inmune al ruido electromagnético • Muy difícil de “pinchar” • Múltiples aplicaciones en las que se requieran elevadas tasas de transmisión • Redes de área local (FDDI) • Redes troncales de telefonía (SDH – SONET) • Núcleo de las redes de datos (Internet) • Etc.

    11. Transmisión a través de ondas radioeléctricas • Ondas radioeléctricas • Las señales viajan como ondas radioeléctricas • No existe ningún tipo de “cable” que sirva de “guía” • Se interceptan con facilidad • Muy sensibles al entorno de propagación • Reflexiones, desvanecimientos • Obstrucción de objetos, Interferencias • Aplicaciones • Microondas terrestres • Canales de hasta 45Mbps • Redes de área local • Diferentes estándares: 10Mbps, 54Mbps • Redes de telefonía móvil • GSM, 3G • Comunicaciones por satélite • Canales de hasta 56Mbps • Geoestacionarios: 270ms de retardo de extremo a extremo • LEOS

    12. Espectro electromagnético

    13. Transmisión símplex, dúplex y semidúplex • Conexión dúplex (dúplex total, full duplex): • Permite el flujo de tráfico en ambas direcciones de manera simultánea • Ejemplo: Una calle ancha de doble sentido por donde pueden circular dos coches a la vez • Conexión símplex: • Permite el flujo de tráfico en una sola dirección • Ejemplo: Una calle de un solo sentido • Conexión semidúplex (half-duplex): • Permite el flujo de tráfico en ambas direcciones, pero sólo en un sentido a la vez • Ejemplo: Una calle estrecha de doble sentido donde sólo puede circular un coche a la vez

    14. Lección 1.1: Comentarios y referencias • Comentarios y reflexiones • Las redes de ordenadores son el principal protagonista de la Sociedad de la Información, en detrimento de otras redes más tradicionales, ¿por qué? • Los cables de par trenzado son los más utilizados en las redes de ordenadores, ¿por qué? Investiga qué tipos existen y cuáles son sus características • Existe una relación ente el rango de frecuencias que componen una señal y la cantidad de información que esta puede transportar. Investiga cuál es esta relación. ¿Crees que este hecho guarda alguna relación con la capacidad de transmisión de los medios que hemos estudiado? • Las ondas radioeléctricas pueden atravesar paredes y edificios, aunque esta capacidad depende de su frecuencia. Investiga este fenómeno • Referencias • Redes de Computadores. Andrew S. Tanenbaum. Prentice Hall, Cuarta Edición, 2003 • Capítulo1: Introducción • Capítulo 2: Capa Física • Redes de Computadores, un enfoque descendente basado en Internet. James F. Kurose y Keith W. Ross. Addison Wesley, Segunda Edición, 2003 • Capítulo 1: Redes de Computadores e Internet

    15. Contenidos • Lección 1.1: Introducción • Redes: motivación • Fundamentos de transmisión de datos • Lección 1.2: El núcleo de la red • Conmutación de circuitos • Conmutación de paquetes • Lección 1.3: Acceso a la red • Tecnologías de acceso fijo • Acceso sin cables • Lección 1.4: Software de redes • Encapsulamiento • Jerarquías de protocolos • Lección 1.5: Modelos de referencia • El modelo OSI • El modelo TCP/IP • Lección 1.6: Internet • Historia de Internet • Estructura de Internet

    16. Elementos físicos en una red • Sistemas terminales • Son los dispositivos en los que se ejecutan las aplicaciones que requieren un servicio de comunicación • Pueden ser de múltiples naturalezas: • Ordenadores personales (PC) • Teléfonos • PDAs • Teléfonos móviles • Etc. • Núcleo de la red (core network) • La parte de la red cuyo objetivo es hacer llegar los mensajes desde lugar en que se emiten hasta el lugar en que deben recibirse • Sistemas de acceso • La parte de la red que se ocupa de conectar, de manera eficiente y económica, los nodos terminales y el núcleo de la red conmutador PC servidor móvil

    17. El núcleo de la red (core network) • Objetivo: Hacer llegar mensajes desde el emisor hasta el receptor • Componentes: • Líneas y sistemas de transmisión • Dispositivos de encaminamiento • Conmutadores • Encaminadores = Enrutadores = Routers • Prioridades: • Eficiencia y velocidad • Deben dar servicio a un número muy • elevado de usuarios • Cómo hacer viajar la información en la red • Conmutación de circuitos: Se establece un circuito de transmisión de uso exclusivo entre el emisor y el receptor • Conmutación de paquetes: Los datos se envían a través de la red partidos en pedazos (paquetes) cada uno de los cuales viaja de manera independiente

    18. Conmutación de circuitos • Se reservan los recursos necesarios para establecer un circuito desde el emisor hasta el receptor • Ancho de banda de los enlaces • Capacidad de conmutación • Los recursos se dedican en exclusiva (no se comparten) • Se garantizan las prestaciones • Requiere establecimiento de la comunicación • El sistema telefónico se basa en la conmutación de circuitos • Cómo se hace? • Los recursos se dividen en “pedazos” • Cada pedazo se asigna a una comunicación • Si una comunicación está inactiva, sus recursos se desperdician • Hay dos mecanismos básicos • Multiplexación por división en frecuencia • Multiplexación por división en el tiempo

    19. Ejemplo: 4 usuarios • FDMA: Frequency Division Multiple Access frecuencia tiempo • TDMA: Time Division Multiple Access frecuencia tiempo FDMA y TDMA

    20. Conmutación de paquetes • Los datos a transmitir se dividen en paquetes • Cada paquete puede ser encaminado, de forma independiente, desde el emisor hasta el receptor • Todos los paquetes comparten los mismos recursos de transmisión y conmutación • Cada paquete utiliza de manera plena los recursos mientras es transmitido • Se utiliza el principio “store and forward” (almacena y reenvía) • Los paquetes que llegan a un router se almacenan en una cola hasta que les llegue su turno y puedan ser transmitidos hacia el siguiente router o hacia su destino • Los recursos comunes re reparten a través de un mecanismo de “multiplexación estadística” en el tiempo

    21. Conmutación de circuitos Vs conmutación de paquetes TDMA 1 Mbps link Multiplexación estadística 1 Mbps link La conmutación de paquetes permite utilizar de manera óptima los recursos disponibles Coste: no se garantiza un reparto equitativo de recursos entre los usuarios

    22. Conmutación de circuitos Vs conmutación de paquetes • Ejemplo • Enlace 1Mbps • Cada usuario • 100Kbps si “activo” • Activo 10% del tiempo • Conmutación de circuitos • 10 usuarios • Garantizados 100Kbps • Conmutación de paquetes • Con 35 usuarios • Probabilidad > 10 activos es menor que 0.0004 • La conmutación de paquetes permite dar servicio a un número mayor de usuarios • Coste: no se garantiza la calidad de servicio N usuarios 1 Mbps link

    23. Conmutación de paquetes y congestión 500 bits • Conmutación de circuitos • Se garantiza que toda la información que se envía en cada intervalo de tiempo puede ser encaminada • No se pierde información • El retardo es constante 1 Mbps en todos los enlaces 1000 bits • Conmutación de paquetes • En un intervalo de tiempo, pueden llegar más paquetes al router de los que éste puede enviar • Si la situación se prolonga, decimos que el router entra en congestión • Se pueden perder paquetes • Los retardos no son constantes 1 Mbps en todos los enlaces

    24. Almacenar – y – enviar (Store – and – forward) L R R R • Tardamos L/R segundos en transmitir un paquete de L bits sobre un enlace de R bps • El paquete debe ser recibido completamente antes de poder ser reenviado (almacenar – y – enviar) • Retardo: 3L/R • Nota: Consideramos tiempo de propagación despreciable • Ejemplo • L = 7,5 Mbits • R = 1,5 Mbps • Retardo = 15 s

    25. Almacenar – y – enviar (Store – and – forward) L R R R • Rompamos ahora el mensaje en 5.000 paquetes de menor tamaño • Cada paquete tiene P = L /5.000 = 1.500 bits • P/R = 1ms para transmitir el paquete en cada enlace • Ejemplo • L = 7,5 Mbits • R = 1,5 Mbps • Retardo = 5,003 s

    26. Conmutación de paquetes Conmutación de circuitos FDM TDM Redes de Datagramas Circuitos virtuales Tipos de redes Redes de Telecomunicación

    27. Lección 1.2: Comentarios y referencias • Comentarios y reflexiones • Las redes de telefonía se basan en la conmutación de circuitos, sin embargo, en los últimos años son numerosas las aplicaciones que utilizan Internet para transmitir voz humana interactiva (p.e. skype). ¿Qué ventajas e inconvenientes tienen dichas aplicaciones? • Los sistemas de conmutación de paquetes utilizan la multiplexación estadística para determinar cuál es el siguiente paquete a transmitir. En una red con congestión, ¿garantiza este mecanismo que los recursos se reparten de manera justa? Investiga y averigua si existen trabajos sobre este tema • Las tecnologías ATM incorporan una solución que trata de incorporar las ventajas de la conmutación de paquetes y de circuitos sin sufrir sus inconvenientes. Investiga cuál es el mecanismo que se utiliza • Referencias • Redes de Computadores. Andrew S. Tanenbaum. Prentice Hall, Cuarta Edición, 2003 • Capítulo1: Introducción • Capítulo 2: Capa Física • Redes de Computadores, un enfoque descendente basado en Internet. James F. Kurose y Keith W. Ross. Addison Wesley, Segunda Edición, 2003 • Capítulo 1: Redes de Computadores e Internet

    28. Contenidos • Lección 1.1: Introducción • Redes: motivación • Fundamentos de transmisión de datos • Lección 1.2: El núcleo de la red • Conmutación de circuitos • Conmutación de paquetes • Lección 1.3: Acceso a la red • Tecnologías de acceso fijo • Acceso sin cables • Lección 1.4: Software de redes • Encapsulamiento • Jerarquías de protocolos • Lección 1.5: Modelos de referencia • El modelo OSI • El modelo TCP/IP • Lección 1.6: Internet • Historia de Internet • Estructura de Internet

    29. Sistemas de acceso: Internet • ¿Cómo conectamos los sistemas terminales a los encaminadores del núcleo? • Redes de acceso residencial • Redes de acceso institucionales • Redes de acceso móviles • Parámetros a tener en cuenta • Ancho de banda • Coste • Dedicadas o compartidas • Nos centramos en Internet

    30. Acceso a través del sistema telefónico fijo: Modems • Características del sistema telefónico • Muy extendido • Preparado para la transmisión de voz, no para datos • Analógico en el bucle local • Acceso a redes de ordenadores mediante el sistema telefónico • Codificar la información digital mediante formas de onda “similares” a la voz humana (en rangos de frecuencia) • Impide utilizar la línea de telefonía para “hablar” • Modem: Modulador – Demodulador • Diversos estándares: • V.34: • 33.600 bps full duplex • V.90: • 33.600 de subida (“uplink”) • 56.000 de bajada (“downlink”) Codec de voz

    31. Acceso a través del sistema telefónico fijo: ADSL • ¿Es posible un mayor ancho de banda a través del bucle local? • Ancho de banda máximo para cable de categoría 3 en función de la distancia • Asumimos que los filtros y codecs de voz no están presentes • Es posible ofrecer un servicio de más alta velocidad siempre y y cuando el proveedor disponga de equipos “especiales” en las centrales locales

    32. Acceso a través del sistema telefónico fijo: ADSL • ADSL: Asymmetrical Digital Subscriber Line • Proporciona un servicio full duplex asimétrico • Hasta 1Mbps de “subida” (up-link) • Hasta 8Mbps de “bajada” (down-link) • Utiliza la línea telefónica convencional • Permite establecer llamadas de voz de forma simultánea • ADSL: algunos detalles tecnológicos • Se basa en FDMA para “separar” la voz y lo los datos • Requiere que el proveedor instale equipos especiales • Estos equipos reciben la señal antes de que esta alcance los codecs de voz Conmutador de voz Network Interface Device Codec de voz Línea telefónica NID Divisor Divisor Digital Subscriber Line Access Multiplexer DSLAM Modem ADSL

    33. Redes de cable: cable modem • Origen • Empresas de televisión por cable • Disponen de infraestructuras de comunicación que alcanzan multitud de clientes, tanto residenciales como empresariales • Ofrecen un servicio integrado: televisión, teléfono, Internet, etc. • HFC (Hibrid Fiber Coaxial) • Redes de fibra óptica y cable coaxial unen a los clientes con los routers de acceso a la red • Prestaciones típicas • 27 Mbps de “bajada” (down-link) • 9 Mbps de “subida” (up-link) • Medio compartido • Puede tener mejores o peores prestaciones que el ADSL dependiendo del número de usuarios activos en cada momento fibra Head end coaxial hogares

    34. Redes de cable: cable modem Fuente: http://www.cabledatacomnews.com/cmic/diagram.html

    35. Accesos corporativos: redes de área local • En vez de facilitar un acceso a cada nodo terminal, todos los ordenadores corporativos se conectan en una red “interna” utilizando uno o varios routers • Al menos uno de esos routers cuenta con un enlace que le conecta al núcleo de la red superior (p.e. Internet) • Este enlace puede ser ADSL, Cable Modem (soluciones económicas) e incluso directamente un enlace de fibra óptica (más caro) • Los ordenadores corporativos suelen conectarse utilizando redes de área local (Local Area Network – LAN). • Las redes de área local más populares son las de tecnología Ethernet: • 10 Mbps (Obsoletas) • 100 Mbps (Muy utilizadas) • 1 Gbps (Caras todavía) Línea de salida

    36. router Estación base Hosts móviles Redes de área local inalámbricas • La interconexión entre los nodos terminales y el router corporativo se realiza a través de un enlace inalámbrico • El medio de transmisión (aire) es compartido • Muy sensible a interferencias electromagnéticas • Existen numerosos estándares • IEEE 802.11b (WiFi): 11Mbps • IEEE 802.11a: 54Mbps • IEEE 802.11g: 54Mbps • ¿Qué sucede con la privacidad?

    37. Redes domésticas • Posibilidad de conectar diferentes dispositivos • Posibilidad de desplazar los hosts en el hogar • Acceso a través de ADSL o Cable Módem • Bajo coste • Muy populares en la actualidad portátiles Al proveedor ADSL router/ firewall Punto de Acceso WiFi Ethernet

    38. Otros mecanismos de acceso: redes de telefonía móvil • Muy extendidas y con gran popularidad • La mayor parte de los territorios habitados disponen de cobertura • Se adaptan fácilmente a la transmisión de datos • Los recursos se comparten dentro de cada celda • GSM: Capacidad equivalente a un canal de voz GSM (9,6 Kbps) • GPRS: Puede utilizar varios canales de voz GSM simultáneamente (C<112 Kbps) • UMTS y 3G: Diversos estándares (C = 384 Kbps, llegará hasta 2Mbps en el futuro)

    39. Otros mecanismos de acceso: satélites • Basado fundamentalmente en satélites geoestacionarios • Hasta 56 Mbps en bajada, hasta 384 Kbps en subida • Retardos elevados (300ms) • La única solución posible para acceso en entornos rurales remotos • Dos posibilidades • Subida por modem – bajada por satélite • Requiere sólo antena receptora (mucho más barata) • Requiere la presencia de una línea telefónica apropiada • Subida por satélite – bajada por satélite • Requiere antena y equipamiento emisor (mucho más caro) • No requiere ningún elemento adicional (aparte de la potencia eléctrica)

    40. Lección 1.3: Comentarios y referencias • Comentarios y reflexiones • La fibra óptica dispone de anchos de banda muy superiores a los del resto de medios de transmisión. ¿Por qué crees entonces que no se utiliza habitualmente como tecnología de acceso a Internet? • Investiga qué costes tienen en tu ciudad los diferentes mecanismos de acceso que hemos presentado. Presenta en una tabla los resultados incorporando las prestaciones que se ofrecen en cada uno de ellos • El espectro electromagnético es un recurso gestionado por los estados. Para transmitir en una determinada franja de frecuencias es necesario contar con una licencia que lo autorice. ¿Necesitas licencia para instalar una red WiFi en tu casa? Investiga al respecto en la legislación pertinente • Referencias • Redes de Computadores. Andrew S. Tanenbaum. Prentice Hall, Cuarta Edición, 2003 • Capítulo1: Introducción • Capítulo 2: Capa Física • Redes de Computadores, un enfoque descendente basado en Internet. James F. Kurose y Keith W. Ross. Addison Wesley, Segunda Edición, 2003 • Capítulo 1: Redes de Computadores e Internet • http://www.idg.es/iworld/articulo.asp?id=133607

    41. Contenidos • Lección 1.1: Introducción • Redes: motivación • Fundamentos de transmisión de datos • Lección 1.2: El núcleo de la red • Conmutación de circuitos • Conmutación de paquetes • Lección 1.3: Acceso a la red • Tecnologías de acceso fijo • Acceso sin cables • Lección 1.4: Arquitectura de redes • Encapsulamiento • Jerarquías de protocolos • Lección 1.5: Modelos de referencia • El modelo OSI • El modelo TCP/IP • Lección 1.6: Internet • Historia de Internet • Estructura de Internet

    42. El concepto de servicio • Servicio: Conjunto de facilidades que un sistema ofrece para satisfacer una necesidad, así cómo las garantías asociadas a las mismas • Ejemplo de servicios de comunicaciones humanas • Correo postal • Correo postal certificado con acuse de recibo • Radiodifusión • Telefonía • Videoconferencia • Etc. • Las redes de ordenadores ofrecen e implementan servicios de comunicación entre los mismos • El servicio va a ser el hilo vertebrador a partir del cual vamos a comprender la estructura y funciones de las redes

    43. KJDjdjKJDF Hola Hola Tiene hora? Son las tres El concepto de protocolo • Protocolo: Conjunto de reglas que rigen el intercambio de mensajes entre dos entidades que se comunican para lograr un fin • Ejemplo de protocolo humano: Pedir la hora • Finalidad: Obtener información sobre la hora actual de la otra entidad Entidad 2 Entidad 1

    44. Diseñando redes de telecomunicación • Toda red cuenta con dos ingredientes esenciales • Elementos físicos: • Medios de comunicación: cables, fibra óptica, emisores, receptores, etc. • Elementos de conmutación y encaminamiento • Elementos de control: CPUs, memorias, etc. • Elementos lógicos: • Procedimientos que controlan los medios físicos para llevar a cabo los servicios. Normalmente se implementan como un software de comunicaciones • Las redes ofrecen multitud de servicios que requieren elementos lógicos (software) y físicos (hardware) complejos y difíciles de desarrollar y mantener (elementos de tiempo real, ejecución concurrente, interacción entre sistemas remotos desarrollados por personas diferentes, etc.) • ¿Qué técnicas conocemos para minimizar los problemas asociados al desarrollo y mantenimiento de software complejo?

    45. Interfaz Interfaz Interfaz Impl. Impl. Impl. Desarrollo y mantenimiento de sistemas complejos: encapsulación y aislamiento • Los servicios que queremos implementar son complejos y utilizan procedimientos y protocolos complicados. • Para simplificar las labores de desarrollo y mantenimiento utilizamos el principio de la encapsulación como mecanismo de abstracción: • Principio: • Ofrecer un conjunto de operaciones a través de una interfaz establecida • Ocultar los detalles de implementación • Aislar los diferentes elementos de forma que se confinen funcionalidades y errores Usuario

    46. Usuario Usuario Protocolo para acordar codificación Módulos de codificación decodificación Protocolo para acordar algoritmo de cifrado Módulos de cifrado descifrado Protocolo para el intercambio Módulos envío recepción de red Interfaz Interfaz Interfaz Interfaz Interfaz Interfaz Interfaz Interfaz Interfaz Interfaz Interfaz Interfaz Protocolo con parámetros físicos Lógica del dispositivo Impl. Impl. Impl. Impl. Impl. Impl. Impl. Impl. Impl. Impl. Impl. Impl. Medio de transmisión Redes de ordenadores: ejemplo Usuario Módulo de codificación decodificación Módulo de cifrado descifrado Módulo entrada salida a disco Lógica del disco duro Disco físico

    47. Redes: jerarquías de protocolos • Para simplificar el proceso de desarrollo de sistemas de comunicaciones se han realizado una serie de acuerdos • Las redes se organizan en un conjunto de capas o niveles • La capa N ofrece servicios a la N+1 y solicita servicios a la N-1 • Las entidades que abarcan las capas correspondientes al nivel N en diferentes máquinas se llaman iguales • Los iguales de nivel N mantienen una “conversación” a través del protocolo de capa N • Entre cada par de capas adyacentes existe una interfaz que define qué operaciones y servicios ofrece la capa inferior a la superior • Un conjunto de capas y protocolos se conoce como una arquitectura de red • Las arquitecturas de red de los sistemas abiertos están estandarizadas • La lista de protocolos utilizados en una arquitectura (un protocolo por capa) se conoce como pila de protocolos

    48. Aplicaciones de usuario Aplicaciones de usuario Capa N Capa N Capa N-1 Capa N-1 Capa N-2 Capa N-2 … … Capa 1 Capa 1 E1 EN-2 EN-1 EN … Mensajes y jerarquías de protocolos

    49. Mensajes y jerarquías de protocolos (cont.) • El mensaje de nivel N encapsula al mensaje de nivel N-1 y le añade encabezados u otro tipo de información necesaria para llevar a cabo el protocolo de nivel N • Ninguno de los encabezados de las capas inferiores llega a la capa N • Diferencia entre las comunicaciones virtual y real • En realidad, las comunicaciones se producen en vertical entre niveles adyacentes a través de las interfaces de los niveles • La única comunicación “horizontal” (remota) real se produce en el medio de transmisión • Conceptualmente, las capas ven “como si” la comunicación fuera horizontal entre iguales (el mensaje de la capa N del extremo izquiero es recibido sin alteración por la capa N del extremo derecho) • Al utilizar esta abstracción de comunicación “virtual” entre iguales, se simplifica enormemente el diseño y desarrollo de software para redes de ordenadores • Puntualización: En las capas inferiores, algunos procedimientos lógicos se implementan directamente en hardware, por lo que nuestra noción de “software de redes” debe ser entendida de manera flexible

    50. Servicios básicos ofrecidos por las capas: servicio orientado a conexión • Cuando una capa N ofrece un servicio orientado a conexión, el protocolo de nivel N debe garantizar el envío “como si” hubiese un “tubo” entre los iguales remotos • El emisor empuja objetos (bits) por un extremo y el receptor los toma por el otro • Se conserva el orden en que se han enviado los objetos (bits) • Es necesario realizar un establecimiento previo de la conexión • Esquema similar al utilizado en las comunicaciones telefónicas • Pueden existir diferentes calidades de servicio: • ¿Se pueden perder datos? • ¿Se puede garantizar un retardo máximo entre el envío y la recepción? Datos 3 Datos 2 Datos 1 Capa N Capa N Implementación oculta de un servicio de envío de datos orientado a conexión