Redes_Intro - profe.arias
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Redes de Computadoras Cósimo Stufano Justificación Las redes de computadoras han crecido exponencialmente. Hace dos décadas eran pocos los que tenían acceso a una red. Hoy, la comunicación por computadora se ha vuelto parte esencial de la vida cotidiana. Este curso cubre, en el sentido más amplio, la operación de las redes de computadoras y las interredes. Se hace un recorrido amplio y general de todos los aspectos de las redes, desde los niveles más bajos de transmisión y cableado hasta los más altos de programas de aplicación. En cada nivel se estudia como las características y los servicios ofrecidos por los niveles inferiores se utilizan y amplían en los siguientes. 1 Objetivos Proporcionar los conocimientos fundamentales sobre el funcionamiento y operación de las redes de computadoras. Presentar las aplicaciones existentes de esta tecnología que permiten satisfacer las necesidades de los usuarios. Objetivos específicos Dominar, a nivel básico, los aspectos físicos de las redes de computadoras (Hardware) Dominar los aspectos relacionados con los programas de red (Software): pila de protocolos, interfaces y servicios Estar en capacidad de desarrollar aplicaciones cliente-servidor a nivel básico 2 Contenido del curso Introducción l l l l l Usos de las redes de computadoras Equipos de red. Programas de red Modelos de referencia Ejemplos de redes La capa física l l l l Transmisión de datos Medios de transmisión Transmisión por circuitos - El sistema telefónico Transmisión por paquetes - Redes locales y de área amplia Contenido del curso La capa de enlace de datos l l l Servicios proporcionados Detección y corrección de errores Protocolos de la capa de enlace de datos l l l l Protocolos elementales Protocolos de ventana corrediza Protocolos de acceso múltiple Estándar IEEE 802 v. Otros protocolos La capa de red l l l l l Interredes Algoritmos de enrutamiento Control de congestión La capa de red en Internet La capa de red en ATM 3 Contenido del curso La capa de transporte l l l l Servicios de transporte Protocolos de trasporte Protocolos de transporte de Internet Protocolos de la capa AAL de ATM La capa de Aplicación l l l l Interacción cliente-servidor Interfaces para creación de aplicaciones cliente servidor Aplicaciones de Internet Seguridad en las redes Contenido del curso Desarrollo de aplicaciones distribuidas Programación para redes (sockets) l Invocación de procedimientos remotos (RPC) l Sistemas de Objetos distribuidos (Corba, DCOM+) l Aplicaciones WEB l Lenguaje de marcas extendido (XML) l 4 Sistema de evaluación Se asignarán trabajos para la casa cada dos o tres semanas con un valor total de 30%. Se realizarán dos evaluaciones escritas con un valor de 20% cada una. Se asignara un proyecto que incluye programación, con un valor del 30%. Bibliografía Tanenbaum, Andrew S., Redes de Computadoras, Prentice-Hall, 1996 Comer, Douglas E., Redes de Computadoras, Internet e Interredes, Prentice-Hall, 1997 Black, Uyless, Tecnolog¡as Emergentes para Redes de Computadoras, Prentice-Hall, 1999 Comer, Douglas E., Redes Globales de Información con Internet y TCP/IP, Prentice-Hall, 1996 Stevens, Richard W., Unix Network Programming, vol 1 & 2, Prentice-Hall, 1998 Hunt, Craig, TCP/IP Network Administration, O'Reilly & Associates, 2002 5 Recursos de red Pagina Web http://www.ica.luz.ve/cstufano/CursoDeRedes/ Correo electrónico [email protected] [email protected] La Sopa de Letras 6 Arquitectura de Comunicación 1 I like rabbits Mensaje 2 Holandes: Ik hou van konijnen Protocolo: Idioma 3 Fax # ....: Holandes: Ik hou ..... Protocolo: V.29, V.32 Jaime les lapins Holandes: Ik hou van konijnen Fax # ....: Holandes: Ik hou ..... 3 2 1 Arquitectura de Comunicación Usuarios Computadores Elementos de Red 7 El Modelo ISO-OSI Usuarios Usuarios Capa de aplicació aplicación Capa de presentació presentación Computadores Capa de sesió sesión Capa de transporte Capa de red Elementos de Red Capa de enlace de datos Capa fí física Una Breve Historia 8 Línea del Tiempo 1876 2000 1950 1900 Alexander Graham Bell inventa el teléfono Línea del Tiempo 1961 2000 1950 1900 L. Kleindrock describe la conmutación de paquetes 9 Línea del Tiempo 1965 2000 1900 1950 Primera WAN por L. Robert y T. Merril Línea del Tiempo Arpanet: 4 computadores, 56 kbits 2000 1990 1980 1970 1960 1969 10 Línea del Tiempo 1973 2000 1990 1980 1970 1960 R. Metcalfe y D. Boggs construyen la primera red Ethernet a 3 Mbps Línea del Tiempo 1974 2000 1990 1980 1970 1960 Vint Cerf publica descripción del protocolo TCP/IP 11 TCP/IP Capa de Aplicació Aplicación Telnet, Telnet, FTP, HTTP Capa de Transporte TCP, UDP Capa de Red IP Capas inferiores Línea del Tiempo 1977 2000 1990 1980 1970 1960 Hayes produce primer modem de 300 bps, $280 12 Línea del Tiempo 1981 2000 1990 1980 1970 1960 Primera tarjeta Ethernet 10 Mbps, $950 Línea del Tiempo 1983 Enrutador 2000 1990 1980 1970 1960 Primer enrutador comercial, primeros teléfonos celulares, aprobado estándar Ethernet 13 Línea del Tiempo 1984 2000 1990 1980 1970 1960 Conectados 1.000 computadores a Internet, primeras redes Novell Línea del Tiempo 1987 2000 1990 1980 1970 1960 10.000 computadores en Internet, primer concentrador comercial 14 Línea del Tiempo 1990 WWW 2000 1990 1980 1970 1960 300.000 computadores en Internet, T. Barnes-Lee y R. Callau proponen el World Wide Web Línea del Tiempo 1993 2000 1990 1980 1970 1960 Estándar Ethernet 100 Mbps, 2 millones de computadores conectados a Internet 15 Línea del Tiempo 1997 2000 1990 1980 1960 1970 Red de cobertura norteamericana a 622 Mbps, Internet alcanza los 20 millones de computadores conectados Crecimiento de Internet 35,000,000 Enero 1998 25,000,000 20,000,000 15,000,000 10,000,000 5,000,000 Aug-97 Aug-96 Aug-95 Aug-94 Aug-93 Aug-92 Aug-91 Aug-90 Aug-89 Aug-88 Aug-87 Aug-86 Aug-85 Aug-84 Aug-83 Aug-82 0 Aug-81 Computadores 30,000,000 tiempo 16 Distribución Geográfica Representación de la Información Del Mundo Analogico al Digital 17 Tipos de Señales Ø Analógica Ø Digital Señales Digitales bits (binary digits) 1 Byte = 8 bits 1 KByte = 1.024 Bytes 1 MByte = 1.024 KBytes 1 GByte = 1.024 MBytes 1 MByte = 8.388.608 bits 18 Computadora 11001101 CPU 10011001 Escribe Bus 11001101 Lee 10011001 Memoria PERIFÉRICOS Representación Binaria ASCII 1100010 1111001 ENTEROS 01011010 01011011 1110100 1100101 Signo 19 Representación Binaria PUNTO FLOTANTE 0100 0000 Signo 0100 1001 0000 1111 1101 1011 Exponente Mantisa Representación Binaria MAPAS DE BITS 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 20 Representación Binaria Disco Duro Representación Inteligible 10100111 0101001001 1010101111 So ftw a Archivos: Archivos: .wav .wav .mid .mid .xls .xls .doc .doc re Uso de las Redes Aplicaciones 21 Redes vs Sistemas Distribuidos Redes Sistemas distribuidos Computadores autónomos El usuario debe iniciar explicitamente la comunicación Uno o varios CPUs integrados Transparente al usuario Sistemas ClienteServidor Programa Servidor Programa Cliente Información Requerimiento de información 22 Conexión Remota Usuario Servidor Correo Electrónico Mensaje Dirección [email protected] Subject Cuerpo Servidor de correo Cliente de correo INTERNET o INTRANET Servidor de correo destino cstufano mail.luz.ve 23 Correo Electrónico Servidor de correo destino INTERNET o INTRANET cstufano mail.luz.ve Servidor POP3 ó IMAP Solicitud de mensajes Envío de mensajes Cliente de correo Noticias USENET Propagación de noticia Cliente NNTP Publicación de noticia Servidor NNTP INTERNET o INTRANET Servidor NNTP Solicitud de noticias Servidor NNTP Envío de noticias Cliente NNTP 24 Servidor FTP Transferencia de Archivos Winzip32.exe Seminario.doc Gen&Tech.ppt Beatles.mid Establecimiento de sesión get Seminario.doc 007.mov Gen&Tech.ppt Envío de archivo Cliente FTP World Wide Web Servidor WEB Base de Datos Solicitud de información Navegador o Browser (Cliente) Texto Sonido Imagen Vídeo Multimedia Multimedia Archivos HTML .gif .jpg .mov. .mpg .mp3 CGI APPLETS Plug-in 25 Captura de Datos Arquitectura de Redes Hardware 26 Clasificación de Redes Tecnología de Transmisión Punto a Punto Medio Compartido Distancia Tipo de Red 1m Multi CPU 1km Area Local 10km Metropolitana 1000km Area amplia 10000km Internet Conexión Punto a Punto CPU 10010110 PERIFERICOS 10 01 01 10 CPU Memoria 10 01 01 10 10010110 Memoria 10 01 01 10 PERIFERICOS 27 Redes Punto a Punto Equipo de Red Medio Compartido Redes Locales Bus Anillo Estrella 28 Hardware de Red Computadores (Tarjeta de red, modem, etc.) Medios de comunicación : Fibra óptica Coaxial Par trenzado Microondas Equipos de red : Repetidores Transceptores Concentradores Conmutadores de red Enrutadores Servidor de terminales Redes de Area Amplia WAN 29 Intranet e Internet INTERNET WAN MODEM MODEM Arquitectura de Redes Software 30 Arquitectura de Comunicación 1 I like rabbits Mensaje 2 Holandes: Ik hou van konijnen Protocolo: Idioma 3 Fax # ....: Holandes: Ik hou ..... Protocolo: V.29, V.32 Jáime les lapins Holandes: Ik hou van konijnen Fax # ....: Holandes: Ik hou ..... 3 2 1 Servicios, Protocolos e Interfaces Capa 3 Protocolo Capa 3 Interfaz 2-3 Capa 2 Interfaz 2-3 Protocolo Capa 2 Interfaz 1-2 Capa 1 Capa 3 Capa 2 Interfaz 1-2 Protocolo Capa 1 Capa 1 31 El Modelo ISO-OSI Capa de aplicació aplicación Capa de aplicació aplicación Capa de presentació presentación Capa de presentació presentación Capa de sesió sesión Capa de sesió sesión Capa de transporte Capa de transporte Capa de red Capa de enlace de datos Capa fí física Capa de red Subred Capa de enlace de datos Capa fí física Funciones de las Capas en el Modelo ISO-OSI Capa física: especifica las características físicas del canal de transmisión (voltajes para 0 y 1 binarios, duración de un bit, etc.) Capa de enlace de datos: control de errores y retransmisión, división de datos en paquetes, regulación de flujo de datos, control de acceso al canal. Capa de red: determinar rutas de los paquetes de datos, control de congestión, interconectar redes heterogéneas. 32 Funciones de las Capas en el Modelo ISO-OSI Capa de transporte: Manejo de la conexión, tipos de servicio, multiplexación, etc. Capa de sesión: Manejo de sesiones, control de diálogo, sincronización, etc. Capa de presentación: Sintaxis y semántica de los datos, conversión de formatos, etc. Capa de aplicación: Terminal virtual, renombrado de archivos, directorios, correo electrónico, etc. Transmisión de Datos en el Modelo OSI Transmisor DATA Receptor Capa de aplicació aplicación DATA Capa de aplicació aplicación Capa de presentació presentación Capa de sesió sesión Capa de transporte Capa de red Capa de enlace de datos Capa fí física Capa de presentació presentación DATA Capa de sesió sesión DATA DATA Capa de transporte DATA DATA BITS Capa de red Capa de enlace de datos Capa fí física 33 Transmisión de Datos en el Modelo OSI DATA Transmisor DATA Capa de aplicació aplicación DATA Capa de presentació presentación Capa de sesió sesión Capa de transporte DATA DATA Receptor Capa de aplicació aplicación Capa de presentació presentación Capa de sesió sesión Capa de transporte DATA Capa de red Capa de enlace de datos DATA Capa de red Capa de enlace de datos BITS Capa fí física Capa fí física El Modelo TCP/IP Capa de aplicació aplicación FTP, Telnet, Telnet, NFS HTTP, SMTP, SNMP Capa de presentació presentación Capa de sesió sesión Capa de transporte TCP, UDP Capa de red IP Capa de enlace de datos Host a red Capa fí física 34 El Modelo ATM Capa de aplicació aplicación Capa de presentació presentación Capa de sesió sesión Capa de transporte Capa fí física AAL: ATM Adaptation Layer Capas superiores CS: Convergence Sublayer SAR: Segmentation And Reasembly Capa de red ATM Capa de enlace de datos Capa fí física TC: Transmision Convergence PMD: Physical Medium Dependent Funciones de las Capas ATM La capa física se divide en dos subcapas: PMD establece la interfase con el medio físico real. l TC determina el inicio y fin de las celdas. l La capa ATM: Define la organización de las celdas e interpreta los campos del encabezado. l Establece y libera circuitos virtuales. l Realiza el control de congestión. l 35 Funciones de las Capas ATM La capa de adaptación a ATM AAL se divide en dos subcapas. SAR se encarga de dividir los paquetes en celdas y en reensamblarlos en el otro extremo. l CS permite que ATM ofrezca distintos tipos de servicios a diferentes aplicaciones. l Estándares ITU-T, CCITT: International Telecom Union ISO: International Standards Organization ANSI: American National Standards Istitute NIST: National Institute of Standards and Technology IEEE: Institute of Electric and Electronic Engineers TIA/EIA: Telecom/Electronic Industries Association ACM: Asociation for Computer Machinery 36 Estándares Internet IAB: Internet Arquitecture Board 19831989 IRTF: Internet Research Task Force IETF: Internet Engineering Task Force Internet Society RFC: Request For Comments Un Modelo de Referencia Simplificado Capa de aplicació aplicación Capa de transporte Capa de red Capa de enlace de datos Capa fí física 37
