15.565 Integración de sistemas de información: 15.578 Sistemas de

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
Receptor
Sitio Web
Línea T1
Serv. central archivos
Servidor de correo electrónico
Enlace satélite
Internet
Explorador
Sus archivos
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:
E: “¿ME OYES?”
R: “SÍ”.
• 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
Problemas: Abstracciones y sustituciones/Alternativas
Ejemplo: enviar un fax
Conceptos
Usuario
Para: Juan
Papel
Fax
Símbolos en papel
Patrón de puntos
617/253-3321
Módem
Línea telefónica
Para: Juan
617/253-3321
Señales eléctricas
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
7
PROTOCOLO DE CAPA DE PRESENTACIÓN
6
PROTOCOLO DE CAPA DE SESIÓN
5
PROTOCOLO DE CAPA DE TRANSPORTE
RED
RED
ENLACE DE DATOS
ENLACE DE DATOS
FÍSICO
FÍSICO
NODO
MODELO DE REFERENCIA ISO DE SIETE CAPAS
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
• 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)
8
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
CÓDIGO FINAL
01111110
DIRECCIÓN
8
8
CONTROL
8
INFORMACIÓN
?
SUM.COMP
16
01111110
8
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
SF
HAWAII
TOKYO
• 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
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
7
Aplicación
INTERNET
Usuario
SNA
DECNET
Usuario final
Aplicación
6
5
Presentación
Telnet, FTP, Web
Control de flujo de datos
Sesión
Control de transmisión
4
3
Transporte
Protocolo Internet
Control de transmisión
Control de ruta
Red
Acceso de red
2 Enlace de datos
1
Servicios NAU
Física
Física
Control de enlace de datos
Física
Correspondencias aproximadas entre las distintas redes.
Servicios de red
Transporte
Control de enlace de datos
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)
Capa de transporte
Proporciona transferencia de datos fiable de extremo a extremo en varias redes
(p.ej., TCP - Protocolo de control de transmisión)
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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