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ARQUITECTURA DE REDES, SISTEMAS Y SERVICIOS Área de Ingeniería Telemática
Arquitecturas
Area de Ingeniería Telemática http://www.tlm.unavarra.es
Arquitectura de Redes, Sistemas y Servicios
Grado en Ingeniería en Tecnologías de Telecomunicación, 2º
ARQUITECTURA DE REDES, SISTEMAS Y SERVICIOS Área de Ingeniería Telemática
Conmutación: circuitos y paquetes
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ica Núcleo de la red
• Interconexión de conmutadores • ¿Qué es conmutar?
– Reenviar la información
– De un nodo de conmutación a otro
– De un nodo de conmutación al end host
• ¿Cómo se transfieren los datos por la red? – Conmutación de circuitos
– Conmutación de paquetes
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ica Núcleo de la red
Conmutación de circuitos • Tres fases: Establecimiento,
Transferencia y Desconexión • RTT en el establecimiento (…) • Comunicación transparente (...) • Reserva de recursos:
– Recursos “extremo-a-extremo” – Ancho de banda, capacidad en los
conmutadores – Recursos (camino) dedicados: no
se comparten aunque no se usen – Garantías de calidad
• Ineficiente – Capacidad del canal dedicada
durante la vida del �circuito� – Si no se envían datos la capacidad
se desperdicia
Ejemplo: 2 usuarios
RTT = Round Trip Time
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ica Conmutación de circuitos
• Caso típico: red telefónica conmutada (…) • Enlaces troncales permiten cursar múltiples llamadas
simultáneamente
Bucle local
Troncal entre centrales Central primaria
Bucle local
Abonado
Abonado
Central local
Central local
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ica Núcleo de la red
Conmutación de paquetes • La información se divide en bloques (...) • Datos + información de control (…) • Cada paquete contiene información para
llegar al destino • Con o sin reserva de recursos
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ica Núcleo de la red
Conmutación de paquetes • E n l a c e s c o m p a r t i d o s p o r
p a q u e t e s d e d i f e r e n t e s comunicaciones
• Conversión de velocidad • Store-and-forward • Cada paquete usa toda la
capacidad del enlace…
Red de Conmutación de Paquetes
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ica Núcleo de la red
Conmutación de paquetes • …pero puede tener que esperar a que otros
se envíen antes
• Multiplexación estadística – Mejor aprovechamiento de recursos – Dimensionamiento más complicado
ARQUITECTURA DE REDES, SISTEMAS Y SERVICIOS Área de Ingeniería Telemática
Circuitos virtuales vs datagramas
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ica Núcleo de la red
Conmutación de paquetes • E n l a c e s c o m p a r t i d o s p o r
p a q u e t e s d e d i f e r e n t e s comunicaciones
• Conversión de velocidad • Store-and-forward • Cada paquete usa toda la
capacidad del enlace…
Red de Conmutación de Paquetes
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ica Conmutación de paquetes
Tipos • Datagramas • Circuitos Virtuales
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Conmutación de paquetes Datagramas • Cada nodo toma la decisión de encaminamiento para
cada datagrama (...) • Sin conexión
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ica Control de la conexión
• Servicio de datagramas: cada PDU es independiente
• S e r v i c i o o r i e n t a d o a c o n e x i ó n : e x i s t e u n a asociación lógica entre las entidades extremo
• Se dan varias fases – Estab lec imiento de la
conexión (…) – Transferencia de datos (…) – Cierre de la conexión (…)
Entidad de protocolo
Entidad de protocolo
Solicitud de conexión
Conexión aceptada
Datos
Datos/Confirmación
Solicitud de cierre de conexión
Cierre de la conexión aceptado
tiempo
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ica Conmutación de paquetes
Circuitos virtuales • “Orientado a conexión” • Se establece un camino extremo a extremo (…) • Los paquetes siguen el camino establecido (…)
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Servicios, Protocolos y Encapsulado
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ica Servicios e interfaces
Capa N-1
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Capa N+1
Interfaz
Interfaz
Servicio
Servicio
Capa N-1
Capa N
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ica Servicios, interfaces y protocolos
Capa N-1
Capa N
Capa N+1
Interfaz
Interfaz
Servicio
Servicio
Capa N-1
Capa N
Capa N+1
Protocolo
Protocolo
Protocolo
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ica
• PDU = Protocol Data Unit • Bloque de datos que intercambian dos entidades
Servicios, interfaces y protocolos
Capa N-1
Capa N
Capa N+1
Interfaz
Interfaz
Servicio
Servicio
Capa N-1
Capa N
Capa N+1
Protocolo
Protocolo
Protocolo (N+1)-PDU (N+1)-PDU
Entidad
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ica Encapsulado
Capa N-1
Capa N
Capa N+1
Capa N-1
Capa N
Capa N+1 (N+1)-PDU
HN Datos
N-PDU
HN Datos
(N+1)-PDU
• La PDU contiene también datos de control • Suele ser una cabecera (header) (. . .) • En ocasiones una cola (trailer) o ambas
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ica Encapsulado
Capa N-1
Capa N
Capa N+1
Capa N-1
Capa N
Capa N+1 (N+1)-PDU
HN Datos
N-PDU
HN Datos
(N+1)-PDU
• Se lleva a cabo en cada nivel con diferente manera de encapsular (. . .) • Típicos datos de control del protocolo:
– Direcciones – Códigos para la detección de errores (CRC)
HN-1 Datos
(N-1)-PDU
HN-1 Datos
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ica Encapsulado en Internet
Físico
Enlace
Red
Transporte
Aplicación
Físico
Enlace
Red
Transporte
Aplicación
Host Host
mensaje
segmento
datagrama/ paquete
trama Ht Hn Hl M
Ht Hn M
Ht M
M
Ht Hn Hl M
Ht Hn M
Ht M
M
bits
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ica Ejemplo de encapsulado
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0011100100110000001100110011001100110101001100110111100100111001011101010111010101110110011000000000000000000010011100000100010001010010010000010110001110010110010000110010001001110111000000000100001101100001011000110110100000000000000000000010100000000110010100100100001101100110011101000111001001100110001100100000011001100001011110000010011000010000000000000000001010010000011001110110010100110011000000000000000000000000000000000000001010011000
Esto es una trama Ethernet
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ica Ejemplo de encapsulado
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Cabecera Ethernet Ethertype 2048 (IP)
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ica Estructura de niveles en Internet
Físico
Enlace
Red
Transporte
Aplicación
Host
Trama Ethernet H1 M1
Datagrama IP H2 M2
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ica Multiplexación
Capa N-1
Capa N
Capa N+1
Capa N-1
Capa N
HN Datos
N-PDU HN Datos
• Podemos tener varias capas posibles encima de otra • “Normalmente” es otro protocolo diferente, con diferentes
características aunque corresponda al mismo nivel de la arquitectura • Lo habitual es que un campo de la cabecera N nos dice qué protocolo
de nivel N+1 contiene
HN-1 Datos
(N-1)-PDU
HN-1 Datos
(Capa N+1)’ Capa N+1 (Capa N+1)’ (N+1)-PDU (N+1)-PDU
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ica Multiplexación: Ejemplo
Físico
Enlace
Red
Transporte
Aplicación
Host
Trama Ethernet H1 M1
Datagrama IP H2 M2
¿Segmento TCP? H3 M3 H4 M4
¿Datagrama UDP?
¿?
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ica Ejemplo de encapsulado
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ARQUITECTURA DE REDES, SISTEMAS Y SERVICIOS Área de Ingeniería Telemática
Comunicación extremo a extremo
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