Transcript Presentación del Tema 3b - Sistemas de Comunicaciones

Universidad Nacional Experimental Politécnica
“Antonio José de Sucre”
Vicerrectorado Puerto Ordaz
Departamento de Post-Grado
Curso Introductorio
Maestría en Ingeniería Industrial
Parte I
INFORMATICA Y REDES DE
COMUNICACIONES
MsC. Charlo González
Universidad Nacional Experimental Politécnica
“Antonio José de Sucre”
Vicerrectorado Puerto Ordaz
Departamento de Post-Grado
TEMA III
REDES DE
COMUNICACIONES
Segunda Parte
Universidad Nacional Experimental Politécnica
“Antonio José de Sucre”
Vicerrectorado Puerto Ordaz
Departamento de Post-Grado
SUMARIO
Redes Publicas de Datos
Métodos de Acceso en Redes LAN
Redes de Alta Velocidad
Estándar X.25
Frame Relay
ATM
TCP/IP
Redes Públicas de Datos
Una Red Pública de Datos (PDN) es una red
de telecomunicaciones de datos conmutados
parecidos a la red de telefonía pública,
excepto que una red PDN se diseña para la
transferencia de datos solamente.
Las redes PDN usan técnicas de conmutación
comunes con redes públicas de datos.
Redes Públicas de Datos
TECNICAS DE CONMUTACION
Se usan técnicas de conmutación comunes
con redes públicas de datos:
 Conmutación de Circuito
 Conmutación de Mensaje
 Conmutación de Paquetes
Redes Públicas de Datos
Conmutación de Circuito
Se establece la llamada, se transfiere
información y se desconecta después de la
llamada.
Los
circuitos
interconectados
son
exclusivamente utilizados por el usuario.
La información se transfiere en tiempo real y
cuando la llamada se termina, los circuitos
están disponibles para otro usuario.
Redes Públicas de Datos
Conmutación de Mensaje
Es una forma de red de almacenar y enviar
mensajes, evidentemente los datos no se
transfieren en tiempo real.
Esta conmutación es más eficiente que la de
circuito, porque los datos que entran a la red
durante los momentos ocupados pueden
mantenerse y retransmitirse más tarde, cuando
la congestión de la red haya disminuido.
Redes Públicas de Datos
Conmutación de Paquete
Los datos se dividen en segmentos más
pequeños (llamados paquetes) antes de ser
transmitidos a través de la red.
Así, un mensaje se divide en paquetes y cada
paquete puede tomar una trayectoria diferente
a través de la red. Por eso, todos los paquetes
no necesariamente llegan al lado receptor al
mismo tiempo o en el mismo orden que fueron
emitidos.
Redes Públicas de Datos
Conmutación de Paquete
Antes de enviarse, cada paquete debe ser
identificado para que pueda ser detectada su
ubicación en el destino y poder estructurar la
información en forma adecuada en el receptor.
De esta forma se sabe si faltan paquetes y
cuales son los paquetes faltantes, para ser
reenviados por el emisor.
METODOS DE ACCESO EN
REDES LAN
Los métodos de acceso se refieren a las reglas
que deben seguir las estaciones de trabajo
para acceder al medio y transmitir su
información en forma ordenada, evitando así
colisiones con la consecuente pérdida de
datos.
Los métodos de acceso más utilizados en la
actualidad son: CSMA/CD, CSMA/CA y
Token Passing.
METODOS DE ACCESO EN
REDES LAN
Acceso Múltiple con Sensibilidad de
Portadora, con Detección de Colisión
(CSMA/CD).
La estación de trabajo sensa el medio antes
de hacer una transmisión; si el medio está
ocupado espera un tiempo determinado
antes de volver a sensar, cuando detecta que
ninguna
estación
está
transmitiendo
comienza su envío.
METODOS DE ACCESO EN
REDES LAN
Acceso Múltiple con Sensibilidad de
Portadora
Evitando
Colisiones
(CSMA/CA).
Esta técnica combina multicanalización por
división de tiempo ranurado con acceso múltiple
por detección de portadora/detección de colisión
para evitar que las colisiones ocurran una segunda
vez; CSMA/CA trabaja mejor si el tiempo para
alojar un paquete es menor comparado con la
longitud del paquete y si el número de estaciones es
pequeño.
METODOS DE ACCESO EN
REDES LAN
Token Passing
Consiste en una señal eléctrica de paso
(Token Passing) código que, circulando de
estación en estación en una red con topología
en anillo, autoriza a quién posea el testigo
(Token) a transmitir. Luego que la estación
transmite, envía la señal (Token) a la
siguiente estación secuencial.
REDES DE ALTA VELOCIDAD
Un punto crítico en lo que se refiere a la necesidad
de redes de alta velocidad es el poder y complejidad
de aplicaciones tales como:






El proceso distribuido de datos.
Aplicaciones multimedia.
Videoconferencia.
Transmisión de imágenes.
CAD (Computer - Aided Design).
CAE (Computer - Aided Engineering).
REDES DE ALTA VELOCIDAD
Las principales tecnologías propuestas son:
100BaseT (Fast Ethernet) para LAN.
100VGAnyLAN para LAN.
FDDI para LAN y MAN.
SONET/SDH para WAN.
SMDS para MAN.
REDES DE ALTA VELOCIDAD
100BaseT (Fast Ethernet) para LAN.
Fast Ethernet o 100 BaseT es una red
convencional Ethernet sólo que con mayor
rápidez operando a l00 Mbps en lugar de l0
Mbps.
Está basada en el protocolo de acceso al medio
CSMA/CD y puede utilizar cableado existente
de 10 BaseT, lo cual la presenta como una
evolución natural de 10 BaseT.
REDES DE ALTA VELOCIDAD
100VGAnyLAN para LAN.
Es una nueva tecnología de red definida por el
estándar 802.12 de la IEEE, que provee un rango
de velocidad de 100 Mbps, soporta todas las reglas
designadas y topología de redes Ethernet 10 BaseT
y Token Ring. Las facilidades permiten a las
organizaciones elevar el nivel de sus redes
existentes, así como de su infraestructura de
cableado mientras emigran hacia velocidades de
transmisión más altas.
REDES DE ALTA VELOCIDAD
FDDI para LAN y MAN.
La tecnología de FDDI especifica un medio de
transmisión de 2 anillos de fibra óptica con un
protocolo de acceso al medio de Token Passing a
una velocidad de 100 Mbps. Está definido en la
Capa Física y en la parte de acceso al medio en la
Capa de Enlace. Una de las características más
importantes de FDDI es que usa como medio de
transmisión la fibra óptica que ofrece grandes
ventajas sobre el tradicional cableado de cobre.
REDES DE ALTA VELOCIDAD
FDDI está definido por 4 especificaciones separadas:
MAC (Media Access Control)
 PHY (Physical Layer Protocol)
 PMD (Physical Layer Medium)
 SMT (Station Management)

REDES DE ALTA VELOCIDAD
MAC (Media Access Control): señala como es
accesado el medio incluyendo el formato de la
trama, el manejo de Token, el direccionamiento, el
algoritmo para calcular el valor del ciclo
redundante y los mecanismos para la corrección de
errores.
PHY (Physical Layer Protocol): son los
procedimientos en que son codificados y
decodificados los datos, los requerimientos de
sincronización, de trama y de otras funciones.
REDES DE ALTA VELOCIDAD
 PMD (Physical Layer Medium): son las
características del medio de transmisión,
incluyendo el enlace de fibra óptica, los niveles de
poder, los rangos de error de los bits, los
componentes ópticos y los conectores.
SMT (Station Management): es la configuración
de la estación FDDI, la configuración del anillo, las
características del control del anillo, incluyendo lo
que sería la activación y desactivación de
estaciones, inicializaciones, estadísticas, etc.
REDES DE ALTA VELOCIDAD
SONET/SDH para WAN
Usada para el caso de interconectar LANs a
100 Mbps entre sí y formar una WAN de alta
velocidad. Una de las tecnologías más
prometedoras desarrolladas para ofrecer los
servicios de transmisión de banda ancha en
Estados Unidos es SONET (Red Síncrona
Óptica).
REDES DE ALTA VELOCIDAD
SONET/SDH para WAN.
SONET es una norma ANSI que define una
jerarquía digital de altas velocidades de
transmisión y los formatos de multiplexaje
síncrono correspondientes para uso en
sistemas de transmisión de fibra óptica. Fue
desarrollada por Bellcore en 1985 y es un
estándar que provee servicios del rango de
los 1.84 Mbps hasta los 2.488 Gbps.
REDES DE ALTA VELOCIDAD
SMDS para MAN.
SMDS (Switched Multimegabit Data
Service) es un servicio de transporte de datos
basado en la conmutación de celdas y
orientada a no conexión que opera en
Estados Unidos, creado como un servicio
MAN por Bellcore.
REDES DE ALTA VELOCIDAD
SMDS para MAN.
La tecnología SMDS brinda una variedad de
funciones en su servicio, en el transporte de
datos a alta velocidad ya que los paquetes
son enviados tan rápido como son recibidos
y no se establece una llamada para hacerlo,
soporta protocolos claves usados en redes
LAN y WAN tales como TCP/IP, IPX,
DECNET, AppleTalk, SNA y ofrece
administración de red usando SNMP.
ESTÁNDAR X.25
ORIGEN
En los años 60 el Departamento de Defensa de Estados
Unidos auspició las investigaciones en una tecnología
que permitiera el envío de un mensaje vocal en
fragmentos a través de distintas rutas de una red de
Telecomunicaciones como una manera de evitar que el
enemigo pudiera extraer información importante de la
línea telefónica. Poco después en 1969, el mismo
Departamento de Defensa patrocinó la puesta en
operación de 4 nodos de Red de la Agencia de
Proyectos de Investigación Avanzada (ARPANET).
ESTÁNDAR X.25
DEFINICION
Es una red de comunicación de datos que trabaja
dentro de las 3 primeras capas del modelo OSI (Open
System Interconnection), Capa Física, Capa de
Enlace de Datos y Capa de Red.
Maneja un conjunto de normas asociadas (X.3. X.28
y X.29) para la conexión de equipos asíncronos y
para la conexión con otras redes (X.75), utilizando la
conmutación de paquetes (tramas) para lograr la
transmisión de datos.
FRAME RELAY
GENERALIDADES Y JUSTIFICACION
Las 3 tecnologías más utilizadas para la transmisión
de datos a niveles locales, nacionales e
internacionales son, sin duda alguna, el X.25, Frame
Relay y ATM. Dichas tecnologías son utilizadas cada
día más por los operadores públicos para ofrecer
servicios de alta y baja velocidad, que buscan
satisfacer las necesidades de interconexión de datos
en redes de área local y redes de banda amplia, así
como también para la transmisión de voz, imágenes y
video.
FRAME RELAY
DEFINICIÓN DE FRAME RELAY
Algunas definiciones que podemos mencionar son las
siguientes:
 Estándar internacional de redes de datos para
redes públicas y privadas.
 Se define sobre cl estándar ISDN.
 Alto desarrollo de redes orientado a paquetes.
 Múltiples conexiones lógicas sobre un sólo enlace
físico.
FRAME RELAY
¿CÓMO TRABAJA FRAME RELAY ?
Las viejas líneas analógicas de voz tienen un BER de
cerca de 1/1,000 (1 error en 1.000 bits). Como
resultado, tienen una pequeña oportunidad de
transmitir cantidades grandes o medianas de
paquetes sin error.
Las fibras ópticas modernas tienen un BER de
1/1.000.000.000 ( 1 error en 1 billón de bits), por lo
que una gran cantidad de paquetes tienen una
excelente oportunidad de llegar sin error.
FRAME RELAY
¿CÓMO TRABAJA FRAME RELAY ?
Frame Relay opera bajo el supuesto de que las
conexiones son confiables y transporta únicamente datos.
Elimina gran parte del control y detección de errores
de X.25 , por lo que requiere menos procesamiento que
éste.
Soporta velocidades en el rango de 256 Kbps a 34
Mbps. La conmutación por celdas manejará de 34 Mbps
hasta l55 Mbps en la interfase del usuario y 600 Mbps
entre los nodos conmutados.
FRAME RELAY
El proceso seguido en concreto es el siguiente:
a)
Los datos desde un equipo terminal son
encapsulados sobre un paquete Frame Relay.
b)
La Dirección del destinatario está junto al paquete
de Frame Relay con los datos sobre el apropiado circuito
virtual.
c)
El equipo destino retira la información Frame Relay
y entrega solamente la información original.
d)
Frame Relay no hace corrección de errores.
e) Los paquetes dañados son descartados.
f) Si la red está congestionada los paquetes pueden ser
descartados.
IMPLICACIONES DE FRAME
RELAY
Se desprenden las siguientes implicaciones:
 El equipo terminal debe ser inteligente y
hacer corrección de errores.
 Requiere
poco
procesamiento (Low
Overhead), los paquetes Frame Relay sólo
agregan 6 octetos a la información y son
dirigidos tan pronto la dirección es recibida.
 Menor complejidad en equipamiento, lo
cual significa menores costos en fabricación de
equipos.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS
DE FRAME RELAY
Las ventajas se pueden resumir en:
a) Tiene un bajo costo.
b) La inversión no depende del tráfico.
c)
El precio no está basado en el uso (costos
variables).
VENTAJAS Y DESVENTAJAS
DE FRAME RELAY
Las ventajas se pueden resumir en (cont.):
d) Se pueden tener varias conexiones lógicas
sobre una simple línea de acceso. Soporta
múltiples protocolos necesita menos equipo
con pocos puertos.
e) Soporta fácilmente ambientes de malla.
f) Permite un rápido desarrollo en redes
digitales.
ATM
(ASYNCHRONOUS TRANSFER MODE)
ANTECEDENTES
El aplanamiento de los organigramas dentro
de las empresas sometidas a un proceso de
Reingeniería, reemplazando la estructura
jerárquica de varios niveles, traen como
consecuencia la sustitución de arquitecturas
centralizadas
basadas
en
grandes
computadoras
por
el
procesamiento
distribuido de una LAN.
ATM
(ASYNCHRONOUS TRANSFER MODE)
ANTECEDENTES
Estos cambios organizacionales influyen en los
sistemas de información de las empresas.
Conceptos tales como: arquitectura clienteservidor,
Groupware,
Intranet,
videoconferencia al escritorio, bases de datos
distribuidas, aplicaciones multimedia y el
correo electrónico, entre otros, forman parte
de esta tendencia.
ATM
(ASYNCHRONOUS TRANSFER MODE)
¿PORQUÉ ATM?
Tantas y variadas aplicaciones generan la
necesidad de aumentar el ancho de banda de
las redes de Telecomunicaciones para lo cual
el uso de ATM es muy atractivo.
La tecnología ATM transmite información a
velocidades que van del orden de los Mbps a
los Gbps.
ATM
(ASYNCHRONOUS TRANSFER MODE)
Requerimientos de ancho de banda
ATM
(ASYNCHRONOUS TRANSFER MODE)
Definición de ATM
El Modo de Transferencia Asíncrono (ATM por su
siglas en inglés), se define como una tecnología para
la transferencia de información entre redes de datos.
Esta tecnología, relativamente nueva, tiene algunas
características que hacen que se vislumbre como la
tecnología del futuro; tecnología que ha de sustituir
paulatinamente a las utilizadas actualmente en redes
de cobertura amplia.
Elementos de ATM
Los elementos de ATM son los siguientes:
Celdas ATM
Direccionamiento
Control de flujo
Tipo de Información
Prioridad de la celda
Elementos de ATM
Celdas ATM
La celda es la unidad principal en ATM y ha
sido definida con un tamaño fijo de
53 bytes (de lo que se obtiene 8*53 = 424 bits).
Al igual que en otras tecnologías basadas en
conmutación de paquetes, existen celdas de
propósito especial que dan lugar a la
aparición de los distintos tipos de celdas.
Elementos de ATM
Celdas ATM
Contiene los
distintos tipos
de celdas que
se mencionan
a
continuación.
Tipos de celdas
ATM
Descripción
Celdas no
utilizadas
a) Ajuste de velocidad de
transferencia del medio.
b) Sincronización del medio
físico.
c) No pasan a la capa ATM.
Celdas no
asignadas
a) Contienen VPI / VCI
b) No soportan datos.
Celdas VP/VC
a) Datos del usuario. Señalización
de broadband.
b) VC OAM.
c) SMDS.
d) ILMI
Elementos de ATM
Descripción de las celdas en ATM
ENLACE TRANSPORTANDO ATM
D
E
DATOS
DATOS
48 BYTES
D
HEC
E
CLP
D
PT
E
D
VCI
E
VPI
ENCABEZADO
5 BYTES
GFC: Control Genérico de Flujo (Generic Flow Control).
VPI: Identificador de Ruta Virtual (Virtual Path Identifer).
VCI: Identificador de Canal Virtual (Virtual Channel Identifer).
PT: Tipo de Información (Paiload Type).
CLP: Prioridad de la Celda (Cell Loss Priority).
HEC: Chequeo de Errores en Encabezado (Header Error Check).
GFC
Elementos de ATM
¿Como Funciona TDM?
Elementos de ATM
¿Como Funciona ATM?
Encabezado
MUX
MUX
Datos
Voz
Imagen
Elementos de ATM
Direccionamiento
La dirección de la celda está contenida en los
campos VPI y VCI; éstos indican la dirección
hacia donde se dirige la celda. Cuando un
conmutador ATM recibe una celda, el VPI y
VCI dicen la procedencia de la celda, después
se los cambia a la celda con base en una tabla
de "conexiones" almacenada en su base de
datos, y la envía por el siguiente enlace hacia
el próximo nodo (conmutador o equipo de
usuario).
Elementos de ATM
Control de flujo
El primer campo de la celda (GFC) le permite
a un conmutador ATM controlar la velocidad
de un equipo de usuario que va a comunicarse
a través de la red de acuerdo a las condiciones
de ésta; por ejemplo si está congestionada la
velocidad puede ser reducida.
Elementos de ATM
Tipo de Información
El campo PT le indica al conmutador la clase
de información que forman los datos de la
celda. Existen celdas con datos de usuario, de
señalización y de mantenimiento.
Elementos de ATM
Prioridad de la celda
Este le indica al conmutador si la celda es
prioritaria o no, si tiene prioridad se
descartará como ultima instancia en caso de
congestión; las celdas sin prioridad son las
primeras que se descartan durante los
episodios de congestión.
TCP/IP
¿Qué es, cómo y dónde fue desarrollado
TCP/IP?
TCP/IP no es sólo un protocolo, sino que comprende todo
un conjunto muy completo de diversos protocolos que
prestan diversos servicios. Las siglas TCP/IP son por el
nombre de dos Protocolos que realizan todas las
funciones de inicio del protocolo TCP/IP (Transmisión
Control Protocol y el Internet Protocol).
TCP/IP es, probablemente, uno de los protocolos de
comunicaciones más viejos en los estándares de redes
internas.
TCP/IP
¿Qué es, cómo y dónde fue desarrollado
TCP/IP?
TCP/IP fue desarrollado por el Departamento de
Proyectos Avanzados de Investigación de la Defensa de
Estados Unidos (DARPA Defense´s Advanced
Research Proyect Agency) con el propósito de resolver
los problemas de la heterogeneidad de las tecnologías
de redes de computo. El desarrollo de éste inició en
1969.
Modelo de referencia TCP/IP:
MODELOS DE REFERENCIA
7
OSI
TCP/IP
Aplicación
Aplicación
6 Presentación
No presente
en el modelo.
5
Sesión
4
Transporte
Transporte
3
Red
Internet
2
Enlace
1
Físico
Anfitrión
a red.
PROTOCOLOS DE TCP/IP
El modelo de referencia TPC/IP está conformado por
diversos protocolos que son los que han dado gran
ventaja al crecimiento del internet.
Capas OSI
Protocolos
TELNET
FTP
SMTP
TCP
UDP
IP
Redes
DNS
LAN
Aplicación
Transporte
Red
Enlace
Físico
PROTOCOLOS DE TCP/IP
Los protocolos de transporte son:
TCP (Transmition Control Protocol):
Es un protocolo confiable orientado a
conexiones que permite que un flujo de datos
originado en una máquina sea entregado sin
error en otra máquina.
PROTOCOLOS DE TCP/IP
Los protocolos de transporte son:
UDP (User Datagram Protocol):
Es un protocolo no confiable, no orientado a
conexiones para aplicaciones que no pueden
ser soportadas por TCP o sin control de flujo.
Este protocolo es muy usado para la
transmisión de información en la cual el
retardo es más importante que la precisión, tal
como la transmisión de voz y video.
PROTOCOLOS DE TCP/IP
Los protocolos de aplicación son:
TELNET:
Es un protocolo que hace posible el acceso a
terminales remotos a través de una red.
FTP (File Transfer Protocol):
Es un protocolo especializado para la
transferencia de
archivos
entre
dos
anfitriones.
PROTOCOLOS DE TCP/IP
Los protocolos de aplicación son:
SMTP (Simple Mail Transfer Protocol):
Es el protocolo usado para la transferencia de
correo electrónico (e-mail) entre dos
anfitriones diferentes TCP/IP.
PROTOCOLOS DE TCP/IP
Los protocolos de aplicación son:
DNS (Domain Name Service):
Es el servicio que hace amigable la estructura
de la red gracias a la asignación nombres
significativos a los computadores, es vez de
numeraciones de estructura compleja.
PROTOCOLO FINAL
Fue para mi un verdadero placer haber
podido compartir estas cortas, pero
significativas horas de académicas con ustedes.
Espero haber podido cumplir con mi objetivo
inicial del curso:
Hablarles sobre Telecomunicaciones sin
aburrirles.
Que Dios les guíe por el camino del saber y que
ese saber sea para el beneficio de la Humanidad
GRACIAS !