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

REDES DE

COMPUTADORES

Tema 5

Redes de Área Extensa

e Internet

Redes de Computadores

Curso 2016/2017
Segundo Semestre

WAN e Internet

REDES DE

COMPUTADORES

Bibliografía

 “Computer Networks”,

Edition, Andrew S.
Tanenbaum and David J. Wetherall. Pearson Education, Inc.
2011.

Fifth

 “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.

WAN e Internet

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REDES DE

COMPUTADORES

5.1

5.2

5. Redes de Área Extensa

e Internet

Redes WAN.

Técnicas de Conmutación. Ejemplos de redes

5.3

Tecnologías de Acceso a Internet

5.4

Estructura y Organización de Internet

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REDES DE

COMPUTADORES

5.1 Redes WAN (Wide Area Network)

 Elementos constituyentes

 Funcionalidades

WAN e Internet

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REDES DE

COMPUTADORES

Redes WAN

Su finalidad es la provisión de servicios de comunicaciones

 Una red conmutada está formada por:

 medios de transmisión de acceso

 nodos de conmutación

 enlaces de comunicación entre los nodos

acceso

nodos

enlaces

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REDES DE

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Elementos constituyentes

 Medios de transmisión de acceso

 Cable de pares
 Cable coaxial
 Fibra óptica
 Radiofrecuencias

 Nodos de conmutación. Tecnologías

 Circuitos
 Paquetes
 Tramas
 Enlaces.

 Medios de transmisión

 F.O, Satélites, Radioenlaces

 Sistemas de transmisión. Multiplexación

 Jerarquía MIC
 Jerarquía Digital Síncrona
 Sistemas DWDM

 Ethernet

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Servicios de Comunicaciones

Sector residencial

 Telefonía (Fija, Móvil)
 Acceso a Internet
 Tv de pago

Empresas

 Circuitos alquilados

 Red Privada Virtual (Intranet con QoS)

• Telefonía
• Videoconferencias
• Datos corporativos
• Mensajería electrónica

 Acceso a Internet

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Funcionalidades

 Direccionamiento

 Control de Congestión

 Calidad de servicio

 Protección y restauración de rutas

 Gestión de red

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Direccionamiento

 Dirección de red

 Redes Telefónicas: E164 (Esquema: XX CP <Nº nacional>)

• Redes Ethernet (direcciones planas de 6 octetos)
 Internet y redes de paquetes

 Direcciones IPv4: 4 octetos
 Direcciones IPv6: 16 octetos

 Obtención de la dirección de red

 Guías; servicios de información
 DNS
 Protocolos: ARP

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Restauración y Protección de rutas

Los fallos en los nodos de conmutación y/o en los enlaces de transmisión provocan la
interrupción de las comunicaciones (servicios de la red).

Restauración: Construcción de nueva ruta en tiempo real, al producirse el fallo

• Diseño original de Internet

Protección: Disponibilidad de rutas de backup y procedimientos de restauración en caso de
fallos

• Comunicaciones en tiempo real: mseg

• Comunicaciones de datos: seg

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Sigrid

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Red del Centro
En esta red hay conectados más de
1200
Ordenadores
Personales
de
Trabajo (30%) y Grandes Sistemas
(10%).

ordenadores:

(60%),

Estaciones

Aula

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REDES DE

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5.2 Técnicas de Conmutación

 Conmutación de circuitos

 Conmutación de paquetes

 Conmutación de tramas

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Conmutación de Circuitos

Fases

1. Establecimiento de llamada: Un terminal
solicita el establecimiento del camino hasta otro
terminal. El primer nodo reserva uno de sus
canales para la comunicación y manda la solicitud
al siguiente nodo, teniendo en cuenta las políticas
de encaminamiento de la red; esta fase termina
cuando se reserva
en exclusiva un canal de
comunicaciones entre ambos terminales.

2. Transferencia de información: En esta fase se
realiza intercambio de información entre los dos
terminales

3. Liberación de la llamada: En esta fase los
terminales (uno de ellos) indican que ya han
terminado su comunicación. Los nodos liberan el
canal que estaba reservado.

WAN e Internet

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COMPUTADORES

Ejemplo de red WAN de conmutación de circuitos

Red Telefónica

Nodos de conmutación

• CL: Central local

• CP: Central Primaria: tránsito; CS;

CT; CC,

Enlaces
y
Sistemas de
transmisión

Acceso:

• Analógico (4 kHz): Redes telefónicas convencionales

• La voz se transmite directamente en banda base de forma analógica. La señal

producida por el micrófono se pone directamente en el cable de pares.

• Digital (2 x 64 Kbps +16 Kbps): Redes Digitales de Servicios Integrados

• La voz se transmite en digital mediante codificación multinivel (2B1Q) en el cable de

pares

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Conversión analógica digital de la voz
Codificación/modulación MIC (G.711)

Cada conversación telefónica necesita un régimen binario de 64 Kbps

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Conmutación de Paquetes

 La información a transmitir por el equipo terminal se
descompone en unidades mínimas llamadas paquetes,
de longitud prefijada.

 Cada uno de los paquetes contiene una parte de los
datos de usuario además de información de control
necesaria para el adecuando funcionamiento en la red

Paquete = Datos Usuario + Información Control

 Los nodos de la red reciben un paquete, lo procesan y lo

encaminan hacia destino.

 No hay reserva de recursos, los recursos se asignan bajo

demanda

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COMPUTADORES

Conmutación de Paquetes:
Datagramas / Circuitos Virtuales

 Datagramas: cada paquete se encamina de
forma independiente en los nodos de la red de
acuerdo a la tabla de encaminamiento. Solo
existe fase de transferencia de datos.

 Circuitos Virtuales: Se establece un trayecto en

la red:

 Mediante paquetes de control que envía el emisor

 Se establece previamente mediante protocolos

específicos.

2

1

3

1

2

3

 Los paquetes de datos no tienen que ser
trayecto

siguen

el

encaminados
establecido.

ya

que

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COMPUTADORES

Conmutación de Paquetes:
Datagramas / Circuitos Virtuales

 Circuitos Virtuales: Ej. Redes IP-MPLS

 Se establece una ruta entre terminales antes de la transferencia de los datos

 Los nodos no toman decisiones de encaminamiento en la fase de transferencia

de paquetes

 Todos los paquetes de la misma comunicación van por el mismo trayecto

 Todos los Operadores han implementado redes IP-MPLS

 Proporcionan a las empresas servicios de datos, acceso a Internet y voz IP;

(Intranet con QoS)

 Datagramas: Ej. Internet

 No existe fase de establecimiento

 Los nodos encaminan independientemente los paquetes

 Es más flexible para hacer frente a la congestión en la Red

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REDES DE

COMPUTADORES

Congestión

 La demanda conjunta de los caudales de los clientes excede la capacidad

disponible en los nodos y enlaces de la red.

 ¿Cómo se manifiesta?

 Redes de conmutación de circuitos:

 No se pueden establecer comunicaciones

 Redes de conmutación de paquetes

 Degradación de las prestaciones
 Pérdida de múltiples paquetes
 Retardos de transferencia elevados
 Bajo caudal cursado por la red

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REDES DE

COMPUTADORES

Redes de conmutación de paquetes
Parámetros de QoS

 Latencia o retardo

 Tiempo de transferencia en la red

 Jitter

 Fluctuaciones

del

retardo

(muy

importante

en

servicios

de

comunicaciones de tiempo real)

 Pérdida

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

determinado (probabilidad de pérdida)

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REDES DE

COMPUTADORES

Calidad de Servicio en redes IP

Antiguo campo TOS (Type of Service)

0

1

2

PRIORIDAD

3

D

4

T

5

R

6

C

7

N

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

menos prioridad

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

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REDES DE

COMPUTADORES

Modelo de red WAN Ethernet

6bytes

6bytes

4bytes

C-DA C-SA

datos

SVT

6bytes

6bytes

4bytes

4bytes

C-DA C-SA

C-TAG datos

SVT

CPE B

CPE D

FCS

CPE A

Red de acceso

(802.1ad)

6bytes

6bytes

4bytes

4bytes

4bytes

C-DA C-SA

S-TAG

C-TAG datos

SVT

CPE C

CPE B



6bytes

6bytes

4bytes

6bytes

6bytes

4bytes

4bytes

4bytes

Red de tránsito (802.1ah)

B-DA B-SA

B-TAG

C-DA C-SA

S-TAG

C-TAG datos

SVT

Los Operadores están implementando redes con esta tecnología

WAN e Internet

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REDES DE

COMPUTADORES

5.3 Tecnologías de acceso a

Internet

 Fibra Óptica: FTTH, HFC

 Redes Móviles: GPRS, 3G, 3,5G y 4G

 Wifi

 Satélite

WAN e Internet

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REDES DE

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Accesos Fibra Óptica: FTTH

Ofertas comerciales:
• Movistar, Orange y
50/5;
200/20;
y
Mbps;
1000/200

Vodafone:
100/10:
300/30 Mbps
300/300
Adamo
Mbps

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Redesde datosInternetDomicilio del clienteCentral LocalOLT (Optical Line Termination)Router(OpticalNetworkTermination)ONTDivisor Óptico(splitter)Fibra ópticaRedEthernetRedWiFi1:21:64...VoIP REDES DE

COMPUTADORES

Nivel físico

WAN e Internet

 TDM

 Difusión

 cifrado

 TDMA

 Slot

asignados
por la OLT

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FTTH: nivel físico

 Tasa de transmisión en sentido descendente: 2,4 Gbps

 Tasa de transmisión en sentido ascendente: 2,4 Gbps

 Modulación: 1bit/baudio

 Splitting 1: 64 / 1:128

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REDES DE

COMPUTADORES

FTTH: Servicios de comunicaciones

• Acceso a Internet: VLAN 6

IP

PPP

PPPoE

IP

IPoE

Ethernet

Ethernet

• Telefonía: VoIP: VLAN 3