PDF de programación - Redes de Computadores

Redes de Computadores

2018/2019

Departamento de

Tecnología Electrónica

Contenidos (6 créditos ECTS)

q Tema 1: Redes de Computadores e Internet
q Tema 2: Capa de Aplicación
q Tema 3: Capa de Transporte
q Tema 4: Capa de Red
q Tema 5: Capa de Enlace y Redes de Área

Local

Recuerda:
• 6 ECTS = 60 horas presenciales + 90 horas no presenciales
• Primer cuatrimestre dura 15 semanas

à 10 horas/semana

Introducción 1-2

Departamento de

Tecnología Electrónica

Tema 1
Redes de Computadores e
Internet

La mayoría de estas
transparencias son
proporcionadas como
material con copyright por:
Computer Networking:
A Top Down Approach ,
5th edition.
Jim Kurose, Keith Ross
Addison-Wesley, April
2009.

Introducción 1-3

Tema 1: Redes de
Computadores e Internet
Nuestro objetivo:
v toma de contacto y

terminología

v mayor profundidad,
detalles más tarde
en el curso

v enfoque:

§ usar Internet
como ejemplo

Descripción general:
v ¿qué es Internet?
v ¿qué es un protocolo?
v la frontera de la red: equipos,
redes de acceso, medios físicos
v el núcleo de la red: conmutación

de paquetes/circuitos,
arquitectura de Internet

v rendimiento: pérdidas, retardos,

tasa de transferencia

v capas de protocolos, modelos de

servicio
v historia

Introducción 1-4

Tema 1: Índice

1.1 ¿Qué esInternet?
1.2 La frontera de la red

v sistemas terminales, redes de acceso, enlaces

1.3 El núcleo de la red

v conmutación de circuitos, conmutación de paquetes,

arquitectura de la red

1.4 Retardos, pérdidas y tasa de transferencia en las

redes de conmutación de paquetes

1.5 Capas de protocolos y sus modelos de servicio
1.6 Historia

Introducción 1-5

¿Qué es Internet?: Componentes HW y SW

PC
servidor

portátil
inalámbrico
teléfono
móvil

vmillones de dispositivos de

computación conectados:
hosts = sistemas terminales=
sistemas finales
§ ejecutando aplicaciones
de red

venlaces de comunicación

Red móvil

ISP global

Red doméstica

ISP regional

§ fibra, cobre, radio,

satélite

Red empresarial

ISP =Internet Service Provider

Introducción 1-6

puntos de
acceso
enlaces por
cable

router

§ tasa de transmisión =

ancho de banda
vrouters:reenvían

paquetes (bloques de
datos)

Dispositivos curiosos que se
conectan a Internet

Marcos de fotos IP
http://www.ceiva.com/

Tostador + predictor de tiempo
accesible via Web

Slingbox: ver y controlar
vía Internet la televisión
de casa.

Frigorífico conectado
a Internet

Teléfonos de Internet

Introducción 1-7

¿Qué es Internet?: Componentes HW y SW

v Protocolos controlan el

envío y la recepción de la
información
§ ej., TCP, IP, HTTP, Skype,

Ethernet

v Internet: “red de redes”

§ poco jerárquica
§ Internet pública frente a

intranet privada

v Estándares de Internet

§ RFC: Request for comments
§ IETF: Internet Engineering

Task Force

Red móvil

ISP global

Red doméstica

ISP regional

Red empresarial

Introducción 1-8

¿Qué es Internet?: Servicios
v la infraestructura de
comunicacion permite
aplicaciones distribuidas:
§ Web, VoIP, correo y
comercio electrónico,
juegos, compartir ficheros

Red móvil

Red doméstica

ISP global

ISP regional

v servicios de comunicación

proporcionados a las
aplicaciones:
§ entrega de datos fiable de

origen a destino

Red empresarial

§ “mejor esfuerzo” entrega

de datos (no fiable)

Introducción 1-9

¿Qué es un protocolo?
protocolos humanos:
v “¿qué hora es?”
v Levantar la mano
v Dejar salir antes de

entrar

protocolos de red:
v máquinas en lugar de

seres humanos

v toda la actividad de

comunicación en Internet
se rige por protocolos

… se envían mensajes

específicos

… se toman acciones
específicas cuando
se reciben las
respuestas u otros
sucesos

un protocolo define el formato y el
orden de los mensajes enviados y
recibidos entre entidades de red,

y las acciones tomadas en la

transmisión y/o recepción de un

mensaje u otro suceso

Introducción 1-10

¿Qué es un protocolo?
un protocolo humano y un protocolo de red de

computador:

Hola

Hola
¿Qué hora es?

2:00

TCP

¿estás ahí servidor?
Petición de conexión
Sí
Respuesta de conexión
TCP
Dame el fichero X
GET http://www.dte.us.es/index.html
v a
A h í
< f i c h e r o >

tiempo

Hola

P: ¿Otros protocolos humanos?

Introducción 1-11

Tema 1: Índice

1.1 ¿Qué es Internet?
1.2 La frontera de la red

v sistemas terminales, redes de acceso, enlaces

1.3 El núcleo de la red

v conmutación de circuitos, conmutación de paquetes,

arquitectura de la red

1.4 Retardos, pérdidas y tasa de transferencia en las

redes de conmutación de paquetes

1.5 Capas de protocolos y sus modelos de servicio
1.6 Historia

Introducción 1-12

Visión detallada de la estructura de
red
v la frontera de la red:

aplicaciones y sistemas
terminales

v redes de acceso, medios

físicos: enlaces de
comunicación cableados,
inalámbricos

v el núcleo de la red:

§ routers

interconectados

§ red de redes

Introducción 1-13

La frontera de la red
v sistemas terminales (hosts):

§ ejecuta programas de aplicación
§ ej. Web, correo electrónico
§ en la “frontera de la red”

v modelo cliente/servidor

peer-peer

§ sistema terminal cliente

solicita y recibe un servicio de
un servidor “puro”

§ ej. navegador/servidor Web

v modelo peer-peer:

§ mínimo (o ningún) uso de

servidores dedicados
§ ej. Skype, BitTorrent

cliente/servidor

Introducción 1-14

Redes de acceso y medios físicos

P: ¿Cómo conectar sistemas
terminales a un router de
frontera?

v redes de acceso domésticas
v redes de acceso

institutionales (colegio,
empresa)

v redes de acceso móviles
Ten en cuenta:
v ancho de banda (bits por

segundo) de acceso a la red?

v compartida o dedicada?

Introducción 1-15

Acceso telefónico (dial-up modem)

Redes de acceso domésticas

Central
telefónica

Red telefónica

PC

doméstico

Modem
de acceso
telefónico
doméstico

Internet

Modem del ISP
(ej., AOL)

v usa la infraestructura telefónica existente

§ hogar conectado directamente a la central

telefónica

v velocidad máxima de 56Kbps (a menudo menos)
v no se puede navegar y hacer llamadas telefónicas al

mismo tiempo: no “siempre disponible”

Introducción 1-16

Digital Subscriber Line (DSL)

Redes de acceso domésticas

Línea telefónica existente:
telefonía 0-4KHz; 4-50KHz
carga de datos; 50KHz-
1MHz descarga de datos

Internet

DSLAM

Central
telefónica

splitter

Modem
DSL

Red
telefónica

Teléfono
doméstico

PC

doméstico

v usa la infraestructura telefónica existente
v velocidad de carga máxima de 1 Mbps (hoy típicamente

< 256 kbps)

v Velocidad de descarga máxima de 8 Mbps (hoy

típicamente < 1 Mbps)

v línea física dedicada hasta la central telefónica Introducción 1-17

Cable

Redes de acceso domésticas

v usa la infraestructura de la televisión por cable

en lugar de la infraestructura telefónica

v HFC: hybrid fiber coax (híbrido de fibra y

coaxial)
§ asimétrico: velocidad máxima de descarga de

30Mbps y 2 Mbps de carga

v red de cable, fibra conecta las casas al router

del ISP
§ las casas comparten el acceso al router
§ a diferencia del DSL, el cual tiene un acceso

dedicado

Introducción 1-18

Cable

Redes de acceso domésticas

Típicamente 500 a 5,000 casas

Diagram: http://www.cabledatacomnews.com/cmic/diagram.html

Introducción 1-19

Fibra hasta el Hogar
v enlaces de fibra óptica desde la central telefónica a

Redes de acceso domésticas

las casas (fibra directa)

v proporciona velocidades de acceso a Internet mucho

mayores; y servicios de televisión y telefonía

v dos tecnologías de fibra que compiten:

§ Passive Optical Network (PON)
§ Active Optical Network (AON)

Internet

Cables de
fibra óptica

Cable de
fibra óptica

Splitter
óptico

OLT

Central
telefónica

ONT

ONT

ONT

Introducción 1-20

Ethernet

Redes de acceso institucionales

100 Mbps

Conmutador
Ethernet

Router

institucional

al ISP de

la institución

100 Mbps

100 Mbps

1 Gbps

servidor

v típicamente usado en empresas, universidades, etc.

v También se usan en redes domésticas.
v 10 Mbps, 100Mbps, 1Gbps, 10Gbps Ethernet
v actualmente, los sistemas terminales se
conectan generalmente a conmutadores
(switches) Ethernet

Introducción 1-21

Redes de acceso inalámbricos

Redes de acceso móviles

v la red de acceso inalámbrico

compartida conecta los sistemas
terminales al router
§ a través de una estación base

también conocida como “punto de
acceso”

v LANs inalámbricas:

§ 802.11b/g (WiFi): 11 or 54 Mbps

v Acceso inalámbrico de área

extensa
§ Proporcionado por los operadores

de telecomunicaciones

§ ~1Mbps usando la infraestructura
de telefonía móvil (EVDO, HSDPA)
§ emergente (?): WiMAX (10’s Mbps)

sobre área extensa

router

estación
base

sistemas
terminales
móviles

Introducción 1-22

Redes domésticas
Componentes típicos de una red doméstica:
v modem DSL o modem cable
v router/firewall/NAT
v Ethernet
v Punto de acceso inalámbrico

Home Station Fibra Óptica Teldat i-1104W
(MoviStar)
http://www.movistar.es/particulares/ayuda/internet/adsl/equipami
ento-adsl/routers/Teldat-i-1104w

a/desde
el terminal
de cabecera

de cable

modem
cable

router/
Firewall
/NAT

Ethernet

Portátiles

(inalámbricos)

Punto de
acceso

inamlábrico

Introducción 1-23

Medios físicos

v bit: se propaga entre parejas
de transmisores y receptores

v enlace físico: el medio que

hay entre el transmisor y el
receptor
medios guiados:

§ las señales se transportan por un

medio sólido: cobre, fibra,
coaxial

medios no guiados:

§ Las señales se propagan

libremente, ej., radio

Introducción 1-24

Medios físicos guiados

Par trenzado (Twisted Pair, TP)
v dos cables de cobre aislados

Cable coaxial:
v dos conductores de cobre concéntricos
v bidireccional
v Banda base:

un único canal sobre un cable

§
§ heredado de Ethernet

§ Categoría 3: cables de teléfono tradicionales, 10 Mbps Ethernet
§ Categoría 5: 100Mbps Ethernet

v Banda ancha:

varios canales sobre un cable

§
§ HFC

Cable de fibra óptica:
v fibra de vidr