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RSTC - Redes y Servicios de TelecomunicaciónGrado en Ingeniería de Tecnologías y Servicios de Telecomunicación

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Tema 1: Repaso de Fundamentos

Peterson - Davie: 1.3, 1.5

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RSTC 2015/2016 - T1 Repaso de fundamentos

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Contenido

• Topología de la red:• Enlace, Redes e Interconexión de redes (Internet)

• Arquitectura de la red:• Topología + Torres de protocolos

• Modelos arquitecturales: OSI y TCP/IP.

• La arquitectura de Internet

• Prestaciones:• Fiabilidad

• “Bandwidth”, “Delay” y “Delay x Bandwidth”

• Latencia percibida.

• “Jitter”

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Topología de la red: Enlaces

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Topología = Elementos físicos (equipos + medios) y su interconexión

Enlaces directos

Un medio físico interconecta dos equipos en sus extremos

Enlaces compartidos

Un medio físico interconecta diferentes equipos que están conectados al mismo.


Topología de la red: Redes y su interconexión

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Redes = Es necesario utilizar diferentes medios físicos y equipos para interconectar los usuarios conectados.

Internet introducela red de redes

La topología se representa en diferentes niveles deabstracción:

Equipos + Medios + Redes


Topología de la red: Regular e Irregular

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Las topologías se identifican configuras regulares

Estrella, anillo, bus, árbol,Interconexión total

-- Ejemplos de uso --

o vienen determinadas por aspectos geográficos y/o de tráfico y son, por tanto, irregulares.


Arquitectura de la red

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Arquitectura de red = Topologías + Funciones especificas de cada (tipo de) equipo

Funciones de los equipos = Organizadas y descritas en

términos de protocolos y torres de protocolos

Protocolo = Función en una red que requiere de dos o más equipos y la posibilidad de que se intercambien datos.

Torre de protocolos = Agregado de

funciones (protocolos) organizadas jerárquicamente, cada una se abstrae para ofrecer un servicio a la de nivel superior apoyándose en el que obtiene del nivel inferior.


Arquitectura de la red: Ejemplo de Torre de Protocolos

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Cada nivel con una o varias funciones.

(función ~ protocolo)


Arquitectura de la red: OSI y TCP/IP

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Modelos de "Torre de protocolos" = Un marco para poder “estandarizar”.

Dos modelos: ISO–OSI y TCP/IP

Modelo ISO-OSI

Aplicación del modelo TCP/IP

(Grafo de protocolos)


Arquitectura de red de Internet

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Diferentes (tipos de) equipos, y de medios, cada uno con sus correspondientes torres de protocolos

Usuarios domésticos, granjas de servidores, DSLAMs, IXPs, CMTSs, “bridges”, “routers” …….


Arquitectura de la red: Encapsulado, PDUs y SDUs

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Comunicaciones físicas y comunicaciones virtuales.

SDU

PDU

PDU: Protocol Data Unit

SDU: Service Data Unit

Encapsula

do: C

ada n

ivel

añ

ad

e C

ab

ecera

s p

rop

ias


Prestaciones: Fiabilidad

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En las redes se producen múltiples errores:

• De bit (“1” pasa a “0” o viceversa)

• De ráfaga (secuencias de bits con muchos errores)

• De paquete (se pierden por congestión)

• De “enlace” o “nodo”

• Desórdenes de paquetes

• Duplicaciones de paquetes

Las redes pueden resolverlos (fiables) y/o no resolverlos (no fiables).

Las aplicaciones pueden decidir qué servicio usar.


Prestaciones: “Bandwidth” (Ancho de Banda)

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Dos acepciones:

• Ancho de una banda de frecuencias

• Número de bits por segundo que se pueden transmitir

por un determinado enlace de comunicaciones

1 Mbps = 1 x 106 bits/seg. ~ 1 x 220 bits/seg.

1 x 10-6 segundos para transmitir un bit (ancho del bit)1 μs

Para 2 Mbps: El ancho del bit es 0.5 x 10-6 segundos.

0,5 μs


Prestaciones: “Delay” (Retardos)

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Latency (“Delay”) = Propagación + transmisión + colas.

• Propagación = distancia / velocidad de la luz en el medio.

• Transmisión = tamaño del mensaje en bits / “bandwidth”

RoundTripTime (También un “Delay”)

• Significativo para algunos protocolos

• RTT = Suma de tiempo ida y vuelta

de un mensaje muy corto

Latencia percibida (por un usuario QoE)

Depende de los parámetros anteriores y de la

información a transmitir, como se muestra en la

curva.


Prestaciones: “Delay” x “Bandwidth”

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(Recuerde: Dependiendo del caso, “delay” puede ser Latencia o RTT)

• Un enlace entre dos procesos equivale a un tubo hueco.

• “delay” = longitud del tubo

• “bandwidth” = anchura del tubo.

• Capacidad del tubo (cantidad de bits) = “delay” x “bandwidth”

• Ejp.: “delay” 50 ms y“bandwidth” de 45 Mbps ~ 280 KB

Tipo de enlace “bandwidth” Distancia Round Trip

Delay (RTT)

RTT x bandwidth

Módem (PSTN) 56 kbps 10 km 87 μs 5 bits

Wífi 54 Mbps 50 m 0.33 μs 18 bits

Satélite 45 Mbps 35000 Km 230 ms 10 Mb

Fibra (USA EtE) 10 Gbps 4000 Km 40 ms 400 Mb


Prestaciones: Importancia del “Delay” y del “Bandwidth”

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Latencia percibida:

• En aplicaciones interactivas => Es sensible al RTT (Web)

• En aplicaciones masivas => Es sensible al “bandwidth” (Descargas)

“Alta velocidad”: Datos << Capacidad del tubo (“delay” x “bandwidth”).

“Baja velocidad”: Datos >> Capacidad del tubo (“delay” x “bandwidth”).

“delay” = 100 ms

“delay” = 100 ms


Prestaciones: “Jitter” y otras definiciones

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• “Jitter”, mide la variabilidad de la latencia (segundos)

• Las aplicaciones multimedia son sensibles al “jitter”

Otras definiciones:

• Caudal (“throughput”) =

Tamaño de transferencia / Tiempo de transferencia (bps)

• Tiempo de transferencia =

[nxRTT (arranque transf.)] + (Tamaño de transf. / “bandwidth”) (seg.)


Resumen

Se ha visto:

• Qué compone el “hardware” de la red: Equipos, medios, redes.

• Cómo se organiza (topologías) en función de sus aplicaciones y/o de

su tráfico.

• Las funciones de las redes y su caracterización como protocolos

• La “Arquitectura” de la red: Topologías + Organización de los

protocolos en torres jerárquicas.

• Parámetros que cuantifican las prestaciones de las redes.

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