PDF de programación - Protocolos, Servicios e Interfaces

ARQUITECTURA DE REDES, SISTEMAS Y SERVICIOS
Área de Ingeniería Telemática

Protocolos, Servicios e

Interfaces

Area de Ingeniería Telemática

http://www.tlm.unavarra.es

Arquitectura de Redes, Sistemas y Servicios

3º Ingeniería de Telecomunicación


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Temario

Introducción

1.
2. Arquitecturas, protocolos y estándares
3. Conmutación de paquetes
4. Conmutación de circuitos
5. Tecnologías
6. Control de acceso al medio en redes de área local
7. Servicios de Internet

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I



Temario

Introducción

1.
2. Arquitecturas, protocolos y estándares
3. Conmutación de paquetes
4. Conmutación de circuitos
5. Tecnologías
6. Control de acceso al medio en redes de área local
7. Servicios de Internet

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ARQUITECTURA DE REDES, SISTEMAS Y SERVICIOS
Área de Ingeniería Telemática

Elementos de la red


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Elementos

teléfonos, PDAs,

Hosts = end systems
PCs, estaciones,
•
servidores, tostadoras, TVs, etc.
Ejecutan aplicaciones de red (...)
Forman el borde (edge) de la red

•
•
• Conectados con

la

red mediante

enlaces de comunicaciones
– Fibra, cobre, radio, satélite
– Tasa de transmisión (bps) ≅ ancho de

banda (bandwidth)

•

Veremos Servicios:
– Los principios de funcionamiento de
aplicaciones clásicas de Internet (Web,
e-mail, FTP, etc.)

– También los fundamentos del servicio

telefónico tradicional

Router

Servidor

Estación Usuario

móvil

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Elementos


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•
•

•

Conmutadores
•
•
•

Conmutadores telefónicos
Routers en el caso de Internet
Interconectados mediante
comunicaciones
Forman el núcleo (core) de la red
Emplean rutas o caminos (paths) dentro de la
red (…)

enlaces

de

Veremos arquitecturas:
– En la toma de decisiones en los conmutadores
– En la organización de la red
– En el cálculo de los caminos
– Arquitectura interna de los conmutadores

Router

Servidor

Estación Usuario

móvil

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Elementos

Protocolos
• Controlan el envío y la recepción de

información

• Entre las aplicaciones (HTTP, FTP)
• Entre los hosts (UDP, TCP)
• Entre los nodos (IP, ICMP)

• Veremos algunos de

TCP/IP (Internet)

la

familia

Router

Servidor

Estación Usuario

móvil

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Área de Ingeniería Telemática

Protocolos


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Capas de protocolos

¡Las redes son complejas!
• Muchos elementos:

– Hosts
– Conmutadores
– Enlaces de diferente tipo
– Aplicaciones
– Hardware, software

• ¿Hay alguna

forma de
organizar las estructura de la
red?

• ¿O al menos la forma de

explicarla?

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Capas de protocolos

Analogía
• Usuario escribe una carta
• La deja en su buzón e
indica a su asistente para
quién es

• El asistente añade una
el

portada
remitente y destinatario

indicando

• La envía a

la oficina

remota mediante un fax

To: B
From: A

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Capas de protocolos

• Llega a

destino

la oficina

• La recibe el secretario
• Retira la portada y la
coloca en el buzón del
destinatario

• La recoge el usuario

• Hemos separado

tareas

las

To: B
From: A

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Capas de protocolos

• Los asistentes ofrecen un servicio simple realizando

tareas más complicadas para ello

• Se comunican entre ellos mediante un protocolo

– Información adicional al mensaje (portada)
– Encapsulación y desencapsulación

Interfaz

To: B
From: A

To: B
From: A

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¿Qué es un protocolo?

Un protocolo humano y uno de redes de ordenadores:

Hola
Hola
¿Tienes
hora?

14:00
Gracias

De nada

tiempo

TCP connection
req
TCP connection
response
Get http://www.tlm.unavarra.es

<file>
FIN
OK, FIN

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¿Qué es un protocolo?

• Todas las comunicaciones están gobernadas por

protocolos

• Especifican:

– Los mensajes a enviar
– El formato de los mensajes
– Las acciones a llevar a cabo ante ciertos mensajes o ciertos

eventos

• Controlan por ejemplo:

– El camino que va a seguir un paquete de origen a destino
– El formato de los datos por el cable
– La velocidad a la que se envían datos
– Cómo se le pide una página web a un servidor

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¿Por qué capas?

• Sistemas complejos
• Una estructura ayuda en
de

la
funciones y relaciones

identificación

• La modularización facilita
el mantenimiento
y
actualización del sistema
– Cambio en una capa es
transparente a las demás

Capa 7

Capa 6

Capa 5

Capa 4

Capa 3

Capa 2

Capa 1

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Área de Ingeniería Telemática

Servicios


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Servicios y protocolos

Capa N+1

Protocolo

Capa N+1

Interfaz

Servicio

Capa N

Protocolo

Capa N

Interfaz

Servicio

Capa N-1

Protocolo

Capa N-1

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Servicios y protocolos

• PDU = Protocol Data Unit
• Bloque de datos que intercambian dos entidades

(N+1)-PDU

Capa N+1

Protocolo

(N+1)-PDU

Capa N+1

Interfaz

Servicio

Entidad

Capa N

Protocolo

Capa N

Interfaz

Servicio

Capa N-1

Protocolo

Capa N-1

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Funciones

• Funcionalidades ofrecidas por los protocolos

– Encapsulado
– Segmentación/fragmentación y reensamblado
– Control de la conexión
– Entrega en orden
– Control de flujo
– Control de errores
– Direccionamiento
– Multiplexación
– Servicios de transmisión

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Encapsulado

La PDU contiene también datos de control

•
• Suele ser una cabecera (header) (. . .)
• En ocasiones una cola (trailer) o ambas

Capa N+1

(N+1)-PDU

(N+1)-PDU

Capa N+1

HN

Datos

HN

Datos

N-PDU

Capa N

Capa N

Capa N-1

Capa N-1

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Encapsulado

• Típicos datos de control:

– Direcciones
– Códigos para la detección de errores
– Control del protocolo (según los servicios ofrecidos)

Capa N+1

(N+1)-PDU

(N+1)-PDU

Capa N+1

HN

Datos

HN

Datos

N-PDU

Capa N

Capa N

Capa N-1

Capa N-1

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Fragmentación y reensamblado

• Un nivel puede imponer a otro una MTU
• MTU = Maximum Transfer Unit
• Motivos:

– La tecnología en cuestión está diseñada para unos tamaños

máximos o incluso constantes

– Control de errores más eficiente a menor PDU
– Uso de medio compartido más equitativo
– Menores recursos de memoria en el receptor
– Necesidad de interrumpir para tráfico de control

Capa N+1

(N+1)-PDU

(N+1)-PDU

Capa N+1

HN

Datos

HN Datos’

HN
Datos
HN Datos’

Capa N

Capa N-1

MTU

Capa N

Capa N-1

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Fragmentación y reensamblado

• Desventajas:

– Cuanto menor es el bloque mayor es la proporción de información

– A menores bloques mayor número de llegadas por segundo

de control

(interrupciones)

– Mayor tiempo de procesado invertido para la misma información

Capa N+1

(N+1)-PDU

(N+1)-PDU

Capa N+1

HN

Datos

HN Datos’

HN
Datos
HN Datos’

Capa N

Capa N-1

MTU

Capa N

Capa N-1

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Control de la conexión

• Servicio de datagramas:
cada PDU es independiente

Entidad de
protocolo

Entidad de
protocolo

• Servicio

orientado
existe

a
conexión:
una
aso