Diapositiva 1 - Redes de Computadores

Redes de Computadores
UPV - Facultad de Informática - Redes de Computadores
Tema 8: Internetworking
Introducción.
Conceptos
Necesidad de interconectar redes
Dispositivos de interconexión
Repetidores (Hubs, repeaters)
Puentes (Bridges)/Conmutadores (Switches)
Encaminadores (Routers)/Pasarelas(Gateways)
Internet: The big-one (big-WAN)
Definición
Evolución histórica
Arquitectura TCP/IP
Bibliografía: Tanenbaum 5.5
UPV - Facultad de Informática - Redes de Computadores
Introducción (I)
Tema 8: InterNetworking
1. Existe una gran variedad de redes:
SNA, DECNET, basadas en OSI,
LANs (Ethernet, TokenBus, Ring, DQDB, FDDI, FastNet, .... )
2. Seguirán existiendo por ...
Razones económicas:
IBM
--> SNA
Sistemas UNIX --> TCP/IP
LANs
--> difícilmente asumirán OSI ($)
Crecimiento de redes basadas en OSI
Razones Técnicas:
Ethernet
Token Ring
--> Bajo coste, fácil mantenimiento,..
--> Tiempo real
Evolución Tecnológica:
Redes basadas en enlaces rádio, satélite, ...
2
UPV - Facultad de Informática - Redes de Computadores
Introducción (II)
Tema 8: InterNetworking
3.- Voluntad / Necesidad de comunicarse independientemente del
tipo de red utilizado.
Escenarios:
LAN -- LAN
LAN -- WAN
WAN -- WAN
LAN -- WAN -- LAN
4.- Necesidad de que exista unas “cajas negras” o “RELÉS” que
muevan la información de una red a otra.
Repetidores
Puentes
Pasarelas (Gateways / Routers)
Convertidores de protocolos
3
UPV - Facultad de Informática - Redes de Computadores
Introducción (III)
Tema 8: InterNetworking
Independientemente del nivel al que se trabaje, la complejidad dependerá
de si existe o no mucha diferencia entre las redes a interconectar.
- diferencia de longitud entre los formatos.
- distintos algoritmos de CheckSum.
- Inexistencia de soporte en red destino para algunas características de
la red origen (p.e. Prioridad en Token Ring, no existe en Ethernet).
- Servicio con conexión vs. Servicio sin conexión.
- Problemas con los “timers” de protocolos y aplicaciones.
4
UPV - Facultad de Informática - Redes de Computadores
Repetidores
Tema 8: InterNetworking
Trabajan a nivel 1
Amplifican y discriminan señal
Transmiten en ambas
direcciones
Unen segmentos de red, no
redes
misma tecnología
No buffering
No aislamiento lógico de
segmentos
Si dos estaciones de diferentes
segmentos Tx a la vez
colisión
NO CICLOS
Re
Re
Re
Re
5
UPV - Facultad de Informática - Redes de Computadores
Repetidores Ethernet (Hubs)
Tema 8: InterNetworking
Pueden desplegarse en árbol (multitier), con un HUB en la raíz del árbol.
Cada LAN conectada se denomina
segmento
Ventajas:
Simple y bajo coste
La estructura arbórea aumenta la
robustez de la red. Si un HUB deja de
responder, el resto dispone de
comunicación limitada.
Extienden la distancia máxima entre
dos nodos (100m por Hub)
Limitaciones
Un único dominio de colisión limita la
productividad máxima de la red.
Para una tecnología LAN, existen
restricciones en cuanto al número
máximo de nodos por dominio de
colisión y a la máxima extensión
geográfica de la red.
No puede conectar diferentes tipos de
Ethernet LANs (e.g., 10BaseT and
100baseT)
6
Tema 8: InterNetworking
UPV - Facultad de Informática - Redes de Computadores
Bridges
Trabajan a Nivel-2
Almacenan y retransmiten
Verifican el CRC.
P
Sólo pasan tramas OK.
No se propagan colisiones
Direccionamiento compatible a Nivel-2
Puede unir LANs de distinta tecnología
Bridged LANs o LANs Extendidas
(tamaño acotado, diámetro máx = 7)
NO CICLOS !!
7
Tema 8: InterNetworking
UPV - Facultad de Informática - Redes de Computadores
Puentes: filtrado de tramas, reenvío
Reenvío (forwarding):
¿Cómo sabe a que segmento LAN debe reenviar una trama ?
Los puentes aprenden qué nodos pueden ser alcanzados a
través de sus puertos: Mantienen unas tablas de filtrado
Cuando una trama es recibida, el puente “aprende” cual es el
puerto que debe usar para alcanzar al emisor de la trama.
Almacena esta información en la tabla de filtrado.
Entradas de la tabla de filtrado:
(Dirección de un nodo, puerto del puente, Fecha)
Las entradas de la tabla caducan (Un TTL típico: 60 minutos)
Los puentes encaminan las tramas de acuerdo con la
información aprendida. Si NO saben por donde esta la
máquina destino, retransmiten la tramas por todos sus
puertos menos por el que recibió la trama
8
Tema 8: InterNetworking
UPV - Facultad de Informática - Redes de Computadores
Puentes como troncales de una LAN
La interconexión de puentes SIN disposición de troncal no es aconsejable
por dos razones:
- Si falla el HUB del dpto “Computer Science”, se rompe la comunicación
- Todo el tráfico entre EE y SE debe atravesar el segemnto de CS
9
UPV - Facultad de Informática - Redes de Computadores
Conmutadores (Switches)
Tema 8: InterNetworking
Funcionamiento similar a un
puente:
Cada puerto de entrada
corresponde a un dominio de
colisión independiente.
Pueden operar en modo fullduplex (Sin CSMA/CD)
En cada puerto podemos colocar
un host (dedicado) o un segmento
con varios hosts compartiendo el
dominio de colisión.
Disponen de una red de
interconexión interna que conecta
todos los puertos entre sí.
Se suelen utilizar como troncales
(backbones) de redes corporativas.
10
UPV - Facultad de Informática - Redes de Computadores
Ejemplo 100Mbps Ethernet:
Estrategia de troncal
Tema 8: InterNetworking
100-Mbps Switches
11
Tema 8: InterNetworking
UPV - Facultad de Informática - Redes de Computadores
Internet.
Definición de Internet:
Conjunto de redes heterogéneas conectadas entre sí.
Arquitectura de Internet:
Admite cualquier tecnología de red (independiente del
hardware). Red virtual.
Concepto de pasarela (router).
Por definición, es una red poco fiable (best effort).
pasarelas
hosts
LAN/WAN
R
LAN/WAN
R
LAN/WAN
redes IP
12
UPV - Facultad de Informática - Redes de Computadores
Routers: bloques funcionales
Tema 8: InterNetworking
13
Tema 8: InterNetworking
UPV - Facultad de Informática - Redes de Computadores
The Internet: Un poco de historia (I)
1962 – 1969:
A principios de los 60 se concibe por primera vez la idea de
Internet. Bajo el liderazgo de un proyecto de investigación,
Advanced Research Project Agency (ARPA), del
departamento de defensa de los EEUU. El objetivo final fue
el de compartir los recursos de super-computación entre la
comunidad científica de los EEUU.
1971:
ARPANET crece a un total de 23 nodos que conectan
Universidades y centros de investigación gubernamentales
a lo largo de EEUU.
1973:
ARPANET establece enlaces internacionales con University
College en Londres y con el asentamiento de radares de la
corona Noruega.
1983:
TCP/IP se convierte en el lenguaje universal de Internet
14
Tema 8: InterNetworking
UPV - Facultad de Informática - Redes de Computadores
The Internet: Un poco de historia (II)
1991:
Nace el World Wide Web !!
Tim Berners-Lee
Principios de los 90:
“The Bangeman Report”: Al Gore y la Comunidad Europea
unen esfuerzos e iniciativas para construir la “Autopista de
la información”
1994:
Pizza Hut anuncia la posibilidad de hacer pedido a través
de sus servidores Web ☺
1996:
Telecommunications Reform Act: El mercado de las
telecomunicaciones se libera
Cerca de 55 millones de nodos están accesibles en Internet.
Internet se expande a lo largo del globo.
15
Usuarios Internet
Tema 8: InterNetworking
UPV - Facultad de Informática - Redes de Computadores
http://www.exitoexportador.com/stats.htm
16
http://research.lumeta.com/ches/map/
UPV - Facultad de Informática - Redes de Computadores
Mapas de Internet
Tema 8: InterNetworking
17
UPV - Facultad de Informática - Redes de Computadores
2. ISO, Internet y TCP/IP.
Tema 8: InterNetworking
Aplicación
Aplicación
Presentación
Presentación
Sesión
Sesión
Transporte
Transporte
Red
Red
Red
Red
Enlace
Enlace
Enlace
Enlace
Físico
Físico
Físico
Físico
Máquina A
Router
Router
Máquina B
Red
18
Tema 8: InterNetworking
UPV - Facultad de Informática - Redes de Computadores
Descripción de protocolos TCP/IP
Telnet
WWW
TCP
Time
UDP
Protocolos de
encaminamiento
Aplicaciones
Transporte
ICMP
IP
Red
ARP
Controlador
Ethernet
Acceso a la
sub-red
19
Tema 8: InterNetworking
UPV - Facultad de Informática - Redes de Computadores
Standards en Internet
Estándares de-facto
1983
IAB
“Rough consensus and running
code”, D. Clark
Se definen en documentos
1989
llamados RFCs (Request For
Comments) disponibles en línea:
http://www.rfc-editor.org/ ~1991
IRTF
IETF
IETF
Internet
Internet
Society
Society
Para que un nuevo protocolo sea un estándar Internet ha
de pasar por varias fases después de haberse publicado
como RFC:
Proposed Standard (si se considera de interés)
Draft Standard (implementación operativa probada)
Internet Standard (aprobación por el IAB)
La mayor actividad técnica de la Internet se realiza en el
seno del IETF y de sus grupos de trabajo
20
Tema 8: InterNetworking
UPV - Facultad de Informática - Redes de Computadores
Organismos oficiales
ITU (antes CCITT) a nivel europeo:
organizado en: Study Groups
Teams
Working Parties
Expert
ISO es un miembro de ITU-T e incluye ANSI,
AENOR, UNI, DIN, ...
organizado en: TC
SC
WG
• TC-97: Computers and Information processing
fases: CD (committee draft)
DSI (draft international
standard)
IS (international standard)
Otros: IEEE, ACM, NIST, ...
21
UPV - Facultad de Informática - Redes de Computadores
Foros Industriales
Tema 8: InterNetworking
Consisten en la creación de grupos de interés
sobre una tecnología por parte de empresas y
operadores de telecomunicaciones
Nacieron como ‘represalia’ a la lentitud de ITU-T
e ISO en la aprobación de estándares
internacionales (ej. RDSI)
Suelen funcionar con fechas límite (‘deadline’)
para la adopción de sus resoluciones.
Algunos ejemplos:
El ATM forum
El Frame Relay forum
El Gigabit Ethernet forum
El ADSL forum (ADSL = Asymmetric Digital Subscriber
Loop)
22