Tema 1 Presentació

(DanielMartín)


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Introducció

Un model per a les comunicacions de dades

El model basic seria constituit per una Font, un Transmissor, un Sistema de Transmissió, un Receptor i un Destiantari.

Cada element realitzaria les següents funcions:

Elements que s'han de tenir en compte a l'hora de crear una xarxa

(DavidSánchez)

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Font d'informació: "Comunicaciones y redes de computadores" William Stallings 6ªEdición.

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Models de xarxes

Podem separa les xarxes en dos models: Xarxa punt a punt, Xarxa de comunicació.

Tipus de xarxes

Xarxes de gran abast (WAN: Wide Area Network)

La caracteristica diferencial respecte altres tipus de xarxes de la WAN es la gran capacitat d'extensio geografica que pot avarcar.

Tecnlogies utilitzades en les Xarxes WAN

(DanielMartín)

Xarxes d'abast local (LAN: Local Area Network)

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A diferència de les xarxes WAN, les xarxes LAN estan dissenyades per cobrir distàncies més petites tal com oficines, blocs de pisos o un campus del tamany de la UAB (per exemple).

Característiques de les xarxes LAN

Configuracions actuals de LANs

(Daniel Martín)

Xarxes d'area metropolitana, MANs

Es tracta d'un tipus de xarxa que s'han creat fa poc i es tracta de xarxes de dimensions mitjes que fa massa costosa utilitzar tecnología WAN però que utilitza una tecnología evolucionada de les LANs.

Existeixen dos tipus, les MANs dissenyades per una estructura tipus campus universitari, d'alta velocitat i dissenyades per facilitar la implementació amb fibra òptica, de velocitat elevada, i les que son mes grans, dissenyades moltes vegades per sistemes inalàmbrics i am velocitat inferior o igual a 2Mps.

Font:
http://ciberhabitat.gob.mx/museo/cerquita/redes/fundamentos/02.htm

Ampliació: Tipus de connexions entre ISP i particulars.

Hi ha diverses tecnologíes per comunicar els particulars i els ISP (Internet Service Provider, els que ens connecten amb Internet):

ADSL

Valors usuals:

XDSI / RDSI

ADSL 2

ADSL 2+

Fuente: Material de clase. (/Daniel Martín)

Protocols i arquitectures

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En el estudio de las comunicaciones entre computadores y las redes de computadores, son especialmente relevantes los dos conceptos siguientes:

Para la comunicación entre dos entidades situadas en sistemas diferentes es necesario la definición y utilización de un protocolo. (Ejemplos de entidades son: los programas de aplicación de los usuarios, las utilidades para transferencia de ficheros..., ejemplos de sistemas son los computadores, los terminales y sensores remotos). En general, una entidad es cualquier cosa capaz de enviar y recibir información, y un sistema es un objeto físico que contiene a una o más entidades. Para que dos entidades se comuniquen con éxito, se requiere que "hablen el mismo idioma". Qué se comunica, Cómo se comunica y Cuándo se comunica debe seguir una serie de convenciones mutuamente aceptadas por las entidades involucradas, que es lo que llamamos protocolo.

Definimos entonces protocolo como el conjunto de reglas que rigen el intercambio de datos entre dos entidades.

Los puntos clave que definen o caracterizan a un protocolo son:

Para definir el concepto de arquitectura para las comunicaciones, consideramos una estructura que consiste en un conjunto de módulos que realizan todas las funciones en vez de disponer de un solo módulo para todas las tareas involucradas en la comunicación. Esta estructura es lo que se denomina arquitectura de protocolos.

Figura 1: Una arquitectura simplificada para la transferencia de archivos Apuja una nova no disponible');">Archivo no disponible: «fig1.JPG»

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Model simple de tres capes

(DavidSánchez)
Las comunicaciones involucran 3 agentes: aplicaciones,computadores y redes. Por este motivo el trabajo se organiza en 3 capas diferentes:
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Figura 2: Modelo simple de 3 capas: Protocolos en una arquitectura simplificada Archivo no disponible: «fig2.JPG»

(DavidSánchez) ampli.
'Capa de acceso a la red'
Las características del software de la red dependera del tipo de red que se use.Así se han desarrollado diferentes estándares para commutación de circuitos, conmutación de paquetes, LAN's,etc. Así independiza las funciones de accesibilidad a la red.Eso implicará que todo software que esté por encima de la capa de acceso estara libre de ocuparse de las características específicas en que se use. Este software de las capas superiores adecuado e independientemente a la red local a la que el computador este conectado.
'Capa de trasnporte'
De forma independiente al intecambio dedatos, estos se tienen que trasmitir de una forma segura (tener la seguridad que llegan los datos al destino deseado y en el mismo orden en que fueron enviados).Estos procedimientos se conectan en una capa donde se comparan todas las aplicaciones, la capa de transporte.
'Capa de aplicaión

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Arquitectura de protocols

Flux de dades i PDUs

Arquitectura de protocolos TCP/IP

() Hay dos arquitecturas que han sido determinantes y básicas en el desarrollo de los estándares de comunicación: el conjunto de protocolos TCP/IP y el modelo de referencia OSI.

TCP/IP es la arquitectura más adoptada para la interconexión de sistemas, mientras que OSI se ha convertido en el modelo estándar para clasificar las funciones de comunicación.

TCP/IP es resultado de la investigación y desarrollo llevados a cabo en la red experimental de conmutación de paquetes ARPANET, financiada por DARPA (Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada para la Defensa).

Todas las tareas involucradas en la comunicación se puede organizar en cinco capas relativamente independientes:

  1. Capa física: Interfaz física entre el dispositivo de transmisión de datos y el medio de transmisión o red. Se encarga de la especificación de las características del medio de transmisión, la naturaleza de las señales, la velocidad de datos y cuestiones afines. (DanielMartín) Viene a ser un 'driver' de red y permite especificar niveles de señal, velocidad y características dependientes del medio. Se encarga de poner los bits de información en el canal. (/ DanielMartín)

  2. Capa de acceso a la red: se responsabiliza del intercambio de datos entre el sistema final y la red a la cual se está conectado. El emisor debe proporcionar a la red la dirección del destino (direccionamiento MAC) y puede requerir ciertos servicios, como por ejemplo solicitar una determinada prioridad, que pueden ser proporcionados por el nivel de red. Se han desarrollado diversos estándares para conmutación de circuitos, conmutación de paquetes (X.25), redes de área local (Ethernet), entre otros. (DanielMartín) Esta capa intercambia tramas de datos (frames), llamadas también PDU de red. El protocolo es también dependiente del tipo de red. A este nivel nada mas se intercambian datos entre ordenadores o elementos de red de la misma red. Para salir fuera de la red actual se ha de subir otro nivel.(/ DanielMartín)

  3. Capa Internet: En el caso en que dos dispositivos estén conectados a redes diferentes, se necesita un mecanismo que permita el encaminamiento de los datos a través de las distintas redes interconectadas. El protocolo Internet (IP, Internet Protocol) se utiliza en esta capa para ofrecer este servicio. Este protocolo se implementa tanto en los sistemas finales como en los "routers" intermedios. Un router es un dispositivo con capacidad de procesamiento que conecta dos redes y cuya función principal es retransmitir datos desde una red a otra siguiendo la ruta adecuada para alcanzar el destino. (DanielMartín) Es independiente del tipo de red y de hecho interconecta redes diferentes (LANs, fibra ópcica, xDSL, frame-relay...). Se encarga de los servicios de encaminamiento entre redes. Existen diversos protocolos implementados en esta capa, como son IP (fiable) e ICPM (no fiable). La PDU de este nivel se llama datagrama. Es en esta capa donde se define la dirección IP del ordenador.(/ DanielMartín)

  4. Capa de transporte: (Modificado DanielMartín)

  5. Capa de aplicación: Finalmente, esta capa contiene la lógica necesaria para posibilitar las distintas aplicaciones de usuario. Para cada tipo particular de aplicación, por ejemplo FTP, se necesitará un módulo bien diferenciado. (DanielMartín)Para ello utiliza protocolos de alto nivel, como son HTTP para webs, SMTP para correo, FTP, SNMP.... La información intercambiada y el protocolo dependen de la aplicación.(/ DanielMartín)

Figura3: Conceptos de TCP/IP: Archivo no disponible: «fig3.JPG»

(Font d'informació: Tota la informació que he introduit l'he tret de les transparències de classe i del llibre "comunicaciones y redes de computadores" de William Stallings)
(DanielMartín)Fuente: Transparéncias y conocimiento propio.(/ DanielMartín)

Open Systems Interconnection

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El modelo OSI está basado en la división en capas. Con esta metodología las funciones de comunicación se distribuyen en un conjunto jerárquico de capas en las cuales se realizan subconjuntos de tareas, relacionadas entre sí, para comunicarse con otros sistemas. Cada capa se sustenta en la capa inmediatamente inferior, que le proporciona servicios más sencillos y al mismo tiempo le oculta los detalles de funcionamiento de estos.

ISO estableció que la división de capas debería agrupar funciones a las funciones que fuesen conceptualmente próximas, en un número suficiente, para que la capa fuese lo suficientemente pequeña pero sin llegar a definir demasiadas para evitar sobrecargas en el funcionamiento. El modelo resultante quedó con 7 capas, como veremos a continuación.

Archivo no disponible: «modeloOSI.jpg» Modelo OSI vs TCP/IP.

El funcionamiento del modelo OSI podríamos resumirlo de la manera siguiente: Dos aplicaciones de dos sistemas diferentes quieren comunicarse. La aplicación X para poder mandar un mensaje a la aplicación Y, se dirige a la capa de aplicación de su sistema de comunicación, que establecerá una relación con la capa de aplicación del sistema de comunicación de la aplicación Y. La capa de aplicación necesitará los servicios de la capa inferior (la de presentación) y ésta a su vez solicitará los servicios de la inferior (sesión) así hasta llegar a la capa física. De esto podemos deducir que entre capas del mismo nivel no se establece ninguna relación directa, ni siquiera entre las capas físicas ya que podríamos utilizar algun sistema de conmutación de paquetes o circuitos. El traspaso de información entre capas es muy similar al que se utiliza en el modelo genérico de 3 capas: los datos originales se van completando a medida que bajan con cabeceras que solo entiende la capa que las añade y que contienen información referente a los servicios que se ejecutan en ese nivel.

Las capas de OSI

Capa física

La capa física se encarga de la interfaz física entre los dispositivos además de definir las reglas que rigen en la transmisión de bits. 4 características:

Capa de enlace de datos

La principal funcion de la capa de enlace físico es preocuparse de que el enlace físico sea fiable además de activar, mantener y desactivar el enlace. Otro de los servicios que proporciona a las capas superiores es el de control y detección de errores. Con este servicio la capa superior tiene la sensación de que el enlace está libre de errores, pero esto solo será cierto cuando el enlace sea directo, en caso contrario la capa superior también deberá tener un control de errores.

Capa de red

La capa de red realiza la transferencia de información entre sistemas finales a través de algún tipo de red de comunicación. Libera a las capas superiores de la necesidad de tener conocimiento sobre la transmisión de datos suyacente y las tecnologías de conmutación utilizadas para conectar los sistemas. En esta capa, el computador establecerá un diálogo con la red para especificar la dirección de destino y solicitar ciertos servicios, como por ejemplo, la gestión de prioridades.

Capa de transporte

La capa de transporte proporciona un mecanismo para intercambiar datos entre sistemas finales. El servicio de transporte orientdo a conexión asegura que los datos se entregan libres de errores, en orden y sin pèrdidas ni duplicaciones. La capa de transporte también puede estar involucrada en la potimizaicón del uso de los servicios de red, y en proporcionar la calidad del servicio solicitada.

Capa de sesión

La capa de sesión porporciona los mecanismos para controlar el diálogo entre las aplicaciones de los sistemas finales. En muchos casos, los servicios de la capa de sesión son pracialmente, o incluso, totalmente prescindibles. No obstante, en algunas aplicaciones su utilización es ineludible. La capa de sesión proporciona los siguientes servicios:

Capa de presentación

La capa de presentación define el formato de los datos que se van a intercambiar entre las aplicaciones y ofrece a los programas de aplicación un conjunto de servicios de transformación de datos. La capa de presentación define la sintaxis utilizada entre las entidades de aplicación y proporciona los medios para seleccionar y modificar la representación utilizada. Algunos ejemplos de servicios específicos que se pueden realizar en esta capa son los de compresión y cifrado de datos.

Capa de aplicación

La capa de aplicación porporciona a los programas de aplicación un medio para que accedan al entorno OSI. A esta capa pertenecen las funciones de administración y los mecanismos genéricos necesarios para la implementación de aplicaciones distribuidas. Además, en esta capa también residen las aplicaciones de uso general como, por ejempolo, la transferencia de archivos, el correo electrónico y el acceso desde terminales a computadores remotos, etc.

Bibliografia "Comunicaciones y redes de computadores" William Stallings