REDES DE COMPUTADORES

COMPETENCIASU

sar aplicaciones distribuidas

D

iseñar e implementar protocolos de aplicaciones distribuidas

A

dministrar redes y aplicaciones distribuidas

D

iseñar redes de computadores

I

dentificar vulnerabilidades

C

onfigurar redes de computadores

S

eleccionar componentes de redes

I

nstalar redes de computadores

D

esarrollar tecnologías y paradigmas

red

• Estructura: componentes e interconexión– Lan, hosts, ruteadores, subred

• Topología: mejores caminos– Grafos: nodos, arcos

• Arquitectura: modularidad– Capas (niveles), protocolos

VENTAJAS DE LOS SISTEMAS EN RED

•Compartición de recursos•Compartir la carga: programas distribuidos•Compartir recursos: impresoras, discos, etc.

•Mayor Confiabilidad•Duplicación de archivos•Duplicación de dispositivos

•Reducción de costos•Servidores de archivos compartidos•Servidores de impresoras•Valores main−frame/microcomputadores

•Medio de comunicación•Correo electrónico•Paneles de discusión•Chat•Etc.

Modelo de comunicación

codificador canal decodificador

ruido

Fuente Destino

Codificación de fuente: representar los símbolos de la fuente en su forma mínima. (compresión, teoría de la información, zip)

Codificación de canal: codificar los símbolos de la fuente para su transmisión a distancia.(señales más resistentes al ruido, detección de errores).

Decodificación: recuperar los símbolos originales.

TOPOLOGÍAred

grafo

nodos arcos

enlacesDCE DTE

eléctricaelectromagnética

tiene

representanrepresentan

modelada por

de tipo

difusión

Punto-a-punto

de naturaleza

DCE: equipo portador de datosDTE: equipo terminal de datos

TOPOLOGÍAS DE REDESPunto−a−punto:

Difusión:

Bus Satélite Anillo

TIPOS DE COMUNICACIÓNLa comunicación, independientemente de su tipo, se debe adaptar a la red disponible.

Tipo de comunicación Tipo de canal

Uno − a − uno

Difusión Difusión

Punto − a − punto

Punto − a − punto:Los mensajes pasan de un nodo a otro siguiendo una ruta

Difusión:•Si un nodo transmite un mensaje muchos pueden recibirlo.•Si dos o más nodos transmiten simultáneamente, los mensajes colisionan y se hacen ilegibles.

ARQUITECTURA

niveles

protocolos

protocolos

estructurados por

mensajes

es intercambio de

Algoritmos y formatos

consisten en

comunicacióngobiernan

información

entre

contienen

entidades pares

divididos en

redes

usan

nodos

repartidas en

ARQUITECTURA DE REDConjunto de capas o niveles y protocolos

Información suficiente para escribir un programa o construir hardwareque cumpla correctamente con el protocolo especificado.

EVOLUCIÓN DEL MODELO DE REDES

a) Modelo primitivo

b) Nuevas entidades pares intermedias

c) Capas o niveles d) Integración al Sistema Operativo

ARQUITECTURA DE RED, EJEMPLO

DEFINICIONES OSIPROTOCOLO:Conjunto de algoritmos y formatos que gobiernan la comunicación entre entes de un nivel N (capa N), dando el servicio establecido al nivel N+1.

SERVICIO:Capacidad dada por el nivel N y los niveles subyacentes, a través de lasentidades del nivel N, en el interfaz entre los niveles N y N + 1.

Capa n Capa n

Capa n-1

Capa n+1

Capa n-1

Capa n+1

protocolo capa n

DEFINICIONES OSI (CONT.)

EJEMPLO ANIDAMIENTO

preámbulo DD DO DATOS PAD CRC

delimitadorde inicio

10101011

rellenolargode datos

10101010

7 1 6 6 2 0-1500 2 4

Ethernet

IP V.4

DEFINICIONES OSI (CONT.)

SDUICI

SDUICI

IDU

n+1

n

interfaz

SAP

SAP: Punto de acceso al servicio.

IDU: Unidad de datos de la interfaz.

SDU: Unidad de datos del servicio.

PDU: Unidad de datos del protocolo.

ICI: Información de control de la interfaz.

SDU

encabezado capa n

EQUIVALENCIA OSI TCP/IP

aplicación

presentación

sesión

red

transporte

Enlace de datos

física

aplicación

presentación

sesión

red

transporte

Host a red12

3

4

5

6

7

OSI TCP/IP

No las hay enEste modelo

PROTOCOLOS Y REDES TCP/IP (DÓD)

INICIALMENTE

TELNET SMTPFTP DNS

UDPTCP

IP

IPIPIPIP

protocolos

redes

Aplicación

Transporte

Red

Física +Enlace de datos

INTERNETRed dorsal (backbone)

Granja de servidores

Enrutador

NAP

ISP regional

POP

Sistema telefónico

Cliente

LAN corporativaNAP: punto de acceso a redISP: proveedores de acceso a internetPOP: punto de presencia

ESTRUCTURA DE RED

La internet tiene enlaces puanto−a−punto y multipunto (difusión)

Frontera de la Subred de comunicación

ruteadores

Hosts

LAN

LAN

LANLAN

LAN

LAN

ESTRUCTURA DE RED: CAPAS

ORGANIZACIONES DE ESTANDARIZACIÓN

• ITU: Unión Iternacional de las Telecomunicaciones (ONU)• ITU−R: asignación de frecuencias de radio.• ITU−T: estandarización de telecomunicaciones (CCITT)• ITU−D: sector de desarrollo.

• ISO: Iternational Standards Organization• Miembros: organizaciones nacionales (DIN, ANSI, AFNOR, BSI. tc.)• Comités Técnicos (unos 200), OSI (TC97): computación y redes.

• IEEE: organización profesional más grande del mundo (IEEE 802)• Internet Society

• IAB: Internet Architecture Board• IRTF: Internet Research Task ForceGenera los RFC: Request For Comments

INGENIERÍA DE PROTOCOLOS

Representación formal• Autómatas• Gráfos• Diagramas de tiempo• Redes de petri

Técnicas de descripción formal

PRUEBAS DE PROTOCOLO

Validación: Comprobación de que un protocolo cumple una serie de propiedades:

• ausencia de interbloqueos.• ausencia de lazos improductivos.• capacidad de recuperación y sincronización.

V

erificación: Demostración de que un protocolo, junto con el

servicio dado por el nivel inferior, dan al nivel superior el

servicio especificado:• Exploración del árbol de estados (para autómatas).• Equivalencias algebraicas (para descripciones

observables).• Verificación lógica (para descripciones axiomáticas).

ANÁLISIS DE PRESTACIONES

Modelado estadístico de un protocolo con la finalidad de determinar su eficacia. Un protocolo no solo debe ser lógicamente correcto, también debe realizar sus funciones eficientemente.

Estimación del caudal eficaz, ocupación de recursos y tiempos de respuesta, bajo los supuestos de tráficos característicos del nivel.

Simulación, la complejidad de los protocolos actuales no permite hacer, en la mayoría de los casos, modelos analíticos.

Pruebas parciales. Una prueba nunca puede ser total por problemas de complejidad (salvo en casos triviales). Es necesario realizar automatización o semi automatización de la generación de pruebas.