PDF de programación - Clase 9 - Protocolos de RED

MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY

SLOAN SCHOOL OF MANAGEMENT

15.565 Integración de sistemas de información:
Factores tecnológicos, organizativos y estratégicos
15.578 Sistemas de información globales:

Comunicaciones y conectividad en sistemas de información

Primavera 2002
Clase 9

PROTOCOLOS DE RED

COMPLEJIDAD DE LAS REDES DE COMUNICACIÓN

Fuentes

Sitio Web

Serv. central archivos

Línea T1

Enlace satélite

Receptor

Explorador

Sus archivos

Servidor de correo electrónico

Internet

Programa de correo electrónico

Su PC

2


FUNCIÓN DE LOS PROTOCOLOS

EJEMPLOS DE UNA CONVERSACIÓN TELEFÓNICA NORMAL
• SE ASUME QUE EL EMISOR Y EL RECEPTOR HABLAN ESPAÑOL

EN SÍ MISMO, ES UN PROBLEMA DE PROTOCOLO

• SE ESTABLECE LA CONEXIÓN:

E: “¿ESTÁ JUAN?” R: “SÍ, SOY YO”.

• COMPROBACIÓN DE ERRORES:
R: “SÍ”.

E: “¿ME OYES?”

• CONTROL DEL FLUJO (P.EJ., DICTAR LETRAS POR TELÉFONO):

E: “¿ESTÁS LISTO PARA LA SIGUIENTE FRASE?”

R: … silencio … “SÍ”.

EL EMISOR Y EL RECEPTOR DEBEN SEGUIR LAS MISMAS REGLAS
• ¿OTROS EJEMPLOS?

3


PROTOCOLOS DE CAPA Y COMUNICACIONES
Abstracciones y sustituciones/Alternativas
Problemas:

Ejemplo:

enviar un fax

Usuario

Papel

Fax

Módem

Conceptos

Para: Juan Para: Juan

Símbolos en papel

Patrón de puntos

617/253-3321

617/253-3321
Señales eléctricas

Línea telefónica

Cable físico

4

MODELO DE REFERENCIA OSI DE ISO

• ISO = ORGANIZACIÓN INTERNACIONAL DE NORMALIZACIÓN
• OSI = INTERCONEXIÓN DE SISTEMAS ABIERTOS
• MODELO DE REFERENCIA OSI DE ISO:

--
--

ES UN ENTORNO DE TRABAJO Y UNA NOMENCLATURA
NO ES UN ESTÁNDAR DE PROTOCOLO

• DESARROLLADORES DE ESTÁNDARES:

CCITT, IFIP, ANSI, IEEE

5


MODELO DE REFERENCIA OSI DE ISO

7. APLICACIÓN: DEPENDE DE LA APLICACIÓN (P.EJ., PROGRAMA DE USUARIO)
6. PRESENTACIÓN: COMPRESIÓN Y CONVERSIONES (P.EJ., BIBLIOTECA)
5. SESIÓN: DE PROCESO A PROCESO (P.EJ., SOFTWARE DEL SO)
4. TRANSPORTE: DE HOST A HOST (P.EJ., SOFTWARE DEL SO)
3. RED: ENRUTAMIENTO (P.EJ., CONTROLADOR DE DISPOSITIVOS)
2. DATOS: FLUJO DE BITS FIABLE (P.EJ., CHIP ESPECIAL)
1. FÍSICO: FLUJO DE BITS ORIGINAL (P.EJ., HARDWARE)

7

6

5

4

3

2

1
HOST A

PROTOCOLO DE CAPA DE APLICACIÓN

PROTOCOLO DE CAPA DE PRESENTACIÓN

PROTOCOLO DE CAPA DE SESIÓN
PROTOCOLO DE CAPA DE TRANSPORTE

RED

ENLACE DE DATOS
FÍSICO

RED

ENLACE DE DATOS
FÍSICO

MODELO DE REFERENCIA ISO DE SIETE CAPAS

NODO

7

6

5

4

3

2

1
HOST B
6

ANALOGÍA DE ENVÍO DE CORREO SIMPLE

7. APLICACIÓN: TRATAMIENTO ESPECÍFICO (P.EJ., PAGOS, CONSULTAS)
6. PRESENTACIÓN: SERVICIO DE TRADUCCIÓN DE IDIOMAS
5. SESIÓN: GRUPO EN UNA EMPRESA (P.EJ., A/P) o PERSONA (P.EJ., E53-321)
4. TRANSPORTE: DE EMPRESA DE ORIGEN A EMPRESA DE DESTINO
3. RED: ENRUTAMIENTO DE OFICINA DE CORREOS A OFICINA DE CORREOS
2. DATOS: CONTROL DE FLUJO Y TRATAMIENTO DEL TRÁFICO EN AUTOPISTA

1. FÍSICO: CAMIONES Y AVIONES EMPLEADOS

• SE DEBEN USAR LOS MISMOS

ESTÁNDARES

DE

….
PARA …

PARA …

DE …

7


1. CAPA FÍSICA
• TIPOS DE SUBRED

– CONMUTACIÓN DE CIRCUITOS (CANAL DEDICADO)
– CONMUTACIÓN DE MENSAJES
– CONMUTACIÓN DE PAQUETES (CANAL COMPARTIDO)

• TECNOLOGÍAS DE COMUNICACIÓN (ALGUNOS EJEMPLOS)

– TELÉFONO

8

• T1 = 1,544 Mbps (EE.UU. Y CANADÁ) O 2,048 M (EL RESTO)

– CABLE COMPARTIDO (ETHERNET)
• 10-100 Mbps (Típica)
• CSMA/CD (ACCESO MÚLTIPLE CON PORTADOR/DETECCIÓN DE COLISIONES)
– SATÉLITE

• 5-10 CANALES, 50 Mbps CADA UNO
• ENLACE ASCENDENTE Y DESCENDENTE = 270 MILISEGUNDOS
• VSAT

– FIBRA ÓPTICA

• 100M - 10 Gbps (Típica)
• INTERNET II (622M -> 2G)
• PROYECTO OXÍGENO = 1,28 Tbps (antes de 2003)

2. CAPA DE ENLACE DE DATOS

ENFOQUE: TRANSMISIÓN FIABLE: TRATAMIENTO DE ERRORES Y

CONTROL DE FLUJO

TRATAMIENTO DE ERRORES: DETECCIÓN Y CORRECCIÓN
• SUMA DE COMPROBACIÓN PARA DETECCIÓN DE ERRORES (Y OTRAS

DETECCIONES DE ERRORES Y CÓDIGOS CORRECTOS)

CÓDIGO INICIAL
01111110

8

DIRECCIÓN

8

CONTROL

8

INFORMACIÓN

?

SUM.COMP

16

01111110

8


CÓDIGO FINAL

9


CONTROL DE FLUJO

• PARA ADMINISTRAR CONGESTIÓN Y SECUENCIAS
• EL RECEPTOR INDICA LA PREDISPOSICIÓN PARA RECIBIR

• COMO UNA RESERVA PARA CENAR

• CONFIRMACIONES POSITIVAS Y NEGATIVAS DE RECEPCIÓN

• LOS NÚMEROS DE SECUENCIA CONTRIBUYEN A LA COORDINACIÓN
• LOS NÚMEROS DE SECUENCIA SE RECICLAN

• PUEDE HABER VARIOS MENSAJES IMPORTANTES

• ESPECIALMENTE PARA SATÉLITES -- 1/4 SEG IDA Y VUELTA
• TIPOS DE INFORMACIÓN EMPLEADOS:

• SECUENCIAS (ESTE CUADRO)
• P/F (RECOPILACIÓN O FINAL)
• SIGUIENTE (CONFIRMACIÓN RECIBIDA HASTA...)

10


COMPARTICIÓN DE CANAL DINÁMICO

• SATÉLITE

– MULTIPLEXADO (TIEMPO O FRECUENCIA)
– SLOTTED ALOHA (ANTERIOR A ETHERNET)

LA

• CADA INTERVALO DE TIEMPO SE ENVÍA O NO SE ENVÍA
• SI SE ENVÍA, ESCUCHA UNA COLISIÓN (270 MS)
• SI COLISIONA, LO REINTENTA MÁS ADELANTE -- ¿PERO CUÁNDO?
• “MEJOR UTILIZACIÓN POSIBLE” ACERCA DEL 37%

• SIMILAR PARA LAN COMPARTIDA (P.EJ., ETHERNET)
• ESTÁNDARES IIEE 802
– ACCESO DE MEDIOS: CSMA/CD Y

TOKEN RING

HAWAII

SF

TOKYO

11


3. CAPA DE RED
DETERMINACIÓN DE RUTA (SE TRATARÁ MÁS ADELANTE)

CIRCUITO VIRTUAL

•
• DATAGRAMA

• P.EJ., PROTOCOLO DE CAPA DE RED X.25 CCITT 3
•

-- CIRCUITO VIRTUAL ORIGINAL

• PROCEDIMIENTO

1. ESTABLECER CIRCUITO VIRTUAL (PETICIÓN DE LLAMADA)

-- EL RECEPTOR LA ACEPTA O LA RECHAZA

2. SI LA ACEPTA, SE ENVÍAN LOS PAQUETES DE DATOS (FULL-DUPLEX)
3. FINALIZACIÓN POR UN TERCERO

• EXTENSIONES

-- DATAGRAMA
-- SELECCIÓN RÁPIDA (MENSAJE DE UN PAQUETE)

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4. CAPA DE TRANSPORTE

• PROPORCIONA COMUNICACIÓN “TRANSPARENTE” ENTRE USUARIOS (EXTREMO A EXTREMO)

• TRATAMIENTO DE RECUPERACIÓN, ETC. TRANSPARENTE

• FUNCIONES DE EJEMPLO:

CONNUM = CONECTAR (LOCAL, REMOTO)
CONNUM = ESCUCHAR (LOCAL)
STATUS = CERRAR (CONNUM)
STATUS = ENVIAR (CONNUM, BÚFER, BYTES)
STATUS = RECIBIR (CONNUM, BÚFER, BYTES)

• DIRECCIÓN ESTÁNDAR CCITT X.25 = 14 DÍGITOS

--
--
--

3 = PAÍS (QUIZÁ VARIOS CÓDIGOS)
1 = RED DE PAÍSES
10 = OPCIÓN DE OPERADOR DE RED

(P.EJ., 5 = NÚM. HOST, 5 = NÚM. USUARIO)

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PROBLEMAS DE SINCRONIZACIÓN Y MULTIPLEXADO

• PROBLEMAS DE SINCRONIZACIÓN:

--
--
--

RECEPCIÓN INESPERADA DE MENSAJES
PAQUETES MÚLTIPLES (POR TIEMPO DE ESPERA Y RETRANSMISIÓN)
CIERRE DE CONEXIONES

(P.EJ., PROBLEMA DE DIVISIÓN DE DOBLE ARMADA:
“ATAQUE CUANDO RECIBA MI MENSAJE”)

--

NECESIDAD DE TRATAR ESTOS CASOS

• MULTIPLEXADO DE CONEXIONES

--

--

PARA COMPARTIR “CIRCUITOS VIRTUALES”
• PARA AHORRAR COSTES Y MEJORAR EFICIENCIA
(COMO EL MULTIPLEXADO DE SOFTWARE)

PARA USAR VARIOS “CIRCUITOS VIRTUALES”
• PARA UNA MEJOR CAPACIDAD DE TRANSMISIÓN

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5. CAPA DE SESIÓN
• PROPORCIONA COMUNICACIÓN DE PROCESO A PROCESO

(P.EJ., EXPLORADOR WEB Y TRANSFERENCIA DE ARCHIVOS Y E-MAIL -- SIMULTÁNEOS)
6. CAPA DE PRESENTACIÓN
• ACTIVIDADES TÍPICAS

COMPRESIÓN Y CIFRADO DE TEXTO (A MENUDO EN LA CAPA DE DATOS)
CONVERSIÓN

--
--

• PROTOCOLOS DE TERMINAL "VIRTUAL"
MUCHAS DIFERENCIAS DE TERMINAL
TIPOS: AVANCE, PÁGINA (CURSOR), FORMULARIO (P.EJ. TELNET DE ARPANET)
P.EJ., X-WINDOWS

--
--
--

• PROTOCOLOS DE TRANSFERENCIA DE ARCHIVOS

--

¿BIT A BIT O CONVERSIÓN?

(P.EJ. ASCII - > EBCDIC, NÚMEROS DE COMA FLOTANTE)

7. CAPA DE APLICACIÓN
• CORREO ELECTRÓNICO, EXPLORADOR WEB Y OTROS

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Capa

ISO

Aplicación

INTERNET

Usuario

SNA

Usuario final

DECNET


Aplicación

Presentación

Telnet, FTP, Web

Servicios NAU

7

6

5

4

3

2

1

Sesión

Transporte

Red

Enlace de datos

Física

Control de flujo de datos

Control de transmisión

Control de transmisión

Protocolo Internet

Control de ruta

Servicios de red

Transporte

Acceso de red

Control de enlace de datos

Control de enlace de datos

Física

Física

Correspondencias aproximadas entre las distintas redes.

Física

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Arquitectura del protocolo TCP/IP

Capa de aplicación

Proporciona comunicación entre aplicaciones de equipos separados

(p.ej., correo electrónico, transferencia de archivos, explorador Web)

Proporciona transferencia de datos fiable de extremo a extremo en varias redes

(p.ej., TCP - Protocolo de control de transmisión)

Capa de transporte

Capa Internet

Enruta datos desde el origen al destino en una o varias redes

(IP - Protocolo Internet)

Capa de acceso de red

Administra la interfaz lógica entre un equipo y su red local

(p.ej., Ethernet)
Capa física

Convierte bits en señales y viceversa (p.ej., cableado, radio, etc.)

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