PDF de programación - Protocolos Arquitectura TCP/IP

ARQUITECTURA DE REDES, SISTEMAS Y SERVICIOS

Área de Ingeniería Telemática

Protocolos

Arquitectura TCP/IP

Area de Ingeniería Telemática

http://www.tlm.unavarra.es



Arquitectura de Redes, Sistemas y Servicios

3º Ingeniería de Telecomunicación


a
c
i
t



,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I

I

I



S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I



l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I


e
d



a
e
r
Á

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


a
c
i
t



,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I

I

I



S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I



l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I


e
d



a
e
r
Á

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


a
c
i
t



,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I

I

I



S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I



l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I


e
d



a
e
r
Á

Objetivos

•  Conocer cuáles son los elementos de una red y en

general qué papel cumplen

•  Entender qué es un protocolo y para qué sirven
•  Entender qué es una arquitectura de protocolos y

por qué las organizamos en capas (layers)

•  Tener una noción de lo que hace cada capa en la

arquitectura TCP/IP

ARQUITECTURA DE REDES, SISTEMAS Y SERVICIOS

Área de Ingeniería Telemática

Elementos de la red


a
c
i
t



,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I

I

I



S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I



l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I


e
d



a
e
r
Á

Elementos

Hosts = end systems
•  PCs, estaciones, teléfonos, PDAs,

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)

Router

Servidor

Estación Usuario

móvil

Router

Servidor

Estación Usuario

móvil

Elementos


a
c
i
t



,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I

I

I



S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I



l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I


e
d



a
e
r
Á

Conmutadores
•  Reenvían la información
•  Hoy en día información digital
•  Transparence a los datos
•  Podría ser transparente a si la
información es analógica o digital
(conmutación óptica)

•  Conmutadores telefónicos
•  Routers en el caso de Internet
•  Conmutadores de enlace
• 

Interconectados mediante enlaces de
comunicaciones

•  Forman el núcleo (core) de la red
•  Emplean rutas o caminos (paths) dentro

de la red (…)


a
c
i
t



,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I

I

I



S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S



I

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I


e
d



a
e
r
Á

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)

Router

Servidor

Estación Usuario

móvil

ARQUITECTURA DE REDES, SISTEMAS Y SERVICIOS

Área de Ingeniería Telemática

Arquitectura de Protocolos


a
c
i
t



,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I

I



I

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I



l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I


e
d



a
e
r
Á

¿Qué es un protocolo?

Un protocolo humano:

Hola
Hola
¿Tienes
hora?
14:00
Gracias

De nada

tiempo


a
c
i
t



,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I



I

I

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I



l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I


e
d



a
e
r
Á

protocolos
•  Especifican:

¿Qué es un protocolo?

•  Todas las comunicaciones están gobernadas por

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

eventos


a
c
i
t



,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I



I

I

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I



l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I


e
d



a
e
r
Á

¿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

¿Qué es un protocolo?

•  Todas las comunicaciones están gobernadas por


a
c
i
t



,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I

I

I



S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I



l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I


e
d



a
e
r
Á

protocolos
•  Especifican:

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

eventos

•  Controlan por ejemplo:

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

Arquitecturas de protocolos



,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I

I

I



S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I



a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I


e
d



a
e
r
Á

¡Las redes son complejas!
•  Muchos elementos:

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

•  ¿ H a y a l g u n a

f o r m a d e
organizar las estructura de la
red?

•  ¿O al menos la forma de

explicarla?



,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I



I

I

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S



I

a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I


e
d



a
e
r
Á

Arquitecturas de protocolos

Analogía
•  Usuario escribe una carta
•  La deja en su buzón e indica a

su asistente para quién es

•  El asistente añade una portada
indicando el remitente y
destinatario

•  La envía a la oficina remota

mediante un fax

To: B
From: A




,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I

I



I

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I



a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I


e
d



a
e
r
Á

Arquitecturas de protocolos

•  Llega a la oficina destino
•  La recibe el secretario
•  Retira la portada y la coloca en

el buzón del destinatario

•  La recoge el usuario

•  Hemos separado las tareas
•  ¿ Q u i é n n o t a r í a q u e s e
cambiara el fax por un servicio
de mensajería?

To: B
From: A



a
c
i
t



,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I



I

I

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S



I

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I


e
d



a
e
r
Á

Arquitecturas 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



a
c
i
t



,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I

I



I

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I



l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I


e
d



a
e
r
Á

¿Por qué capas?

•  Sistemas complejos
•  Una estructura ayuda en la
identificación de funciones y
relaciones

•  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



,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I

I

I



S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S



I

a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I


e
d



a
e
r
Á

Arquitectura de protocolos TCP/IP

•  Arquitectura dominante
•  Múltiples desarrollos paralelos en conmutación de paquetes
• 

Importante financiación de un proyecto del DARPA (Defense
Advanced Research Projects Agency)

Application

Transport

Internet

Host
to

network

Funciones
de usuario

final

Funciones

de red



,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I

I

I



S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I



a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I


e
d



a
e
r
Á

Arquitectura de protocolos TCP/IP

•  Arquitectura dominante
•  Múltiples desarrollos paralelos en conmutación de paquetes
• 

Importante financiación de un proyecto del DARPA (Defense
Advanced Research Projects Agency)

Application

Aplicación

Transport

Transporte

Internet

Red

Host
to

network

Enlace /

Network access

Físico

Funciones
de usuario

final

Funciones

de red



,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I

I

I



S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S

I



a
c
i
t

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I


e
d



a
e
r
Á

Arquitectura de protocolos TCP/IP

•  Arquitectura dominante
•  Múltiples desarrollos paralelos en conmutación de paquetes
• 

Importante financiación de un proyecto del DARPA (Defense
Advanced Research Projects Agency)

Application

Aplicación

Transport

Transporte

Internet

Red

Host
to

network

Enlace /

Network access

Físico

Funciones
de usuario

final

Funciones

de red

Capa 4

Capa 3

Capa 2

Capa 1


a
c
i
t



,



S
E
D
E
R
E
D
A
R
U
T
C
E
T
U
Q
R
A

I

I



I

S
O
C
V
R
E
S
Y
S
A
M
E
T
S
S



I

l



á
m
e
e
T
a
í
r
e
n
e
g
n

i

I


e
d



a
e
r
Á

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. Envía bits

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) independie