REDES DE COMPUTADORES Internet

1. REDES DE COMPUTADORESInternet

2. Resumen (Informal) del curso • Una mirada a Internet y los Protocolos de Comunicación • Aplicaciones de Comunicación • TCP/IP • Estructura de red de Internet

3. Redes sociales – MSN messenger 3

4. Redes sociales - Blogs

5. Redes Sociales - Documentos

6. Topología Internet

7. Capítulo 1: Introducción Visión general: • Qué es Internet? • Qué es un protocolo? • Periferia de la red • Núcleo de la red • Red de acceso, medios físicos • Estructura Internet/ISP • Desempeño: peŕdida, retardo • Capas de protocolos, modelos de servicio • Modelamiento de red

8. 1.1 ¿Qué es Internet? 1.2 Periferia de la red 1.3Núcleo de la red 1.4 Red de acceso y medios físicos 1.5 Estructura Internet e ISP 1.6 Retardo & pérdida en redes de conmutación de paquetes 1.7 Capas de protocolos, modelos de servicio 1.8 Historia

9. router workstation servidor móvil ISP local ISP regional Red de compañias ¿Qué es Internet? • millones de dispositivos computacionales conectados : hosts = sistemas terminales • Aplicaciones de red corriendo • Enlaces de comunicación • fibras, cobre, radio, satélite • Tasa de transmisión (bps) • routers: reenvían paquetes (trozos de datos)‏

10. router workstation servidor móvil ISP local ISP regional Red de compañias ¿Qué es Internet? • protocoloscontrol de envíos , recepción de msgs • ej., TCP, IP, HTTP, FTP, PPP • Internet: “red de redes” • Débilmente jerárquica • Internet pública versus privada • Estándares Internet • RFC: Request for comments • IETF: Internet Engineering Task Force

11. Qué es Internet: una visión de servicio • Infraestructura de comunicación posibilita aplicaciones distribuidas: • Web, email, juegos, e-commerce, compartir archivos • Servicios de comunicación proporcionados a apps: • Sin conexión, no fiable • Orientados a conexión, fiable

12. Protocolos de red: Máquinas en vez de humanos Actividad de comunicaciones de Internet gobernada por protocolos ¿Qué es protocolo? Protocolos humanos : • “¿qué hora es?” • “tengo una pregunta” • introducciones … se envían msgs específicos … se toma acciones específicas cuando los msgs se reciben, u otros eventos Los protocolos definen formatos, orden de msgs enviados y recibidos entre las entidades de la red, y acciones sobre la transmisión y recepción de msgs

13. TCP connection response ¿Me dice la hora? Get http://www.inf.udec.cl/ 2:00 <archivo> tiempo ¿Qué es un protocolo? protocolo humano protocolo de red de computadores Hola TCP connection req Hola Pregunta: ¿Otros protocolos humanos?

14. 1.1 Qué es Internet 1.2 Periferia de la red 1.3Núcleo de la red 1.4 Red de acceso y medios físicos 1.5 Estructura Internet e ISP 1.6 Retardo & pérdida en redes de conmutación de paquetes 1.7 Capas de protocolos, modelos de servicio 1.8 Historia

15. Estructura de la red: • Periféria de red: applicaciones y hosts • Núcleo de red: • routers • Red de redes • Redes de acceso, medios físicos: enlaces de comunicación

16. Periféria de red: • Sistemas terminales (hosts): • run application programs • e.g. Web, email • at “edge of network” • Modelo cliente/servidor • El host cliente solicita y recive servicio desde servidores siempre activos • ej. Web browser/servidor; email cliente/servidor • Modelo peer-to-peer: • Uso mínimo (o no) servidores dedicatos • Ej. Gnutella, KaZaA

17. Servicio TCP [RFC 793] Transferencia de datos en secuencia ordenada y fiable de bytes Control de flujo: El transmisor no debe abrumar al receptor Control de congestión: El transmisor “baja la tasa de transmisión” cuando la red está congestionada Periféria de red: servicio con conexión Meta:transferencia de datos entre sistemas terminales • handshaking: setup (preparar para) transferencia de datos más adelante en el tiempo • TCP - Transmission Control Protocol • Servicio orientado a conexión de Internet

18. App’s que usan TCP: HTTP (Web), FTP ( transferencia de archivos), Telnet ( login remoto), SMTP (email)‏ App’s que usan UDP: streaming media, teleconferencia, DNS, telefonía Internet Periféria de red: servicio sin conexión Meta:la misma que TCP • UDP - User Datagram Protocol [RFC 768]: • Sin conexión • Trasferencia de datos no fiable • no control de flujo • no control de congestión

19. 1.1 Qué es Internet 1.2 Periferia de la red 1.3 Núcleo de la red 1.4 Red de acceso y medios físicos 1.5 Estructura Internet e ISP 1.6 Retardo & pérdida en redes de conmutación de paquetes 1.7 Capas de protocolos, modelos de servicio 1.8 Historia

20. Núcleo de red • Malla de routers interconectados • La pregunta fundamental: ¿cómo se transfieren datos a través de la red?

21. Núcleo de red: conmutación de circuitos Recursos reservados extremo-a-extremo para la “llamada” • Ancho del enlace, capacidad del conmutador • Recursos dedicados : no compartir • Desempeño como circuito (garantizado)‏ • Llamada de montaje (setup) requerida

22. D E Conmutación de paquetes: Multiplexación estadística 10 Mb/s Ethernet C A La Secuencia de los paquetes A & B no tiene un patrón fijo Multiplexación estadística. Multiplexación estadística 1.5 Mb/s B Cola de paquetes esperando por el enlace de salida

23. Ejemplo: L = 7.5 Mbits R = 1.5 Mbps retardo = 15 sec Conmutación de paquetes: store-and-forward L • toma L/R segundos transmitir (echar afuera) paquetes de L bits en enlaces de R bps • El paquete entero debe estar en el router antes que sea transmitido en el siguiente enlace store and forward • retardo = 3L/R R R R

24. 1.1 Qué es Internet 1.2 Periferia de la red 1.3Núcleo de la red 1.4 Red de acceso y medios físicos 1.5 Estructura Internet e ISP 1.6 Retardo & pérdida en redes de conmutación de paquetes 1.7 Capas de protocolos, modelos de servicio 1.8 Historia

25. Acceso a redes y medios físicos P: ¿Cómo conectar sistemas terminales a router de borde? • Redes de accesos residencial • Redes de acceso institucional ( empresas, colegios, etc.)‏ • Redes de accesos móvil Tener en mente: • ¿BW (bits por segundo) de accesos a la red? • ¿Compartido o dedicado ?

26. Acceso residencial: acceso punto a punto • Dial via modem • a 56Kbps acceso direct al router (a menudo menos)‏ • No se puede navegar y usar teléfono al mismo tiempo: no puede ser “siempre activo” • ADSL: asymmetric digital subscriber line • Hasta 1 Mbps descendente (típicamente < 256 kbps)‏ • Hasta to 8 Mbps descendente (típicamente < 1 Mbps)‏ • Chile Triplica ADSL a 300Kbps, 600 Kbps, 1.2 Mb y 2,4Mb.... • FDM: 50 kHz - 1 MHz para descendente 4 kHz - 50 kHz para ascendente 0 kHz - 4 kHz para teléfonos noremales

27. Acceso residencial: cable y modems • HFC: hybrid fiber coax • asimétrico: hasta 30Mbps descendente, 2 Mbps ascendente • red de cable y fibra al router ISP • domicilios comparten acceso al router • disponible por TV cable

28. Arquitectura de red de cable típicamente 500 a 5,000 domicilios Raíz de cable domicilio Red de distribución por cable (simplificada)‏

29. Arquitectura de red de cable Raíz de cable domicilio Red de distribución por cable (simplificada)‏

30. servidor(es)‏ Arquitectura de red de cable Raíz de cable domicilio Red de distribución por cable (simplificada)‏

31. C O N T R O L D A T A D A T A V I D E O V I D E O V I D E O V I D E O V I D E O V I D E O 5 6 7 8 9 1 2 3 4 Canales Arquitectura de red de cable FDM: Raíz de cable domicilio Red de distribución por cable (simplificada)‏

32. Acceso empresas: redes de área local • red de áraea empresa/univ local (LAN) conecta sistemas terminales a un router de borde • Ethernet: • Sistema de enlaces dedicados o compartidos que conecta sistemas terminales y router • 10 Mbs, 100Mbps, Gigabit Ethernet

33. router Estación base móviles Redes de acceso inalámbrico • Acceso inalámbrico compartido conecta sistemas terminales a router • vía estación base “access point” • LANs inalámbricas: • 802.11b (WiFi): 11 Mbps • 802.11g (WiFi): 108 Mbps • Acceso área más apmlia • Otorgado por operadores del telecomunicaciones • 3G ~ 384 kbps • WAP/GPRS en Europa

34. Redes domésticas Componentes típicos: • ADSL o cable y módem • router/cortafuego/NAT • Ethernet/USB • access point inalámbrico Laptops inalámbricos a/desde raíz de cable cable modem router/ cortafuego access point Ethernet/ USB

35. Pares trenzados twisted pair (TP)‏: Dos alambres de cobre aislado Categoría 3: cables de teléfonos tradicionales, 10 Mbps Ethernet Categoría 5: 100Mbps Ethernet Categoría 6: 1000Mbps Ethernet Medios físicos • Bits: se propagan entre parestransmisor/receptor • Enlace físico: lo que se tiende entre ltransmisor y receptor • Medio guiado: • Las señales se propagan por médios sólidos: cobre, fibra, coax • Medios no guiados: • Las señales se propagan libremente, ej., radio

36. Medios físicos: coax, fibra Cable de fibra óptica : • Fibra de vidrio que transporte pulsos de luz, cada pulso un bit • Operación de alta velocidad: • Transmisión de alta velocidad punto-a-punto (Ej., 5 Gps)‏ • Baja tasa de errores: repetidores alejados; inmune al ruido electromagnético Cable coaxial: • Dos conductores de cobre concéntricos • bidireccional • Banda base: • un canal en el cable • Herencia Ethernet • Banda ancha: • Múltiples canales en el cable

37. Medios físicos: radio Tipos de enlace deRadio: • Microondas terrestres • Ej.. canales de hasta 45 Mbps • LAN (Ej., Wifi)‏ • 2Mbps, 11Mbps, ..... • Área amplia (Ej., celular)‏ • Ej. 3G: cientos de kbps • Satélite • Canales hasta 50Mbps (o múltiples canales más pequeños)‏ • Retardos extremo-a-extremo de 270 ms • Geosincrónicos versus baja altitud • Señal transportada en el espectro electromagnético • No hay “cable” físico • bidireccional • Efectos de propagación del ambiente: • reflexión • obstrucción por objetos • interferencia

38. 1.1 Qué es Internet 1.2 Periferia de la red 1.3Núcleo de la red 1.4 Red de acceso y medios físicos 1.5 Estructura Internet e ISP 1.6 Retardo & pérdida en redes de conmutación de paquetes 1.7 Capas de protocolos, modelos de servicio 1.8 Historia

39. Los proveedores Tier-1 tambien se interconectan en redes de access points (NAPs)‏ NAP Estructura Internet : red de redes • Casi jeráquica • Al centro: ISPs “tier-1” (Ej., UUNet, BBN/Genuity, Sprint, AT&T), covertura nacional/iternacional • Trata con las otras de igual a igual ISP Tier 1 Los proveedores Tier-1 se interconectan (pares) privadamente ISP Tier 1 ISP Tier 1

40. ISP local ISP local ISP Tier 3 ISP local ISP local ISPs locales y tier- 3 son abonados de ISP tier más altos que los conecta al resto de Internet ISP Tier-2 ISP Tier-2 NAP ISP Tier-2 ISP local ISP Tier-2 Tier-2 ISP ISP local ISP local ISP local Estructura Internet : red de redes • ISPs“Tier-3” e ISPs locales • Último salto (“acceso”) de red (más cercano a sistema terminal)‏ ISP Tier 1 ISP Tier 1 ISP Tier 1

41. ISP local ISP local ISP Tier 3 ISP local ISP local ISP Tier-2 ISP Tier-2 NAP ISP Tier-2 ISP local ISP Tier-2 ISP Tier-2 ISP local ISP local ISP local Estructura Internet : red de redes • Un paquete a través de muchas redes! ISP Tier 1 ISP Tier 1 ISP Tier 1

42. 1.1 Qué es Internet 1.2 Periferia de la red 1.3 Núcleo de la red 1.4 Red de acceso y medios físicos 1.5 Estructura Internet e ISP 1.6 Retardo & pérdida en redes de conmutación de paquetes 1.7 Capas de protocolos, modelos de servicio 1.8 Historia

43. Paquetes siendo transmitidos (retardo)‏ Cola de paquetes (retardo)‏ Buffers disponibles: paquetes de llegada descartados (pérdida) si no hay buffers disponibles Cómo ocurren las perdidas y retardos? Cola (queue) de paquetes en buffer de router • La tasa de llegada de3 paquetes en enlace de llegada exceden la capacidad de l enlace de salida • Cola de paquetes, esperar por el turno A B

44. transmisión A propagación B Procesamiento nodal cola Cuatro fuentes de retardo de paquetes • 1. procesamiento nodal: • Chequear errores de bit • Determinar enlace de salida • 2. colas • Tiempo de espera en el enlace de salida • Depende de la congestión a nivel de router

45. Para “empujar” la caravana entera en la autopista = 12*10 = 120 seg Tiempo que toma a último auto propagarse desde la 1a a la 2a cabina: 100km/(100km/hr)= 1 hr R: 62 minutos Cabina Cabina cabina cabina Analogía caravana 100 km 100 km 100 km 100 km • Autos se “propagan” a 100 km/hr • Un auto tarda 12 seg en salir de cabina (tiempo de transmisión)‏ • auto~bit; caravana ~ paquete • P: ¿cuanto le toma a la caravana estar alineana delante de 2a. cabina? Caravana 10 autos Caravana 10 autos

46. 4. retardo de propagación: d = largo del enlace físico s = velocidad de propagación en el medio (~2x108 m/seg)‏ Retardo de propagación = d/s transmisión A propagación B Procesamiento nodal cola Retardo e redes de conmutación de paquetes 3. retado de Transmisión: • R=capacidad del enlace (bps)‏ • L=largo paquete (bits)‏ • Tiempo para transmitir los bits en el enlace = L/R Nota: s y R son cantidades muydiferentes !

47. Pérdida de paquete • cola ( buffer) de enlace de entrada tiene capacidad finita • Cuando un paquete llega a una cola llena, es descartado (pérdida)‏ • Los paquetes perdidos pueden ser retransmitidos por el nodo anterior, el sistema fuente, o no retransmitido

48. 1.1 Qué es Internet 1.2 Periferia de la red 1.3 Núcleo de la red 1.4 Red de acceso y medios físicos 1.5 Estructura Internet e ISP 1.6 Retardo & pérdida en redes de conmutación de paquetes 1.7 Capas de protocolos, modelos de servicio 1.8 Historia

49. ruteo avión ruteo avión Funcionalidad de las capas Capas: cada capa implementa un servicio • Por medio de sus propias acciones inter capa • “subcontrata” los servicios proporcionados por las capas inferiores ticket ticket (obtención)‏ equipaje (chequeo)‏ puerta (embarque)‏ viajar (despegue)‏ ruteo avión ticket (quejas)‏ equipaje (reclamo)‏ puerta (desem)‏ viajar (aterrizaje)‏ ruteo avión equipaje puerta despegue/aterrizaje Ruteo aeroplano Aeropuerto de embarque Centros de control de tráfico intermedios Aeropuerto destino

50. ¿Porqué capas? Sistemas complejos: • Estructuras explícitas permiten identificación, relaciones de las partes de sistemas complejos • Modelo referencia de capas para discusión • modularización facilita mantención, actualización de sistemas • Cambio en la implementación del servicio de la capa es transparente al resto del sistema • Ej., cambios en los procedimientos de “puertas” no afectan al resto del sistema • ¿Son perjudiciales las capas?