PDF de programación - 2. Arquitectura TCP/IP

REDES DE

COMPUTADORES

Redes de Computadores

1. Introducción a las comunicaciones

2. Arquitectura TCP/IP

3.Tecnologías de redes de área local

4.Nivel de transporte y aplicaciones

5.Redes WAN e Internet


Arquitectura TCP/IP

1

REDES DE

COMPUTADORES

Tema 2

Arquitectura TCP/IP

Redes de Computadores



Curso 2015/2016
Primer Semestre

Arquitectura TCP/IP

REDES DE

COMPUTADORES

Bibliografía

 “Data and Computer Networks”, 9th edition, W. Stallings. Prentice Hall, 2010.

 “Computer Networks”, 5th edition, Andrew S. Tanenbaum & David J. Wetherall.

Pearson Education, Inc. 2011.

 “Computer Networks. A Top-Down Approach”, 1st edition. Behrouz A. Forouzan &

Firouz Mosharraf. Mc Graw Hill, 2011.

 “Computer Networking: A Top-Down Approach”, 6th edition. James F. Kurose & Keith

W. Ross. Addison Wesley, 2012.



 “TCP/IP Protocol Suite”, 4th edition, Behrouz A. Forouzan. Ed. McGraw-Hill. 2013.

 “ TCP/IP Tutorial and Technical Overview”, 8th edition, L Parziale, D.T. Britt, C.

Davis, J. Forrester, W. Liu, C. Matthews & N. Rosseloty. Redbooks IBM. 2006
(http://www.redbooks.ibm.com/redbooks/pdfs/gg243376.pdf).

Arquitectura TCP/IP

3

REDES DE

COMPUTADORES

Tema 2

Arquitectura TCP/IP

2.1 Redes y arquitecturas

2.2 Arquitecturas estructuradas de comunicaciones

2.3 Arquitectura TCP/IP

2.4 Nivel de enlace



2.5 Nivel de red

2.6

Ejercicios Tema 1



Arquitectura TCP/IP

4

REDES DE

COMPUTADORES

2.1 Redes y Arquitecturas

Arquitectura TCP/IP

5

REDES DE

COMPUTADORES

Formación de una mínima red INTERNET

SISTEMAS FINALES NO VECINOS: A y B

SISTEMA INTERMEDIO = ROUTER

(encamina por la dirección Internet del destino)

SISTEMA FINAL

TCP/IP

SISTEMA FINAL

TCP/IP

A

RED 1

RED 2

de comunicaciones

de comunicaciones

B

dirección Internet de “A”

dirección Internet de “B”

RED INTERNET = RED 1 + RED 2

Arquitectura TCP/IP

6

REDES DE

COMPUTADORES

Una hipotética red Internet

INTERNET

SISTEMA FINAL

SISTEMA FINAL

SISTEMA FINAL

SISTEMA FINAL

SISTEMA FINAL

SISTEMA FINAL

SISTEMA FINAL

…

…

…

…

SISTEMA FINAL

…

…

…

…

…

IP

…

…

…

SISTEMA FINAL

IP

SISTEMA FINAL

SISTEMA FINAL

SISTEMA FINAL

ROUTER

SISTEMA INTERMEDIO
Encamina unidades de datos en función,

de la dirección Internet ,del sistema final destinatario

Arquitectura TCP/IP

7

REDES DE

COMPUTADORES

NÚMEROS EN INTERNET

Internet = Red de computadoras TCP/IP

273 países

Planeta: Un poco más de 7.200 millones de habitantes y en Internet cerca de 2.500 millones de usuarios (30,5%)

España: Más de 47 millones de habitantes y cerca de 32 millones de usuarios (67,2%)

(http://www.exitoexportador.com/stats.htm)

Estadísticas mundiales en Internet

Tecnológicamente: RED DE COMPUTADORAS TCP/IP

Socialmente: Red democrática, descentralizada y sin dueño

Arquitectura TCP/IP

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REDES DE

COMPUTADORES

Coordinación en Internet

 ORGANIZACIÓN DE CENTROS para controlar:

 EL ACCESO A INTERNET

ISPs

LA

EVOLUCIÓN

TECNOLÓGICA

DE

INTERNET

 IAB y RFCs

Arquitectura TCP/IP

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REDES DE

COMPUTADORES

El acceso a Internet

INTERNET

Proveedor de

Servicios en Internet

(ISP: Internet Service Provider)

Acceso a Internet, servicios de páginas Web, correo electónico, etc.

Generalmente, el ISP es un Operador Global de Telecomunicaciones (Movistar, Orange,

ONO, Jazztel, etc.) que ofrecen la correspondiente infraestructura de acceso y que, además,
en el caso de Movistar, Orange y Vodafone proporcionan también acceso a través de redes

de telefonía móvil

Arquitectura TCP/IP

10

REDES DE

COMPUTADORES

Ejemplo de un Típico Escenario de

Comunicaciones en Internet

Router Externo

de la organización

Red del Operador

(ISP local)

Red Troncal (backbone)

Router Externo

de la organización

de Internet

Red del Operador

(ISP local)

Organización

(usuarios)

•Entre el origen y el destino en Internet pueden aparecer muchos
routers

Organización

(usuarios)



Arquitectura TCP/IP

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REDES DE

COMPUTADORES

ORGANIZACIÓN DE CENTROS PARA EL

CONTROL Y EVOLUCIÓN DE INTERNET

ISOC

(Internet Society)

Aspectos técnicos

a corto y medio plazo

IETF



(Internet Engineering

Task Force)

IRTF

(Internet Research

Task Force)

Grupos

de trabajo



Grupos

de trabajo



IESG

IRSG

•Determina las necesidades a corto, medio y largo plazo

•Aprueba los estándares de Internet vía los RFC

Definición de políticas para la

asignación de recursos: Direcciones simbólicas,

Direcciones numéricas y números de protocolos

IAB

(Internet Advisory Board)

Aspectos técnicos

a largo plazo

IANA

(Internet Assigned

Numbers Authority)

Asignación de recursos

Direcciones

simbólicas

DNSO

(Domain Name

ICANN

(Internet Corporation

Números

Assigned Names

de protocolos

and Numbers)

PSO
(Protocol

Supporting Organization)

Supporting Organization)

(Internet Engineering

(Internet Research

Steering Group)

Steering Group)

Direcciones
numéricas

ASO
(Address

Supporting Organization)

Grupos de Dirección

…

RIPE NCC

Arquitectura TCP/IP

Europa-Medio Oriente-Asia Central

5 registros

regionales

…

REDES DE

COMPUTADORES

Arquitectura TCP/IP

Internet y documentación

 Solicitudes de Comentarios (RFC o Request For Comments): Documentos

numerados en secuencia de forma cronológica por su número RFC

 RFC Editor es un miembro del IAB: http://www.rfc-editor.org/search/rfc_search.php

 Estatus de un RFC:

Evolución

de un

estándar

 Estándar (STD o STanDard): Reconocido y normalizado
 Borrador Estándar (Draft Standard): En fase de estandarización
 Propuesta Estándar (Proposed Standard): Fase inicial para su

estandarización

 Experimental (Experimental): Experimentos particulares
 Informativo (Informational): Contenido desarrollado por otros fuera del IAB
 Histórico (Historic): Obsoleto

 Mejor Práctica Actual (BCP o Best Current Practice): Prácticas o

experiencias útiles para todos

 Información útil (FYI o For Your Information)

Arquitectura TCP/IP

13

REDES DE

COMPUTADORES

Búsqueda de Documentación

http://www.rfc-editor.org/search/rfc_search.php

Arquitectura TCP/IP

REDES DE

COMPUTADORES

2.2 Arquitecturas Estructuradas

de Comunicaciones

Arquitectura TCP/IP

15

REDES DE

COMPUTADORES

Arquitecturas Estructuradas de comunicaciones

Una arquitectura estructurada de comunicaciones es un conjunto de protocolos

de comunicaciones que se ejecutan de forma independiente en diferentes
niveles, exceptuando el nivel más elemental o nivel físico o de hardware

APLICACIÓN

Nivel más alto o Nivel de usuario

 Estratificación en niveles:

TRANSPORTE

 Reduce la complejidad del sistema: Favorece la

INTERNET o RED

ENLACE

o Interfaz de la Red de Acceso

FÍSICO o Hardware

RED
DE

ACCESO

labor de diseño. Estructura más comprensible
en diferentes niveles de comunicaciones
mutuamente independientes. Diferentes
equipos en diferentes niveles

 Facilita el cambio tecnológico: Los cambios

realizados en un nivel no afecten al resto de los
niveles

Nivel más bajo o Nivel Físico o de Hardware

MEDIO FÍSICO DE TRANSMISIÓN

…

Red de Acceso

(Ethernet o WiFi)

Arquitectura TCP/IP

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REDES DE

COMPUTADORES

Analogía entre un edificio de 5 pisos

y la Arquitectura de Comunicaciones TCP/IP

• Arquitectura de edificio
o sistema en 5 pisos o
niveles como en TCP/IP

• En cada piso o nivel,
exceptuando el piso 1,
se encuentran vecinos o
procesos que ejecutan
su propio protocolo de
comunicaciones

• Los

o

protocolos

de
comunicaciones de cada
son
piso
nivel
diferentes y, por
tanto,
son
mutuamente
independientes



Arquitectura TCP/IP

Piso 5

Piso 4

Piso 3

Piso 2

Piso 1

Nivel de Aplicación

Nivel de Transporte

Nivel de Red

Nivel de Enlace o Nivel del
Interfaz de la Red de Acceso

Nivel Físico = Hardware
Medio Físico …

REDES DE

COMPUTADORES

Analogía de comunicación entre dos edificios

y dos sistemas TCP/IP

Piso 5

PROCESOS IGUALES

PROTOCOLO PISO 5º

Nivel de Aplicación

Piso 5

Piso 4

PROCESOS IGUALES

Piso 4

Piso 3

Piso 2

Piso 1

PROTOCOLO PISO 4º

Nivel de Transporte

PROCESOS IGUALES

PROTOCOLO PISO 3º

Nivel de Red

PROCESOS IGUALES

PROTOCOLO PISO 2º

Nivel de Enlace o

Nivel del Interfaz de

la Red de Acceso

Medio Físico

Piso 3

Piso 2

Piso 1

En cada piso o

nivel, exceptuando

el piso 1, se
encuentran
VECINOS o
PROCESOS
IGUALES que

ejecutan su
protocolo de

comunicaciones,
propio de su nivel



Arquitectura TCP/IP

REDES DE

COMPUTADORES

ARQUITECTURA DE COMUNICACIONES TCP/IP

“En cada nivel, salvo el nivel físico, puede haber 1 o más vecinos

con su propio protocolo de nivel y diferente del resto de protocolos de dicho nivel”

Nivel de Aplicación

Nivel de Transporte

Nivel de Red

Nivel de Enlace o Nivel del
Interfaz de la Red de Acceso

Nivel Físico o Hardware

Arquitectura TCP/IP

Nivel 2 de comunicacionesNivel 1 de comunicacionesNivel 3 de comunicacionesNivel 5 de comunicacionesNivel 4 de comunicacionesProcesos del nivel 5“hablando” cada uno su propio “idioma” o protocolo de comunicaciones Procesos del nivel 4“hablando” cada uno su propio “idioma” o protocolo de comunicaciones Proceso del nivel 3“hablando” cada uno su propio “idioma” o protocolo de comunicaciones Procesos del nivel 2“hablando” cada uno su propio “idioma” o protocolo de comunicaciones Medio Físico de Interconexión con el exterior REDES DE

COMPUTADORES

Diferencias entre PROTOCOLO de comunicaciones
e Interfaz de Comunicaciones

 PROTOCOLO: Conjunto de

la
interacción entre PROCESO