INTRODUCCION CURSO DOCTORADO: SERVICIOS Y SISTEMAS TELEMÁTICOS

1. INTRODUCCION CURSO DOCTORADO: SERVICIOS Y SISTEMAS TELEMÁTICOS Santiago Felici Doctorado: Sistemas y Servicios Telemáticos

2. Clasificación de las redes por su ámbito

3. Redes de área local o LAN (Local Area Network) • Características: • Generalmente son de tipo broadcast (medio compartido) y con alto ancho de banda • Cableado normalmente propiedad del usuario • Diseñadas inicialmente para transporte de datos • Ejemplos: • Ethernet (IEEE 802.3): 1, 10, 100, 1000 Mb/s, 10GE • Token Ring (IEEE 802.5): 1, 4, 16, 100 Mb/s • FDDI: 100 Mb/s • HIPPI: 800, 1600, 6400 Mb/s • Fibre Channel: 100, 200, 400, 800 Mb/s • Redes inalámbricas por radio (IEEE 802.11): 1, 2, 5.5, 11 Mb/s • Topología en bus (Ethernet) o anillo (Token Ring, FDDI)

4. Topologías LAN típicas Ordenador (Host) Ordenador (Host) Cable Cable Bus (Ethernet) Anillo (Token Ring, FDDI)

5. Redes de área extensa o WAN (Wide Area Network) • Se caracterizan por utilizar normalmente medios telefónicos, diseñados en principio para transportar la voz. • Son servicios contratados normalmente a operadoras (Telefónica, Retevisión, Ono, BT, Uni2, etc.). • Las comunicaciones tienen un costo elevado, por lo que se suele optimizar su diseño y los anchos de banda son limitados. • Normalmente utilizan enlaces punto a punto temporales o permanentes, salvo las comunicaciones vía satélite que son broadcast. También hay servicios WAN que son redes de conmutación de paquetes.

6. Clasificación de las redes

7. Escenario típico de una red completa (LAN-WAN) Subred Host Router WAN (red de enlaces punto a punto) LAN (red broadcast o LAN conmutada)

8. Capa de Aplicación Capa de Presentación Capa de Sesión Capa de Transporte Capa de Red Capa de Enlace Capa Física El Modelo de referencia OSI de ISO (OSIRM) Fue definido entre 1977 y 1983 por la ISO (International Standards Organization) para promover la creación de estándares independientes de fabricante. Define 7 capas:

9. Comparación de modelos OSI, TCP/IP e híbrido Progr. de usuario Software Firmware Sist. Operativo Hardware WAN LAN OSI TCP/IP Híbrido

10. Protocolos y redes del modelo TCP/IP inicial Capa (nombre OSI) Aplicación Telnet FTP DNS SMTP Protocolos Transporte TCP UDP Red IP Física y Enlace ARPANET SATNET Packet LAN Redes

11. Elementos de datos en el modelo TCP/IP 20 bytes Segmento TCP 20 bytes Datagrama IP 4 bytes 14 bytes Trama Los valores que aparecen para el nivel de enlace se aplican al caso de Ethernet. Según el tipo de red puede haber pequeñas variaciones

12. Acceso a un servidor Web desde un cliente en una LAN Ethernet (modelo TCP/IP) Capa HTTP 5 Aplicación Aplicación Sockets Sockets TCP Transporte Transporte 4 IP 3 Red Red Winsock Winsock IEEE 802.3 2 Enlace Enlace IEEE 802.3 1 Física Física Cliente Servidor

13. Acceso a un servidor Web a través de una conexión remota (modelo híbrido) Capa HTTP 5 Aplicación Aplicación TCP Transporte Transporte 4 IP IP IP 3 Red Red Red Red IEEE 802.3 IEEE 802.5 PPP Enlace Enlace Enlace Enlace 2 IEEE 802.3 IEEE 802.5 V.35 Física Física 1 Física Física Cliente LAN Token Ring Servidor LAN Ethernet

14. Servicio orientado y no orientado a conexión • Un Servicio orientado a conexión (CONS) establece el canal antes de enviar la información. Ejemplo: llamada telefónica. • Un Servicio no orientado a conexión (CLNS) envía los datos directamente sin preguntar antes. Si la comunicación no es posible los datos se perderán. Ejemplo: servicio postal o telegráfico

15. Servicios de comunicación WAN • Pueden ser de tres tipos: • Líneas dedicadas. El enlace está dedicado de forma permanente con un caudal reservado, se use o no. • Conmutación de circuitos. La conexión solo se establece cuando se necesita, pero mientras hay conexión el caudal está reservado al usuario tanto si lo usa como si no. Se aprovecha mejor la infraestructura. • Conmutación de paquetes (o de circuitos virtuales). El ancho de banda disponible es compartido por diversos circuitos, de forma que se multiplexa tráfico de diferentes usuarios; el ancho de banda no está reservado y la infraestructura se aprovecha de manera óptima.

16. Servicios de comunicación WAN • Líneas dedicadas • Es la solución más simple, máximo rendimiento • Adecuada si hay mucho tráfico de forma continua • Costo proporcional a la distancia y a la capacidad (tarifa plana) • Velocidades: 64, 128, 256, 512 Kb/s, 2 Mb/s, 34 Mb/s (simétricos full-duplex) • Conmutación de circuitos (Red Telefónica Conmutada, RTC). Puede ser: • RTB (Red Telefónica Básica): hasta 56/33,6 Kbps (asimétrico) • RDSI (o ISDN): canales de 64 Kbps • GSM: 9,6 Kbps • Costo proporcional al tiempo de conexión (y a la distancia)

17. Switch Switch Switch Switch Switch Switch Red de conmutación de paquetes orientada a conexión (con circuitos virtuales) Línea punto a punto Host DTE Host DCE DCE Host Circuito virtual DTE DCE DCE Host Host Router DTE DCE DTE DCE DTE: Data Terminal Equipment DCE: Data Communications Equipment

18. B-ISDN y ATM • RDSI (o ISDN, Integrated Services Digital Network) es una red que integra voz y datos digital. • B-ISDN (o RDSI-BA) es un concepto: red de alta capacidad con posibilidad de cursar tráfico multimedia (voz, datos, video, etc.) • En 1986 la CCITT, actualmente ITU-T, eligió la tecnología ATM para implementar las redes B-ISDN • ATM es un servicio de conmutación de celdas (paquetes pequeños y todos del mismo tamaño). Especialmente adaptado para tráfico a ráfagas (‘bursty traffic’) • Una celda 53 bytes (5 de cabecera y 48 de datos). • A nivel físico utiliza preferentemente SONET/SDH (155,52 Mb/s) • Gran control sobre tipos de tráfico, posibilidad de negociar prácticamente todos los parámetros de QoS, prioridades, etc. • La creación del ATM Forum en 1991 implicó a los fabricantes de equipos, lo cual dio un gran impulso a la tecnología ATM.

19. Características de ATM Voz • Utiliza celdas (tamaño fijo) • Servicio orientado a conexión • Soporta multitud de facilidades de control • Tecnología WAN utilizada también en LAN (ej LANE o Classical IP over ATM), a diferencia de X.25 o Frame Relay Datos Celdas (53 bytes) Vídeo

20. Nivel de red en Internet • El Nivel de Red en Internet está formado por: • El protocolo IP: IPv4, IPv6 • Los protocolos de control, ej.: ICMP, ARP, RARP, BOOTP, DHCP, IGMP • Los protocolos de routing, ej.: RIP, OSPF, IS-IS, IGRP, EIGRP, BGP • Toda la información en Internet viaja en datagramas IP (v4 ó v6)

21. 32 bits Cabecera de un datagrama IPv4 Versión: siempre vale 4, por ser IPv4. En IPv6 vale 6 Longitud Cabecera: en palabras de 32 bits (mínimo 5, máximo 15) Longitud total: en bytes, máximo 65535 (incluye la cabecera) Identificación, DF, MF, Desplaz. Fragmento: campos de fragmentación Tiempo de vida: contador de saltos hacia atrás (se descarta cuando es cero) Checksum: de toda la cabecera (no incluye los datos)

22. Algunos de los posibles valores del campo Protocolo

23. Fragmentación en IP • Los fragmentos reciben la misma cabecera que el datagrama original salvo por los campos ‘MF’ y ‘Desplazamiento del Fragmento’. • Los fragmentos de un mismo datagrama se identifican por el campo ‘Identificación’. • Todos los fragmentos, menos el último, tienen a 1 el bit MF (More Fragments). • La unidad básica de fragmentación es 8 bytes. Los datos se reparten en tantos fragmentos como haga falta, todos múltiplos de 8 bytes (salvo quizá el último). • Toda red debe aceptar un MTU de al menos 68 bytes (60 de cabecera y 8 de datos). Recomendado 576 bytes

24. Fragmentación múltiple de un datagrama IP Token Ring E-net DIX PPP Bajo Retardo

25. Ejemplo de fragmentación múltiple Token Ring E-net DIX PPP Bajo Retardo Grupos de 8 bytes

26. 32 bits Formato de direcciones IP Rango Clase 0.0.0.0 127.255.255.255 A 128.0.0.0 191.255.255.255 B 192.0.0.0 223.255.255.255 C 224.0.0.0 239.255.255.255 D 240.0.0.0 255.255.255.255 E

27. Asignación de direcciones IP • Las organizaciones obtienen sus números del proveedor correspondiente • Los proveedores los obtienen de los NICs (Network Information Center): • www.arin.net: América • www.ripe.net: Europa • www.apnic.net Asia Pacifico • Los NICs dispone de una base de datos (whois) para búsqueda de direcciones IP

28. Direcciones IP especiales

29. Direcciones IP reservadas y privadas (RFC 1918)

30. Un router conectando tres LANs IP: 147.156.13.5 Rtr: 147.156.0.1 IP: 147.156.24.12 Rtr: 147.156.0.1 IP: 147.156.145.17 Rtr: 147.156.0.1 LAN B 213.15.1.0 LAN A 147.156.0.0  IP: 213.15.1.2 Rtr: 213.15.1.1 Al estar todas las redes directamente conectadas no hacen falta rutas 147.156.0.1 213.15.1.1   193.146.62.1 LAN C 193.146.62.0 IP: 213.15.1.3 Rtr: 213.15.1.1 IP: 193.146.62.7 Rtr: 193.146.62.1 IP: 193.146.62.12 Rtr. 193.146.62.1 IP: 193.146.62.215 Rtr: 193.146.62.1

31. Subredes • Dividen una red en partes mas pequeñas. • Nivel jerárquico intermedio entre red y host • ‘Roba’ unos bits de la parte host para la subred. • Permite una organización jerárquica. Una red compleja (con subredes) es vista desde fuera como una sola red.

32. Subredes Dividamos la red 147.156.0.0 (clase B) en cuatro subredes: 16 2 14 Máscara: 11111111 . 11111111 . 11 000000 . 00000000 255 . 255 . 192 . 0

33. Superredes Superredes Subredes Las ‘superredes’ se definen mediante máscaras, igual que las subredes Ej.: Red 195.100.16.0/21 (máscara 255.255.248.0) Incluye desde 195.100.16.0 hasta 195.100.23.0 También se puede partir en trozos más pequeños partes de una clase A (de las que quedan libres). Por eso esta técnica se llama CIDR (Classless InterDomain Routing).

34. CIDR • Además de asignar grupos de redes C a las organizaciones se hace un reparto por continentes y países: • Multi regional: 192.0.0.0 - 193.255.255.255 • Europa: 194.0.0.0 - 195.255.255.255 • Otros: 196.0.0.0 - 197.255.255.255 • Noteamérica: 198.0.0.0 - 199.255.255.255 • Centro y Sudamérica: 200.0.0.0 - 201.255.255.255 • Anillo Pacífico: 202.0.0.0 - 203.255.255.255 • Otros: 204.0.0.0 - 205.255.255.255 • Otros: 206.0.0.0 - 207.255.255.255 • Así se pueden ir agrupando entradas en las tablas de rutas