redes de computadores. competencias usar aplicaciones distribuidas diseñar e implementar...
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REDES DE COMPUTADORES
COMPETENCIASU
sar aplicaciones distribuidas
D
iseñar e implementar protocolos de aplicaciones distribuidas
A
dministrar redes y aplicaciones distribuidas
D
iseñar redes de computadores
I
dentificar vulnerabilidades
C
onfigurar redes de computadores
S
eleccionar componentes de redes
I
nstalar redes de computadores
D
esarrollar tecnologías y paradigmas
red
• Estructura: componentes e interconexión– Lan, hosts, ruteadores, subred
• Topología: mejores caminos– Grafos: nodos, arcos
• Arquitectura: modularidad– Capas (niveles), protocolos
VENTAJAS DE LOS SISTEMAS EN RED
•Compartición de recursos•Compartir la carga: programas distribuidos•Compartir recursos: impresoras, discos, etc.
•Mayor Confiabilidad•Duplicación de archivos•Duplicación de dispositivos
•Reducción de costos•Servidores de archivos compartidos•Servidores de impresoras•Valores main−frame/microcomputadores
•Medio de comunicación•Correo electrónico•Paneles de discusión•Chat•Etc.
Modelo de comunicación
codificador canal decodificador
ruido
Fuente Destino
Codificación de fuente: representar los símbolos de la fuente en su forma mínima. (compresión, teoría de la información, zip)
Codificación de canal: codificar los símbolos de la fuente para su transmisión a distancia.(señales más resistentes al ruido, detección de errores).
Decodificación: recuperar los símbolos originales.
TOPOLOGÍAred
grafo
nodos arcos
enlacesDCE DTE
eléctricaelectromagnética
tiene
representanrepresentan
modelada por
de tipo
difusión
Punto-a-punto
de naturaleza
DCE: equipo portador de datosDTE: equipo terminal de datos
TOPOLOGÍAS DE REDESPunto−a−punto:
Difusión:
Bus Satélite Anillo
TIPOS DE COMUNICACIÓNLa comunicación, independientemente de su tipo, se debe adaptar a la red disponible.
Tipo de comunicación Tipo de canal
Uno − a − uno
Difusión Difusión
Punto − a − punto
Punto − a − punto:Los mensajes pasan de un nodo a otro siguiendo una ruta
Difusión:•Si un nodo transmite un mensaje muchos pueden recibirlo.•Si dos o más nodos transmiten simultáneamente, los mensajes colisionan y se hacen ilegibles.
ARQUITECTURA
niveles
protocolos
protocolos
estructurados por
mensajes
es intercambio de
Algoritmos y formatos
consisten en
comunicacióngobiernan
información
entre
contienen
entidades pares
divididos en
redes
usan
nodos
repartidas en
ARQUITECTURA DE REDConjunto de capas o niveles y protocolos
Información suficiente para escribir un programa o construir hardwareque cumpla correctamente con el protocolo especificado.
EVOLUCIÓN DEL MODELO DE REDES
a) Modelo primitivo
b) Nuevas entidades pares intermedias
c) Capas o niveles d) Integración al Sistema Operativo
ARQUITECTURA DE RED, EJEMPLO
DEFINICIONES OSIPROTOCOLO:Conjunto de algoritmos y formatos que gobiernan la comunicación entre entes de un nivel N (capa N), dando el servicio establecido al nivel N+1.
SERVICIO:Capacidad dada por el nivel N y los niveles subyacentes, a través de lasentidades del nivel N, en el interfaz entre los niveles N y N + 1.
Capa n Capa n
Capa n-1
Capa n+1
Capa n-1
Capa n+1
protocolo capa n
DEFINICIONES OSI (CONT.)
EJEMPLO ANIDAMIENTO
preámbulo DD DO DATOS PAD CRC
delimitadorde inicio
10101011
rellenolargode datos
10101010
7 1 6 6 2 0-1500 2 4
Ethernet
IP V.4
DEFINICIONES OSI (CONT.)
SDUICI
SDUICI
IDU
n+1
n
interfaz
SAP
SAP: Punto de acceso al servicio.
IDU: Unidad de datos de la interfaz.
SDU: Unidad de datos del servicio.
PDU: Unidad de datos del protocolo.
ICI: Información de control de la interfaz.
SDU
encabezado capa n
EQUIVALENCIA OSI TCP/IP
aplicación
presentación
sesión
red
transporte
Enlace de datos
física
aplicación
presentación
sesión
red
transporte
Host a red12
3
4
5
6
7
OSI TCP/IP
No las hay enEste modelo
PROTOCOLOS Y REDES TCP/IP (DÓD)
INICIALMENTE
TELNET SMTPFTP DNS
UDPTCP
IP
IPIPIPIP
protocolos
redes
Aplicación
Transporte
Red
Física +Enlace de datos
INTERNETRed dorsal (backbone)
Granja de servidores
Enrutador
NAP
ISP regional
POP
Sistema telefónico
Cliente
LAN corporativaNAP: punto de acceso a redISP: proveedores de acceso a internetPOP: punto de presencia
ESTRUCTURA DE RED
La internet tiene enlaces puanto−a−punto y multipunto (difusión)
Frontera de la Subred de comunicación
ruteadores
Hosts
LAN
LAN
LANLAN
LAN
LAN
ESTRUCTURA DE RED: CAPAS
ORGANIZACIONES DE ESTANDARIZACIÓN
• ITU: Unión Iternacional de las Telecomunicaciones (ONU)• ITU−R: asignación de frecuencias de radio.• ITU−T: estandarización de telecomunicaciones (CCITT)• ITU−D: sector de desarrollo.
• ISO: Iternational Standards Organization• Miembros: organizaciones nacionales (DIN, ANSI, AFNOR, BSI. tc.)• Comités Técnicos (unos 200), OSI (TC97): computación y redes.
• IEEE: organización profesional más grande del mundo (IEEE 802)• Internet Society
• IAB: Internet Architecture Board• IRTF: Internet Research Task ForceGenera los RFC: Request For Comments
INGENIERÍA DE PROTOCOLOS
Representación formal• Autómatas• Gráfos• Diagramas de tiempo• Redes de petri
Técnicas de descripción formal
PRUEBAS DE PROTOCOLO
Validación: Comprobación de que un protocolo cumple una serie de propiedades:
• ausencia de interbloqueos.• ausencia de lazos improductivos.• capacidad de recuperación y sincronización.
V
erificación: Demostración de que un protocolo, junto con el
servicio dado por el nivel inferior, dan al nivel superior el
servicio especificado:• Exploración del árbol de estados (para autómatas).• Equivalencias algebraicas (para descripciones
observables).• Verificación lógica (para descripciones axiomáticas).
ANÁLISIS DE PRESTACIONES
Modelado estadístico de un protocolo con la finalidad de determinar su eficacia. Un protocolo no solo debe ser lógicamente correcto, también debe realizar sus funciones eficientemente.
Estimación del caudal eficaz, ocupación de recursos y tiempos de respuesta, bajo los supuestos de tráficos característicos del nivel.
Simulación, la complejidad de los protocolos actuales no permite hacer, en la mayoría de los casos, modelos analíticos.
Pruebas parciales. Una prueba nunca puede ser total por problemas de complejidad (salvo en casos triviales). Es necesario realizar automatización o semi automatización de la generación de pruebas.
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