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Redes de ComputadoresRedes de Computadores

Tema 2Tema 2

Arquitectura en capasArquitectura en capas

FísicoFísico

EnlaceEnlace

RedRed

TransporteTransporte

SesiónSesión

PresentaciónPresentación

AplicaciónAplicación

FísicoFísico

EnlaceEnlace

RedRed

TransporteTransporte

SesiónSesión

PresentaciónPresentación

AplicaciónAplicación

Red de comunicación de datos

2

CapasCapas

FísicoFísico

EnlaceEnlace

RedRed

TransporteTransporte

SesiónSesión

PresentaciónPresentación

AplicaciónAplicación

BitsBits

TramasTramas

PaquetesPaquetes

SegmentosSegmentos

SesionesSesiones

FormatosFormatos

MensajesMensajes

HW

SW

NIC

Infra

SO

App

Tramos

Extremos

Capas y TCP/IPCapas y TCP/IP

FísicoFísico

EnlaceEnlace

RedRed

TransporteTransporte

SesiónSesión

PresentaciónPresentación

AplicaciónAplicación

HW

SW

NetworkInterface

IP

TCPUDP

Aplicación

MAC

Direcc. IPLLC

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Nivel FísicoNivel Físico

FísicoFísico

EnlaceEnlace

RedRed

TransporteTransporte

SesiónSesión

PresentaciónPresentación

AplicaciónAplicación

Red de comunicación

FísicoFísico

EnlaceEnlace

RedRed

TransporteTransporte

SesiónSesión

PresentaciónPresentación

AplicaciónAplicación

Red de comunicación

Físico

Enlace

Red

Medios de TransmisiónMedios de Transmisión

�� Cable coaxialCable coaxial

�� Par trenzadoPar trenzado

�� Fibra ópticaFibra óptica

�� Ondas de radioOndas de radio

�� MicroondasMicroondas

�� InfrarrojosInfrarrojos

�� Ondas de luzOndas de luz

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Cable CoaxialCable Coaxial•Usan un tipo de conector específico•Velocidad de transmisión de 10Mbps

Par trenzadoPar trenzado•Muy utilizado actualmente•Categorías:

•CAT 3, 16Mbps•CAT 4, 20Mbps•CAT 5, 5e, 1Gbps•CAT 6, 1Gbps y más

• Pueden estar apantallados

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Fibra ópticaFibra óptica•Es difícil de mantener e instalar.•Inmune al ruido eléctrico•Varios Gbps

Fibra ópticaFibra óptica•Multimodo – más facil de mantener, mas barato•Monomodo – más velocidad, mayor distancia

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Medios de TransmisiónMedios de Transmisión

�� Cable coaxialCable coaxial

�� Par trenzadoPar trenzado

�� Fibra ópticaFibra óptica

�� Ondas de radioOndas de radio

�� MicroondasMicroondas

�� InfrarrojosInfrarrojos

�� Ondas de luzOndas de luz

Espectro electromagnéticoEspectro electromagnético

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FrecuenciasFrecuencias

�� Ondas de radioOndas de radio

Tarjeta de RedTarjeta de Red•Network Interface Card (NIC)•Dispositivo de E/S, Interfaz entre ordenador y medio físico•Por un lado, acepta datos (o se los proporciona) al ordenador•Prepara los datos para el cable de red (obtiene datos del cable)•Controla el flujo de datos entre ordenador y red•Identifica al ordenador en la red (dirección MAC)

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Modulación (Amplitud, Frecuencia)Modulación (Amplitud, Frecuencia)Convertir una señal ( datos ) en otra, apropiada para transmitirla por el medio, utilizando un parámetro de la señal resultante (amplitud, frecuencia, fase )

Modulación (Formulación)Modulación (Formulación)

Señal Portadora

Señal Moduladora – modifica un parámetro de la señal modulada

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Análisis de Análisis de FourierFourier

�� Toda señal Toda señal periódica puede periódica puede descomponerse en descomponerse en una suma de una suma de señales seno y señales seno y coseno coseno ármónicosármónicos

�� armónicos basados armónicos basados en T (en T (f=1f=1/T)/T)

Análisis de Análisis de FourierFourier

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MultiplexaciónMultiplexación en frecuenciaen frecuencia

Ancho de BandaAncho de Banda

�� rango de frecuencias que se transmiten sin rango de frecuencias que se transmiten sin atenuación (Bode)atenuación (Bode)

�� diferencia entre frecuencia máxima y mínima diferencia entre frecuencia máxima y mínima empleada en un canalempleada en un canal

�� velocidad máxima:velocidad máxima:

H=AnchoH=Ancho de bandade banda L=NivelesL=NivelesS/N en S/N en dBdB: 20 : 20 dB=100dB=100 vecesveces

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ASK, FSK, PSKASK, FSK, PSKAmplitude Shift Key Frecuency Shift Key Phase Shift Key

Codificación NRZ, ManchesterCodificación NRZ, Manchester�� NRZNRZ

•• Muy sencillaMuy sencilla

•• Puede producir mala sincronizaciónPuede producir mala sincronización

�� ManchesterManchester

•• Fuerza cambios en la señal, mejora la sincronizaciónFuerza cambios en la señal, mejora la sincronización

•• Puede necesitar un mayor ancho de bandaPuede necesitar un mayor ancho de banda

•• Más complicado de realizarMás complicado de realizar

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Datos asíncronosDatos asíncronos

•Cada byte se precede de un comienzo y de un fin. •Son sistemas baratos y sencillos•Bueno para baja velocidad y poco volumen de datos•Control, bit de paridad•P. Ej: RS-232

Datos Datos SíncronosSíncronos

•Usa unos “Flags” para indicar comienzo y fin de mensaje (01111110)•Longitud variable•Sincronismo implícito. Puede necesitar forzar cambios de bit (bit stuffing)•Control mediante CRC•P. Ej: HDLC High-level Data Link Control

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Redes Locales: nivel de enlaceRedes Locales: nivel de enlace

�� Construir las tramas de datosConstruir las tramas de datos

�� Control de flujoControl de flujo

�� Gestión de errores en la transmisiónGestión de errores en la transmisión

�� Obtención de direcciones de nivel Obtención de direcciones de nivel físicofísico

�� Gestión de acceso al medioGestión de acceso al medio

Nivel EnlaceNivel Enlace

FísicoFísico

EnlaceEnlace

RedRed

TransporteTransporte

SesiónSesión

PresentaciónPresentación

AplicaciónAplicación

Red de comunicación

FísicoFísico

EnlaceEnlace

RedRed

TransporteTransporte

SesiónSesión

PresentaciónPresentación

AplicaciónAplicación

Red de comunicación

Físico

Enlace

Red

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Capas EnlaceCapas Enlace

FísicoFísico

EnlaceEnlace

RedRed

TransporteTransporte

SesiónSesión

PresentaciónPresentación

AplicaciónAplicación

HW

SW

Media Access Control

Logical Link Control

TramasTramas�� DatosDatos

�� Dirección de destino (físico)Dirección de destino (físico)

�� Dirección de origen (físico)Dirección de origen (físico)

�� Control de errores (CRC)Control de errores (CRC)

�� FlagsFlags, indicadores, indicadores

EthernetEthernet::

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Control de flujoControl de flujo

�� Controlar que el receptor puede recibir, no está Controlar que el receptor puede recibir, no está saturadosaturado

�� Controlar que el emisor puede enviar.Controlar que el emisor puede enviar.

�� ACK, NACKACK, NACK

Detección de erroresDetección de errores

�� Bits de paridadBits de paridad

�� CRC (Códigos de redundancia cíclica)CRC (Códigos de redundancia cíclica)

�� ChecksumsChecksums

�� Códigos correctoresCódigos correctores

000011001100110011 Paridad Par = En total, pares

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CRCCRC

�� Códigos de redundancia cíclicaCódigos de redundancia cíclica

�� Se expresan como polinomiosSe expresan como polinomios

�� Muy efectivos detectando erroresMuy efectivos detectando errores

�� Fácil implementación en hardwareFácil implementación en hardware

x16+x12+x5+1

100110011010-------------00111001

1010-------------00111001

1010-------------00010001

1010-------------00000101

1010-------------00000101

Acceso al medioAcceso al medio

�� Si hay más de 1 emisor y/o 1 receptor Si hay más de 1 emisor y/o 1 receptor compartiendo el medio, posibles colisiones.compartiendo el medio, posibles colisiones.

�� Todos deben usar el mismo métodoTodos deben usar el mismo método

�� Método de paso de testigoMétodo de paso de testigo

�� Método CSMA/CDMétodo CSMA/CD

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Destino de la comunicaciónDestino de la comunicación

Punto a Punto MulticastBroadcast

TopologíasTopologías

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Direccionamiento físicoDireccionamiento físico

�� Asociadas a un dispositivo (tarjeta)Asociadas a un dispositivo (tarjeta)

�� Formato contiene al fabricante y un número Formato contiene al fabricante y un número dentro del fabricante (núm. serie)dentro del fabricante (núm. serie)

�� Número único en el mundoNúmero único en el mundo

Dirección MAC: 00:07:E9:C5:C5:98

Fabricante: 00:07:E9Núm. Serie: C5:C5:98 (16 millones)

CSMA/CDCSMA/CD

�� CarrierCarrier SenseSense

�� MultipleMultiple AccessAccess

�� CollisionCollision DetectionDetection

�� Cuando hay colisión, los nodos involucrados paran la Cuando hay colisión, los nodos involucrados paran la transmisión,esperantransmisión,esperan un tiempo y vuelven a retransmitirun tiempo y vuelven a retransmitir

�� El tiempo de espera es determinado en función de las colisiones El tiempo de espera es determinado en función de las colisiones que han ocurrido previamenteque han ocurrido previamente

�� DespuesDespues de 16 reintentos se aborta la transmisión, con lo que no de 16 reintentos se aborta la transmisión, con lo que no hay garantía de que un paquete de datos llegue, contando sólo hay garantía de que un paquete de datos llegue, contando sólo con este nivel….con este nivel….

�� … pero los niveles superiores lo pueden garantizar… pero los niveles superiores lo pueden garantizar