PDF de programación - Arquitecturas de protocolos

REDES

Área de Ingeniería Telemática

Arquitecturas de protocolos

Area de Ingeniería Telemática

http://www.tlm.unavarra.es

Redes

4º Ingeniería Informática


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Temario

Introducción a las redes

1. 
2.  Tecnologías para redes de área local
3.  Conmutación de circuitos
4.  Tecnologías para redes de área extensa y última

milla

5.  Encaminamiento
6.  Arquitectura de conmutadores de paquetes
7.  Control de acceso al medio
8.  Transporte extremo a extremo


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Arquitectura de protocolos TCP/IP
•  Arquitectura dominante
•  A partir de un proyecto del DARPA
•  Para interconexión de redes

Application

Aplicación

Transport

Transporte

Internet

Host
to

network

Red

Enlace /

Network access

Físico

Funciones
de usuario

final

Funciones

de red

Capa 4

Capa 3

Capa 2

Capa 1

2/32


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Nivel físico

Interfaz entre el dispositivo y el medio de transmisión

•  Physical layer
• 
•  Construye la señal y la adapta al medio. Recupera la señal
•  Depende del medio físico

•  No presuponemos conocimiento previo
•  Veremos conceptos muy básicos sobre este
nivel en diferentes tecnologías de LAN/WAN

Aplicación

Transporte

Red

Enlace /

Network access

Físico

Nivel de enlace

Intercambio de datos entre hosts en la misma red

•  Link layer, Network access layer
• 
•  Depende del tipo (tecnología) de red
•  El nivel superior (red/Internet) independiente de las tecnologías


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• 

•  Para el mismo nivel de enlace puede cambiar el
nivel físico (ej: Ethernet par trenzado, fibra, coax…)
Implementado en
los hosts y equipos de
conmutación de red

•  Proporciona control del enlace (activar, mantener,

desactivar)

•  Detección y control de errores
•  Envía tramas (frames)

Aplicación

Transporte

Red

Enlace /

Network access

Físico


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Nivel de enlace

•  Asumimos conocimiento básico sobre Ethernet y ARP
•  Repasad tema sobre nivel de enlace de “Redes de Computadores”
•  Veremos tecnologías (LAN y WAN) y fundamentos de reparto de uso
•  Repasaremos Ethernet un poco pero principalmente ampliaremos

del medio

•  Útil haber cursado “Laboratorio de Programación

de Redes” pero lo ampliamos
•  Veremos fundamentos de WiFi
•  WiFi debería ser conocido si habéis cursado

“Seguridad en Internet”

Aplicación

Transporte

Red

Enlace /

Network access

Físico


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Nivel de red o de Internet

•  Network layer, Internet layer
•  Necesario cuando los hosts están en distintas redes
•  Debe saber cómo llegar de una red a otra
• 

(…)

Aplicación

Transporte

Red

Enlace /

Network access

Físico

Nivel de red o de Internet

•  Network layer, Internet layer
•  Necesario cuando los hosts están en distintas redes
•  Debe saber cómo llegar de una red a otra
• 

Independiente de la tecnología empleada en cada red

Implementado en los hosts y los conmutadores de red

• 
•  Envía paquetes/datagramas
• 

Interconecta subredes


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Aplicación

Transporte

Red

Enlace /

Network access

Físico

Nivel de red o de Internet

•  Asumimos conocimiento sobre IP
–  Direccionamiento CIDR
–  Tablas de rutas, longest-prefix match

•  Repasad IP de “Redes de Computadores”
•  Útil “Laboratorio de Programación de Redes” pero no en necesario

•  Veremos protocolos de encaminamiento avanzados
•  Funcionamiento interno de routers


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Aplicación

Transporte

Red

Enlace /

Network access

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Nivel de transporte

•  Transport layer, Host-to-host layer
•  Comunicación directa entre los sistemas finales
•  Ofrece comunicación libre de errores
•  En orden

•  Sin pérdidas, sin duplicados
•  Solo en los sistemas finales

Aplicación

Transporte

Red

Enlace /

Network access

Físico


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Nivel de transporte

•  Asumimos conocimiento básico sobre TCP y UDP
•  Repasad tema de “Redes de Computadores”
•  Veremos más mecanismos que emplea TCP en su funcionamiento
•  Calcularemos su rendimiento en velocidad de transferencia

Aplicación

Transporte

Red

Enlace /

Network access

Físico


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Nivel de aplicación

•  Application layer
•  Lógica específica de la aplicación
•  Asumimos conocimiento sobre los protocolos de nivel de aplicación de
•  Repasad protocolos de aplicación y sockets (“Redes de Computadores”)

servicios clásicos

•  En prácticas implementaremos servicios

Aplicación

Transporte

Red

Enlace /

Network access

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Ejemplo – Subred

•  Comunicación emplea los niveles 1 y 2 (físico y enlace)
•  Los sistemas finales implementan niveles superiores
•  Los equipos de conmutación no

Aplicación

Transporte

Red

Enlace /

Network access

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Ejemplo – Subred

•  Comunicación emplea los niveles 1 y 2 (físico y enlace)
•  Los sistemas finales implementan niveles superiores
•  Los equipos de conmutación no
• 

(…)

Aplicación

Transporte

Red

Enlace /

Network access

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Ejemplo – Subred

•  Comunicación emplea los niveles 1 y 2 (físico y enlace)
•  Los sistemas finales implementan niveles superiores
•  Los equipos de conmutación no
• 

(…)

Aplicación

Transporte

Red

Enlace /

Network access

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Enlace

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Ejemplo – Subred

•  Comunicación emplea los niveles 1 y 2 (físico y enlace)
•  Los sistemas finales implementan niveles superiores
•  Los equipos de conmutación no
•  El nivel físico puede cambiar en diferentes segmentos de la subred

Aplicación

Transporte

Red

Enlace /

Network access

Físico

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Enlace

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Aplicación

Transporte

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Ejemplo – Internet

•  Niveles 1 y 2 solo en la red
•  Nivel 3 interconecta redes
•  Niveles superiores solo en hosts
• 

(…)

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Transporte

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Enlace /

Network access

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Ejemplo – Internet

•  Niveles 1 y 2 solo en la red
•  Nivel 3 interconecta redes
•  Niveles superiores solo en hosts
• 

(…)

Aplicación

Transporte

Red

Enlace /

Network access

Físico

Red

Red

Enlace

Enlace

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Ejemplo – Internet

•  Niveles 1 y 2 solo en la red
•  Nivel 3 interconecta redes
•  Niveles superiores solo en hosts
• 

(…)

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Enlace

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Red

Red

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Enlace

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Físico

Aplicación

Transporte

Red

Enlace /

Network access

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Ejemplo – Internet

Aplicación

Transporte

Red

Enlace

Físico

Red

Red

Enlace

Enlace

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Físico

Red

Red

Enlace

Enlace

Físico

Físico

•  Niveles 1 y 2 solo en la red
•  Nivel 3 interconecta redes
•  Niveles superiores solo en hosts
•  Tecnología de subred diferente

Aplicación

Transporte

Red

Enlace /

Network access

Físico

Ejemplo: IP over Ethernet


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Aplicación

Transporte

Red (IP)

Enlace

(Ethernet)

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Fibra óptica, cobre, radioenlaces, etc

•  Algunos enlaces directos (Ethernet u otro tipo)
•  Otros: LANs de mayor tamaño
•  Ejemplo: router reenvía paquete IP


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Ejemplo: IP over Ethernet

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0000000000000000000000000000000000000001000000000000000000000000011100000000000000000000000000000000000101000101001001
0110010100000000000000000010001001011000000000000000000000001000000000000000000000000000100111000000000000000000000000
0010011100000000000000000000000000000111000000110000000000000000000000000000000000110000100100110011000101011001000010
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0101100000101001100100010101010110000001100100110001100100000000010100000110010001010000000000000000000001010000000001
1101010010100010000011011000001000000000011000100000010000000000000000000000010000000100000000000000000000011000000000
1000000000101000011000100001010000100110100101100100011101000101010101000010000000100010000000000000000000000000011100
0001001000010101000101010001010000001000110001001000110001000000000100100001100111001101110100001100100000000000000000
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