Esquema básico:

CONCEPTO DE SISTEMA DE COMUNICACIONES

APLICACIÓN

SUBSISTEMADE

COMUNICACIÓN

APLICACIÓN

SUBSISTEMADE

COMUNICACIÓN

RED DE COMUNICACIÓN DE DATOS

COMUNICACIÓNUSUARIO-USUARIO

COMUNICACIÓNORDENADOR-ORDENADOR

COMUNICACIÓNORDENADOR-RED

Procesamiento distribuido de datos centralizados

Servidor de archivos impresoras y

comunicaciones

Impresora remota Modem remoto

Impresoras del servidorUsadas por los micros de la red

Fax remotoCPU

CPU

CPU

CPU

CPU

CPU

¿Por qué estandarizar?

Estandarización

Comprar para cada plug diferente, un adaptador, lo cual implicaría una inversión adicional.

Comprar el más comercial

¿Qué opción tienen los clientes?

Lenguaje empleado entre el emisor y el receptor de la comunicación

Sin el lenguaje y los medios apropiados para transmitirlo no puede existir comunicación.

Antes de los años 80 se tenían sistemas cerrados y propietarios.

A partir de la década del 80 se viene hablando de sistemas abiertos y estandarizados.

Aspecto inherente a la comunicación

A partir de los años 70 empiezan a aparecer dos fuerzas que moldean el mercado: Usuarios que quieren

soluciones independientes del vendedor

Vendedores que quieren soluciones para mercados más amplios

Esto hace que se pase de un esquema cerrado y propietario hacia uno abierto y multivendedor

Antecedentes de estandarización

Aproximación a las definiciones

Recomendación: Es una sugerencia.

Estándar: Si la sugerencia se sigue por muchos proveedores y operadores se convierte en estándar.

Estándar: Es un documento aprobado por un organismo reconocido internacionalmente que ofrece, para uso común y repetido, reglas, directrices o características para productos o procesos y métodos de producción relativos a aquellos, no siendo obligatorio su cumplimiento.

Consenso: Acuerdo general, caracterizado por la ausencia de oposición sostenida a aspectos substanciales, por cualquier parte importante de los intereses en cuestión y por un proceso que implique tener en cuenta los puntos de vista de todas las partes implicadas y conciliar los argumentos en conflicto, si los hubiera. Nota: Consenso no necesita necesariamente implicar unanimidad. (Guía 2 ISO/IEC, 1,7)

Normalización: La Actividad de establecer, con respecto a problemas fácticos o potenciales, estipulaciones para el uso común o repetido, con el objetivo de conseguir un grado óptimo de orden en un contexto dado (Guía 2 ISO/IEC, 1,1)

Definiciones

Aún siendo opcionales, las partes se ven forzadas a seguir las recomendaciones/estándares Porque:

Si no se acogen las recomendaciones/estándares, los productos no pueden venderse en el mercado.

Si los equipos no siguen las recomendaciones/estándares no se le permite conectarse a la red internacional.

Si los proveedores no se acogen a estas recomendaciones/estándares no se te tendrán en cuenta en la propuesta durante el lanzamiento oficial de los productos.

Asegurar que los servicios entre los distintos países puedan ofrecerse y facturarse adecuadamente

Garantizar que los sistemas de información puedan interconectarse y tener interoperabilidad

Seguridad para los clientes

Regulaciones fáciles

Beneficios Económicos

No hayan barreras comerciales

Beneficios de la estandarización para los países

Incremento del mercado para los productos normalizados

Producción masiva como resultado de este incremento

Economía de escala por tal incremento

Nuevos desarrollos

Mercados más amplios

Beneficios de la estandarización para los

proveedores

Marcas reemplazables

Uso universal

Productos menos costosos

Soluciones independientes del vendedor

Beneficios de la estandarización para los clientes

Tiempo de acceso (medio, peor, típico).

Cadencia efectiva (velocidad).

Tiempo de retardo.

Tasa de fallos (integridad).

Disponibilidad y continuidad.

Coste:De despliegue (inversión).De operación y mantenimiento (gasto corriente).

PARÁMETROS DE UN SISTEMA DE COMUNICACIONES

Las redes de computadores buscan comunicar computadores o entidades en distintos sistemas. Para poder comunicarse necesitan hablar el mismo lenguaje, es decir, qué, como y cuando comunicarse.

Las reglas que definen o regulan la comunicación se llaman protocolos.

Un protocolo es por tanto un lenguaje, con su sintaxis (el como), su semántica (el qué) y su adecuada temporización (el cuando).

ARQUITECTURA DE REDESARQUITECTURA DE REDES

Una arquitectura de red es la manera de afrontar el problema de la comunicación entre entidades o computadores remotos, y los protocolos que se establecen para tal fin.

Normalmente las arquitecturas de red son estructuradas, normalizadas y de terminales simétricos o asimétricos.

ARQUITECTURA DE REDESARQUITECTURA DE REDES

Medio de transmisión.

Modulación/tipo de señal.

Protocolo.

Gestión de acceso.

Control de flujo.

Gestión de errores.

Representación de datos.

Seguridad.

FACTORES A COORDINAR/RESOLVER

TODO ELLO SIN LLEGAR A CONSIDERARASPECTOS PROPIOS DE LAS

APLICACIONES (PROGRAMAS DEUSUARIO) QUE SE COMUNICAN

ENTRE SÍ

El problema anterior se complica por:La topología (la “forma”) de la red.Las colisiones entre informaciones de usuario. El direccionamiento y el encaminamiento de los datos.

COMUNICACIONES EN UNA RED

RED

Más elementos en juego: Interconexión y estandarización de interfaces. Integración de diferentes tecnologías, protocolos, formatos,etc.Prioridades y parámetros de servicio.Fiabilidad ante caídas puntuales.Adaptación dinámica ante congestiones.Direccionamiento y encaminamiento.Tarificación. Integración de aplicaciones.

COMUNICACIONES ENTRE REDES

RED RED RED

La multiplicidad de fabricantes, equipos, aplicaciones, etc. obliga a imponer criterios de normalización.

Las arquitecturas de red:Definen protocolos, estándares y formatos de mensajes.Establecen reglas para el desarrollo de productos.Están sometidas a evolución y cambio.

En general, derivan de desarrollos individuales, bajo presión de organismos supranacionales (ISO, ITU-T, IEEE), fabricantes (IBM, HP) y operadores (AT&T, BT).

Algunos ejemplos: IBM-SNA. TCP/IP. ISO-OSI. X.25.

ARQUITECTURAS Y MODELOS

En una torre de niveles, cada nivel ofrece ciertos servicios a los niveles superiores usando el nivel inferior.

El nivel n de una máquina se comunica (comunicación virtual) con el nivel n de otra máquina, estableciendo un protocolo de ese nivel.

Finalmente la comunicación entre máquinas se establece por el nivel inferior donde esta el nivel físico y el medio de comunicaciones.

Un nivel que tiene que transmitir un paquete a otra máquina puede agregar un encabezamiento al paquete y quizás partir el paquete en muchos.

JERARQUIA DE PROTOCOLOSJERARQUIA DE PROTOCOLOS

Entre los niveles están las interfaces por medio de las cuales se transmiten datos y control, servicios y operaciones primitivas de una capa a la otra.

Los nombres de cada nivel van a depender del tipo de red.

De acuerdo con la interfaz y el protocolo se diseña el software y el hardware de cada capa.

JERARQUIA DE PROTOCOLOSJERARQUIA DE PROTOCOLOS

Cada nivel provee un servicio al nivel superior con una calidad requerida.

Servicio orientado a la conexión: Como el sistema telefónico. La conexión es como un tubo, y los mensajes llegan en el orden en que fueron mandados.

Servicio sin conexión: Como el sistema de correo. Cada mensaje trae la dirección completa del destino, y el ruteo de cada uno es independiente.

Servicio fiable: Hacer que el receptor notifique recibo del mensaje. Introduce exceso de tráfico y retardos. Se denomina también con confirmación o no.

Servicios Servicios

Usuario del servicio del

nivel n

Usuario del servicio del

nivel n

Entidad nivel n Entidad nivel n

Proveedor del servicio del nivel n-1

Protocolo del nivel n+1

Protocolo del nivel n

Proveedor del servicio del

nivel n

SAP: Service Access Point

(n) SAP

(n-1) SAP

Un protocolo establece un conjunto de reglas que permiten a dos entidades diferentes comunicarse de manera eficaz.

Para ello, define:El formato de los mensajes a intercambiar.Las reglas de intercambio de mensajes.

Un diálogo estructurado incluye las fases de:Establecimiento de conexión. Intercambio de información.Desconexión (o liberación).

PROTOCOLOS

PROTOCOLOS

¡BUENOSDIAS !

¡BUENOHDIAH !

Fase de ESTABLECIMIENTO DE CONEXIÓN

PROTOCOLOS

A LUJAN

¿A DONDE?

Fase de INTERCAMBIO DE INFORMACIÓN (sin errores)

VAMOSALLÁ

TENGA

SON10.000

GRACIAS

PROTOCOLOS

A LUGO

¿AONDE?

Fase de INTERCAMBIO DE INFORMACIÓN (con errores)

AMOSPALLÁ

¿COMORR?

¡QUE ALUGO!

PROTOCOLOS

ADIOS,BUENOS DIAS

Fase de DESCONEXIÓN (LIBERACIÓN)

ADIOH

La Comunicación extremo-extremo se descompone en niveles para segregar funciones distintas, de manera que:

Exista una capa para funciones diferenciadas y definidas.Se minimice el flujo entre capas.Se pueda normalizar con facilidad el interfaz entre capas.Sea un compromiso entre un número grande (diferenciación de funciones) y

manejable (simplicidad) de capas.

ISO (International Standards Organization) definió el modelo de referencia OSI (Open Systems Interconnection) basado en 7 niveles.

MODELO DE REFERENCIA OSI

La ISO (International Organization for Standardization) elabora un modelo de referencia para interconexión de sistemas abiertos heterogeneos.

SNA X-25

DECNET

SNA X-25

DECNET

OSIISLAS

MODELO OSI (Open System Interconnection)MODELO OSI (Open System Interconnection)

Aplicación

Presentación

Sesión

Transporte

Red

Enlace

Físico

Niveles orientados a la Aplicación

(acercamiento al usuario)

Niveles orientados a la

Transmisión

Medio físico Tx

Aplicación

Presentación

Sesión

Transporte

Red

Enlace

Físico

MODELO DE REFERENCIA OSI

APLICACIÓNAPLICACIÓN

PRESENTACIÓN

SESIÓN

TRANSPORTE

RED

ENLACE

FÍSICO

PRESENTACIÓN

SESIÓN

TRANSPORTE

RED

ENLACE

FÍSICO

ENLACE

FÍSICO

RED

ENLACE

FÍSICO

HOST A HOST BROUTERBRIDGE

PROTOCOLO DE TRANSPORTE

PROTOCOLO DE SESIÓN

PROTOCOLO DE PRESENTACIÓN

PROTOCOLO DE APLICACIÓN

PROT.DE RED

PROT.ENLACE

PROT.FÍSICO

SUBRED

Cada nivel resuelve un problema distinto de la comunicación.

Los datos van de niveles superiores a inferiores (transmisión), y viceversa (recepción). La comunicación es de tipo VERTICAL, en sentido físico.

Los datos de un nivel superior son transparentes a los niveles inferiores.

Entre dos niveles homólogos (en máquinas distintas) hay que definir un protocolo. La comunicación es de tipo HORIZONTAL, en sentido lógico.

MODELO DE REFERENCIA OSI

Qué se desea hacer ?

Cómo me entenderá el otro proceso ?

Con quién y cómo se establece la comunicación ?

Que calidad de servicio requiere la aplicación ?

Por qué ruta se llega allí?

Cómo está la ruta hasta el nodo de comunicaciones ?

Cómo se puede conectar al medio físico ?

Aplicación

Presentación

Sesión

Transporte

Red

Enlace

Físico

Proceso de capa 7 mensaje m pasa a 6 por interfase 6/7

Capa 6 transforma, comprime M, pasa a capa 5

Esta no modifica, solo regula el flujo

Capa 4 divide el mensaje en unidades mas pequeñas y les coloca cabecera (información de control, tamaño, tiempo, # de secuencia)

Capa 3 decide líneas de salida y otras cabeceras, pasa a 2

Cabecera y etiqueta al final, pasa a 1

Transmisión física

Aplicación

Presentación

Sesión

Transporte

Red

Enlace

Físico

Organizado por 7 capas o niveles independientes entre sí, con funciones diferentes y complementarias (nivel de abstracción), y con la intención de realizar

en ella protocolos normalizados. Las capas se interconectan por medio de interfaces

entre niveles adyacentes, minimizando la información entre ellas.

Con cada nodo de la red hay funciones simétricas. Cuenta con medios para predecir y controlar y

ejecutar problemas de servicio de modo que no incida directamente sobre los sistemas que

interconecta.

MODELO OSI (Open System Interconnection)MODELO OSI (Open System Interconnection)

Al diseñar las diferentes capas hay que tener en cuenta:

Funcionalidad (básico). Interfaces con las capas superior e inferior. Reglas de transferencia de datos. Identificación del remitente y del destinatario. Procedimientos de corrección de errores. Ordenación de las tramas y los paquetes. Control de flujo. Segmentación y reensamblado. Encaminamiento.

DISEÑO DE LAS CAPAS

Cada nivel exige:Requisitos de proceso. Incremento del volumen de datos.

CRÍTICAS AL MODELO OSI

Disminución de la eficienciafrente a soluciones de

propietario

APLICACIÓNAPLICACIÓN

PRESENTACIÓN

SESIÓN

TRANSPORTE

RED

ENLACE

FÍSICO

PRESENTACIÓN

SESIÓN

TRANSPORTE

RED

ENLACE

FÍSICOBITS

DATOSC2

DATOSC3

C4 DATOS

C5 DATOS

C6 DATOS

C7 DATOS

DATOS

Nivel superior de la arquitectura.

Controla y coordina las funciones a realizar por los programas de usuario.

Proporciona funciones de soporte a las aplicaciones del usuario y define los protocolos de aplicación como por ejemplo: Transferencia de correo, directorio, transferencia de archivos, teleworking, etc.

OSI - Nivel 7 AplicaciónOSI - Nivel 7 Aplicación

Se encarga de la conversión de los códigos de presentación y de la interpretación de la información intercambiada, como aspectos de sintaxis y semántica.

Funciones:

• Conversión de los datos entre sistemas de representación (cifrado / descifrado), traducciones entre juegos de caracteres, códigos de números, compresión / expansión de textos y criptografía (privacidad, autenticación)• Control sobre los métodos o códigos de representación.

OSI - Nivel 6 PresentaciónOSI - Nivel 6 Presentación

Proporciona el acceso a la red para los usuarios. Sus funciones son la identificación de interlocutores para conexión / desconexión, así como la definición del tipo de transmisión (unidireccional - bidireccional ).

Los servicios proporcionados son :• Establecimiento y liberación de la conexión de sesión e intercambio de datos.• Sincronización y mantenimiento de la sesión: con tokens (testigo - objetos abstractos y únicos) controla las acciones de los participantes, como establecimiento de turnos y dirección de la comunicación.• Puede hacer checkpoints (puntos de recuerdo) para sincronización y verificación en el flujo de datos y así evitar retransmisiones completas.

OSI - Nivel 5 SesiónOSI - Nivel 5 Sesión

Se encarga de asegurar que los datos se transmitan correctamente. Efectúa la optimización de la red (demanda, canales).

En redes extendidas los protocolos de transporte son los primeros dirigidos de extremo a extremo (los niveles mas bajos son de máquina a máquina)

Por lo anterior, el nivel de transporte deberá encargarse de la integridad de la información final y del control de tráfico de la información.

OSI - Nivel 4 TransporteOSI - Nivel 4 Transporte

Servicios ofrecidos :• Selección de la calidad del servicio.• Transparencia de los recursos de comunicación y de la información a transmitir.• Direccionamiento entre sesiones ó aplicaciones.• De acuerdo con la cantidad de información que requiera enviar la capa de sesión, la capa de transporte crea múltiples conexiones de red para mejorar el caudal, o multiplexar en una para disminuir costos

OSI - Nivel 4 TransporteOSI - Nivel 4 Transporte

Regula la operación interna de la red, encargándose de la circulación de mensajes o paquetes por ella.

Funciones:• Define la topología de la red y la ruta de transmisión de los paquetes en la subred desde su fuente a su destino, por tablas estáticas o por cada paquete.• Segmentación en paquetes de información.• Manejo de la congestión en la subred.• Definición del modo de transmisión: circuitos virtuales permanentes - PVC, conmutados - SVC o datagramas.• Funciones de contabilidad (paquetes o bit por cliente, distancia, etc.)• Problemas de interconexión de redes heterogéneas.• En redes de difusión casi no existe esta capa.• El protocolo X.25 está definido en este nivel.

OSI - Nivel 3 RedOSI - Nivel 3 Red

Se encarga del proceso de establecimiento y liberación del enlace lógico de datos.

Debe convertir el medio de transmisión crudo en uno que esté libre de errores de transmisión para la capa de red.

Funciones:• Inicio y terminación o desconexión del enlace (tramas de control).• Direccionamiento e identificación de las estaciones del enlace. • Proveer recuperación de errores detectados en el nivel físico, por medio de técnicas como FEC y ARQ, tramas perdidas, dañadas o duplicadas.• Sincronización de caracter o de bit.

OSI - Nivel 2 EnlaceOSI - Nivel 2 Enlace

Funciones: •Control de flujo: Regular la velocidad del tráfico para evitar que un transmisor muy rápido sature con datos a un receptor lento.• El remitente parte los datos de entrada en tramas de datos (algunos cientos de bytes) y los transmite en forma secuencial, y procesa las tramas de acuse. • Reconoce los límites de la trama (con patrones de bits especiales)• Niveles de enlace más usados: LAPB de X.25, HDLC LAP D de RDSI y LAP F de Frame Relay. • En una red de broadcast (red LAN), se divide en dos subniveles y uno de ellos (subnivel de acceso al medio)

controla el acceso al canal compartido.

OSI - Nivel 2 EnlaceOSI - Nivel 2 Enlace

Regula la transmisión de bits sobre el canal de comunicación empleado, activando o desactivando las conexiones físicas.

Define interfaces físicas con las siguientes características:

• Mecánicas: Número de pines, misión, etc..• Eléctricas: Niveles de señal, protección, etc.• Funcionales: Métodos de activación o desactivación del circuito físico (control y sincronismo de bit).

• Procedimentales:Pasos de las operaciones.

OSI - Nivel 1 FísicoOSI - Nivel 1 Físico

FUNCIONES DE CADA NIVEL

APLICACIÓN

PRESENTACIÓN

SESIÓN

TRANSPORTE

RED

ENLACE

FÍSICO

Transferencia de ficheros, terminal virtual, correo electrónico, directorio ...

Codificación de tipos y variables, cifrado, compresión, ...

Control del diálogo entre máquinas, sincronización, ...

Flujos de información correctos, en orden y secuencia, sinerrores, multiplexación, tipo de conexión, ...

Direccionamiento, encaminamiento, control de congestión, contabilidad de recursos, ...

Corrección de errores en transmisión por ruidos, pérdidas de sincronismo, etc.

Transporte bruto de bits sobre el soporte físico disponible

El modelo busca que fabricantes distintos puedan proporcionar niveles (capas) distintos.

Pero en la realidad es difícil conseguir que niveles distintos funcionen entre sí, salvo que hayan sido proporcionados por el mismo fabricante.

Muchos productos comerciales se apartan del modelo.

Fuertemente dependiente de la arquitectura SNA (IBM).

Muy politizado, tarde en el tiempo, dependencia de fabricantes muy concretos.

CRÍTICAS AL MODELO OSI