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Sumario Definición. Tipos de redes y su clasificación

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Sumario

  • Definición. Tipos de redes y su clasificación

  • Modelo de Capas

  • Servicios WAN: líneas dedicadas, RTC, RDSI, Frame Relay y ATM

  • Estándares























































Arquitectura o modelo de redes

  • La arquitectura es un patrón común al que han de ceñirse unos productos (hard y soft) para mantener un cierto grado de compatibilidad entre sí.

  • La necesidad de diseñar arquitecturas de redes surgió en los años 70 por razones parecidas a las que dieron lugar a las primeras arquitecturas de computadores en los años 60:

    • Sistema IBM 3/60  360  370  XA  390
  • La primera arquitectura de redes, llamada SNA (Systems Networks Architecture), fue definida por IBM en 1974 mediante un modelo de 7 capas.

























Modelos TCP/IP e híbrido

  • Los protocolos TCP/IP nacieron por la necesidad de interoperar redes diversas (internetworking)‏

  • El modelo TCP/IP se diseñó después de los protocolos (puede decirse que primero se hizo el traje y después los patrones)‏

  • Por eso a diferencia del OSI en el modelo TCP/IP hay unos protocolos ‘predefinidos’.

  • A menudo se sigue un modelo híbrido, siguiendo el OSI en las capas bajas y el TCP/IP en las altas. Además en LANs el nivel de enlace se divide en dos subcapas. Esto da lugar a lo que denominamos el modelo híbrido.







Comparación OSI-TCP/IP

  • En OSI primero fue el modelo, después los protocolos; en TCP/IP primero fueron los protocolos, luego el modelo

  • En OSI el modelo es bueno, los protocolos malos; en TCP/IP ocurre al revés

  • En OSI los productos llegaban tarde, eran caros y tenían muchos fallos

  • En TCP/IP los productos aparecían rápido, estaban muy probados (pues los usaba mucha gente), y a menudo eran gratis.

  • Nosotros seguiremos el modelo OSI (modificado) pero veremos los protocolos TCP/IP



Comparación OSI-TCP/IP

  • El modelo que utilizaremos es el siguiente:

    • 5: Capa de aplicación (incluye sesión y presentación)‏
    • 4: Capa de transporte
    • 3: Capa de red
    • 2: Capa de enlace
      • 2.2: Subcapa LLC (Logical Link Control)‏
      • 2.1: Subcapa MAC (Media Acess Control)‏
    • 1: Capa física
















Calidad de Servicio (QoS)‏

  • La Calidad de Servicio (QoS, Quality of Service) consiste en fijar unos valores límite para un conjunto de parámetros, asegurando así que la red no se va a congestionar. Por ejemplo:

    • Throughput o ancho de banda:  256 Kb/s
    • Retardo o latencia: 200 ms
    • Fluctuación del retardo, o jitter:  100 ms
    • Disponibilidad:  99,95 % (21 min/mes fuera de servicio)‏
  • Podemos ver la QoS como el ‘contrato’ usuario-proveedor.



Sumario

  • Definición. Tipos de redes y su clasificación

  • Modelo de Capas

  • Servicios WAN: líneas dedicadas, RTC, RDSI, Frame Relay y ATM

  • Estándares



Servicios de comunicación WAN

  • Pueden ser de tres tipos:

    • Líneas dedicadas. El enlace está dedicado de forma permanente con un caudal reservado, se use o no.
    • Conmutación de circuitos. La conexión solo se establece cuando se necesita, pero mientras hay conexión el caudal está reservado al usuario tanto si lo usa como si no. Se aprovecha mejor la infraestructura.
    • Conmutación de paquetes (o de circuitos virtuales). El ancho de banda disponible es compartido por diversos circuitos, de forma que se multiplexa tráfico de diferentes usuarios; el ancho de banda no está reservado y la infraestructura se aprovecha de manera óptima.


Servicios de comunicación WAN

  • Líneas dedicadas

    • Es la solución más simple, máximo rendimiento
    • Adecuada si hay mucho tráfico de forma continua
    • Costo proporcional a la distancia y a la capacidad (tarifa plana)‏
    • Velocidades: 64, 128, 256, 512 Kb/s, 2 Mb/s, 34 Mb/s (simétricos full-duplex)‏
  • Conmutación de circuitos (Red Telefónica Conmutada, RTC). Puede ser:

    • RTB (Red Telefónica Básica): hasta 56/33,6 Kbps (asimétrico)‏
    • RDSI (o ISDN): canales de 64 Kbps
    • GSM: 9,6 Kbps
    • Costo proporcional al tiempo de conexión (y a la distancia)‏




Conmutación de paquetes con circuitos virtuales

  • Redes de conmutación de paquetes orientadas a conexión:

    • X.25: primer estándar de red pública de conmutación de circuitos. En España desde 1984 (red Iberpac de Telefónica). Hoy en día poco interesante.
    • Frame Relay (conmutación de tramas): versión aligerada de X.25. En España desde 1992 (red Uno de Telefónica)‏
    • ATM (conmutación de celdas): en España desde 1997(red Cinco y servicio Gigacom de Telefónica)‏
  • Posibilidad de crear circuitos virtuales de dos tipos:

    • Temporales: SVCs (Switched Virtual Circuits). Se crean y destruyen dinámicamente cuando se necesitan.
    • Permanentes: PVCs (Permanent Virtual Circuits). Se configuran manualmente en los equipos para que estén siempre activos
  • Las redes públicas X.25 permiten SVCs y PVCs. Las redes públicas Frame Relay y ATM solo permiten PVCs



X.25

  • Primer servicio estándar de red pública de datos. Especificado en 1976.

  • Especifica los tres niveles inferiores (físico, enlace y red)‏

  • Sistema jerárquico de direccionamiento X.121. Interconexión a nivel mundial.

  • Diseñado para medios físicos poco fiables. Comprobación de datos a nivel de enlace (protocolo de ventana deslizante).

  • No apto para tráfico en tiempo real

  • Paquetes de hasta 128 bytes normalmente.

  • Servicio orientado a conexión. Orden garantizado.

  • Costo proporcional al tiempo (normalmente SVC) y al tráfico (número de paquetes).

  • Velocidades típicas de 9,6 a 64 Kbps.

  • Servicio poco interesante en la actualidad





Frame Relay

  • Versión aligerada de X.25.

  • Pensada para combinar con otros protocolos como TCP/IP, y para interconexión multiprotocolo de LANs

  • Servicio no fiable; si llega una trama errónea se descarta y el nivel superior (normalmente transporte) ya pedirá retransmisión cuando se entere

  • Velocidades de acceso típicas de 64 a 1.984 Kb/s

  • El caudal del circuito se especifica por un parámetro denominado CIR (Committed Information Rate). Puede ser asimétrico.

  • Eficiencia mucho mejor que X.25, especialmente a altas velocidades.

  • La mayoría de los operadores solo soportan PVCs.

  • El costo es proporcional a la capacidad de la línea de acceso y al CIR











B-ISDN y ATM

  • RDSI (o ISDN, Integrated Services Digital Network) es una red que integra voz y datos.

  • B-ISDN (o RDSI-BA) es un concepto: red de alta capacidad con posibilidad de cursar tráfico multimedia (voz, datos, video, etc.)‏

  • En 1986 la CCITT eligió la tecnología ATM para implementar las redes B-ISDN

  • ATM es un servicio de conmutación de celdas (paquetes pequeños y todos del mismo tamaño). Especialmente adaptado para tráfico a ráfagas (‘bursty traffic’)‏

  • Una celda 53 bytes (5 de cabecera y 48 de datos).

  • A nivel físico utiliza preferentemente SONET/SDH (155,52 Mb/s)‏

  • Gran control sobre tipos de tráfico, posibilidad de negociar prácticamente todos los parámetros de QoS, prioridades, etc.

  • La creación del ATM Forum en 1991 implicó a los fabricantes de equipos, lo cual dio un gran impulso a la tecnología ATM.





Modelo de referencia ATM

  • Constituido por tres capas:

    • 3: capa de adaptación ATM o AAL (ATM Adaptation Layer)‏
    • 2: capa ATM
    • 1: capa física
  • La capa física se subdivide en:

    • Subcapa TC (Transmission Convergence)‏
    • Subcapa PMD (Physical Media Dependent)‏
  • La subcapa PMD equivale a la capa física del OSIRM

  • La subcapa TC descompone en bits las celdas de la capa ATM, y recompone en celdas los bits que recoge de la subcapa PMD. Realiza parte de las funciones que corresponden a la capa de enlace

  • La capa ATM define la estructura de las celdas y su transporte. Constituye y termina los circuitos virtuales. Realiza control de congestión. Equivale a una mezcla de la capa de enlace y de red



Modelo de referencia ATM

  • La capa AAL se subdivide en:

    • La subcapa CS (Convergence Sublayer)‏
    • La subcapa SAR (segmentation and Reassemby)‏
  • La subcapa SAR se ocupa de fragmentar en celdas el paquete recibido de CS, y de reensamblar en el receptor el paquete a partir de las celdas recibidas de la capa ATM

  • La subcapa CS se ocupa de suministrar distintos tipos de servicio adecuados al tipo de tráfico

  • La capa AAL equivale a la capa de transporte

  • El modelo ATM no incluye capa de aplicación. Hay muy pocas aplicaciones de datos que funcione de forma nativa sobre ATM; el principal uso de ATM es como infraestructura de transporte para otros protocolos (p. ej. TCP/IP y LAN Emulation)‏



Capas y subcapas ATM







Sumario

  • Definición. Tipos de redes y su clasificación

  • Modelo de Capas

  • Servicios WAN: líneas dedicadas, RTC, RDSI, Frame Relay y ATM

  • Estándares





Estándares

  • Son imprescindibles para asegurar la interoperabilidad

  • Pueden ser:

    • De facto (de hecho), también llamados a veces estándares de la industria. Ej.: PC IBM o compatible, UNIX
    • De jure (por ley); ej.: protocolos OSI, redes X.25, ATM, papel tamaño A4
  • Principales organizaciones de estándares:

    • ISO (International Organization for Standardization)‏
    • ITU-T (International Telecommunication Union- Telecommunications Sector)‏
    • La ISOC (Internet Society), el IAB (Intenet Architecture Board) y el IETF (Internet Engineering Task Force)‏
    • Otras organizaciones: el IEEE, el ANSI, etc.
    • El W3C (World Wide Web Consortium)‏


ISO: International Organization for Standardization

  • Las siglas provienen del griego isos: igual

  • Formada en 1946 como organización voluntaria a partir de las asociaciones de normalización de 89 países.

  • Entre sus miembros se encuentran AENOR (España), ANSI (Estados Unidos), DIN (Alemania), etc.

  • Estandariza desde lenguajes de programación y protocolos hasta pasos de rosca, números ISBN, tamaños de papel, etc.

  • Se organiza de forma jerárquica:

    • Comités técnicos o TC (Technical Commitee)‏
    • SubComités o SC
    • Grupos de trabajo o WG (Working Groups).
  • El TC97 trata de ordenadores y proceso de la información.



ISO: International Organization for Standardization

  • La creación de un estándar ISO pasa por varias fases:

    • Fase 1: Un Grupo de Trabajo estudia una propuetsa y redacta un CD (Committee Draft)‏
    • Fase 2: El CD se discute, se modifica y se vota; eventualmente se aprueba y se convierte en un DIS (Draft International Standard)‏
    • Fase 3: El DIS es de nuevo discutido, modificado y votado en un ámbito más amplio; eventualmente se aprueba y se convierte en un IS (International Standard)‏
  • A menudo ISO adopta estándares de otras organizaciones (ANSI, ITU-T, IEEE, etc.)‏

  • Mas información en www.iso.ch



Ejemplo de estándares ISO (en comunicaciones)‏

  • ISO 7498: el modelo OSI

  • ISO 3309: HDLC (protocolo a nivel de enlace)‏

  • ISO 8802.3: el IEEE 802.3 (Ethernet)‏

  • ISO 9000: Estándares de control de calidad

  • ISO 9314: FDDI

  • ^ ISO 10589: IS-IS

  • ISO 8473: CLNP: ConnectionLess Network Protocol (variante de IP hecha por ISO)‏



ITU-T: International Telecommunications Union – Sector Telecomunicaciones

  • Creada en 1934.

  • ITU tiene tres sectores; el que nos interesa es el ITU-T conocido hasta 1993 como CCITT (Comité Consultatif International Télégraphique et Téléphonique)‏

  • Sus miembros son las administraciones de los países participantes; también son miembros sin voto las operadoras, fabricantes de equipos, organizaciones científicas, bancos, líneas aéreas, etc.

  • Se organiza como ISO de forma jerárquica: los Study Groups se dividen en Working Parties, que a su vez se dividen en Expert Teams

  • Organiza una conferencia mundial denominada Telecom en Ginebra cada cuatro años. La última tuvo lugar en octubre de 1999.

  • Sus estándares afectan sobre todo a tecnologías y servicios de redes de área extensa (intereses de operadoras).

  • Más información en www.itu.int.



Algunos Estándares ITU-T

  • X.25: red pública de conmutación de paquetes

  • X.400: sistema de mensajería de correo electrónico

  • V.35: interfaz de nivel físico para líneas punto a punto

  • V.90: Módems de 56/33,6 Kb/s

  • H.323: videoconferencia en IP (ej.: Netmeeting)‏

  • G.711: digitalización de la voz en telefonía

  • G.957: interfaz óptica de equipos SDH

  • G.DMT: ADSL (pendiente de ratificación)‏



Foros Industriales

  • Son grupos de interés sobre una tecnología formados por fabricantes, operadores de telecomunicaciones, universidades, etc.

  • 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)‏
    • El IPv6 Forum


Otras organizaciones

  • El IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers)‏

    • Asociación profesional de ámbito internacional
    • Elabora los estándares 802.x que especifican la mayoría de las tecnologías LAN existentes
    • Los estándares 802.x han sido adoptados por ISO como 8802.x
  • El ANSI (American National Standards Institute)‏

    • Es el miembro de EEUU en la ISO
    • Muchos de los estándares ISO tienen su origen en un estándar ANSI
    • Algunos estándares ANSI no son estándares ISO, lo cual los convierte en estándares internacionales de facto


Ejercicios



Ejercicio 1-5



Ejercicio 1-5



Ejercicio 1-5

  • Bits = MB *1024*1024*8

  • Caudal mínimo (Kb/s) = bits/ (3600*12*1000)‏

  • Caudal requerido = caudal mínimo / 0,3

  • Sustituyendo en la matriz de tráfico:



Topología con tres PVC (BS, SM, MB)‏



Topología suprimiendo el PVC MS



Ejercicio 1-6

  • Comparación P. A P. vs RDSI

  • Caudal 128 Kb/s de 8 a 20 horas (L-V) y 8-14 (S)‏

  • P.a P.:

    • 64458 + 4576 *d para d = 0 a 4 Km
    • 82762 + 4895*(d-4) para d = 4 a 20 Km
  • RDSI:

    • 5843 cuota fija por cada BRI
    • 5,7 pesetas por establecer la llamada
    • 5,7 pesetas cada 3 min. o fracción


Ejercicio 1-6. Cálculo RDSI

  • Día normal (L-V): 5,7*60*(20-8) / 3 + 5,7 = 1373,7 Pts.

  • Sábado: 5,7 * 60 * (14 – 8)/3 + 5,7 = 689,7 Pts.

  • Días ‘normales’ al año: 365*5/7 = 260,7 –12 =248,7

  • Sábados: 365/7=52,1

  • Costo por cada canal B:

    • 248,7 * 1373,7 + 52,1 * 689,7 = 377572 Pts
    • Dos canales B: 755144 Pts/año = 62929 Pts/mes
    • Cuota fija: 5843 * 2 (2 BRIs) = 11686
    • Total al mes: 74615 Pts


Ejercicio 1-6. Cálculo P. a P.

  • Probamos con menos de 4 Km:

    • 74615 = 64458 + 4576 * n
    • N = (74615 – 64458) / 4576 = 2,22 Km
  • Por encima de 2,22 Km es más rentable el uso de RDSI en área metropolitana



Ejercicio 1-7: RDSI Tarifa plana

  • El Novacom conmutado es más barato. Desechamos la opción Novacom Permanente.

  • Dos accesos BRI: 11686 Pts/mes

  • Dos canales B con tarifa plana: 32000 Pts/mes

  • TOTAL: 43686 Pts /mes



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