PDF de programación - Protocolos, Servicios e Interfaces

ARQUITECTURA DE REDES, SISTEMAS Y SERVICIOS

Área de Ingeniería Telemática

Protocolos, Servicios e

Interfaces

Area de Ingeniería Telemática

http://www.tlm.unavarra.es

Arquitectura de Redes, Sistemas y Servicios

3º Ingeniería de Telecomunicación


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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

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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

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ARQUITECTURA DE REDES, SISTEMAS Y SERVICIOS

Área de Ingeniería Telemática

Elementos de la red


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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)

•  Veremos Servicios:

–  Los principios de funcionamiento de
aplicaciones clásicas de Internet (Web,
e-mail, FTP, etc.)

–  También los fundamentos del servicio

telefónico tradicional

Router

Servidor

Estación Usuario

móvil

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Elementos

Conmutadores
•  Conmutadores telefónicos
•  Routers en el caso de Internet
• 
Interconectados mediante
comunicaciones
Forman el núcleo (core) de la red
Emplean rutas o caminos (paths) dentro de la
red (…)

enlaces

de

• 
• 

• 

Veremos arquitecturas:
–  En la toma de decisiones en los conmutadores
–  En la organización de la red
–  En el cálculo de los caminos
–  Arquitectura interna de los conmutadores

Router

Servidor

Estación Usuario

móvil

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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)

•  Veremos algunos de la familia TCP/

IP (Internet)

Router

Servidor

Estación Usuario

móvil

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ARQUITECTURA DE REDES, SISTEMAS Y SERVICIOS

Área de Ingeniería Telemática

Protocolos


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Capas de protocolos

¡Las redes son complejas!
•  Muchos elementos:

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

•  ¿Hay alguna

forma de
organizar las estructura de la
red?

•  ¿O al menos la forma de

explicarla?

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Capas de protocolos

Analogía
•  Usuario escribe una carta
•  La deja en su buzón e
indica a su asistente para
quién es

•  El asistente añade una
el

portada
remitente y destinatario

indicando

•  La envía a

la oficina

remota mediante un fax

To: B
From: A

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Capas de protocolos

•  Llega a

destino

la oficina

•  La recibe el secretario
•  Retira la portada y la
coloca en el buzón del
destinatario

•  La recoge el usuario

•  Hemos separado

tareas

las

To: B
From: A

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Capas 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

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¿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

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¿Qué es un protocolo?

•  Todas las comunicaciones están gobernadas por


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protocolos
•  Especifican:

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

eventos

•  Controlan por ejemplo:

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

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¿Por qué capas?

•  Sistemas complejos
•  Una estructura ayuda en
de

la
funciones y relaciones

identificación

•  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

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ARQUITECTURA DE REDES, SISTEMAS Y SERVICIOS

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Servicios


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Servicios y protocolos

Capa N+1

Protocolo

Capa N+1

Interfaz

Servicio

Capa N

Protocolo

Capa N

Interfaz

Servicio

Capa N-1

Protocolo

Capa N-1

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Servicios y protocolos

•  PDU = Protocol Data Unit
•  Bloque de datos que intercambian dos entidades

(N+1)-PDU

Capa N+1

Protocolo

(N+1)-PDU

Capa N+1

Interfaz

Servicio

Entidad

Capa N

Protocolo

Capa N

Interfaz

Servicio

Capa N-1

Protocolo

Capa N-1

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Funciones

•  Funcionalidades ofrecidas por los protocolos

–  Encapsulado
–  Segmentación/fragmentación y reensamblado
–  Control de la conexión
–  Entrega en orden
–  Control de flujo
–  Control de errores
–  Direccionamiento
–  Multiplexación
–  Servicios de transmisión

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Encapsulado

•  La PDU contiene también datos de control
•  Suele ser una cabecera (header) (. . .)
•  En ocasiones una cola (trailer) o ambas

Capa N+1

(N+1)-PDU

(N+1)-PDU

Capa N+1

HN Datos

HN Datos

N-PDU

Capa N

Capa N

Capa N-1

Capa N-1

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Encapsulado

•  Típicos datos de control:

–  Direcciones
–  Códigos para la detección de errores
–  Control del protocolo (según los servicios ofrecidos)

Capa N+1

(N+1)-PDU

(N+1)-PDU

Capa N+1

HN Datos

HN Datos

N-PDU

Capa N

Capa N

Capa N-1

Capa N-1

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Fragmentación y reensamblado
•  Un nivel puede imponer a otro una MTU
•  MTU = Maximum Transfer Unit
•  Motivos:

–  La tecnología en cuestión está diseñada para unos tamaños

máximos o incluso constantes

–  Control de errores más eficiente a menor PDU
–  Uso de medio compartido más equitativo
–  Menores recursos de memoria en el receptor
–  Necesidad de interrumpir para tráfico de control

Capa N+1

(N+1)-PDU

(N+1)-PDU

Capa N+1

HN Datos

HN Datos’

Capa N

Capa N-1

MTU

HN Datos
HN Datos’

Capa N

Capa N-1

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Fragmentación y reensamblado
•  Desventajas:

de control

–  Cuanto menor es el bloque mayor es la proporción de información
–  A menores bloques mayor número de llegadas por segundo
–  Mayor tiempo de procesado