Tema 2 - BUCOMSEC - Comunicaciones y Seguridad

Departamento de Automática
it
Tema 2
Clasificación de las redes
M. Carbajo
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Arquitectura de Redes. 01/02
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Tipos de redes
?Atendiendo a dos criterios:
? Tecnología de transmisión.
? Escala.
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Arquitecturas de Redes
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2.1 Por tecnología de transmisión:
?Redes segmentadas (difusión):
? Un único canal compartido por todas las máquinas de la red.
? Mensajes cortos (unidades de datos) enviados por una y recibidos por
todas
? Un campo de dirección selecciona el destinatario (se da por aludido)
? Se pueden enviar mensajes a:
?todos (broadcasting)
?Un grupo o subnet (multicasting) /*OJO AL TÉRMINO SUBRED*/
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?Redes conmutadas (punto a punto):
? Conexiones entre pares individuales de máquinas.
? Para enviar paquetes de fuente a destino=> atravesar una o varias
máquinas intermedias.
? Pueden darse múltiples rutas: importancia de algoritmos de
encaminamiento.
?Regla general:
? Redes pequeñas: segmentadas (excepto VSAT).
? Redes grandes: conmutadas (excepto LAN conmutadas).
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Arquitecturas de Redes
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Técnicas básicas de conmutación
?R. de C. de circuitos:
? circuito: camino dedicado entre terminales extremos establecido
mediante una secuencia de enlaces conectados entre nodos de la red
? exclusividad de recursos (físicos y lógicos)
? establecimiento, transmisión de información, liberación
?R. de C. de mensajes:
? el mensaje completo se envía de extremo a extremo mediante
almacenamiento y reenvío en los nodos intermedios
?R. de C. de paquetes:
? almacenamiento y reenvío de fragmentos del mensaje
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?RCC: recursos exclusivos
?Ct= 20 circuitos x 2400 b/sg. = 48 Kbps (en troncal)
Texto texto
Texto texto
texto texto
texto texto
T1
A
20
circuitos
Desventajas:
B
C
D
T2
T de establecimiento del circuito
Ventajas:
Periodos de inactividad: ineficiencia
Se puede dar bloqueo
Bajo retardo en el envío de
datos (propagación)
Requiere igual velocidad en terminales
y circuitos (no hay buffer)
No hay congestión en envío de
datos
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?RCM: almacenamiento y reenvío
?Ct = 48 Kbps (1 circuito)
t
Texto texto
Texto texto
texto texto
texto texto
T1
C
t
A
D
B
T2
t
Texto texto
Texto texto
texto texto
texto texto
t
Ventajas:
Desventajas:
Asignación dinámica del circuito (no
hay reserva)
Posible congestión
Retardos variables (tamaño no
acotado, problema de serialidad)
No hay bloqueo (almacenamiento
masivo)
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?RCP: A y R
?Ct= 48 Kbps
?Unidades de datos de tamaño máximo
Texto texto
Texto texto
texto texto
texto texto
P3
P2
T1
C
A
P3
P2
P1
Ventajas:
P1
P3
P2
B
P3
P2
D
P1
T2
P1
P3
P2
P1
Texto texto
Texto texto
texto texto
texto texto
P3
P2
Igual que RCM
Desventajas:
Mejora el retardo
Dirección en cada paquete
Empieza a reenviar antes
Reordenamiento/pérdidas
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?RCC:
? Tst : tiempo de selección de
troncal
? Tal : tiempo de aceptación de
llamada
? Tp : tiempo de propagación
? Ttx : tiempo de transmisión
de trama a 2400 bps
Ttx
T st
t
A
B
C
D
Tal
Tp
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?RCM:
? A: campo de dirección
? D: campo de datos
? Ttx a 48 Kbps
? Tc: tiempo de espera en cola
Tc
A
B
Ttx
it
t
A+D
C
D
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Ttx
?RCP:
t
A
? A: dirección
? N: nº paquete
B
? D: datos
C
? Ttx a 48 kbps
? Tc : tiempo de espera en cola D
it
Tc
A+N+D
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RCP
RCM
RCC
Tara (overhead)
Establ. circuito
Direcc. mensaje
Direcc., nº secuencia
Velocidad
Ci= Cn/NC
Ci = Ct
Ci=Ct
Nº tx independientes
1
N+1 (N-1)
N+1 (N-1)
Tx en paralelo a Rx
----
No
sí
Espera en cola
No
En cada nodo
En cada nodo/paq.
Congestión
En establecimiento
En cada nodo
En cada nodo
Tarificación
Por tiempo
Por tamaño mensaje
Por tamaño paquete
it
?N: nº de nodos, NC: nº de circuitos, Ci: velocidad del circuito i,
CT: velocidad del enlace troncal
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?Análisis comparativo del retardo en función de la longitud
del mensaje para unas condiciones de contorno concretas
(Miyahara, IEEE TOC, Mar. 1978)
RCM
Retardo tránsito (sg)
?RCC mensajes largos
?RCP medios
?RCM muy cortos
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RCP
1
0,1
RCC
0,01
100
2·10-3
4·10 -3
6·10-3
8·10-3
10 -4
Longitud (bits)
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2.2 Por escala:
Distancia entre los elementos de procesamiento:
? Distintas técnicas para cada escala
0.1 mcircuito impreso
1m
sistema
10 m habitación
máquina de flujo de datos
multiprocesador
LAN
100 m
edificio
1 Km campus
10 Km
ciudad
100 Km
pais
1000 Km
continente
10000 Km planeta
MAN
WAN
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internet
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2.2.1 LANs
? Son propiedad privada de una entidad dentro de un edificio o
campus.
? Se usan para conectar ordenadores entre sí y con recursos.
? Tienen un tamaño limitado, por lo que se puede conocer el
peor caso de tiempo de transmisión.
? La tecnología de transmisión puede ir desde un simple cable
al que están conectados todos los ordenadores, a un hub
inteligente para redes virtuales, con velocidades de 10 a 100’s
Mbps.
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Varias topologías posibles:
?Forma de interconectar las estaciones de trabajo
mediante un recurso de comunicación, determina las
prestaciones que de la red pueden obtenerse:
? Redes de difusión:
?bus
?anillo
? Redes punto a punto:
?malla
?estrella
?árbol
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? Bus:
? Necesita mecanismo de arbitraje para resolver conflictos
? IEEE 802.3 (Ethernet),10 ó 100 Mbps
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? Anillo:
? Cada bit se propaga por el anillo,
de máquina en máquina
? IEEE 802.5, 4 ó 16 Mbps
? (topología en anillo tb p.a.p.)
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? LANs de difusión, atendiendo a como se asigna el
canal:
? Estáticas (asignación fija): slots de t o f
? Dinámicas (asignación por demanda):
?Centralizadas: unidad de arbitraje recibe peticiones y toma decisiones.
?Descentralizadas:cada máquina decide cuando tx.
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2.2.2 MANs
? Versión grande de LAN’s.
? Cubre una corporación o una ciudad (puede ser pública o
privada).
? Soporta voz, datos e incluso TV.
? Tiene uno o dos cables sin elementos de conmutación.
? DQDB (Distributed Queue Dual Bus) o IEEE 802.6:
? dos buses paralelos unidireccionales
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? Cada cabeza de línea inicia la actividad de transmisión.
? Tráfico destinado a ordenador a la derecha: bus superior.
? Medio de difusión simplifica diseño.
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2.2.3 WANs
?Pública (prácticamente)
?Ocupa un área geográfica grande
?Fundamentalmente pública
?Compuesto de:
? Un conjunto de máquinas ejecutando aplicaciones de usuario: hosts
? Subred de comunicación:
?Líneas de transmisión: (circuitos, canales o troncales) mueven bits entre
máquinas.
?Elementos de conmutación: ordenadores especializados que conectan dos o
más líneas de tx. Nodos de conmutación de paquetes, sistemas intermedios,
routers.
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? Subred: término confuso (igual en direccionamiento)
? En general WAN:
? p.a p. almacenamiento y envío de paquetes (menos las de satélites). Si
paquetes iguales y pequeños: celdas.
? Difusión (satélite o radio): cada router con una antena.
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Topologías WAN p. a p. (en general irregulares)
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2.3 Redes móviles (wireless)
?Se trata de una tecnología
? Interesante para conexión desde portátil al puesto de trabajo:
enviar y recibir correo, fax, acceso a ficheros, login, etc. en
cualquier lugar.
? Útil para viajantes, servicio técnico, transportes públicos, en
desastres naturales,en aplicaciones militares.
? Redes sin cable y portátiles no son idénticos (portátiles
cableados, estáticos sin cables).
? LANs sin cable fáciles de montar, menor capacidad 1-2Mbps,
mayor probabilidad de error.
? WANs (GSM, UMTS, VSAT, TETRA...)
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? Varias posibilidades
? antenas emitiendo en campus
? teléfono analógico portátil + modem
? teléfono digital portátil (Global System for Mobile Comunications,
US Digital Cellular o IS-95)
? Se pueden interconectar redes con y sin cable
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2.4 Internetworking
? Una colección de redes interconectadas se llama internet o
internetwork (!= Internet)
? Redes diferentes exigen gateways (pasarelas) para
traducción de hw y sw
? Confusión :
? subred: routers y líneas de comunicación (compañía operadora de
comunicación)
? red: subnet + host (caso de LANs no hay subred)
? internet: conexión de varias redes (LAN-LAN, LAN-WAN, etc.)
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Bibliografía
? A.S. Tanenbaum. Computer networks. 3rd Edition. Ed. Prentice-Hall
? Apuntes de Fundamentos de Telemática, ETSIT-UPM.
? Apuntes de Redes de Computadores, B. Alarcos, UAH
? Apuntes de Conmutación, J.A. Carral, UAH
? DQDB: http://www.cs.ucl.ac.uk/staff/S.Bhatti/D51-notes/node52.html
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