1 Introducción: Redes Locales y Elementos de InterconexiónPor Jaume Torres Escursell Dto.informática de Inac

2 Redes Locales y el Modelo OSIAPLICACIÓN PRESENTACIÓN capa LLC (Logical Link Control) o equivalente SESIÓN TRANSPORTE capa MAC (Media Access Control) RED ENLACE DE DATOS capa PMD (Physical Medium Dependant) CAPA FÍSICA

3 Ethernet ... Las estaciones están todas en paralelobus compartido: - cable coaxial grueso o delgado (10 Mbit/s) - par trenzado de categoría 3 (10 Mbit/s) - par trenzado de categoría 5 (100 Mbit/s) ... Las estaciones están todas en paralelo una estación que desea transmitir verifica si no hay actividad en el bus (carrier sense) y emite su ráfaga cuando más de una estación transmite a la vez, se detecta una colisión, lo que causa un nuevo intento trás una temporización aleatoria (collision detection)

4 Manejo de Colisiones Como ya se ha mencionado, cuando dos estaciones intentam transmitir simultaneamente, ocurre una colisión la colisión es percibida porque cada estación monitoriza el bus al mismo tiempo en que transmite al detectar una colisión, la estación emite una secuencia binaria de jam para que las demás también noten la colisión un nuevo intento de retransmisión ocurre tras cierto tiempo de espera cuando se repiten colisiones succesivamente, comienza un procedimiento llamado de recogida (backing off), que consiste en aumentar el tiempo de espera al detectar colisiones seguidas las tramas que resultan de colisiones, por ser interrumpidas, son tramas cortas, y son eliminadas por todos los receptores antes de ser procesadas

5 Manejo de Colisiones (cont.)Para garantizar que las colisiones serán siempre detectadas, las tramas deben tener una longitud mínima de 72 bytes (incluyendo el preámbulo) de esta forma, una trama transmitida permanece presente en el bus un tiempo suficiente para que las estaciones transmisoras siempre detectem una colisión, aún si se encuentran en extremos opuestos de un bus largo la trama mínima dura más que el tiempo máximo de tránsito por el bus la longitud máxima de la trama es de 1526 bytes (con el preámbulo)

6 Formato de la Trama EthernetFormato básico Ethernet: Formato IEEE 802.3: preámbulo dirección de destino dirección de origen campo de datos frame check sequence campo de tipo 8 bytes 6 bytes 6 bytes 2 bytes de 46 a 1500 bytes 4 bytes preámbulo dirección de destino dirección de origen campo de datos frame check sequence longitud campo de tipo delimitador relleno. 1 byte 7 bytes 6 bytes 6 bytes 2 bytes de 46 a 1500 bytes 4 bytes

7 Significado de los Campos de la Tramapreámbulo dirección de destino dirección de origen campo de datos frame check sequence longitud delimitador relleno. Preámbulo sirve para que las estaciones que están a la escucha recuperen el reloj de bits (la red es asíncrona, siendo que cada estación suministra su temporización) Delimitador (secuencia ) indica el final del preámbulo y permite la alineación correcta de la trama (los primeros bits del preámbulo pueden perderse, pués cada trama es emitida a un tiempo espontaneo) Direcciones de origen y de destino a Ethernet especifica direcciones de 6 octetos, siendo que la Xerox Corp. atribuye a cada fabricante un bloque universal de direcciones, para que cada tarjeta de red tenga una dirección universal unívoca la norma IEEE permite también direcciones locales de 2 bytes

8 Significado de los Campos (cont.)preámbulo dirección de destino dirección de origen campo de datos frame check sequence longitud delimitador relleno. Longitud longitud del campo de datos Campo de datos datos de capas superiores Relleno para garantizar el número mínimo de 72 octetos si la trama es más corta Frame Check Sequence secuencia de 4 bytes calculada por CRC para permitir la detección y descarte de tramas con bits errados

9 Especificaciones de los Medios - 10 Mbit/s10BASE5 10BASE2 10BASE-T 10BROAD36 10BASE-FP medio de transmisión cable coaxial (50 ohm) cable coaxial (50 ohm) par trenzado sin blind. cable coaxial (75 ohm) par de fibras de 850 nm señales eléctricas banda base (Manchester) banda base (Manchester) banda base (Manchester) banda ancha (DPSK) Manchester (on/off) topologia bus bus estrella bus / árbol estrella longitud máx. p/ segmento 500 185 100 1800 500 nodos por segmento 100 30 -- -- 33 diámetro del cable (mm) 10 5 0,4 - 0,6 0,4 - 1,0 62,5 / 125 mm

10 Especificaciones de los Medios - 100 Mbit/s100BASE-TX 100BASE-FX 100BASE-T4 medio de transmisión 2 pares trenz., STP 2 pares UTP CAT 5 2 fibras ópticas 4 pares UTP CAT 3, 4 o 5 señales eléctricas 4B5B, NRZI 4B5B, NRZI 4B5B, NRZI 8B6T, NRZ longitud máx. p/ segmento 100 m 100 m 100 m 100 m tamaño máx. de la red 200 m 200 m 400 m - 200 m STP = par trenzado blindado (shielded twisted pair) UTP = par trenzado sin blindaje (unshielded twisted pair) CAT 5 = de categoría 5

11 Token Ring (Anillo de Testigo)anillo compartido: - par trenzado de categoría 3 (16 Mbit/s) Una trama corta especial (testigo o token) circula en el anillo cuando una estación desea transmitir, cambia el token de libre para ocupado todas las demás estaciones reciben y regeneran la ráfaga al recibir su ráfaga de regreso, la estación transmisora la quita del anillo y emite un token libre para que otras puedan transmitir

12 Estructura de la Trama de Token Ring2 bytes 2 bytes n bytes 4 bytes 1 byte 1 byte 1 byte 1 byte 1 byte unidad de datos frame check sequence dirección de destino dirección de origen frame check sequence delimitador de inicio control de acceso control de la trama delimitador de final estado de la trama indica si los datos son LLC (caso contrario, controla el protocolo MAC) P P P T M R R R J K 1 J K 1 I E bit de quadro intermedio (indica haber más tramas) bit de error (seteado por cualquier repetidor que encuentre errores) bits de prioridade bits para reservar A C r r A C r r bit de monitor bit que indica que la dirección fué reconocida (duplicado para detectar errores) bit que indica que la trama fué copiada (duplicado para detectar errores) bit de token

13 Ethernet Conmutada Para aumentar la eficiencia de una Ethernet, se puede sustituir el bus compartido por un conmutador de tramas ese conmutador tiene un puerto para cada estación o segmento de red ese puerto es dedicado el conmutador posee un backplane de alta capacidad el conmutador lee la dirección MAC (de la tarjeta Ethernet) de destino, y conmuta la trama recibida, utilizando su backplane rápido, apenas para el puerto al cual está conectada la estación de destino se pueden mezclar puertos de velocidades distintas por ejemplo, 100 Mbit/s para un servidor y 10 Mbit/s para los clientes

14 Ethernet Conmutada switch Ethernet, cliente p. ej. con backplanede células cliente 10 Mbit/s cliente 100 Mbit/s 10 Mbit/s 10 Mbit/s servidor 10 Mbit/s cliente cliente

15 Puentes ... Un puente actúa con base en las direcciones físicas MAC (o lógicas, como LLC por ejemplo) el puente lee la dirección de la estación de destino al constatar que está en el otro segmento, repite la trama de aquel lado si la estación de destino se encuentra del mismo lado de la transmisora, el puente no hace nada el puente aprende cuales estaciones están a cada lado leyendo las direcciones de origen de todas las tramas emitidas

16 Puentes (cont.) Los puentes son muy útiles para interconectar redes de topología distinta (como Ethernet y Token Ring) También son útiles para disciplinar el tráfico en redes de medio compartido al filtrar el tráfico que pasa de un segmento a otro, alivian congestiones posibles Un switch Ethernet es una especie de puente con múltiples puertos Un puente puede unir dos sitios distantes cada mitad del puente está en uno de los dos sitios para unir las dos mitades, se utiliza un enlace WAN compatible con el tráfico puenteado

17 Enrutadores (Routers)Los enrutadores actúan en la capa 3 (capa de red) del modelo OSI utilizan protocolos globales de enrutamiento tales como IP o IPX existen logicamente dentro de las redes una estación IP / IPX que desea enviar algo a otra establece un enlace de capa 2 con el enrutador y le envía la trama que debe ser conmutada al destino el enrutador lee la dirección IP / IPX de destino y encamina la trama al próximo enrutador para acercarla a su destino los enrutadores deben conocer la topología de la “inter-red”, esto es, cuales otras redes o sub-redes pueden ser alcanzadas a través de cuales enrutadores para saberlo, intercambian constantemente informaciones de enrutamiento entre si

18 Como Actúan los Enrutadorescapas superiores capas superiores TCP ó SPX TCP ó SPX IP ó IPX IP ó IPX IP ó IPX IP ó IPX LLC o equivalente LLC o eq. proto-colos especí-ficos de la WAN proto-colos especí-ficos de la WAN LLC o eq. LLC o equivalente MAC MAC MAC MAC WAN PHY PHY PHY PHY terminal enrutador enrutador terminal

19 Enrutadores (cont.) ... enlaces WAN (redes de larga distancia) ... ...

20 Enrutadores (cont.) Los enlaces que unen los enrutadores entre si pueden ser de varios tipos: un backbone corporativo (FDDI, un conmutador ATM, etc.) lineas dedicadas con modems analógicos lineas dedicadas digitales de la red determinística (n x 64 kbit/s, E1) conexiones virtuales permanentes de una red de paquetes conexiones virtuales permanentes de una red frame relay conexiones de un servicio público conmutado como SMDS (Switched Multimegabit Data Service) conexiones virtuales de una red pública ATM En todos casos, al dimensionar las interconexiones se deben contemplar los picos de tráfico en la inter-red

21 Enrutadores (cont.) Cuando se utilizan redes públicas estadísticas (con conmutación de paquetes, tramas, mensajes o células), debe evitarse todo el tráfico improductivo el intercambio de informaciones de enrutamiento debe reducirse al mínimo posible para evitar congestiones La topología usual de una inter-red de enrutadores es en estrella cada red está asociada a un enrutador los enrutadores tienen enlaces WAN hacia un enrutador central que distribuye las tramas a los destinos lógicos

22 Interconexión de RedesLas redes de larga distancia vienen siendo cada vez más utilizadas para la interconexión de redes locales Las redes interconectadas están gradualmente evolucionando de una topología en estrella (punto a centro) para una topología en enmallado parcial, o hasta mismo enmallado total el cambio de topología es posibilitado por nuevos servicios conmutados (más económicos) de transporte en las WANs p. ej.: frame relay, SMDS, ATM los protocolos usuales de interconexión pueden ser directamente encapsulados en los formatos exigidos por los servicios públicos de interconexión

23 Introducción a TCP e IP

24 Funciones de TCP e IP TCP UDP IP ICMP IGMPaplicación TCP prové confiabilidad; implementa conexión de datos, recuperación de errores por repetición, control de flujo UDP transporte de datagramas, no orientado a conexión IP protocolo de enrutamiento ICMP gestión de errores de la capa IP (implementa, por ejemplo, Ping y Traceroute) IGMP gestión de grupo (para multicasting) ARP (Address Resolution Protocol) e RARP (Reverse ARP) para conversión de direcciones IP en direcciones usadas por la interfaz de red y vice-versa proc. de usuario proc. de usuario proc. de usuario proc. de usuario transporte TCP UDP red ICMP IP IGMP ARP interfaz de hardware RARP enlace medio físico

25 Direcciones IP byte 1 byte 2 byte 3 byte 4 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 clase: 7 bits: ident. da red (netid) 24 bits: ident. del host (hostid) A B 1 14 bits: ident. da red (netid) 16 bits: ident. del host (hostid) C 1 1 21 bits: ident. da red (netid) 8 bits: ident. del host (hostid) D 1 1 1 28 bits: ident. del grupo de multicasting E 1 1 1 1 27 bits: reservados para usos futuros Las direcciones de clases A e B generalmente son divididas en sub-redes de los 24 o 16 bits del hostid, algunos son reservados para designar una sub-red también posible para la clase C, pero los 8 bits de hostid son pocos...

26 Multiplexación Ya vimos que varias entidades solicitan los servicios del protocolo IP este es el caso de UDP, TCP, ICMP e IGMP el IP agrega un identificador de 1 byte que indica a cual capa pertenecen los datos (campo protocolo) el valor 1 corresponde a ICMP, 2 a IGMP, 6 a TCP e 17 a UDP De forma similar, varias aplicaciones pueden solicitar los servicios del UDP o del TCP ambos utilizan un número de 16 bits llamado número de puerto para identificar la aplicación los encabezados de TCP e UDP traen los números de los puertos de destino e de origen La capa física envía y recibe datos de IP, ARP e RARP el encabezado Ethernet contiene un campo de tipo de trama de 16 bits para identificar la capa de red correcta

27 Multiplexación (cont.)aplicación aplicación aplicación aplicación demultiplexación basada en el destination port number del encabezado TCP o UDP TCP UDP ICMP IGMP demultiplexación basada en el protocol value del encabezado IP IP ARP RARP demultiplexación basada en el tipo de quadro Ethernet driver Ethernet

28 Números de Puertos TCP y UDPComo se atribuyen los valores del port number? los servidores normalmente tienen un nº. de puerto well-known (ampliamente conocido) p/ ej., toda implementación TCP/IP con un servidor FTP dá ese servicio en el puerto TCP de nº. 21; todo servidor Telnet sobre TCP está en el puerto 23; toda implementación TFTP está en el puerto 69 de UDP esos números (de 1 a 1023) son atribuidos por la IANA (Internet Assigned Numbers Authority) los clientes no se importan con cual número de puerto se utiliza de su propio lado (puertos efímeros); apenas, esos números tienen que ser únicos de su lado esos números efímeros varían, generalmente, de 1024 a 5000

29 Servicios Simples EstandarizadosAlgunos servicios estandarizados son soportados por casi todas las implementaciones: nombre puerto TCP puerto UDP RFC descripción echo 7 7 862 el servidor devuelve todo lo que el cliente envía discard 9 9 863 el servidor descarta todo lo que el cliente envía daytime 13 13 867 el servidor devuelve la fecha y la hora en formato legible chargen 19 19 864 el servidor TCP envía una cadena continua de caracteres hasta que el cliente termine la conexión; el servidor UDP envía un datagrama conteniendo un número aleatorio de caracteres cada vez que el cliente le envía un datagrama time 37 37 868 el servidor devuelve el tiempo bajo la forma de un nº. binario de 32 bits; este nº. representa el número de segundos desde la cero hora de 1/1/1900, UTC

30 Interfaces de Programas de Aplicación (APIs)Las dos APIs más comunes para aplicaciones corriendo sobre TCP/IP son “sockets” y TLI (Transport Layer Interface) la primera también es llamada Berkeley sockets, pués fué desarrollada allí la segunda fué originalmente desarrollada por la AT&T, siendo llamada XTI (X/Open Transport Interface), reconociendo el trabajo hecho por la X/Open

31 Encapsulación en la Capa de EnlaceLa capa de enlace corre entre puntos adjacentes, por debajo de la capa IP (o ARP, o RARP) la capa de enlace depende del medio utilizado (Ethernet, Token Ring, FDDI, interfaz serie RS-232, etc.) además de las capas de enlace para ambientes Ethernet, hay dos capas de enlace especializadas para interfaces serie: SLIP y PPP, con el driver de loopback asociado SLIP significa serial line IP muy sencilla: el datagrama IP es enmarcado por el caracter especial end, hex c0 si ese caracter aparece entre los datos, es anulado por la secuencia SLIP ESC (hex db dc) si esa secuencia aparece entre los datos, es modificada para hex db dd PPP significa point to point protocol

32 Protocolo SLIP O SLIP tiene algunas pequenas desventajas:no permite que un extremo informe su dirección IP al otro (las direcciones tienen que ser conocidas de antemano) no hay campo de tipo: la linea serie solo puede ser utilizada para un único protocolo no hay CRC: no hay detección de errores de transmisión por parte del SLIP (sería una atribución de capas superiores) algunos modems modernos pueden detectar y corrigir errores de cualquier forma, es esencial que las capas superiores detecten errores el encabezado IP es protegido por un CRC, y los encabezados y los datos TCP también son protegidos por un CRC; en el caso de UDP, el CRC es opcional

33 Protocolo CSLIP (SLIP Comprimido)Una desventaja de lineas serie para tráfico interactivo es el tamaño del encabezado IP y TCP (20 más 20 bytes) hay una versión nueva de SLIP, llamada CSLIP, que reduce el encabezado de 40 para 3 ó 5 bytes mantiene el estado de hasta 16 conexiones TCP en cada extremo y sabe que algunos campos en los dos encabezados no cambian nunca

34 Protocolo PPP PPP soluciona las deficiencias de SLIPsoporta enlaces asíncronos y orientados a bit suministra un protocolo de control de enlace (LCP, link control protocol) para establecer, configurar y probar el enlace de datos soporta múltiples NCPs (network control protocols), tales como IP, para la capa de red OSI, para DECnet y AppleTalk el NCP para IP, p/ ej., permite que cada extremo especifique si es capaz de comprimir los encabezados (similarmente a CSLIP) 2 bytes hasta 1500 bytes 2 bytes 1 byte 1 byte 1 byte 1 byte campo de información frame check sequence protocolo: IP C021 - LCP NCP CRC flag 7E dirección FF control 03 flag 7E

35 Detallamiento del IP

36 El Encabezado IP longitud total (en bytes, 16 bits)versión (4 bits) longitud del encabezado (4 bits) tipo de servicio (8 bits) longitud total (en bytes, 16 bits) identificación (16 bits) flags de 3 bits desplazam. del fragmento (13 bits) tiempo de vida (time to live) (8 bits) protocolo (8 bits) secuencia de verificación: checksum del encabezado IP (16 bits) 20 bytes dirección IP de origen (32 bits) dirección IP de destino (32 bits) opciones (si es que las hay) datos

37 Campos del Encabezado IP (1)Versión la versión actual del IP es la 4 (IPv4) la versión 6.0 ya se publicó y está en etapa de implantación Longitud del encabezado número de palabras de 32 bits que componen el encabezado Tipo de servico (TOS) 3 bits de precedencia, que no se utilizam 1 bit fijo en cero 4 bits de TOS: minimizar retardo maximizar caudal maximizar confiabilidad minimizar costo de estos 4 bits, apenas uno puede estar seteado

38 Campos del Encabezado IP (2)Longitud total cantidad total de bytes del datagrama en el caso de datagramas fragmentados, longitud (en bytes) del fragmento actual Identificación identificación unívoca de un datagrama (incrementado a cada nuevo datagrama) en el caso de fragmentación, todos los fragmentos del datagrama ganan el mismo número de identificación Banderas uno de los bits indica haber más fragmentos (seteado para 0 en el último fragmento) otro bit significa “no fragmentar” si un host no logra transmitir sin fragmentar, el datagrama es descartado y el ICMP genera un mensaje de error

39 Campos del Encabezado IP (3)Desplazamiento del segmento indica el offset del inicio del fragmento actual en relación al inicio del datagrama incluso, permite que el datagrama sea ensamblado corretamente aún cuando los fragmentos llegam fuera de orden Tiempo de vida (TTL) fija un límite superior para el número de enrutadores por los cuales el datagrama puede pasar es inicializado por el transmisor (p. ej. en 32 ó 64) y decrementado al passar por un enrutador cada enrutador lo decrementa en una unidade, o en el número de segundos que ha retenido el datagrama si la retención ha sido de más de un segundo al llegar a cero este campo, el datagrama es descartado, y un mensaje de ICMP es generada para el transmisor

40 Campos del Encabezado IP (4)Protocolo ya comentado: el valor 1 corresponde a ICMP, 2 a IGMP, 6 a TCP y 17 a UDP Checksum del encabezado calculado sobre el encabezado IP, apenas los demás protocolos (ICMP, IGMP, UDP e TCP tienen sus propias checksums específicas la checksum no pasa del complemento a 1 del encabezado, visto como palabras de 16 bits un error acá no hace con que se genere un mensaje de error (el datagrama es sencillamente descartado) como los enrutadores intermedios decrementan el valor del tiempo de vida, deben actualizar el valor de la checksum generalmente lo hacen incrementando a checksum, pués dá lo mismo que volver a calcularla

41 Campos del Encabezado IP (5)Opciones IP raramente usadas, y ni siempre soportadas por los enrutadores e hosts las opciones actualmente definidas son las siguientes: restricciones de seguridad y manejo (p. ej. para aplicaciones militares) registro de la ruta (cada enrutador debe registrar su dirección IP) sello de hora (cada enrutador debe registrar su dirección IP y la hora actual) enrutamiento tolerante por la fuente (especificando un listado de direcciones IP que deben ser recorridas por el datagrama) enrutamiento estricto por la fuente (similar al anterior, especificando un listado de direcciones IP a ser recorridas por el datagrama, pero en este caso SOLAMENTE esas direcciones pueden ser recorridas)

42 Protocolos de Resolución de Direcciones ARP e RARP

43 Explanación del ProblemaLas direcciones IP solo tienen sentido para el TCP/IP en medios compartidos, como Ethernet o Token Ring, hay esquemas propios de direccionamiento (generalmente, 48 bits) que cualquier capa usuaria tienen que seguir la resolución de direcciones permite un mutuo mapeo (asociación) entre dos tipos de direccionamiento: direcciones IP de 32 bits y direcciones utilizadas por el enlace de datos dirección IP de 32 bits ARP RARP dirección Ethernet de 48 bits

44 ARP El ARP ofrece un mapeo dinámico de una dirección IP en la dirección de hardware correspondiente el RARP es usado por sistemas sin disco rígido, pero requiere una configuración manual hecha por el administrador de la red El problema consiste en resolver una dirección IP lógica en una dirección, por ejemplo, Ethernet física para hacerlo, ARP envía una trama broadcast a la Ethernet llamada “ARP request” a todos los hosts a la red, conteniendo la dirección IP de destino buscada la pregunta es, “Si usted tiene esta dirección IP, conteste a mi con su dirección física” la estación que reconoce su dirección IP contesta con una trama Ethernet “ARP reply”

45 Caché de ARP y Otras ConsideracionesUna vez obtenida la correspondencia, el mapeo es almacenado en una memoria caché en cada host esa caché mantiene los mapeaos recientes de direcciones IP en direcciones de hardware el tiempo normal para que cada linea dure en memoria es de 20 minutos Una trama ARP en la Ethernet tiene 28 bytes además del encabezado Ethernet de 14 bytes el campo de “tipo de trama” 0806 indica tratarse de ARP el “ARP request / reply” contiene las direcciones de Ethernet e IP de origen y de destino (en el request falta la dirección Ethernet de destino, está claro)

46 Programa Ping

47 Función del Programa PingEl programa Ping, escrito por Mike Muuss, fué hecho para verificar si un cierto host puede ser alcanzado el programa envía un mensaje de pedido de eco de ICMP a un host, y espera que ese host le devuelva una respuesta el programa también mide el tiempo de ida e vuelta hasta aquel host Generalmente, el programa Ping envía un pedido de eco a cada segundo, imprimiendo (o presentando) todas las respuestas que van llegando las implementaciones más nuevas poseen la opción -s para enviar un solo pedido, informando “host is alive” cuando viene la respuesta, o “no answer” al no recebir una respuesta en 20 segundos

48 Opción de Registro de Rutas (RR)La mayoría de las versiones ofrece la opción -R, que habilita la función de registro de ruta al habilitar esa opción, todo enrutador por donde pasa el datagrama agrega su dirección IP a un listado en el campo de opciones cuando el datagrama llega al destino final, el listado completo debe ser copiado al mensaje ICMP de respuesta al eco, y todos los enrutadores en el camino de vuelta deben agregar sus direcciones al listado también parece sencillo, pero es preciso que el host de origen genere la opción RR, que los enrutadores la procesen y que el host de destino refleje el listado en la respuesta al eco pero el mayor problema es el tamaño limitado en el encabezado IP para el listado (la longitud es un campo de 4 bits, limitando todo a 15 palabras de 32 bits, de las cuales sobran apenas 9...)

49 Traceroute Debido a la limitación de la opción “registro de rutas”, un nuevo programa fué desarrollado por Van Jacobson para registrar el camino de un datagrama el Traceroute se vale del hecho de que ningún datagrama debe poder pasar por un enrutador cuando su time to live (TTL) llegar a 1 ó 0 el enrutador que recibe el datagrama con un TTL igual a 1 envía de regreso un mensaje “tiempo excedido” de ICMP conteniendo como dirección de origen su propia dirección el programa va enviando datagramas con TTLs bajos, empezando con 1 para conocer el primero enrutador, siguiendo con 2 para conocer el enrutador siguiente, y así por delante hasta llegar al destino el mensaje UDP generado por el programa usa una dirección de puerto improbable, para que el host de destino envíe un mensaje ICMP de “puerto inacesible”

50 Detallamiento del TCP

51 Formato del Encabezado de TCPnúmero del puerto de origen (16 bits) número del puerto de destino (16 bits) número secuencial (32 bits) número secuencial de confirmación (32 bits) 20 bytes longitud del encabezado (4 bits) reservados (6 bits) tamaño de la ventana (16 bits) URG ACK PSH RST SYN FIN secuencia de verificación: checksum del paquete TCP (16 bits) puntero urgente de 16 bits opciones (si es que las hay) datos (si es que los hay)

52 Campos del Encabezado TCP (1)Número de puerto identifica la aplicación de origen y la de destino estos números, en conjunto con las direcciones IP de origen y destino en el encabezado del datagrama IP, identifican de forma unívoca la conexión entre las aplicaciones de origen y destino la combinación de un puerto TCP y una dirección IP es llamada, a veces, de socket el número cuádruplo (puerto y dirección IP de cliente y puerto y dirección IP de destino) identifica una conexión TCP en una internet Número de secuencia identifica la posición del primer byte del segmento actual en el flujo total de bytes del transmisor para el receptor es como si cada byte del flujo de datos fuera numerado con un número secuencial de módulo 232

53 Campos del Encabezado TCP (2)El número secuencial de confirmación contiene el número secuencial del próximo byte que el host que ha enviado la confirmación espera recibir la bandera ACK valida el número de confirmación el proceso de confirmación es puesto en sincronismo mediante la bandera SYN en la trama con SYN, el host que inicializa la conexión propone el número secuencial del cual arranca en aquella conexión (ISN, initial sequence number) con la bandera FIN, el host termina el proceso de transmitir datos con confirmación La longitud del encabezado da la longitud del encabezado en palabras de 32 bits esto es necesario porque el campo de opciones tiene tamaño variable

54 Campos del Encabezado TCP (3)Banderas URG - el puntero de urgente es válido ACK - el número de secuencia de confirmación es válido PSH - el receptor debe pasar estos datos a la aplicación tan pronto pueda RST - resetear la conexión SYN - sincronizar los números de secuencia e inicializar la conexión FIN - el transmisor no posee más datos a enviar Tamaño de la ventana especifica el número de bytes que el receptor está dispuesto a aceptar siendo un campo de 16 bits, el tamaño está limitado a bytes, siendo que la ventana es scaleable en versiones nuevas

55 Campos del Encabezado TCP (4)Checksum calculado sobre todo el segmentoTCP: encabezado y datos TCP Puntero urgente solo vale si la bandera URG estuviera seteada representa el desplazamiento positivo que debe ser agregado al campo de número de secuencia del segmento para obtener el número de secuencia del último byte de datos urgentes aún persisten ciertos problemas prácticos con los datos urgentes y su manejo e interpretación las dos principales aplicaciones que utilizan URG son Telnet y Rlogin (p. ej. para desbloquear una aplicación que está con ventana de 0); también lo puede usar FTP, al interrumpir una transferencia de archivo

56 Campos del Encabezado TCP (5)Opciones la más comum de las opciones es el MSS (longitud máxima de los segmentos) cada extremo de la conexión especifica el tamaño MSS en el primer segmento intercambiado (aquel con la bandera SYN, usado para establecer la conexión) Datos este campo es, naturalmente, opcional para inicializar y terminar una conexión, los segmentos solo contienen el encabezado TCP, no habiendo en ellos el campo de datos un encabezado sin datos también es enviado para confirmar la recepción correcta cuando no hay datos a enviar en el sentido en que viaja la confirmación, y en ciertos casos de timeouts

57 Algoritmos de Enrutamiento en IP

58 Interconexión de Redes (cont.)Los enrutadores privados (basados en IP o IPX, p. ej.) necesitan ser interconectados entre si La topología de redes corporativas acostumbra ser en estrella, debido a los altos costos para la renta de accesos, puertos y circuitos en redes determinísticas una topología en enmallado parcial o total multiplicaría el número de circuitos necesarios Con el advenimiento de servicios públicos con conmutación de tramas, células o mensajes en banda ancha, comienza a justificarse una evolución de la topología de la internetwork el servicio X.25 era poco adecuado para la interconexión de LANS por varios motivos, especialmente baja velocidad en el acceso, alto retardo y ocurrencia de congestiones

59 Interconexión de Redes (cont.)Los protocolos más usuales para la interconexión de redes son el protocolo IP y el IPX enrutadores que trabajan con IP o IPX enrutan cada paquete individualmente con base en la dirección completa contenida en el encabezado como el servicio de transporte IP no garantiza la entrega de todos los paquetes, el protocolo TCP, corriendo por arriba de IP en los terminales interconectados, permite que se establezca una conexión lógica punta a punta el TCP permite recuperación de errores el TCP permite control de flujo

60 Interconexión de Redes (cont.)Protocolos IP e IPX (cont.) en muchas redes que comienzan pequeñas, el IPX corre sin un protocolo de capa de transporte (como el SPX) por arriba esas redes parten de la premisa de que están en un ambiente sin limitaciones de ancho de banda, esto es, un ambiente de redes y backbone locales al usar ese tipo de configuración pasando por redes públicas WAN estadísticas como el frame relay, el tráfico IPX genera ráfagas grandes, y la falta de un control de flujo puede violar los límites de los buffers de la internetwork (con consecuente pérdida incontrolable de tráfico) y hacer tumbar las aplicaciones, o exigir un contrato de tráfico demasiado grande hay formas de contornar este problema, pero primero es necesario poder analizarlo con cuidado

61 Problemas de la InternetworkLos enrutadores necesitan conocer el universo de estaciones accesibles y las respectivas localizaciones para poder encaminar los datagramas IP los enrutadores generalmente trabajan con tablas de enrutamiento las tablas contienen informaciones sobre los destinos posibles y sobre como alcanzarlos si las tablas contuvieran informaciones sobre todos los destinos posibles, sería imposible mantenerlas actualizadas el enrutamiento utiliza partes de la dirección total las tablas contienen, generalmente, pares de direcciones (conteniendo [N, G], o red y gateway asociado) que solo posibilitan el “próximo paso” en el camino

62 Tablas de Enrutamiento (1) gateway La gateway B gateway C red red red red Las tablas crecen cuando aumentan las redes interconectadas Para “esconder” las informaciones y mantener tablas pequeñas, el software solo almacena informaciones sobre las direcciones de redes de destino, y no sobre cada host Tabla de enrutamiento del gateway B para alcanzar hosts en la red... encaminar esta dirección para... entrega directa entrega directa

63 Tablas de Enrutamiento (2)Cada linea de la tabla de enrutamiento contiene las siguientes informaciones: dirección IP de destino puede ser una dirección completa de un host o la dirección de una red, según lo que especifica el campo de flag una dirección de red tiene la dirección de host igual a cero, identificando todos los hosts en aquella red (p. ej. Ethernet) dirección IP del enrutador del próximo salto o la dirección IP de una red conectada directamente un enrutador del próximo salto es uno que está conectado directamente a una red a la cual el enrutador actual puede enviar datagramas para entrega el enrutador del próximo salto no es el destino final, pero agarra y manda para delante los datagramas que se le envían

64 Tablas de Enrutamiento (3)Informaciones de cada linea de la tabla de enrutamiento (cont.): flags (banderas) hay una bandera que especifica si la dirección de destino IP es la dirección de una red o de un host otra bandera indica si el contenido del campo enrutador del próximo salto es de hecho un enrutador, o si es una interfaz directamente conectada especificación de la interfaz de red a la cual el datagrama debe ser entregado para transmisión

65 Como Opera un EnrutadorComo se vê, los enrutadores no conhecem o camino completo para chegar al host de destino (exceto se este estiver directamente conectado al enrutador) Tudo o que IP faz es permitir rotear cada datagrama al próximo salto Aciones de enrutamiento del IP: buscar en la tabla una linea que corresponda a la dirección IP completa del destino final (red y host) al encontrarla, enviar el datagrama al enrutador del próximo salto, o, se es el caso, a la interfaz directamente conectada buscar en la tabla una linea apenas con la red de destino caso, por ejemplo, de todos los hosts en la mesma Ethernet buscar en la tabla una linea designada default

66 Otras ConsideracionesSi ningún de los pasos funciona, el datagrama no puede ser entregado si ese datagrama ha sido generado en este mismo host, una indicación de “host inalcanzable” o “red inalcanzable” es enviada a la aplicación que lo ha generado si vino de afuera, se genera un mensaje ICMP de “host inalcanzable” al host de origen Un enrutador genera un mensaje ICMP de “redireccionamiento” al host de origen cuando necesario esto solo ocurre cuando el host puede eligir entre varios enrutadores (generalmente, donde uno de ellos es default) el enrutador envía el mensaje “redireccionar” cuando detecta que el enrutador de próximo salto está en la misma interfaz de linea en que ha recibido el datagrama a enrutar

67 Protocolos Internos de los GatewaysLos gateways pertenecientes a sistemas autónomos distintos utilizan el protocolo EGP (external gateway protocol) para intercambiar informaciones de enrutamiento Dentro de un mismo sistema autônomo, los gateways utilizan protocolos internos para el intercambio dinámico de rutas (IGPs): RIP - routing information protocol, basado en conteo de saltos HELLO, basado en retardos OSPF - open SPF protocol SPF = shortest path first RIP y HELLO trabajan con el algoritmo vector distance, y OSPF con el del “camino más corto”

68 Vector Distance x SPF El algoritmo vector distance (Bellman-Ford) es el más fácil de implementar cada enrutador mantiene una tabla con las redes a que está conectado cada linea identifica una red de destino y el número de saltos (en el caso del RIP) necesarios para alcanzarla periodicamente, cada gateway envia una copia de esa tabla a los otros gateways que puede alcanzar directamente cada gateway que recibe una tabla examina la alternativa actual y la sustituye si encuentra un camino más corto en la nueva tabla

69 Vector Distance x SPF (cont.)La desventaja del algoritmo vector distance es que es difícil estabilizar las tablas cuando las rutas cambian con frecuencia al cambiar una ruta, esa información se propaga lentamente de gateway a gateway mientras eso ocurre, algunos gateways pueden tener informaciones incorretas en redes WAN estadísticas, que tarifican por tráfico, los protocolos como RIP se vuelven tardados y ineficientes por generar mucho tráfico sin carga útil de informaciones entre hosts

70 Vector Distance x SPF (cont.)La principal alternativa para el vector distance es el algoritmo SPF (link state, shortest path first) se puede imaginar que las informaciones sobre la topología residen en mapas en cada gateway eses mapas muestran todos los otros gateways y las redes a las cuales están conectados de manera abstracta, los gateways constituyen los nodos en un gráfico, y las redes que los interconectan corresponden a “lados” solo hay un “lado” común (link) a dos gateways cuando ellos pueden comunicarse directamente

71 Vector Distance x SPF (cont.)Algunas ventajas del algoritmo SPF: cada gateway calcula rutas de forma independiente, usando los mismos datos originales como los mensajes de estado de los links no se alteran al propagarse, es fácil localizar problemas como el cálculo es efectuado localmente, las tablas tienden a convergir como los mensajes de estado de los links solo traen informaciones sobre las conexiones directas de cada gateway, su tamaño no depende del número de nodos en la red el algoritmo permite un fácil y eficiente crecimiento de las redes el tráfico de informaciones de enrutamiento no sobrecarga la internetwork

72 Vector Distance x SPF (cont.)En lugar de propagar mensajes que contienen listados de destinos, el algoritmo SPF realiza dos funciones: prueba de manera activa el estado de todos los gateways vecinos propaga periodicamente el estado de sus links (“lados” comunes) a todos los demás gateways los mensajes periodicamente difundidos no especifican rutas; apenas declaran si la comunicación entre pares de gateways es posible los mensajes son difundidos cuando hay cambio en los links los gateways pueden solicitar mensajes de estado al descubrir que parte de su base de datos está ultrapasada

73 OSPF El OSPF es un nuevo protocolo definido por la IETF (Internet Engineering Task Force) que aplica el algoritmo SPF y lo incrementa con funciones adicionales es un estándar abierto implementa enrutamiento por tipo de servicio (múltiples rutas para criterios distintos, como bajo retardo o alto throughput) permite equilibrado de la carga (distribución de la carga por rutas alternas) permite la repartición en subconjuntos llamados áreas (permite cambiar la topología interna sin afectar la red)

74 OSPF (cont.) Funciones adicionales del OSPF (cont.):soporta rutas específicas por hosts o por redes verifica la autenticación de los mensajes intercambiados (evitando los problemas que una persona maliciosa puede causar con el RIP para desviar mensajes, por ejemplo, para su PC) soporta redes de acceso múltiple, como la Ethernet los gerentes pueden definir redes virtuales, independientemente de las conexiones físicas

75 OSPF (cont.) Funciones adicionales del OSPF (cont.):El OSPF reduce los mensajes difundidos cada red multi-acceso puede poseer un gateway designado que habla por los demás gateways de la red de otro modo, cada gateway de una red como la Ethernet con N gateways difundiría N2 mensajes de posibilidad de alcance El OSPF permite que los gateways intercambien informaciones de enrutamiento obtenidas de otros locales (externos) una identificación de las informaciones obtenidas de gateways externos y internos al local evita ambiguedad

76 RIP (Router Information Protocol)El protocolo RIP, ya mencionado, es el más común para intercambio de informaciones entre enrutadores soporta no solamente el protocolo IP, sino que también una serie de otros protocolos el campo de 16 bits “Identificador de Familia de Direcciones” en el encabezado de cada ruta RIP especifica que protocolo está utilizando el RIP para actualizar sus tablas de enrutamiento una característica del RIP es el hecho de cada enrutador generar un mensaje conteniendo la tabla de enrutamiento a cada 30 segundos un mensaje del RIP no puede exceder a 512 bytes el campo de datos (desde el identificador de familia de protocolos hasta el número de saltos) permite divulgar hasta 25 destinos en un mensaje del RIP

77 Interconexión a través de la WAN

78 Interconexión de Redes (cont.)Los servicios de redes públicas WAN pueden ser basados en: multiplexación determinística (redes E1) multiplexación estadística orientada a conexión con conmutación de paquetes (X.25), de tramas (frame relay) o de células (ATM, DQDB) no orientada a conexión con conmutación de mensajes (SMDS) los protocolos pueden estar encapsulados (por ejemplo, tramas de frame relay -- conteniendo el protocolo de enrutamiento IP o IPX -- siendo transportados en una red de acceso E1 o en una red de interconexión backbone ATM, o tramas de SMDS encapsuladas en células ATM o DQDB)

79 TDM: Multiplexación Determinística (1)La trama de linea se repite un número regular de veces por segundo señal de alineación de trama trib. 1 FAS trib. 1 trib. 2 trib. 3 trib. 4 ... trib. n FAS trib. 1 ... trib. 2 trib. 3 trib. 4 la transmisión es síncrona la velocidad del agregado es igual a la suma de las velocidades de las tributarias, más el overhead necesario (para alineación de trama, alarmas, control, justificación, etc.) trib. n

80 TDM: Multiplexación Determinística (2)El area de carga de cada trama se subdivide en areas más pequeñas esas subdivisiones pueden ser consecutivas (como en la trama E1) o estar intercaladas bit a bit (como en la PDH) o byte a byte (como en la SDH) Cada tributaria que ingresa por un puerto tiene sus bits (o bytes) mapeados en el area de carga a ella asignada si momentaneamente no hay tráfico, su area de carga queda libre, pero no puede ser ocupada por carga de otros usuarios

81 TDM: Multiplexación Determinística (3)Las ventajas de la multiplexación determinística son: simplicidad retardo pequeño Pero: asigna parte de la capacidad del agregado a una comunicación, habiendo tráfico o no cada usuario solo dispone de una fracción de la velocidad total de la linea que comparte con otros dispositivos es, por lo tanto, ineficiente para aplicaciones en transmisión de datos, cuya naturaleza es anisócrona

82 TDM: Multiplexación de DatosLo que cada usuario de datos quisiera sería utilizar todo el ancho de banda de la linea para enviar una ráfaga, y luego liberar la linea para ráfagas de los demás usuarios parece complicado, pero hay tecnologías comprobadas para ello la información es transportada en unidades de datos (según el caso, llamadas paquetes, tramas o celdas), cada una de las cuales posee un encabezado ese encabezado identifica el usuario al cual pertenece la información contenida en la unidad de datos el encabezado permite la demultiplexación y el enrutamiento individual de cada unidad de datos

83 TDM: Multiplexación Estadística (1)Multiplexación estadística: Las unidades de datos pueden ser, según la tecnología: transmitidos continuamente o solo si hay datos tener longitud fija (ranuras de n bytes) o variable estar metidos en una trama síncrona de linea o no cada paquete trae su propio overhead trib. 1 ... buffer overhead información overhead información trib. 2 buffer trib. 3 buffer la transmisión puede ser síncrona o asíncrona la velocidad del agregado puede ser inferior a la suma de las velocidades de las tributarias, pues la premisa es de que cada tributaria transmite por ráfagas, con un porcentaje bajo de ocupación del tiempo total trib. n buffer

84 TDM: Multiplexación Estadística (2)Para la transmisión de datos (anisócrona y de velocidad binaria variable), la multiplexación estadística es más eficiente cada tributaria ocupa del agregado estrictamente la capacidad necesaria para transportar los datos que presenta en cada momento cuando una tributaria no tiene datos que transmitir, queda libre la capacidad del agregado para los datos de otros usuarios

85 TDM: Multiplexación Estadística (3)Desventajas de la multiplexación estadística: el control y la demultiplexación son muy complejos cuando hay mucho tráfico simultaneamente, puede haber congestión, causando retardos e incluso pérdida de datos el overhead es muy grande, lo que es anti-económico cuando lo que se transmite son datos isócronos de velocidad binaria constante (voz, video)

86 Conmutación En principio, la conmutación digital (temporal) consiste en copiar datos de un flujo binario hacia otro flujo binario Cuando se trata de señales multiplexadas determinísticamente (conmutación de circuitos), el conmutador solamente tiene que copiar bits o bytes de posiciones fijas en el tiempo dentro de una trama que recibe hacia intervalos de tiempo en posiciones fijas dentro de una trama que genera localmente y transmite hacia adelante

87 Conmutación Conmutación de señales determinísticas FAS ts 1 ts 2 ts 3 ts 4 ... ts n FAS ts 1 ... 1 2 3 4 5 ... n 1 2 3 4 5 ... n FAS ts 1 ts 2 ts 3 ts 4 ... ts n FAS ts 1 ...

88 Conmutación Cuando se trata de señales multiplexadas estadísticamente (conmutación de paquetes, tramas, celdas, mensajes), el conmutador tiene que analizar el overhead individual de cada unidad de datos y mapear los datos contenidos en el campo de carga útil hacia las unidades de datos que transmite hacia adelante, agregando un nuevo overhead (o, en ciertos casos, manteniendo el mismo overhead anterior)

89 Conmutación de Paquetes... overhead información overhead información overhead información overhead información overhead los datos contenidos en cada unidad de datos son enrutados según las direcciones contenidas en los encabezados información overhead información overhead información ... overhead ... información overhead ... información

90 Servicios Orientados a Conexión y ConnectionlessUna red de datos con conmutación de paquetes (tramas, celdas, mensajes) está formada por multiplexores estadísticos y conmutadores de unidades de datos Para que un usuario pueda comunicarse con otro, es necesario que los conmutadores sepan interpretar las direcciones en el encabezado (overhead) de cada DU (data unit, unidad de datos) La transferencia de datos puede ser de dos formas: connection oriented (orientada a conexión) connectionless (no orientada a conexión)

91 Servicios Orientados a Conexión y ConnectionlessEn modo connectionless (no orientado a conexión), el overhead de cada DU (data unit) trae toda la información necesaria para que los conmutadores la puedan enrutar hacia su destino final se trata del servicio de datagramas uno de los principales ejemplos de una red que presta servicio connectionless es la Internet el overhead es muy grande (cada unidad de datos contiene la dirección completa de red del destinatario)

92 Servicios Orientados a Conexión y ConnectionlessEn modo orientado a conexión (connection oriented), el overhead de cada DU solamente tiene significado local, y solo es válido mientras dura la conexión lógica (virtual) entre los usuarios conectados previamente a cada conferencia, es necesario establecer una conexión la conexión puede ser programada de forma semi-permanente en los conmutadores o puede ser establecida dinámicamente mediante un procedimiento de señalización las tablas de conmutación asocian un identificador de canal lógico en un puerto de entrada a un canal lógico en un puerto de salida del conmutador

93 Ventajas de Ambos ModosEn modo orientado a conexión: la red puede garantizar una cierta calidad de servico al establecer la conexión, la red reserva una cierta cantidad de memoria, para soportar las ráfagas de datos, y un cierto ancho de banda (capacidad en los troncos de interconexión) para dar paso al tráfico previsto de esta manera, se evitan congestiones y retardos largos Además, las tablas de conmutación son cortas y sencillas En modo no orientado a conexión, no es preciso establecer una conexión previamente a la transmisión de los datos sin embargo, no es posible garantizar una calidad de servicio la red tiene mecanismos de observación del tráfico, y debe tener sus recursos expandidos según va surgiendo la necesidad

94 Interconexión de Redes (cont.)Formas de interconexión a través de las WANs: redes E1 (determinísticas) el costo se compone del alquiler del acceso, de los puertos y de los circuitos ofrecen bajo retardo la multiplexación determinística no aprovecha los intervalos ociosos entre las ráfagas de datos, siendo bajo el aprovechamiento de los circuitos buena opción para redes con topología en estrella como cada circuito ocupa un puerto, en los extremos se pueden utilizar accesos y puertos a 64 kbit/s y en el centro un puerto y acceso a n x 64 kbit/s, por ejemplo el advenimiento de la SDH, que hace flexibles las redes de transporte de las concesionarias, deberá disminuir el costo de los circuitos y aumentar su disponibilidad

95 Interconexión de Redes (cont.)Formas de interconexión a través de las WANs (cont.): redes conmutadas de paquetes (X.25) el costo se compone del alquiler del acceso y de los puertos, más el costo del transporte, el cual es proporcional al volúmen de datos transferidos al trabajar con conexiones virtuales, permite implementar topologías en malla (varias conexiones virtuales por puerto) el retardo es muy elevado (puede ser problemático para aplicaciones transaccionales, como SNA) y el caudal bajo la red no reserva capacidad para una conexión virtual, y eventuales congestiones son manejadas por el mecanismo de control de flujo, ocasionando retardos más importantes el protocolo X.25 parte de la premisa de que puede haber muchos errores en la transmisión, siendo muy robusto (recuperación de errores a nivel de enlace) y por eso mismo de baja eficiencia

96 Interconexión de Redes (cont.)Formas de interconexión a través de las WANs (cont.): redes conmutadas de paquetes (X.25) cuando el X.25 corre en las estaciones interconectadas (y no apenas en los enrutadores), hay un link de software entre la capa 3, que implementa el control de flujo a nivel de paquetes, y las capas superiores del protocolo de esta manera, congestiones en la red son explicitamente percibidas y tratadas por las aplicaciones, no causando problemas de corte en la comunicación entre las aplicaciones (si se respetan ciertos límites) puede haber problemas, sin embargo, si el X.25 solo existiera a partir de los enrutadores (que traducen direcciones IP o IPX en canales lógicos X.25) en este caso, es necesario haber un protocolo de capa superior como el TCP o el SPX corriendo en los extremos para tratar de las degradaciones de los enlaces

97 Interconexión de Redes (cont.)Formas de interconexión a través de las WANs (cont.): redes de conmutación de tramas (frame relay) el costo se compone del alquiler del acceso y de los puertos, más el costo del transporte, el cual es proporcional al volúmen promedio de datos según el contrato de tráfico de cada conexión virtual al trabajar con conexiones virtuales, permite implementar topologías en malla (varias conexiones virtuales por puerto) el retardo es bajo (la red trabaja reservando en la parte de interconexión la capacidad necesaria para transportar el volúmen promedio de tráfico contratado) el protocolo frame relay parte de la premisa de que las redes de transporte (digitales) tienen pocos errores el servicio no recupera errores de transporte la recuperación de errores debe ser efectuada por un protocolo de capa de transporte (p. ej. TCP) en las terminales interconectadas

98 Interconexión de Redes (cont.)Formas de interconexión a través de las WANs (cont.): redes de conmutación de tramas (frame relay) (cont.) no está implementado un control de flujo si hay congestión en la red, o violación de la capacidad contratada para cada circuito virtual, la red puede perder datos hay un protocolo de gestión en el acceso (LMI) que informa al usuario sobre la ocurrencia de congestión; de forma general, sin embargo, esa información queda en el dispositivo de acceso del usuario (FRAD), no habiendo un link de software con la aplicación es necesario que haya un protocolo de capa de transporte (p. ej. TCP), el cual acaba percibiendo una congestión y se encarga de efectuar el control de flujo (p. ej. reduciendo el tamaño de la ventana) frame relay acostumbra ser visto más como una interfaz de acceso que un servicio la topología y la tecnología internas de la red pública pueden estar basadas en conmutadores de tramas o de células el importante es permitir el acceso en modo frame relay

99 Interconexión de Redes (cont.)Formas de interconexión a través das WANs (cont.): redes de conmutación de tramas (frame relay) (cont.) frame relay acostumbra ser visto más como una interfaz de acceso que un servicio la topología y la tecnología internas de la red pública pueden estar basadas en conmutadores de tramas o de celdas lo importante es permitir el acceso en modo frame relay

100 Interconexión de Redes (cont.)Formas de interconexión a través de las WANs (cont.): redes de conmutación de celdas (ATM) más que un servicio de interconexión, constituye una tecnología para las redes de transporte (similar en su aplicación a las redes determinísticas) poco a poco, el ATM se establece como una tecnología para las redes backbone corporativas (y hasta para redes locales) al evolucionar las redes de medios compartidos para redes conmutadas (Ethernet, Token Ring y FDDI siendo sustituídos por redes en estrella con conmutadores de tramas con backplane de células -- o directamente por conmutadores de células -- en los vértices) los servicios públicos de datos tienden a ser superpuestos en redes de transporte basadas en ATM buena parte de las redes públicas de frame relay ya hoy se basan en conmutadores de células

101 Interconexión de Redes (cont.)Formas de interconexión a través de las WANs (cont.): redes de conmutación de células (ATM) (cont.) al haber switches basados en un backplane ATM, el acceso a puertos ATM de una red pública será directo con el tiempo, se puede prever que las propias terminales serán equipadas con tarjetas ATM en lugar de las tarjetas actuales de redes locales (p. ej. las tarjetas ATM 25, que desde febrero de 1995 fueron estandarizadas por el ATM Forum, para cableado de categoria 3) la función de Emulación de LAN permite que los mismos drivers de software manejen de forma transparente esas tarjetas, como si fueran tarjetas de LAN tradicionales

102 Interconexión de Redes (cont.)Formas de interconexión a través de las WANs (cont.): redes de conmutación de células (ATM) (cont.) se prestan al transporte de infomaciones isócronas (voz, video) y anisócrona (datos) dan soporte a servicios de datos orientados a conexión (como frame relay) y connectionless (como SMDS) la interoperabilidad entre frame relay o SMDS y ATM ya está definida y disponible garantizan una calidad de servicio (QoS, quality of service) a las conexiones (basada en retardo, variación del retardo de las células y tasa de células erradas o perdidas) hoy, el soporte a la QoS aún es muy limitado aún faltan los links de software entre las aplicaciones y el dispositivo o tarjeta de acceso para utilizar eficazmente ese soporte

103 Interconexión de Redes (cont.)Formas de interconexión a través de las WANs (cont.): servicio conmutado de alta velocidad (SMDS) SMDS = Switched Multimegabit Data Service servicio público de conmutación de paquetes, no orientado a conexión (connectionless), ofrecido por empresas de telecomunicaciones la ETSI ha definido un servicio casi idéntico: el CBDS (Connectionless Broadband Data Service) originalmente, diseñado como un servicio urbano, basado en la norma IEEE para MAN (DQDB) hoy es un servicio que puede emplear otras infraestructuras de transporte, como, por ejemplo, ATM

104 Interconexión de Redes (cont.)Formas de interconexión a través de las WANs (cont.): servicio conmutado de alta velocidad (SMDS) (cont.) la conmutación de los paquetes es hecha por conmutadores SMDS con base en las direcciones las direcciones son genéricas, con un formato similar al de números telefónicos el servicio SMDS viene aumentando gradualmente en Europa y en Estados Unidos presenta las mismas ventajas sobre servicios orientados a conexión que la Internet presenta sobre X.25, por ejemplo trabaja con paquetes grandes (hasta más de 9000 bytes) soporta conexiones broadcast, multicast y grupos cerrados de usuarios está tardando en estar disponible en otros países

105 Frame Relay y X.25

106 X.25 Características básicas:protocolo de la red de conmutación de paquetes velocidades bajas y medianas de acceso (generalmente hasta 64 kbit/s) conmutadores de baja capacidad con recuperación de errores entre puntos adyacentes implementación de control de flujo y recuperación de errores en la capa 2 (modelo OSI) señalización, multiplexación y enrutamiento en la capa 3 (modelo OSI) funciona adecuadamente sobre un soporte de transmisión de calidad normal

107 Frame Relay Características básicas:protocolo de la red de conmutación de tramas velocidades medianas y altas de acceso (hasta 2 Mbit/s y más altas) conmutadores de alta velocidade señalización compatible con la RDSI de banda estrecha totalmente implementada en la capa 2 (modelo OSI) sin recuperación de errores las tramas con errores son sumariamente descartadas presupone una alta calidad del soporte de transmisión generalmente considerada como siendo una interfaz de acceso

108 Ubicación del X.25 y Frame Relay en el Modelo OSIPLP: packet layer protocol LAPB : link access procedure - balanced mode LAPF: link access procedure to frame mode bearer services El LAPF fué definido en la Rec. Q.922 del UIT-T; está basado en una extensión del LAPD (del canal D de la RDSI - banda estrecha), definido en la Rec. Q.921 APLICACIÓN PRESENTACIÓN SESIÓN TRANSPORTE X.25 RED PLP frame relay ENLACE DE DATOS LAPB núcleo LAPF CAPA FÍSICA capa física CAPA FÍSICA X.21 X.21 bis (V.24)

109 Comparación X.25 x Frame Relaytrama válida? no sí trama válida? no trama de información? descartar X. 2 5 F r a m y R e l sí sí no descartar recibida una confirm. válida? proc. de tramas de supervisión y control sí no avanzar la ventana recuperación de errores es conocido el DLCI? no sí no todas las tramas confirmadas? C A P 2 descartar parar el temporizador seguir con el temporizador sí sí no se trata del próx. nº secuencial esperado? enviar confirm. de capa 2 y quitar encabezado de capa 2 nº dentro de la ventana? no descarte y requisición de retransmisión recuperación de errores no C A P 3 paquete de datos? recibida una confirm. válida? sí no LCN ativo? proceso de paquetes de superv. y control sí no recibida una confirm. válida? recuperación de errores entregar al proceso de transmisión: -transmitir (si del lado de la red) -recibir (si del lado del usuario) sí no se trata del próx. nº secuencial esperado? recuperación de errores sí enviar confirm. de capa 3

110 ATM Características básicas:más que un protocolo (estándar de la futura RDSI de banda ancha), es una tecnología de red preyectado para atender a servicios isócronos y anisócronos utiliza pequeños paquetes llamados células, de longitud fija las células tienen 53 bytes 5 bytes de overhead 48 bytes de carga útil las células son transportadas en tramas (de la PDH o SDH) las tramas son subdivididas en slots (ranuras) de 53 bytes para transportar las células

111 Resumen de las Característicasred o servicio: redes E1 (TDM) conmutación de paquetes (X.25) relé de tramas (frame relay) ATM multiplexación determinística estadística (canal lógico, circ. virtual) estadística (idem) estadística (canal virtual, con. virtual) optimización del uso por los puertos no sí sí sí razón de transferencia (throughput) elevada sí no sí sí retardo muy bajo elevado bajo muy bajo recuperación de errores por la red no sí no no* longitud de los paquetes no se aplica variable variable fija aplicación red de transporte servicio de inter- conexión de datos servicio de inter- conexión de datos red de transporte *La red ATM corrige errores de 1 bit en el encabezado de enrutamiento (por FEC- forward error correction); además, algunas AAL (capas de adaptación al ATM) ofrecen FEC y, en ciertos casos, recuperación por retransmisión (aunque solamente extremo a extremo).

112 Resumen de las CaracterísticasX.25 Frame Relay SMDS ATM organ. de estandariz. UIT-T, ISO, etc. UIT-T, ANSI, IEEE Bellcore, ANSI UIT-T velocidades actuales 9,6 a 64 kbit/s (y hasta 2 Mbit/s) 56 a 2048 kbit/s (prev. 34 / 45 Mbit/s) 155 Mbit/s en VC-4 1,5 a 34 / 45 Mbit/s (prev. 155 Mbit/s sobre ATM en VC-4) 45 a 155 Mbit/s y superiores 25 Mbit/s (LANs) longitud del paquete variable, hasta 4096 octetos variable, hasta 4096 octetos variable, hasta 9188 octetos fija, 53 octetos multidireccionamiento no sí (poco implementado) sí propuesto direccionamiento X.121, de longitud variable (>= 14 dig) fijo (DLCI de 10 bits) - PVC variable (10 a 15 dig. bas. en nºs telef.) fijo (24 bits de VPI / VCI) servicio connectionless no no sí no circ. virtual permanente sí sí no se aplica sí circ. virtual conmutado sí sí no se aplica sí control de flujo explícito sí no no se aplica no corrección de errores a nivel de enlace sí no sí no

113 Aplicación de las Diversas Tecnologias por Velocidad y Extensión1000 100 10 1 velocidad (Mbit/s) ATM FDDI FAST Ethernet 25 Mbps ATM SMDS Ethernet Frame Relay Token Ring T1/E1 LAN MAN WAN

114 Detallamiento de Frame Relay

115 Acceso a la Red Frame RelayFRAD: Frame Relay Access Device (o Frame Relay Assembler / Disassembler, por analogía con el PAD X.25) UNI: User - Network Interfaz Servicios de la red: transporte sencillo, orientado a conexión, de tramas FRAD Red Frame Relay UNI Servicios de la UNI: transferencia bidireccional de tramas preservación del orden de las tramas detección de errores de transmisión, formato y operación transporte transparente de los datos de usuario, con modificación solamente de los campos de dirección y control de errores no hay confirmación de la recepción de tramas Servicios del FRAD: aplicaciones de datos interactivos en bloques, como transferencias de archivos o CAD / CAM transferencia de archivos multiplexación de aplicaciones de baja velocidad en un canal de alta velocidade tráfico interactivo basado en caracteres (como edición de textos, con tramas cortas, bajo caudal y bajo retardo

116 Servicios PVC / SVC PVC para PVC, la red y el usuario determinan:el ancho de banda la cantidad y designación de los canales lógicos la red asigna un número fijo de DLCIs en los sitios correspondientes una vez que el FRAD local sea programado para conocer cuales DLCIs debe utilizar para alcanzar un FRAD remoto, pueden tener inicio las comunicaciones

117 Servicios PVC / SVC FRF = frame relay forum SVCpara SVCs, los DLCIs son asignados de forma dinámica las conexiones virtuales son establecidas a través de mensajes de señalización entre el FRAD y la red frame relay (semejantes al proceso de señales de marcar, de llamada, timbre, ocupado, etc.) los mensajes de señalización son transmitidos con el DLCI 0 o en el canal D de la RDSI los mensajes son definidos en las Rec. ITU-T Q.933, Q.931 y FRF.4 FRF = frame relay forum

118 Opciones para la Capa Física de AccesoLas definiciones del UIT-T y ANSI presuponen que la interfaz física sea una conexión física de la RDSI sobre el canal B, H o D Como la RDSI aún no está ampliamente disponible, el FRF (Frame Relay Forum) recomienda otras interfaces físicas en la UNI: ANSI T1.403: interfaz metálica a 1,5 Mbit/s UIT-T V.35: interfaz dúplex a 56 o 64 kbit/s UIT-T G.703: interfaz metálica a 2 Mbit/s UIT-T X.21: interfaz síncrona de datos entre equipos de usuario y redes públicas Outras interfaces son mencionadas y pueden también ser utilizadas (conmutada a 56 / 64 kbit/s, E1 ó T1 fraccionarios -- n x 56 ó 64 kbit/s, etc.)

119 Formato Genérico de la TramaEn los protocolos más usuales, los datos son transmitidos en estructuras similares (HDLC); p. ej.: Flag dirección control campo de información FCS Flag campo de información con paquete IP control IP direc. origen IP direc. destino IP opc. IP re- lleno datos IP Frame Checking Sequence (CRC-16) campo de información con paquete SNA encabez. de transm. encab. de pedido/ respuesta datos SNA campo de información con paquete X.25 facilidades LCN tipo de paquete datos de paquete

120 El Formato Básico de la Trama (T1.618)Objetivo: simplicidad Subconjunto del HDLC Flag ( ) campo de dirección campo de información FCS Flag ( ) FCS: frame check sequence DLCI: data link connection identifier C/R: command / response field FECN: forward explicit congestion identifier BECN: backward explicit congestion identifier DE: discard eligibility EA: address field extension 8 7 6 5 4 3 2 1 8 7 6 5 4 3 2 1 DLCI (alto orden) C / R 0/1 EA DLCI (bajo orden) F E C N B E C N DE EA 1 formato del campo de dirección 2 octetos (normal)

121 Parámetros de ProyectoTasa de acceso (AR) velocidad binaria del canal de acceso Intervalo de medición (T) intervalo según el cual se miden la velocidad y el tamaño de las ráfagas Tamaño comprometido de ráfagas (Bc) cantidad máxima de datos (en bits) que una red acepta transferir, bajo condiciones normales, en un intervalo de medición T

122 Parámetros de Proyecto (cont.)Tamaño en exceso de ráfagas (Be) cantidad máxima no comprometida de datos que una red intentará transferir en un intervalo de medición T (la red puede marcar los datos excedientes como DE) Indicador de elegibilidad para descarte (DE) campo de 1 bit dentro del campo de dirección (T1.618) que indica un trama que puede ser descartada para alivio de congestión

123 Parámetros de Proyecto (cont.)Tasa de información comprometida (CIR) velocidad binaria según la cual la red transporta informaciones bajo condiciones normales Carga ofrecida bits que un usuario presenta a la red para transferencia al destino Notificación explícita de congestión (ECN) proceso según el cual la red notifica los usuarios sobre la ocurrencia de congestión Notificación implícita de congestión conclusión lógica del equipo de usuario de que la red está congestionada; basada en la detección, por las capas superiores a la capa de enlace, de una o más tramas perdidas por la red

124 Opciones para la ImplementaciónEl enfoque más sencillo consiste en implementar apenas un nuevo software elección frecuente como forma de incorporar frame relay a los conmutadores X.25 el mismo procesador es utilizado el throughput podrá ser mucho más elevado, debido al menor procesamiento exigido por el frame relay Outra opción aumenta significativamente el throughput: adoptar un nuevo hardware (con procesadores múltiples de 32 bits)

125 Soporte a Protocolos de Capas Superiores

126 Encapsulación Multiprotocolos (1)Las redes frame relay transportan 2 tipos de datos en interconexión de LANes: paquetes de enrutadores paquetes de puentes (o switches) Los sistemas usuarios finales, tales como mainframes o servidores, pueden recibir datos en varios DLCIs y en otros enlaces de comunicación, por ejemplo en interfaces de redes locales por lo tanto, es necesario identificar si el paquete encapsulado en una trama frame relay T1.618 proviene de un puente o de un enrutador el procedimiento de identificación se conoce bajo el nombre de encapsulación multiprotocolos, el cual agrega hasta 4 campos adicionales por trama

127 Encapsulación Multiprotocolos (2)Cuando el protocolo de capa de red está definido en la norma ISO/IEC TR 9577, la red frame relay puede utilizar directamente la encapsulación NLPID al encapsular el CLNP de la ISO o el IP de la Internet, el NLPID identifica el protocolo de capa de red (81 hex para CLNP ó CC hex para IP) y la PDU (protocol data unit) de CLNP o IP es mapeada tal cual en el campo de infomación de la trama frame relay Cuando el protocolo de capa de red no está definido en la norma ISO/IEC TR 9577, hay dos alternativas para encapsular la PDU: con NLPID=08 hex (PDUs enrutadas), seguida de los identificadores de los protocolos de capas 2 y 3 con NLPID=80 hex (SNAP) para PDUs puenteadas, seguida del encabezado SNAP

128 Encapsulación Multiprotocolos (3)En realidad, el procedimiento utiliza algo similar al formato ya visto para tramas de señalización: trama del tipo UI (03 hex) las estaciones frame relay también pueden utilizar tramas XID para negociar los varios parámetros necesarios al proceder a la inicialización del circuito Flag ( ) campo de dirección campo de control campo de información FCS Flag ( ) encabezado de encapsulación datos de capas superiores PAD (=00 hex) (opcional): alinea lo restante de la trama en palabras de 2 octetos NLPID network layer protocol identification identificación de protocolo de capa 2 identificación de protocolo de capa 3 p. ej. encabezado SNAP subnetwork access protocol (1 octeto) 1 octeto 2 octetos 2 octetos (5 octetos) (opcionales - solo utilizados con Q.933) (opcional - solo para SNAP)

129 El NLPID (Identificador del Protocolo de Capa de Red)Flag ( ) campo de dirección campo de control campo de información FCS Flag ( ) encabezado de encapsulación datos de capas superiores PAD (=00 hex) (opcional) NLPID identificación de protocolo de capa 2 identificación de protocolo de capa 3 p. ej. encabezado SNAP 2 octetos 2 octetos (1 octeto) 1 octeto (5 octetos) (opcionais) NLPID protocolo 08 hex Q.933 80 hex SNAP 81 hex ISO CLNIP CC hex IP Internet

130 Encapsulación Q.933 y SNAP (1)Al encapsular según el método Q.933 (NLPID=08 hex), los identificadores de protocolos de capas 2 y 3, de 2 octetos cada uno, son los mismos definidos para el elemento de información “compatibilidad de capas bajas” El método SNAP (NLPID=80 hex) se utiliza cuando una dirección SNAP está definida este es el caso de tráfico de interconexión de LANes enrutado o puenteado (ó switcheado) el encabezado SNAP, de 5 octetos, contiene 2 campos: OUI (organizationally unique identifier), de 3 octetos indica si la trama es enrutada o puenteada PID (protocol identifier), de 2 octetos identifica el Ethertype (caso de tramas enrutadas) o el tipo de soporte de red local (tramas puenteadas)

131 Encapsulación Q.933 y SNAP (2)Método SNAP (cont.) en el caso de tráfico puenteado, hay 2 formas de puentear: preservando el formato original (incluso la FCS) posible para tráfico proveniente de Ethernet (802.3), Token Ring (802.5), Token Bus (802.4) y FDDI, sin fragmentar sin preservar la FCS todos los casos, incluso de fragmentación, de MAN DQDB (802.6), y de BPDUs (bridge PDUs) según 802.1(d) y (g) y BPDUs enrutadas por la fuente en el caso de tráfico de enrutadores, el Ethertype es el definido en el documento de Números Asignados del IETF (Internet Engineering Task Force), actualmente el RFC 1340

132 El Encabezado SNAP (Protocolo de Acceso a la Sub-Red)Flag ( ) campo de dirección campo de control campo de información FCS Flag ( ) encabezado de encapsulación datos de capas superiores PAD (=00 hex) (opcional) NLPID identificación de protocolo de capa 2 identificación de protocolo de capa 3 encabezado SNAP OUI (identificador unívoco organizacional): 3 octetos PID (identificador del protocolo) hex tramas roteadas Ethertype con FCS preservada sin FCS preservada medio 00 80 C2 hex tramas puenteadas 00 01 hex 00 02 00 03 00 04 00 07 hex 00 08 00 0A 00 0B 00 0C 00 0D 00 0E 00 0F Ethernet 802.3 802.4 802.5 FDDI 802.6 fragmentos BPDU (según 802.1d ó g) BPDUs enrut. por la fuente

133 Ejemplo: Encapsulación de una Trama NetWareComo NetWare no posee un NLPID, siendo tráfico de interconexión de LANes se utiliza el método SNAP: Flag ( ) campo de dirección campo de control campo de información FCS Flag ( ) encabezado de encapsulación datos de capas superiores PAD NLPID = 80 hex (SNAP) encabezado SNAP tramas enrutadas: OUI = hex (trama enrutada) PID = hex (NetWare) datos de capas superiores tramas puenteadas: OUI = C2 hex (trama enrutada) PID = hex (preservada la FCS) datos de capas superiores (empezando con la dirección de destino)

134 Fragmentación (1) Hay veces en que el campo de información de capas superiores contiene más octetos que el máximo transportable por la red frame relay por ejemplo, un datagrama IP con más de 500 octetos a encapsular en una trama frame relay de una red que no soporta más que 262 octetos en estos casos, la SDU (service data unit) puede ser fragmentada en pedazos más pequeños el protocolo de fragmentación: agrega un encabezado de encapsulación a la SDU completa divide la SDU en tantos fragmentos cuantos sean necesarios agrega un encabezado de fragmentación a cada fragmento para su transporte y posterior reensamble

135 Fragmentación (2) PID = OUI = 00 0D 00 80 C2 NLPID = 80 hex hexcampo de control Q.922: trama UI = 03 hex encabezado de encapsulación: en el caso de IP, apenas el NLPID = CC hex datos de capas superiores (p. ej. datagrama IP) información a ser transportada como fragmento 1 información a ser transportada como fragmento 2 flag dirección frame relay OUI = 00 80 C2 hex (ponteado) PID = 00 0D hex (frag- mento) FCS flag número de secuencia n (demais bits res.) bit F (final) = 0 offset = 0 primeros m octetos del datagrama... control Q.922 NLPID = 03 hex control (UI) pad (00 hex) NLPID = 80 hex flag dirección frame relay OUI = 00 80 C2 hex (ponteado) PID = 00 0D hex (frag- mento) ...restante del datagrama FCS flag número de secuencia n (demais bits res.) bit F (final) = 1 offset = m / 32 control (UI) pad (00 hex) NLPID = 80 hex

136 Pruebas en la Internetwork: Objetivos de las Mediciones de Redes de Datos

137 Para que Medir las Redes de Datos?Para mantener las redes operativas la arquitectura Cliente/Servidor requiere plataformas confiables y seguras hay aplicaciones que deben operar 24 horas diarias e 365 dias al año la complejidad de las redes ha aumentado aplicaciones distribuidas Para poder actuar de manera pro-activa: definir en laboratorio el impacto de nuevas aplicaciones definir el impacto de nuevos usuarios Para comprobar el desempeño y el impacto de nuevos diseños de la red nuevos elementos de red mojaras en los elementos de red nuevas arquitecturas

138 Impacto de los ProblemasCOSTOS !!!! debido a tiempos de respuesta malos debido al tiempo en que los sistemas están fora de servicio reinicializar el servidor determinar rapidamente la causa del problema verificar si las bases de datos sufrieron algún daño reingresar los usuarios al sistema continuar con las operaciones diarias de mantenimiento de la red rezar o esperar que no vuelva a ocurrir el problema...

139 Estrategias Básicas (1)Hay dos enfoques para el mantenimiento de los sistemas un enfoque ordenado y estructurado la gestión de los sistemas está basada en un conocimiento detallado de las condiciones de las partes que forman el conjunto el mantenimiento consiste en garantizar que se cumplan condiciones claramente predefinidas un enfoque orgánico la gestión es empírica, basada en un procedimiento de observación constante (baselining) del sistema; cuando el servicio sufre una degradación (generalmente percibida por el usuario), la localización de las causas probables del deterioro se da mediante una comparación de las condiciones observadas con las condiciones anteriores

140 Estrategias Básicas (2)El enfoque orgánico viene siendo utilizado para redes de ordenadores, donde no siempre es posible disciplinar y controlar la introducción de nuevos usuarios y nuevas aplicaciones, ni su movimiento físico dentro de las redes Este enfoque es inadecuado debido al largo tiempo de reacción, por su difícil interpretación y por el subjetivismo de los criterios no permite una operación con calidad de servicio asegurada

141 Estrategias Básicas (3)En redes profesionales, es más sensato y económico trabajar con infraestructuras con calidad asegurada se definen denominadores comunes de calidad basados en modelos que puedan ser transladados a los sistemas reales esos criterios básicos son utilizados desde el diseño de los equipos hasta el proyecto de los sistemas y su verificación en operación normal los criterios aplicados en la práctica contemplan márgenes amplios de seguridad

142 Estrategias Básicas (5)El empleo de esa estrategia implica tres pasos: la definición de una metodología de verificación la adquisición de herramientas para realizar la verificación la definición de criterios objetivos de comparación y su difusión al personal operativo CALIDAD, más que una palabra que aparece en carteles en las paredes de una empresa, y más que un concepto abstracto discutido en charlas motivacionales, es algo que requiere métodos, herramientas y criterios para poder implementarse!

143 Monitorización de las RedesLa monitorización de la red de datos nos informa lo que ya ha ocurrido con la red Las pruebas interactivas que podemos efectuar nos informan lo que ocurrirá con la red

144 Gestión de Red x Pruebas IndividualesNivel de Utilización Herramientas de gestión de la red Herramientas de prueba de la red proyecto instalación puesta en servicio operación tiempo

145 Los 10 Objetivos de las Mediciones en la Red (1)Tiempo de respuesta se mide cuanto tiempo lleva una aplicación para ejecutar una serie de tareas Funcionalidad se verifica si los comandos y aplicaciones ejecutan las operaciones deseadas Mejoras se compara el desempeño de la red después de implementar mejoras en la misma (nuevas versiones de software o hardware).

146 Los 10 Objetivos de las Mediciones en la Red (2)Eficiencia similar al tiempo de respuesta, pero expresada en kbit/s o paquetes/segundo (pps) con esta medición se pueden evaluar y comparar servidores sub-sistemas de discos adaptadores puentes, enrutadores, hubs, etc. Aceptación pruebas de carga y de compatibilidad antes de aceptar el sistema como bueno

147 Los 10 Objetivos de las Mediciones en la Red (3)Configuración con base en los resultados de tiempo de respuesta y eficiencia se puede reconfigurar la red para poder obtener los resultados deseados Confiabilidad se monitoriza la red con el fin de detectar errores es bastante común que esta prueba sea parte de la rutina de aceptación Evaluación de productos evaluación da tecnologia se comparan elementos de forma individual evaluación de sistemas se integran elementos de la red a sistemas operacionales o aplicaciones y se compara el desempeño de aquellos al interactuar con estos

148 Los 10 Objetivos de las Mediciones en la Red (4)Capacidad para determinar cual es la capacidad restante de la red consiste en generar tráfico en la red hasta llegar a tiempos de respuesta inaceptables Determinación de “cuellos de botella” encontrar donde están el componente o los componentes que evitan que la red tenga un desempeño adecuado

149 Componentes y Sub-sistemasAplicaciones Cliente/ Servidor GUI NOS Servidores Discos Protocolos Caché Base de datos Servicios de direto- rios Servidores Aplicación/Presentación Estaciones de Trabajo Adaptadores Enrutador, hub switch Impresoras Infra Segmentos de red Enlaces WAN Interconexión de redes

150 Filosofía de la MediciónDebemos definir cual sistema o sub-sistema nos es más prioritario medir Debemos decidir cuales objetivos tendrán nuestras mediciones La definición de un método de pruebas nos irá asegurar poder alcanzar el objetivo de las pruebas Los métodos de medición cubren las siguientes areas: planificación modelo de carga configuración de la prueba recoleción de los datos interpretación de los datos presentación de los resultados y datos

151 Metodología de Prueba (1)Planificación plano de pruebas objetivo de la prueba diagrama de la configuración de la prueba número de puntos a medir listado de las mediciones a efectuar definición de cada prueba cronograma de ejecución planilla de actividades descripción de todos los elementos involucrados en la prueba Modelo de carga se describe la aplicación o los ficheros que generan la carga se describe la carga simulada

152 Metodología de Prueba (2)Configuración de la prueba las pruebas pueden ser realizadas en tres ambientes distintos: en una red de prueba en una red en produción, fuera de las horas de trabajo en una red en produción, durante su operación normal Recolección de los datos es preciso implementar un sistema que nos permita documentar todas las pruebas realizadas, incluso las pruebas malogradas recolectar todos los datos posibles ser sistemáticos en la captura de los datos efectuar la mayor cantidad posible de mediciones

153 Metodologia de Teste (3)Interpretación de los datos procesamiento de los datos capturados Presentación de los resultados el informe debe ser corto, y debe contener las siguientes informaciones básicas: objetivo de las pruebas conclusiones resumen de los datos recolectados filosofía y metodología implementadas diagrama de la configuración de la prueba

154 Herramientas NecesariasMedidores de la capa física de las redes certificadores de cableado estructurado CAT5 fibra óptica medidores de planta externa para RDSI para acceso mediante modems de banda base HDSL, ADSL Normas de desempeño de los medios de trasmisión G.821 para 64 kbit/s M.2100 para E1 G.826 y M.2101 para transporte vía SDH Analizadores de protocolos

155 Por Que el Análisis Dual?Hay varias razones para eso: para comparaciones durante una evaluación para pruebas de aceptación antes de la instalación para verificaciones periódicas o trás reconfiguraciones para entender la performance global de la red Pruebas de performance: throughput (vazión) latencia % pérdida Pruebas funcionales: manejo de mismatch de MTU encapsulación traducción FDDI Router Ethernet

156 Pruebas de LAN sobre WANToken Ring |---|---|---|---|---| Ethernet Frame Relay SMDS PPP ISDN ATM X.25 UNI UNI Comut. FR RT Comut. FR RT | NNI | Token Ring |---|---|---|---|---| Ethernet Status Enq---> <---Status Enq < Status Status > Muchos problemas son causados por protocolos de capas altas Quien está utilizando el ancho de banda WAN (tarificación)? Que tanto overhead x datos de usuario (eficiencia de la WAN)? Hay necesidad de una interconexión mayor o menor ($$$)?

157 La Arquitectura del DA-30Microprocesadores RISC múltiples Múltiples interfaces de red Análisis dual simultanea LAN/WAN

158 Las Interfaces de Red del DA-30Ethernet FDDI Token Ring LAN Red Pública WAN HUB / WS E N R U T A D O CSU / DSU conmutador V.24 V.35 V.36 X.21 HSSI T1 E1 OC-3 ISDN 100BaseT DS3/ATM E3/ATM 100VG -AnyLAN HSSI 52 Mbps STM-1/ATM

159 Aplicaciones del DA-30 APLICACIONES "pegamento" LPP LAN WANEthernet Token Ring FDDI 100 Mbps Eth 100 VGAnyLAN Frame Relay; SMDS, X.25, SNA ATM; ISDN V.24-V.35-V.36-X.21-T1, E1; HSSI DS3; OC-3 "pegamento" LPP RTBench, STBench, FleXmit, MonSurv, SmartMn, FilTrig APLICACIONES encapsulación Decodificaciones WAN TC/IP NFS ISO/GOSIP DECnet IV DECnet LAT Novell AppleTalk I & II Banyan Vines HDLC SDLC X.25/X.75 DDCMP PPP Frame Relay SMDS DXI Glue LPP XNS NetBIOS NetBIOS over IP QLLC OSPF SNA SNMP cisco SLE

160 Gracias por su atención!