PDF de programación - Tema 5 Redes de Área Extensa e Internet - Redes de computadores

REDES DE

COMPUTADORES

Tema 5

Redes de Área Extensa

e Internet

Redes de Computadores

Curso 2015/2016
Primer Semestre

WAN e Internet
WAN e Internet

REDES DE

COMPUTADORES

Bibliografía

“Computer Networks”, Fifth Edition, Andrew S.

Tanenbaum and David J. Wetherall. Pearson
Education, Inc. 2011.

“Computer Networks. A Top-Down Approach”,

First Edition. Behrouz A. Forouzan & Firouz
Mosharraf. Mc Graw Hill, 2011.

“Data and Computer Networks”, 9th Edition, W.

Stallings. Prentice Hall, 2010.

www.cmt.es: OBA e Informe Anual 2015

WAN e Internet
WAN e Internet

2

REDES DE

COMPUTADORES

Índice del Tema

5.1 Estructura y Organización de Internet
5.2 Redes WAN.
5.3 Técnicas de Conmutación. Ejemplos de redes
5.4 Tecnologías de Acceso a Internet

WAN e Internet
WAN e Internet

3

REDES DE

COMPUTADORES

5.1 Estructura y Organización de Internet

 Proveedores de servicios de acceso
 Estructura de Internet
 Peering

WAN e Internet
WAN e Internet

4

REDES DE

COMPUTADORES

Red del centro

WAN e Internet
WAN e Internet

REDES DE

COMPUTADORES

Conexión a Internet. RedIRIS-NOVA

Red óptica de alta capacidad de RedIRIS, que conecta las redes de todas las comunidades
autónomas y los principales centros de investigación de España con el resto de redes
académicas internacionales y en especial
las redes académicas y de investigación
portuguesa FCCN y la red de investigación europea GÉANT.

La fibra óptica permite
desplegar
fácilmente
circuitos de 10G o 40G y
pronto de 100G, por un
coste muy inferior al
modelo de red basado
en
de
capacidad.

alquiler

WAN e Internet
WAN e Internet

REDES DE

COMPUTADORES

RedIris. Conectividad externa

 RedIRIS forma parte de la
de

red
pan-europea
investigación GEANT.

 Interconexión

con
proveedores comerciales o
ISPs.

•A nivel nacional, con la
conexión a dos puntos
neutros: ESPANIX (en
Madrid) y CATNIX (en
Barcelona).
•A nivel
internacional,
por medio de contratos
de
con
tránsito
ámbito
mundial.

proveedores

de

7

RedIris:AS766
Espanix: AS 6895

WAN e Internet
WAN e Internet

REDES DE

COMPUTADORES

Comunicaciones en Internet

Operador/PSI

IXP

Backbone
de Internet
POP

Operador/PSI

Organización
(usuarios)

IXP
•IP para interfuncionamiento
•BGP para anuncio de rutas entre operadores
•TCP para establecer conexiones fiables
•UDP para TR y otras aplicaciones
•DNS para encontrar la dirección IP
• IXP: Internet Exchange Point o Punto Neutro
•PoP: Point of Presence

8

de

• Tecnologías
acceso a la red
• Ethernet
• Wifi

WAN e Internet
WAN e Internet

REDES DE

COMPUTADORES

Organización de Internet

El acceso a Internet

 Un operador o Proveedor de Servicios de Internet (PSI ó ISP, Internet
Service Provider) es una empresa u organización que ofrece acceso a
Internet a sus clientes

 Ej: Los operadores de telecomunicaciones como Telefónica, Orange,

Vodafone, etc.

 Muchos PSIs, también, ofrecen servicios extras relacionados con Internet
a través de su red IP, como servidores de correo electrónico, servidores
de páginas Web, servidores DNS, registro de dominios, etc.

 Los IXP (Internet eXchange Point) o Puntos Neutros de Intercambio,

constituyen los centros donde :

 Se intercambia el tráfico IP entre los distintos PSI
 Se intercambian rutas (direcciones IPs) mediante el protocolo

BGP

WAN e Internet
WAN e Internet

9

REDES DE

COMPUTADORES

Estructura de Internet

• Los ISP pueden ser de nivel 1 (tier
1), nivel 2 (tier 2) o nivel 3 (tier 3)
en función de su cercanía al
usuario final

• Los ISP de nivel 3 o ISPs locales o
más
al usuario se
interconectan directamente vía un
IXP

cercanos

• Un ISP de nivel 2 se conecta vía un
IXP con los ISP de nivel 3 e incluso
con otros ISP de nivel 2

• Los ISP de nivel 1 forman el
núcleo de Internet y juegan un
papel
cuando la
máquina origen y destino están en
diferentes países

fundamental

WAN e Internet
WAN e Internet

10

REDES DE

COMPUTADORES

Estructura de Internet nivel 1

 La estructura de Internet tiene cierta jerarquía y es dinámica

 En el nivel más alto están los PSI de “nivel 1” (del orden de una
decena: UUNet, Genuity, Sprint, AT&T, Global Crossing, Level3,
NTT, Qwest, SAVVIS, etc. ), que se interconectan entre ellos,
normalmente en los POPs.

 BGP
 IP/N2

BGP
TCP
IP

WAN e Internet
WAN e Internet

11

REDES DE

COMPUTADORES

Ejemplo de interconexión de tier 1

Telefónica
wholesale
y
Hurricane
Electrical
Internet
Services

POP (Point of Presence): Localización de equipos para intercambio de trafico de Internet
entre dos operadores.

WAN e Internet
WAN e Internet

REDES DE

COMPUTADORES

Ejemplo de interconexión de nivel 1

Geant e Internet2.edu

WAN e Internet
WAN e Internet

13

REDES DE

COMPUTADORES

Estructura de Internet nivel 2

 Los PSI de Nivel 2 suelen ser clientes de uno o más PSIs de nivel 1

• Un ISP de nivel 2 se conecta
directamente a más de un ISP de
nivel 1 y, a su vez a otros ISP de
nivel 2 en los IXP

WAN e Internet
WAN e Internet

14

REDES DE

COMPUTADORES

Puntos Neutros en España

 Objetivo

 Facilitar el intercambio de tráfico de Internet entre Proveedores de Acceso a Internet

(PSIs) y de rutas.

 El protocolo de encaminamiento a utilizar entre PSIs es el BGP-4, optimizando al

máximo las capacidades de agregación permitidas por el CIDR.

 En España
 Nacional

 ESPANIX; Madrid 1997

 Regionales

 CATNIX ; Barcelona 1999
 EUSKONIX; Bilbao 2000
 GALNIX; Santiago de Compostela. 2002
 MAD-IX; Madrid 2003

WAN e Internet
WAN e Internet

15

REDES DE

COMPUTADORES

Implementación de

Internet Exchange Point (IXP)

WAN e Internet
WAN e Internet

16

REDES DE

COMPUTADORES

Ejemplo de Peering en Espanix

80.58.75.56 : AS3352 Telefónica 193.149.1.154: AS6895 Espanix
130.206.212.94: AS766 RedIris
PoP Versus IXP: En un POP (Point of Presence) intercambian tráfico dos operadores. Las instalaciones son de una tercera
entidad. En un IXP intercambian tráfico (peering) múltiples operadores.
NAP: Network Access Point: Primeros centros de interconexión de los ISP, con el paso del tiempo han evolucionado a los
actuales IXPs.

WAN e Internet
WAN e Internet

REDES DE

COMPUTADORES

Comunicaciones en Internet

 Los paquetes pasan a través de redes de diferentes operadores (Sistemas

Autónomos)

 ¿Cómo se logra encaminar los paquetes desde el SA origen al SA destino?

WAN e Internet
WAN e Internet

18

REDES DE

COMPUTADORES

 Objetivo

Encaminamiento

 Decidir a nivel 3 dónde enviar el paquete

 Protocolos para encaminamiento

 Distribución y actualización de la información de encaminamiento
 Construir y actualizar las tablas de encaminamiento

 Estrategias estáticas (No adaptativas)

 Normalmente los terminales
 Router con salida a una red fija y que no informa sobre redes

 Estrategias dinámicas (adaptativas)

 A los cambios de topología

 Vector de Distancia (Bellman-Ford) (Ej: RIP)

 Se anuncian redes destino y distancia a los vecinos

 Estado del Enlace o camino más corto (Dijkstra) (Ej: OSPF)

 Se anuncian coste de los enlaces que conoce cada router a cada router

 Vector ruta (Ej: BGP)

 Se anuncian redes destino y ruta para alcanzarlas

WAN e Internet
WAN e Internet

19

REDES DE

COMPUTADORES

Encaminamiento en Internet

 Sistemas Autónomos

WAN e Internet
WAN e Internet

20

REDES DE

COMPUTADORES

Parámetros de QoS
Redes de conmutación de paquetes

 Latencia o retardo

 Tiempo de transferencia en la red

 Jitter

 Fluctuaciones

del

comunicaciones de tiempo real)

retardo

(muy

importante

en

servicios

de

 Caudal

 Capacidad ofrecida por la red a un determinado flujo (comunicación)

 Pérdida

 Porcentaje de datagramas que no llegan al destino en un intervalo

determinado (probabilidad de pérdida)

WAN e Internet
WAN e Internet

21

REDES DE

COMPUTADORES

Calidad de Servicio en redes IP

Antiguo campo TOS (Type of Service)
5

0

3

1

2

4

PRIORIDAD

D

T

R

más prioridad
111: control de red
110: encaminamiento
101: crítico
100: muy urgente
011: urgente
010: inmediato
001: prioridad
000: normal

menos prioridad

6

C

7

N

N: no usado
C: coste (monetary cost)

R: fiabilidad (Reliability)

T: caudal (Throughput)

D: retardo (Delay)

•Objetivo en el diseño original de IP

•Prioridad

•Tratamiento diferente a las diferentes clases de tráfico ( 000; 001….111)

•Optimización del encaminamiento

• Selección de ruta diferente para un mismo destino lo que supone disponer de varias tablas 

de encaminamiento 

Rediseño: Servicios diferenciados (DSCP)

DSCP (6)

ECN (2)

DSCP: DiffServ CodePoint

WAN e Internet
WAN e Internet

22

REDES DE

COMPUTADORES

Retardo de proceso, espera en colas y

tiempo de transmisión

Proceso

IP

IP

IP

IP

Retardo de proceso

Espera en colas

Cauda
l

Tiempo de
transmisión

 Retardo de Proceso: El tiempo que tarda el router en recoger el paquete de la

interfaz de entrada y colocarlo en la cola de la interfaz de salida.

 Retardo de espera en colas: Tiempo de estancia en la cola de la interfaz de salida.
 Tiempo de transmisión: Tiempo que transcurre desde que sale el primer bit del

paquete, hasta que sale el último bit.

WAN e Internet
WAN e Internet

23

REDES DE

COMPUTADORES

Servicio “best effort”

• Servicio (planificador): FIFO para cada línea de salida

Línea 1

Línea 2

Línea n

COLA FIFO

Línea salida

Proceso

• Características

IP

IP

IP

IP

IP

•No garantiza el retardo máximo en la entrega
•Retardos de transferencia variables (Jitter)
•Pierde datagramas (memoria de buffers llena)
•No garantiza un caudal a cada flujo

Descarte del 
último

WAN e Internet
WAN e Internet

24

REDES DE

COMPUTADORES

Efecto de una cola FIFO

⁍ Ristra de paquetes:

 Retardo
 Jitter

33

44

55

66

Entrada

11

22

WAN e Internet
WAN e Internet

Salida

jitter

66

55

44

33

22

11

REDES DE

COMPUTADORES

Test

1. La interconexión de dos Proveedores locales de Servicios (PSIs) de acceso a Internet

para intercambio de tráfico y de rutas

a) Siempre se