Redes y Servicios y
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1 Redes y Servicios Módulo I. Fundamentos y modelos de red Tema 1. Modelos de red Tema 1. Modelos de red Índice Índice • • • • Nociones elementales y terminología Principales redes existentes Diseño en capas de una red Proceso de encapsulado y servicios 2 Tema 1. Modelos de red Nociones elementales y terminología Nociones elementales y terminología • Telecomunicación es toda emisión, transmisión y recepción de signos, señales, escritos, imágenes, sonidos o información de cualquier naturaleza por hilo, radioelectricidad, medios ópticos u otros sistemas electromagnéticos (UIT-T. B.13) 3 Tema 1. Modelos de red Nociones elementales y terminología 4 Sistema de Telecomunicación • Es el conjunto de elementos que hacen posible la transferencia de información entre dos puntos distantes determinados. • Está formado por: ▫ Sistema de Transmisión transporte x Medios de transmisión y métodos necesarios para adaptar la señal eléctrica al medio de comunicación. ▫ Sistema de Conmutación encaminamiento x Reducción del número de enlaces y el mejor aprovechamiento de los recursos existentes. Tema 1. Modelos de red Nociones elementales y terminología 5 Modelo de sistema de telecomunicación Tema 1. Modelos de red Nociones elementales y terminología Red de telecomunicación • ¿Cómo surgen? • Conjunto de de… ▫ ▫ ▫ ▫ Medios (tx y cx) Equipos Técnicas (procesado, multiplexación, modulación, …) Protocolos • … para intercambio de información entre usuarios 6 Tema 1. Modelos de red Nociones elementales y terminología Red de telecomunicación – Atributos • Conectividad ▫ Permanente, temporal, punto a punto, todos con todos, red escalonada, … escalonada • Topología ▫ Bus, árbol, estrella, anillo, mallada, mixta, … • Jerarquización J i ió ▫ Entidades funcionales de diferente categoría y dependientes de una superior • Calidad ▫ Disponibilidad de la red, inteligibilidad, … • Naturaleza de las redes en función de las señales soportadas p (analógicas vs. digitales) • Especificidad ▫ Uso específico que se hace de la red 7 Tema 1. Modelos de red Nociones elementales y terminología Red de telecomunicación – Estructura • Red de acceso • Red de tránsito • Red de usuario 8 Tema 1. Modelos de red Principales redes existentes Red de acceso • • • • Par de cobre Fibra óptica HFC Radio fijo terrestre 9 Tema 1. Modelos de red Principales redes existentes Red de acceso – Par de cobre • Medio de acceso: par de cobre ▫ Grado de penetración superior al 95% • Tecnologías de acceso: ▫ Acceso telefónico convencional (voz y datos) ▫ RDSI (ISDN) ▫ x-DSL 10 Tema 1. Modelos de red Principales redes existentes Red de acceso – Fibra óptica • Medio de acceso: fibra óptica ▫ Gran capacidad, obra civil • Tipos de acceso: ▫ ▫ ▫ ▫ FTTN FTTC FTTB FTTH 11 Tema 1. Modelos de red Principales redes existentes Red de acceso – HFC • Medio de acceso: fibra óptica y cable coaxial ▫ CaTV ▫ Mediante módems de cable: voz y datos 12 Tema 1. Modelos de red Principales redes existentes Red de acceso – Radio fijo terrestre • Medio de acceso: radio ▫ Tecnologías: x WLL – Wireless Local Loop x Poco ancho de banda x Alternativa al par de cobre tradicional x LMDS – Local Multipoint Distribution System x Alto ancho de banda x Alternativa a la fibra óptica 13 Tema 1. Modelos de red Principales redes existentes Red de acceso – Radio móvil terrestre • Medio de acceso: radio ▫ 2.xG (GSM, GPRS, EDGE) ▫ 3G (UMTS) ▫ B3G 14 Tema 1. Modelos de red Principales redes existentes Red troncal • Red troncal, red de tránsito, red de conmutación y transporte, núcleo de la red, core network • Red de conmutación ▫ Estructura de la red de conmutación ▫ Técnicas de conmutación ▫ Señalización • Red de transporte 15 Tema 1. Modelos de red Principales redes existentes 16 Red de conmutación • Técnicas de conmutación ▫ Circuitos x x x x Conexión física entre usuarios mantenida durante comunic Transmisión de señal en tiempo p real ((cierto retardo)) ☺ Ineficiente (mantiene conexión en periodos de silencio) Ejemplo: telefonía vocal clásica ▫ Paquetes x Información se trocea en paquetes x Se transmite paquete cuando hay información, canal libre resto del tiempo ☺ x Puede causar retardos que no sean aceptables Tema 1. Modelos de red Principales redes existentes Red de conmutación • Señalización ▫ En redes de conmutación de circuitos (RTB) x Señalización procedente del abonado x Señalización entre centrales x Señalización en banda x Señalización fuera de banda o por canal común x SS7 (Signaling System number 7) 17 Tema 1. Modelos de red Principales redes existentes 18 Red de conmutación • Señalización ▫ En redes basadas en conmutación de paquetes x SIP (Session Initiation Protocol) x x x x VoIP Crear,, Mantener, Modificar, Sesiones … entre 2 o varios participantes Tema 1. Modelos de red Principales redes existentes Red de transporte • Medios de transmisión de alta capacidad • Tecnologías de transporte que permitan la transmisión de un gran número de comunicaciones ▫ Multiplexación x Tiempo x Longitud de onda 19 Tema 1. Modelos de red Principales redes existentes 20 Red de usuario – redes de cliente • • • • Conjunto de equipos terminales de datos autónomos Interconexión mediante uno o varios canales de transmisión Intercambio de información o compartición de recursos Clasificación ▫ Extensión o cobertura geográfica x x x x LAN MAN WAN … ▫ Tecnología de transmisión x Punto a punto p x Difusión (multipunto) x … Tema 1. Modelos de red Principales redes existentes Red de usuario – redes de cliente (2) • Tradicionalmente redes específicas de cx de paquetes • Actualmente tecnología IP • Servicios ofertados: ofertados ▫ ▫ ▫ ▫ Simple interconexión de centros R d privada Red i d Red privada virtual entre centros A Agrupación ió d de servicios i i d de voz y d datos d de una empresa • Diferentes medios de acceso Pasarela • Diferentes medios físicos en las redes internas 21 Tema 1. Modelos de red Diseño en capas de una red Diseño de redes • Objetivo ▫ Comunicación eficaz y transparente entre nodos y/o terminales • Para simplificar: diseño modular en capas o niveles ▫ Agrupar funcionalidades x Ejemplo: x A nivel físico: modulaciones x A nivel de red: encaminamiento x… ▫ Modelo de referencia x Procede de estandarización 22 Tema 1. Modelos de red Diseño en capas de una red Diseño de redes (2) x Estandarización x Ventajas ▫ ▫ ▫ ▫ Conexión Compatibilidad Mercado Mejor servicio, … x Tipos p ▫ De jure ▫ De facto x Organismos O i ▫ IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) ▫ ITU ((International Telecommunications Union)) ▫ ISO (International Organization for Standardization) 23 Tema 1. Modelos de red Diseño en capas de una red 24 Diseño de redes (3) • Modelo OSI (Open System Interconnection) Sistema A Sistema intermedio Sistema B 7. Aplicación 7. Aplicación 6 Presentación 6. P t ió 6 Presentación 6. P t ió 5. Sesión 5. Sesión p 4. Transporte p 4. Transporte 3. Red 3. Red 3. Red 2. Enlace 2. Enlace 2. Enlace 1. Físico 1. Físico 1. Físico Hosts Equipos finales Equipos intermedios Tema 1. Modelos de red Diseño en capas de una red Modelo OSI 25 Equipos intermedios 1. Nivel físico ▫ Objetivo… x Transmisión de información por el medio físico ▫ Mediante… x Técnicas de codificación de línea, modulación, multiplexación ▫ Interfaces… x RS-232, USB, RJ-45,… Tema 1. Modelos de red Diseño en capas de una red Modelo OSI 26 Equipos intermedios 2. Nivel de enlace ▫ Objetivo… x Funciones de control de flujo y errores ▫ Su consideración práctica depende del tipo de servicio (orientado a conexión o no, con confirmación o sin ella) ▫ Control de errores x Info recibida = info transmitida x Delimitación de tramas x Marcar ppio y fin de tramas para favorecer sincronización ▫ Control de flujo x Evitar saturar la memoria de almacenamiento del receptor Tema 1. Modelos de red Diseño en capas de una red Modelo OSI 27 Equipos intermedios 3. Nivel de red ▫ Objetivo… x Funciones de encaminamiento y control de congestión ▫ Encaminamiento x Elección del camino óptimo entre emisor y receptor ▫ Control de congestión g x Evitar saturar la subred con tráfico elevado Tema 1. Modelos de red Diseño en capas de una red Modelo OSI 28 Extremo a extremo 4. Nivel de transporte ▫ Objetivo… x Funciones de control de flujo y errores extremo a extremo ▫ Ve la subred como un único ente p de aplicaciones p sobre una misma ▫ Multiplexación conexión de red Tema 1. Modelos de red Diseño en capas de una red Modelo OSI 29 Extremo a extremo 5. Nivel de sesión ▫ Objetivo… x Gestión de las conexiones entre las entidades p participantes p ▫ Establecimiento, gestión y finalización de conexiones p duplex, p , semiduplex, p , simplex p ▫ Operación Tema 1. Modelos de red Diseño en capas de una red Modelo OSI 30 Extremo a extremo 6. Nivel de presentación ▫ Objetivo… x Representación de los datos que provienen de la capa superior p ▫ Independencia en la representación de datos interna x x x x Mapeo entre diferentes sintaxis y semáticas Compresión Cifrado Abstract Syntax Notation One (ASN.1) Tema 1. Modelos de red Diseño en capas de una red Modelo OSI 31 Extremo a extremo 7. Nivel de aplicación ▫ Objetivo… x Interacción con la aplicación software que implementa un elemento de comunicación ▫ Proporciona los servicios finales que se ofrecen directamente al usuario x x x x Identificación de los extremos de la comunicación Determinar la disponibilidad de recursos suficientes Sincronización de la comunicación … ▫ SMTP, HTTP, FTP,… Tema 1. Modelos de red Diseño en capas de una red 32 Transmission Control Protocol Internet Protocol Modelo TCP/IP • Conjunto de protocolos de comunicación usados para redes como internet o similares (LAN,…) TCP/IP 4. Aplicación DHCP, DNS, FTP, SMTP, SSH, SSL, … 3. Transporte TCP (orientado a conexión, fiable), UDP (no orientado a conexión, no fiable), … 2. Internet IPv4, IPv6, ICMP, IPsec, … 1. Enlace PPP, Media Access Control (DSL, Ethernet, …) TCP/IP Intermedio TCP/IP 4. Aplicación 4. Aplicación 3. Transporte 3. Transporte 2 Internet 2. 2 Internet 2. 2 Internet 2. 1. Enlace 1. Enlace 1. Enlace Tema 1. Modelos de red Proceso de encapsulado y servicios Proceso de encapsulado y servicios • Proceso de encapsulado • Definiciones • Servicios 33 Tema 1. Modelos de red Proceso de encapsulado y servicios 34 Aplicación Presentación Sesión Transporte Red Enlace Fí i Físico Co omunicació ón real (vertical) Proceso de encapsulado Comunicación virtual (horizontal) Tema 1. Modelos de red Proceso de encapsulado y servicios 35 Definiciones • SDU (Service Data Unit) • PDU (Protocol Data Unit) Hn+1 Hn Hn-1 Hn SDUn PDUn SDUn+1 SDUn-1 SDUn-1 • Capa p n es usuaria de los servicios proporcionados por su capa inmediatamente inferior • Capa n-1 es proveedora de servicios a su capa superior Tema 1. Modelos de red Proceso de encapsulado y servicios Definiciones • Entidades de nivel n ▫ Elementos activos pertenecientes a la capa n • Entidades pares o paritarias ▫ Entidades del mismo nivel en emisor y receptor • Protocolo ▫ Conjunto de reglas a aplicar en una comunicación entre entidades paritarias con el objeto de llevar a cabo cierta función o para prestar un servicio • Arquitectura de red ▫ Conjunto de capas y sus protocolos asociados 36 Tema 1. Modelos de red Proceso de encapsulado y servicios 37 Servicios • Orientado a conexión Ej. RTB ▫ Establecimiento ▫ Comunicación ▫ Liberación • No orientado a conexión • Confirmado Ej. UDP ▫ El emisor tiene constancia de que llega al receptor • No confirmado
