Publicado el 2 de Junio del 2017
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30 paginas
REDES
Área de Ingeniería Telemática
Paradigmas de conmutación
Area de Ingeniería Telemática
http://www.tlm.unavarra.es
4º Ingeniería Informática
Redes
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Temario
Introducción a las redes
1.
2. Encaminamiento
3. Transporte extremo a extremo
4. Arquitectura de conmutadores de paquetes
5. Tecnologías para redes de área local
6. Tecnologías para redes de área extensa y última
milla
7. Conmutación de circuitos
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Núcleo de la red
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•
Interconexión de conmutadores
• ¿Cómo se transfieren los datos
por la red?
– Conmutación de circuitos
– Conmutación de paquetes
Ejemplo:
2 usuarios
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Núcleo de la red
Conmutación de circuitos
• Tres fases: Establecimiento,
Transferencia y Desconexión
• RTT en el establecimiento (…)
• Comunicación transparente (...)
• Reserva de recursos:
– Recursos “extremo-a-extremo”
– Ancho de banda, capacidad en los
conmutadores
•
– Recursos (camino) dedicados: no
se comparten aunque no se usen
– Garantías de calidad
Ineficiente
– Capacidad del canal dedicada
durante la vida del “circuito”
– Si no se envían datos la capacidad
se desperdicia
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Conmutación de circuitos
• Caso típico: red telefónica conmutada (…)
• Enlaces troncales permiten cursar múltiples llamadas
simultáneamente
Central local
Bucle
local
Troncal entre
centrales
Central primaria
Central local
Bucle local
Abonado
Abonado
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Núcleo de la red
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Conmutación de paquetes
• La información se divide en bloques (...)
• Datos + información de control (…)
• Cada paquete contiene información para
• No se reservan recursos
llegar al destino
1000010101010101110010 … … 010101111000010100101
1000010101010101
110010 …
…
… 010101111000
010100101
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Núcleo de la red
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diferentes comunicaciones
Conmutación de paquetes
• Enlaces compartidos por paquetes de
• Conversión de velocidad
• Store-and-forward
• Cada paquete usa toda la capacidad del
enlace…
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Núcleo de la red
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Conmutación de paquetes
• …pero puede tener que esperar a que otros
se envíen antes
• Multiplexación estadística
– Mejor aprovechamiento de recursos
– Dimensionamiento más complicado
Ejemplo
Cada usuario:
• Recibe de un servidor a
100Kbps cuando está activo
• Activo cada uno un 10% del
tiempo
10 usuarios a 100Kbps=1Mbps
(conmutación de circuitos)
¿ Cuál es la probabilidad de que
más de 10 usuarios reciban
tráfico a la vez ?
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Activo
Lee e-mail
Inactivo
Navega
tiempo
.
.
.
1Mbps
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¿ Cuál es la probabilidad de que
más de 10 usuarios reciban
tráfico a la vez ?
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Ejemplo
• Usuario activo un 10% del
tiempo (es interpretable)
• Supongamos pues que en un
momento cualquiera:
P(usuario_ activo) = 0.1 = p
• Probabilidad de más de 10
P(>10activos) =1− P(≤10activos)
activos:
€
€
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Ejemplo
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¿ Cuál es la probabilidad de que
más de 10 usuarios reciban
tráfico a la vez ?
P(>10activos) =1− P(≤10activos)
P(≤10activos) = P(0_ activos) + P(1_ activo) + ...+ P(10_ activos) =
€
P(i_ activos)
10
∑
i= 0
€
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3
.
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Ejemplo
¿ Cuál es la probabilidad de que
más de 10 usuarios reciban
tráfico a la vez ?
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P(0_ activos) = (1− p)N
P(1_ activo) = Np(1− p)N −1
N(N −1)
P(2_ activos) =
P(i_ activos) =
N
"
$
i
#
p2(1− p)N −2
2
%
' pi(1− p)N −i
&
€
€
€
€
.
.
.
1Mbps
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Ejemplo
¿ Cuál es la probabilidad de que
más de 10 usuarios reciban
tráfico a la vez ?
P(≤10activos) =
&
( pi(1− p)N −i
'
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10
∑
i= 0
N
#
%
i
$
N
#
%
i
$
P(>10activos) =1−
€
10
∑
i= 0
&
( pi(1− p)N −i
'
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P(>10activos) < 0.0005
€
€
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Ejemplo
• 35 usuarios x 128 Kbps/usuario = 4,48Mbps
• 4,48Mbps > 1Mbps
• Congestión en enlace de acceso sin dar 128Kbps a todos los
• Sobresuscripción (overbooking)
usuarios
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Ejemplo
• Si ahora un usuario quiere emplear una aplicación de voz
• Pérdidas
• Excesivo retardo
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1Mbps
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Conmutación de paquetes
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Tipos
• Circuitos Virtuales
• Datagramas
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Conmutación de paquetes
Circuitos virtuales
• Se establece un camino extremo a extremo
• Los paquetes siguen el camino establecido (…)
• Orientado a conexión
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Conmutación de paquetes
Datagramas
• C a d a n o d o
• Sin conexión
encaminamiento para cada datagrama (…)
t o m a
l a d e c i s i ó n d e
123
Circuitos virtuales y datagramas
a
c
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t
• Circuitos virtuales
– La red puede proporcionar entrega en orden y
control de errores
– Los paquetes se reenvían más rápido (hay que
pensar menos por cada paquete)
– Menos fiabilidad de la red (es más difícil
adaptarse a que caiga un enlace)
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• Datagramas
– No hay establecimiento de circuito (más rápido)
– Más flexible
– Más fiable
REDES
Área de Ingeniería Telemática
Retardos
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Retardo de transmisión
• Tiempo que tarda el transmisor en colocar los bits en el canal
• Bits por segundo (…)
• Ejemplo:
– Longitud del paquete L = 1.500 Bytes = 12.000 bits
– Tasa de transmisión R = 57.600bps (Tb=17.36µseg)
– Tiempo de transmisión = L/R = 12.000 bits / 57.600bps ≈ 208 mseg
L
0 1 1 0 0 1 0 1
Tb
0 1 0 1 0 1 0 1
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transmisión (…)
• Ejemplo:
Retardo de propagación
• Tiempo que tarda la señal en llegar al otro extremo del sistema de
– Longitud del enlace físico d = 2.000Km
– Velocidad de propagación en el medio s = 200.000 Km/seg
– Retardo de propagación = d/s = 2x106 m / (2x108 m/seg) = 10 mseg
• La velocidad de transmisión y la velocidad de propagación son
conceptos muy diferentes
0101010101
Retardos de transmisión y propagación
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Tiempo de
propagación
Tiempo de
Transmisión (L/R)
Tiempo de
Propagación (d/s)
L
tiempo
distancia
Retardos de transmisión y propagación
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L
L = 1500 Bytes
Ejemplo
•
• R = 10 Mbps
•
•
• ¿Cuándo empieza a recibirse?
• ¿Cuándo se ha terminado de recibir?
s = 200.000 km/s
d = 100 m
100 m
tiempo
Retardos de transmisión y propagación
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L
L = 1500 Bytes
Ejemplo
•
• R = 10 Mbps
•
•
• ¿Cuándo empieza a recibirse?
• ¿Cuándo se ha terminado de recibir?
s = 200.000 km/s
d = 100 m
•
•
ttx = L/R = 1500x8/107 = 1.2 ms
tp = d/s = 100/(2x108) = 0.5 µs
1. Empieza transmisión (t=0)
2. Empieza recepción primer bit (tp)
3. Termina transmisión (ttx)
4. Termina recepción (ttx+tp = 1.2005ms)
100 m
1
2
3
4
tp
tp
ttx
tiempo
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L
Ejemplo
•
L = 1500 Bytes
• R = 100 Mbps
•
•
• ¿Cuándo empieza a recibirse?
• ¿Cuándo se ha terminado de recibir?
• ¿Dónde está 0.17 ms tras empezar la
s = 200.000 km/s
d = 70 km
transmisión?
70 km
tiempo
Retardos de transmisión y propagación
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Ejemplo
•
L = 1500 Bytes
• R = 100 Mbps
•
•
• ¿Cuándo empieza a recibirse?
• ¿Cuándo se ha terminado de recibir?
• ¿Dónde está 0.17 ms tras empezar la
s = 200.000 km/s
d = 70 km
transmisión?
ttx = L/R = 1500x8/108 = 0.12 ms
tp = d/s = 7x104/(2x108) = 0.35 ms
•
•
1. Empieza transmisión (t=0)
2. Empieza recepción primer bit (tp)
3. Termina transmisión (ttx)
4. Termina recepción (ttx+tp = 0.47 ms)
70 km
ttx
tiempo
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4
tp
ttx
Retardos de transmisión y propagación
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Ejemplo
•
L = 1500 Bytes
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