1. Diplomado 2002 UNIDAD 1 : INTERNETWORKING Prof. Arsenio Pérez ( aperez@delfos.ucla.edu.ve)

2. Derechos de Autor Parte de este material se tomó de “Self Paced Training” de Cisco Systems. Su uso es solamente con propósitos académicos .

4. CONTENIDO INTERNETWORKING Concepto Básicos Introducción a los protocolos Red de Area Local Introducción a las Tecnologías WAN Conceptos Básicos de Bridging/Switching Conceptos Básicos de Routing

6. INTER-RED: Internetworking ¿Qué es una INTERRED? Es el conjunto de Redes Privadas individuales conectadas por dispositivos intermedios de conectividad de redes que funcionan como una gran red.

7. Internetworking: Retos Conectividad (Connectivity )-- Soportar comunicaciones entre diferentes tecnologías, tales como diferentes tipos de medios y diferentes velocidades. Confiabilidad (Reliability) -- Servicios confiables son una necesidad en cualquier red. Usuarios individuales y la organización entera dependen de accesos confiables y consistentes a los recursos de la red. Administración (Management )-- La administración de red debe proveer capacidades centralizadas de soporte y manejo de fallos de la inter-red. Configuración, seguridad, rendimiento y otras facilidades deben ser adecuadamente manejadas de manera que la Inter-red funcione apropiadamente Flexibilidad (Flexibility) -- Es una necesidad en pro de la expansión de la red, de nuevas aplicaciones y servicios, y otros factores

9. Implementaciones Comúnes del Nivel Físico Las implementaciones del Nivel Físico pueden ser categorizadas tanto como especificaciones para LAN o especificaciones WAN

10. Internetworking: Caraterísticas de las Capas Nivel Enlace Nivel Enlace: Provee un tránsito de data confiable a través del enlace físico de la red Especificaciones diferentes del nivel de Enlace definen diferentes tecnologías de redes y protocolos, que incluyen: Direccionamiento Físico :( diferente a direccionamiento de Red) define como los dispositivos son direccionados al nivel de Enlace. Topología de Red: -- Define como los dispositivos están fificamente conectados (Topología bus o anillo). Notificación de Error -- La notificación de error envuelve las alertas a los protocolos de los niveles superiores de la ocurrencia de errores.. Sequenciamiento de Frames -- Envuelve el reordenamiento de los frames transmitidos fuera de secuencia. Control Flujo -- Envuelve la moderación de la tranmsión de la data de manera que el receptor no sea sobrecargado con tráfico que no pueda manejar en un momento dado.

11. Implementaciones Comunes del Nivel Enlace Las implementaciones del Nivel Enlace pueden ser categorizadas tanto como especificaciones para LAN o especificaciones WAN

13. Direccionamiento Inter-red: Data link layer addresses Una dirección de Nivel de Enlace identifica cada conexión física de red de un dispositivo de red. Data link addresses usualmente existen dentro de un espacio plano de direcciones y tipicamente fija una relación con un dispositivo de red específico. Los sistemas finales típicamente tienen una sola conexión física de red y tienen sólamente una data link address. Los Routers y otros dispositivos de internetworking típicamente tienen múltiples conexiones de red y por lo tanto tienen múltiples data link addresses.

14. Cada interfaz de red de un dispositivo es identificada por una data link address: Direccionamiento Inter-red: Data link layer addresses

15. Direccionamiento Inter-red: Media Access Control (MAC) Addresses Media Access Control (MAC) son un subconjunto del data link layer addresses . MAC addresses identifican entidades de redes en Implementaciones del LANs IEEE MAC sublayer of the data link layer . Al igual que las direcciones data link addresses, los MAC addresses son únicas para cada interfaz de red.

20. Internetworking : Control de Flujo Buffering Buffering es usado por los dispositivos de redes para almacenar temporalmente las ráfagas (bursts) en exceso de data en la memoria hasta que la data pueda ser procesada. Ocasionalmente las ráfagas pueden facilmente ser manejadas por el buffering, sin embargo un exceso de data puede causar desbordamiento y forzar al dispositivo a descartar cualquier datagrama adicional que llegue.

23. Reded de Area Local (LAN) Definición Método de acceso al canal Métodos de transmisión Componentes Topologías Dispositivos Redes de Area Local (Local Area Network: LAN)

26. Protocolos LAN y Modelo OSI Ethernet IEEE 802.3 100BaseT Token Ring/IEEE 802.5 FDDI IEEE 802.2 Capa física Capa OSI Especificación de LAN Estándar de Tecnología LAN y El Modelo OSI Capa de enlace de datos Subcapa LLC Subcapa MAC

27. LAN: Métodos de Acceso al Canal Método de Control de Acceso al Medio (MAC) Aplicación Presentación Sesión Transporte Red Enlace de Datos Física 1 6 5 4 3 2 7 En la pila de protocolos de Interconexión de sistemas abiertos (OSI, Open Systems Interconnection), el nivel de enlace de datos esta justo encima del nivel físico. Se divide en dos subcapas o subniveles. El Superior es la Subcapa de Control lógico de enlace (LLC, Logical Link Control) y el inferior es la subcapa de control de acceso al medio (MAC, Media Access Control). Subcapa LLC Subcapa MAC La subcapa MAC coloca los paquetes de los niveles superiores de protocolo dentro del formato de trama de la red destino. También gobierna la detección de errores, pero su tarea principal es la realización del método de control de acceso para la red destino.

28. Física El nivel MAC es modular y define varias formas d i ferentes de acceso al medio físico compartido: Método de Control de Acceso al Medio (MAC) CSMA/CD IEEE 802.3 Capa de Enlace de Datos Capa Física Control de Enlace Lógico Control de Acceso Al medio Capa de Red CSMA/CD (IEEE 802.3) . Este es el método de Acceso múltiple con detección de portadora / detección de colisión (CSMA/CD, Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection) para el acceso al cable. Cada estación escucha (detección de portadora) antes de la transmitir. Si el canal se encuentra ocupado, el dispositivo espera antes de transmitir. El Acceso Múltiple (MA, Multiple Access) índica que se pueden conectar muchos dispositivos para usar el mismo cable, pero no simultáneamente. La detección de colisiones (CD, Collision Detection) indica que si dos dispositivos acceden al cable a la vez, se detecta una colisión y ambos se retiran y lo intentan más tarde. LAN: Métodos de Acceso al Canal

29. Física El nivel MAC es modular y define varias formas d i ferentes de acceso al medio físico compartido: Método de Control de Acceso al Medio (MAC) CSMA/CD IEEE 802.3 Bus Con Testigo IEEE 802.4 Capa de Enlace de Datos Capa Física Control de Enlace Lógico Control de Acceso Al medio Capa de Red Bus con testigo (IEEE 802.4) . En este método de acceso las estaciones deben estar en posesión de un testigo antes de que puedan transmitir. El testigo se se pasa de estación en estación en orden numérico, aunque puede que las estaciones no estén dispuestas en ese orden. LAN: Métodos de Acceso al Canal

30. Física El nivel MAC es modular y define varias formas d i ferentes de acceso al medio físico compartido: Método de Control de Acceso al Medio (MAC) CSMA/CD IEEE 802.3 Bus Con Testigo IEEE 802.4 Anillo Con testigo IEEE 802.5 Capa de Enlace de Datos Capa Física Control de Enlace Lógico Control de Acceso Al medio Capa de Red Anillo con testigo (IEEE 802.5) . En este método de acceso, un testigo viaja alrededor de la red desde una estación a la siguiente. Para realizar la transmisión, una estación toma posesión del testigo. Otra estación no puede transmitir hasta que no se ha liberado la trama. LAN: Métodos de Acceso al Canal

31. Física El nivel MAC es modular y define varias formas d i ferentes de acceso al medio físico compartido: Método de Control de Acceso al Medio (MAC) CSMA/CD IEEE 802.3 Bus Con Testigo IEEE 802.4 Anillo Con testigo IEEE 802.5 MAN IEEE 802.6 Capa de Enlace de Datos Capa Física Control de Enlace Lógico Control de Acceso Al medio Capa de Red MAN (IEEE 802.6) . La norma de las redes de área metropolitana (MAN, Metropolitan Área Network) utiliza el método de acceso de Bus dual de cola distribuida (DQDB Distributed Queue Dual Bus). El bus transmite regularmente a intervalos periódicos, en los cuales las estaciones pueden situar sus datos para la transmisión. LAN: Métodos de Acceso al Canal

32. Física El nivel MAC es modular y define varias formas d i ferentes de acceso al medio físico compartido: Método de Control de Acceso al Medio (MAC) CSMA/CD IEEE 802.3 Bus Con Testigo IEEE 802.4 Anillo Con testigo IEEE 802.5 MAN IEEE 802.6 FDDI ISO 9314 Capa de Enlace de Datos Capa Física Control de Enlace Lógico Control de Acceso Al medio Capa de Red FDDI (ISO 9314) . Interfaz de datos distribuidos por fibra (FDDI, Fiber Distributed Data Interface) consiste en una norma de red de fibra óptica a 100 Mbps con una topología de anillo dual (para tolerancia a fallos). Las estaciones transmiten cuando poseen un testigo. LAN: Métodos de Acceso al Canal

33. Física El nivel MAC es modular y define varias formas d i ferentes de acceso al medio físico compartido: Método de Control de Acceso al Medio (MAC) CSMA/CD IEEE 802.3 Bus Con Testigo IEEE 802.4 Anillo Con testigo IEEE 802.5 MAN IEEE 802.6 FDDI ISO 9314 Capa de Enlace de Datos Capa Física Control de Enlace Lógico Control de Acceso Al medio Capa de Red LAN: Métodos de Acceso al Canal

38. PC´s y Servidores Tarjetas de Interfaz de Red Sistema Operativo de Red Hubs o Centros de conexión Medio Físico de Transmisión Redes de Area Local LAN (Componentes) PC cargado con el Sist. Operativo (NOS)

45. Twisted-Pair (UTP and STP) Speed and throughput: 10/100 Mbps Relative cost: Least costly Media and connector size: Small Maximum cable length: 100 m Color-Coded Plastic Insulation Twisted-Pair Outer Jacket STP only: Shielded Insulation to Reduce EMI RJ-45 Connector

46. Coaxial Cable Speed and throughput: 10/100 Mbps Relative cost: More than UTP, but still low Media and connector size: Medium Maximum cable length: 200/500 m OuterJacket Braided Copper Shielding Plastic Insulation Copper Conductor BNC Connector

47. Fiber-Optic Cable Single mode: One stream of laser-generated light (100 km) Multimode: Multiple streams of LED-generated light (2 km) Speed and throughput: 100+ Mbps Average cost per node: Most expensive Media and connector size: Small Maximum cable length: Up to 2 km Multimode Connector Outer Jacket Kevlar Reinforcing Material Plastic Shield Glass Fiber and Cladding

48. Necesidad de Throughput !! 2,457,000 bits/screen 30 screens/second 73,728,000 bps 100,000 bits 64,000 bps 841,000 bits 202,000,000 bits 7,300,000 bits/screen 30 pictures/second 224,000,000 bps!!!

50. Throughput Rate 10,000 pages = 53 MB (Megabytes) Speed Transmit Time 9,600 bps = 12.27 hrs 24,000 bps = 4.91 hrs 56 Kbps = 2.1 hrs 1 Mbps = 7.1 min 10 Mbps = 42.4 sec 100 Mbps = 4.24 sec 1 Gbps = 0.42 sec 1 Byte = 8 bits Networking Made Easy

51. Topologías LAN

53. Topología Bus y Arbol Tree topology “ branch” with multiple nodes

56. DEMOS Topologías LAN

57. Dispositivos LAN/WAN

68. Routers Routers (Enrutadores / Encaminadores) Los Enrutadores son críticos en las redes interconectadas grandes y de área extensa que usan enlaces de telecomunicación. Los Enrutadores son conmutadores de paquetes (o retransmisores) que operan al nivel de red del modelo OSI. Los Enrutadores interconectan redes tanto en las áreas locales como en las extensas, y cuando existe mas de una ruta entre dos puntos finales de la red, proporcionan control de tráfico y filtrado de funciones. Ethernet WAN

70. Dispositivo de Red Gateway (Pasarela) Una pasarela consiste en una computadora u otro dispositivo que actúa como traductor entre dos sistemas que no utilizan los mismos protocolos de comunicaciones, formatos de estructuras de datos, lenguajes y/o arquitecturas. Una pasarela no es como un puente, que simplemente transfiere información entre dos sistemas sin realizar conversión. Una pasarela modifica el empaquetamiento de la información o su sintaxis para acomodarse al sistema destino. Las pasarelas trabajan en los niveles más alto del modelo OSI, sesión, presentación, aplicación.

72. DEMOS Tarjetas de Interfaz de Red