Redes de computadoras
Resumen curso 2021
Parcial 2
Viernes 02/0719:00 horas
Capas Se utiliza el modelo de capas, donde cada
capa tiene sus responsabilidades definidas.
● Capa de Aplicación
● Capa de Transporte
● Capa de Red
● Capa de Enlace
● Capa Física
(modelo de 5 capas dado en clase)
Capa Física
El medio físico
El enlace físico es el medio entre el transmisor y el receptor.
En el, la unidad básica de transporte es el bit,
representado de diversas formas dependiendo del medio.
El medio se puede dividir en dos tipos:
- Medio guiado, donde las señales se propagan por medio sólidos.
- Medio no guiado, donde las señales se propagan mediante antenas.
Par de cobre trenzado
Medios guiados
Cable coaxial Fibra óptica
Medios no guiados
Radio - Señal transportada en el espectro electromagnético
Capa de Enlace
Capa de Enlace
Se implementa en todos los hosts en el adaptador de red
NIC Network Interface Card
Allí se implementan por lo menos las capas de enlace y física.
Tareas de la capa de enlace
● Entramado
● Acceso al enlace
- Acceso al canal (medios compartidos)
- Direccionamiento (Direcciones MAC)
● Entrega confiable (principalmente en enlaces inalámbricos)
● Control de flujo
● Corrección de errores
Trama Ethernet
Particionamiento del Canal
FDMA (Frequency Division Multiple Access) / TDMA (Time Division Multiple Access)
- Protocolos de arbitraje
- Divide el canal en pequeñas “piezas”
(ranuras de tiempo, frecuencia, código)
- Asigna una pieza a un nodo para su uso exclusivo
- Estrategia estática
- Equitativo
Toma de turnos
Encuesta
El nodo maestro invita a los nodos esclavos a transmitir por turnos. EJ: Bluetooth (IEEE 802.15)
Paso de testigo
No existe un nodo maestro, se intercambia una trama especial token. EJ: FDDI, IEEE 802.5
Protocolos de acceso aleatorio
Cuando un nodo tiene un paquete para enviar
- Transmite a la velocidad total del canal.
- No existe previa coordinación entre nodos
Dos o más nodos transmitiendo, posible colisión.
Protocolos MAC de acceso aleatorio especifican:
- Cómo detectar o evitar colisiones
- Cómo recuperarse de las colisiones
ALOHA, CSMA/CD, CSMA/CA
Capa de Red
Capa de Red
Implementa el servicio de comunicación host a host.
A diferencia de las capas superiores las cuales se encuentran únicamente en los sistemas terminales, la
capa de red se encuentra también en el núcleo de la red.
A su vez a diferencia de las capas inferiores, va a ser capaz de abarcar varias redes.
Routers
Los routers se encargan de unir redes, así mismo se les llama gateways.
Sus componentes principales son:
- puertos de entrada y de salida
- Fabrica de conmutación (switching fabric)
- procesador de ruteo
Routers
Los routers son los elementos que tienen un papel destacado en esta capa
Se encuentran conectados a más de una red, moviendo datos entre redes.
- Enrutamiento Routing (Estimar la mejor ruta)
- Reenvío Forwarding
- Restringir broadcast a la red LAN
Arquitecturas de capa de red
Circuitos Virtuales
Las redes de circuitos virtuales proveen un servicio de conexión de capa de red
Similar a los servicios orientados a la conexión de la capa de transporte
La complejidad reside en el centro de la red
Redes de datagramas
No es un servicio de conexión
- Sistemas terminales inteligentes
- Muchos tipos de enlaces con características variables haciendo difícil brindar un servicio uniforme
IPv4
Utiliza direcciones de 32 bits
- redes LAN
- broadcast
- autoreferencia
La dirección IP se divide
Subred y host.
IPv4 - Subredes
¿Qué es una subred?
Interfaces de dispositivos
con la misma sección de subred
en sus IPs pueden alcanzarse
físicamente sin la intervención
de un router
IPv6
Mejoras al protocolo en base a la experiencia de su uso
- Direcciones IP de 128bits
- Cabecera de largo fijo 40bytes
- Prioridad y etiquetado de flujo
- No se permite fragmentación
- Se eliminó el checksum
- No se incluyen opciones
(Posibles fuera del cabezal)
ICMP
Routing y Forwarding
Routing: Determinar la ruta tomada por los paquetes desde origen a destino
Forwarding: Mover paquetes desde un enlace de entrada de un router a la salida apropiada.
Algoritmos de enrutamiento
Algoritmos de enrutamiento global
Utiliza el conocimiento global y completo de la red.
- LS Por estado de enlaces (Link status)
- Algoritmo de enrutamiento descentralizado
El costo se calcula de forma iterativa y distribuida - DV Por vector de distancias (Distance Vector)
Sistemas Autónomos
Los enrutadores en el mismo AS
corren el mismo protocolo de enrutamiento
- Protocolo de enrutamiento “intra-AS”
- Routers en diferentes AS pueden correr
diferentes protocolos de enrutamiento
Capa de Transporte
Capa de Transporte
La capa de transporte proporciona una
comunicación lógica en lugar de física
entre los procesos de aplicación.
Capa de Transporte
UDP (User Datagram Protocol)
– No confiable, entrega no ordenada
- No aporta mucho más de lo que
ya hace el protocolo IP de la capa de red.
TCP (Transmission Control Protocol)
– Confiable, orientado a la conexión, entrega en
orden.
- control de congestión
- control de flujo
- establecimiento de la conexión
Puertos
Se agrupan en 3 rangos
- Bien conocidos (Well-known port numbers): 0 – 1023
Ejemplos: DNS 53, HTTP 80, FTP 20 y 21, SSH 22
- Registrados (Registered ports): 1024 – 49151
Radius 1812, 1813
- Dinámicos (Dynamic and-or private ports): 49152 – 65535
Para uso temporario, no se deben registrar
UDP (RFC 768)
Protocolo de transporte ligero, simple, no orientado a la conexión.
La cabecera UDP sólo contiene 4 campos
Cada campo tiene una longitud de 2 bytes
- Puerto de origen
- Puerto de destino
- Tamaño del segmento
- Checksum (suma de comprobación)
Multiplexación y demultiplexación sin conexión
TCP
Transmission Control Protocol
Protocolo de la capa de transporte fiable
y orientado a la conexión.
- Mecanismos de detección de errores
- Retransmisiones
- Reconocimientos acumulativos
- Temporizadores
- Números de secuencia y de reconocimiento
Capa de Aplicación
Arquitectura
Cliente Servidor
- Equipo de alta disponibilidad
- Dirección IP fija
- Granjas de servidores para escalar
- Clientes heterogéneos
- Uso del servicio intermitentemente
Distribuida o P2P
- Servidor de disponibilidad variable
- Se comunican directamente
sistemas finales diversos
- Los “peer” se conectan intermitentemente
y pueden tener IP dinámica.
- De muy alta escalabilidad pero difícil de
administrar
Protocolo de capa de aplicación
- Tipo de mensajes intercambiados
- request – response
- Sintáxis de los mensajes
- Qué campos, parámetros y cómo son enviados
- Semántica de los mensajes
- Qué significa la información en los campos
- Reglas para cómo y cuándo un proceso debe enviar
y otro responder a los mensajes
RFC (Request For Comments)
Los RFC son compuestos por ingenieros e informáticos en forma de memorandum describiendo métodos, comportamientos e investigaciones aplicables al campo de Internet y sistemas conectados a Internet.
Se comparten de modo en que se pueda llegar a un consenso, por lo general sobre nuevos conceptos, a veces contienen información o incluso humor.
Aplicaciones
HTTP
FTP
DNS
SMTP / POP - IMAP
TELNET
SSH
...
Parcial 2Redes
Viernes 02/0719:00 horas