PDF de programación - Redes de computadores - Arquitectura TCP/IP

REDES DE

COMPUTADORES



Redes de Computadores

CURSO 2014/15



2º Semestre



Plan 2009

Redes de Computadores

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COMPUTADORES



1.

Introducción a las comunicaciones

2. Arquitectura TCP/IP



3. Tecnologías de Redes de área local

4. Nivel de transporte y aplicaciones

5. Redes de Área Extensa e Internet



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Redes de Computadores



Analizar el medio de conexión, las señales y las

unidades de datos transportadas de los

principales protocolos TCP/IP en Internet



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1.



Introducción a las Comunicaciones

Tema 1

Introducción.

1.1
1.1.1
1.1.2
1.1.3
1.1.4
1.1.5

1.2
1.2.1

Conceptos básicos de transmisión de datos
Señales
Representación espectral.
Ancho de banda
Régimen binario versus ancho de banda del canal
Ejercicios



Medios de Transmisión. Capacidad de un canal
Perturbaciones

1.2.1.1 Atenuación
1.2.1.2 Ruido
1.2.1.3 Ejercicios



1.2.2

Capacidad de un canal

1.2.2.1 Teorema de Nyquist
1.2.2.2 Teorema de Shanon para canales con ruido

1.2.3

Ejercicios

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Tema 1

Introducción a las Comunicaciones

1.3

Técnicas de transmisión

1.3.1

Transmisión analógica y transmisión digital

1.3.2 Codificaciones digitales

1.3.2.1 Unipolar, polar

1.3.2.2 Con retorno a cero y sin retorno a cero

1.3.2.3 Manchester y Manchester diferencial



1.3.2.4 De bloque y Multinivel

1.3.3

Transmisión analógica. Modulaciones

1.3.3.1 Modulaciones digitales: ASK, FM, PSK y DPSK

1.3.3.2 Modulaciones multinivel: QPSK y QAM



1.3.4

Transmisión digital

1.3.4.1 Modulación MIC

1.3.4.2 Digitalización de la voz

1.3.5

Ejercicios

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1.4

Introducción a las Comunicaciones

Tema 1

Introucción a las comunicaciones


Distribución de Ancho de Banda.

1.4.1 Multiplexación

1.4.1.1 En Frecuencia (MDF)
1.4.1.2 En longitud de Onda
1.4.1.2 En el tiempo (MDT)



1.4.2

Espectro expandido



1.4.3

Ejercicios

1.5

Técnicas de comunicación de datos

1.5.1 Control de flujo

1.5.2 Control de errores



1.5.6

Ejercicios



1.6

Ejercicios: Tema 1

Redes de Computadores



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Bibliografía

 “Data and Computer Networks”, 9th edition, W. Stallings. Prentice Hall, 2010.

 “Computer Networks”, 5th edition, Andrew S. Tanenbaum & David J.

Wetherall. Pearson Education, Inc. 2011.

 “Computer Networks. A Top-Down Approach”, 1st edition. Behrouz A.

Forouzan & Firouz Mosharraf. Mc Graw Hill, 2011.

 “Computer Networking: A Top-Down Approach”, 6th edition. James F.

Kurose & Keith W. Ross. Addison Wesley, 2012.

 “Data Communications and Networking". 5ª edición. Behrouz A.

Forouzan. Ed. McGraw-Hill. 2013.



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Introducción

Redes de Computadores

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Concepto de Red

Red de comunicaciones: medio común de comunicación y compartición de
recursos, que vamos a representar gráficamente mediante una “nube”



 Red: solución para conectar personas/dispositivos localizados en

lugares diferentes con el fin de comunicarse/transferirse información
y/o compartir recursos, etc.



 Debe haber un método para identificar cada dispositivo conectado en

red: dirección de red

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Conceptos de Red

Redes de Comunicaciones (o redes físicas): Engloban cualquier tipo de red
existente para proporcionar cualquier tipo de servicio de comunicaciones (voz,
datos, vídeo, etc.). Por ejemplo, una red de cable Ethernet o una red inalámbrica
WiFi.


Redes de Computadoras (o redes abstractas): Formadas por la interconexión de
redes de comunicaciones. Se basan en el uso de una técnica de direccionamiento y
un mismo conjunto de protocolos de comunicaciones que permiten
la
interoperabilidad entre procesos iguales que se ejecutan en el mismo nivel de
comunicaciones en computadoras diferentes. El ejemplo más significativo es la red
Internet



• INTERNET: Una inmensa red de
computadoras
tecnología

TCP/IP y un formato IP de
direccionamiento común

con



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Ejemplo de redes de comunicaciones

 Los Operadores de Telecomunicaciones (Movistar, Jazztel, Ono,

Vodafone, etc.) tienen varias redes de comuniones de tecnología diversa

 Redes de telefonía fija

 Redes móviles

 GSM
 3G
 4G



 Redes de datos



 X-25; FR; ATM (antiguas)
 IP-MPLS

 Ethernet



 Primera red de datos en España: RSAN de Telefónica en 1972



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Redes de Computadoras (ordenadores)
 Varios ordenadores interconectados (capaces de transferirse información)

a través de redes de comunicaciones.

 Algunos problemas que plantea la transferencia de información entre dos

máquinas, por ejemplo un fichero de 1GByte:

 La información se transmite por los medios de transmisión que conectan
ambas máquinas. El ruido de los medios de transmisión provoca errores en
los bits transmitidos. ¿Cómo lograr transmisión sin errores entre máquinas
adyacentes?





¿Como localizar y hacer llegar los datos a la otra máquina en una red
distinta?

 La comunicación pasa por dispositivos de comunicaciones (nodos de las
redes de comunicaciones, y éstos pueden perder datos. ¿Cómo recuperar
dicha información para garantizar que la comunicación sea fiable?

¿Qué hacer si durante la transferencia de información la comunicación se
interrumpe? ¿Volver a retransmitir todo el fichero o solo la parte que falta?



 Diferentes representaciones internas (en los ordenadores) de caracteres:

ASCII, Unicode, EBCDIC.



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Implementación de una red de

ordenadores

Recursos hardware

 Medios de transmisión/líneas de comunicaciones

 Dispositivos de comunicaciones

Recursos software

 Programas que resuelven el problema de transferencia de

información entre máquinas. Se denominan “arquitecturas de
comunicaciones (ordenadores)

 Primera red de ordenadores: ARPANET en 1969

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Concepto de Sistema



Sistema: Entidad direccionable dentro de una red capaz de
ejecutar un conjunto de protocolos de comunicaciones.

Sistema final: Aquél que está situado en el extremo de una
comunicación. Puede ser cualquier tipo de sistema origen o
destino de la comunicación. Dispone de su propia arquitectura
de comunicaciones y dirección de red



intermedio

(router): Aquél que hace de
Sistema
intermediario entre dos sistemas finales y permite encaminar
las unidades de datos en función de la dirección de red del
sistema final destinatario. Suele ser un equipo especializado
que dispone de su propia arquitectura de comunicaciones.



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Generalidades

 Casi

todas

las

soluciones

resuelven

los problemas

estructurando el software en niveles
 Estratificación en niveles:

 Reduce la complejidad del desarrollo: favorece la labor de diseño.

Estructura más comprensible en diferentes niveles de comunicaciones
mutuamente independientes.

 Facilita el cambio tecnológico: los cambios realizados en un nivel no

afecten al resto de los niveles

 Protocolo: Conjunto de reglas que controlan la interacción

entre entidades pares o iguales de máquinas distintas

 Interfaz: Conjunto de reglas que controlan la interacción
entre entidades de niveles contiguos en el mismo sistema

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Ejemplo de solución estructurada en niveles

Dos sistemas con sólo 3 niveles: Aplicación, traducción y Físico

mensajes
en chino

colaboración

Mensajes en

inglés

Medio Físico

mensajes
en español

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Modelo de servicio: Protocolo e Interfaz

Máquina A

Máquina B

Entidad de Nivel

Protocolo de nivel N+1

Entidad de Nivel

N+1

N+1

Interfaz

Interfaz

Entidad de Nivel

N

Protocolo de nivel N

Entidad de Nivel

N

Interfaz

Interfaz

Entidad de Nivel

Protocolo de nivel N-1

Entidad de Nivel

N -1

N-1

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Arquitecturas de comunicaciones

Generalidades

 Estándares en las arquitecturas estructuradas de comunicaciones:
Definir, proponer, aprobar y publicar los protocolos estratificados

Dos tipos:

 De Iure (por razón, justicia, …): Arquitectura de comunicaciones OSI del

ISO (International Standards Organization)

 De Facto (hecho): Arquitectura de comunicaciones TCP/IP del IAB

(Internet Advisory Board) de Internet



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Arquitecturas de comunicaciones

Modelo de referencia OSI

 Modelo de Arquitectura de Comunicaciones (software) para Interconexión de

Sistemas Abiertos

 Antes de OSI y