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RSTC - Redes y Servicios de TelecomunicaciónGrado en Ingeniería de Tecnologías y Servicios de Telecomunicación
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Tema 1: Repaso de Fundamentos
Peterson - Davie: 1.3, 1.5
RSTC 2015/2016 - T1 Repaso de fundamentos
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RSTC 2015/2016 - T1 Repaso de fundamentos
Contenido
• Topología de la red:• Enlace, Redes e Interconexión de redes (Internet)
• Arquitectura de la red:• Topología + Torres de protocolos
• Modelos arquitecturales: OSI y TCP/IP.
• La arquitectura de Internet
• Prestaciones:• Fiabilidad
• “Bandwidth”, “Delay” y “Delay x Bandwidth”
• Latencia percibida.
• “Jitter”
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Topología de la red: Enlaces
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Topología = Elementos físicos (equipos + medios) y su interconexión
Enlaces directos
Un medio físico interconecta dos equipos en sus extremos
Enlaces compartidos
Un medio físico interconecta diferentes equipos que están conectados al mismo.
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Topología de la red: Redes y su interconexión
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Redes = Es necesario utilizar diferentes medios físicos y equipos para interconectar los usuarios conectados.
Internet introducela red de redes
La topología se representa en diferentes niveles deabstracción:
Equipos + Medios + Redes
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Topología de la red: Regular e Irregular
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Las topologías se identifican configuras regulares
Estrella, anillo, bus, árbol,Interconexión total
-- Ejemplos de uso --
o vienen determinadas por aspectos geográficos y/o de tráfico y son, por tanto, irregulares.
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Arquitectura de la red
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Arquitectura de red = Topologías + Funciones especificas de cada (tipo de) equipo
Funciones de los equipos = Organizadas y descritas en
términos de protocolos y torres de protocolos
Protocolo = Función en una red que requiere de dos o más equipos y la posibilidad de que se intercambien datos.
Torre de protocolos = Agregado de
funciones (protocolos) organizadas jerárquicamente, cada una se abstrae para ofrecer un servicio a la de nivel superior apoyándose en el que obtiene del nivel inferior.
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Arquitectura de la red: Ejemplo de Torre de Protocolos
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Cada nivel con una o varias funciones.
(función ~ protocolo)
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Arquitectura de la red: OSI y TCP/IP
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Modelos de "Torre de protocolos" = Un marco para poder “estandarizar”.
Dos modelos: ISO–OSI y TCP/IP
Modelo ISO-OSI
Aplicación del modelo TCP/IP
(Grafo de protocolos)
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Arquitectura de red de Internet
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Diferentes (tipos de) equipos, y de medios, cada uno con sus correspondientes torres de protocolos
Usuarios domésticos, granjas de servidores, DSLAMs, IXPs, CMTSs, “bridges”, “routers” …….
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Arquitectura de la red: Encapsulado, PDUs y SDUs
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Comunicaciones físicas y comunicaciones virtuales.
SDU
PDU
PDU: Protocol Data Unit
SDU: Service Data Unit
Encapsula
do: C
ada n
ivel
añ
ad
e C
ab
ecera
s p
rop
ias
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Prestaciones: Fiabilidad
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En las redes se producen múltiples errores:
• De bit (“1” pasa a “0” o viceversa)
• De ráfaga (secuencias de bits con muchos errores)
• De paquete (se pierden por congestión)
• De “enlace” o “nodo”
• Desórdenes de paquetes
• Duplicaciones de paquetes
Las redes pueden resolverlos (fiables) y/o no resolverlos (no fiables).
Las aplicaciones pueden decidir qué servicio usar.
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Prestaciones: “Bandwidth” (Ancho de Banda)
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Dos acepciones:
• Ancho de una banda de frecuencias
• Número de bits por segundo que se pueden transmitir
por un determinado enlace de comunicaciones
1 Mbps = 1 x 106 bits/seg. ~ 1 x 220 bits/seg.
1 x 10-6 segundos para transmitir un bit (ancho del bit)1 μs
Para 2 Mbps: El ancho del bit es 0.5 x 10-6 segundos.
0,5 μs
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Prestaciones: “Delay” (Retardos)
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Latency (“Delay”) = Propagación + transmisión + colas.
• Propagación = distancia / velocidad de la luz en el medio.
• Transmisión = tamaño del mensaje en bits / “bandwidth”
RoundTripTime (También un “Delay”)
• Significativo para algunos protocolos
• RTT = Suma de tiempo ida y vuelta
de un mensaje muy corto
Latencia percibida (por un usuario QoE)
Depende de los parámetros anteriores y de la
información a transmitir, como se muestra en la
curva.
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Prestaciones: “Delay” x “Bandwidth”
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(Recuerde: Dependiendo del caso, “delay” puede ser Latencia o RTT)
• Un enlace entre dos procesos equivale a un tubo hueco.
• “delay” = longitud del tubo
• “bandwidth” = anchura del tubo.
• Capacidad del tubo (cantidad de bits) = “delay” x “bandwidth”
• Ejp.: “delay” 50 ms y“bandwidth” de 45 Mbps ~ 280 KB
Tipo de enlace “bandwidth” Distancia Round Trip
Delay (RTT)
RTT x bandwidth
Módem (PSTN) 56 kbps 10 km 87 μs 5 bits
Wífi 54 Mbps 50 m 0.33 μs 18 bits
Satélite 45 Mbps 35000 Km 230 ms 10 Mb
Fibra (USA EtE) 10 Gbps 4000 Km 40 ms 400 Mb
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Prestaciones: Importancia del “Delay” y del “Bandwidth”
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Latencia percibida:
• En aplicaciones interactivas => Es sensible al RTT (Web)
• En aplicaciones masivas => Es sensible al “bandwidth” (Descargas)
“Alta velocidad”: Datos << Capacidad del tubo (“delay” x “bandwidth”).
“Baja velocidad”: Datos >> Capacidad del tubo (“delay” x “bandwidth”).
“delay” = 100 ms
“delay” = 100 ms
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Prestaciones: “Jitter” y otras definiciones
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• “Jitter”, mide la variabilidad de la latencia (segundos)
• Las aplicaciones multimedia son sensibles al “jitter”
Otras definiciones:
• Caudal (“throughput”) =
Tamaño de transferencia / Tiempo de transferencia (bps)
• Tiempo de transferencia =
[nxRTT (arranque transf.)] + (Tamaño de transf. / “bandwidth”) (seg.)
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Resumen
Se ha visto:
• Qué compone el “hardware” de la red: Equipos, medios, redes.
• Cómo se organiza (topologías) en función de sus aplicaciones y/o de
su tráfico.
• Las funciones de las redes y su caracterización como protocolos
• La “Arquitectura” de la red: Topologías + Organización de los
protocolos en torres jerárquicas.
• Parámetros que cuantifican las prestaciones de las redes.
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