martes, 20 de julio de 2010

Modelo TCP/IP



El modelo de redes de computadoras más implantado hoy en día es el modelo de Internet, mejor conocido como modelo TCP/IP o pila de protocolos TCP/IP.
TCP/IP es el Conjunto de protocolos que sirven para comunicar dos computadoras
Encargado de manejar los errores en la transmisión, administrar el enrutamiento y entrega de los datos
Controlar la transmisión real mediante el uso de señales de estado predeterminadas
Los dos principales protocolos son:
TCP: Transmission Control Protocol
IP: Internet Protocol

Estructura del Modelo
El modelo TCP/IP tiene cuatro capas: la capa de aplicación, la capa de transporte, la capa de Internet y la capa de red. Es importante observar que algunas de las capas del modelo TCP/IP poseen el mismo nombre que las capas del modelo OSI. No confunda las capas de los dos modelos, porque la capa de aplicación tiene diferentes funciones en cada modelo.


Caracteristicas
Protocolos tipo no-conexión en el nivel red
Conjunto común de programas de aplicación
Ruteo dinámico
Proporciona una conexión fiable entre dos máquinas en cualquier punto de la red.

Comparaciòn Entre el Modelo OSI y TCP/IP
El modelo OSI contiene la comunicación no orientada a la conexión y la orientada a la conexión.
El modelo TCP/IP solo tiene el modo sin conexión pero considera ambos modos en la capa de transporte.
En los protocolos TCP/IP, un protocolo dado puede ser usado por otros protocolos en la misma capa, mientras que en el modelo OSI se definiría dos capas en las mismas circunstancias.



FRAME RELAY



La tecnología Frame Relay o Retransmisión de tramas pertenece a las tecnologías WAN, está basada en circuitos virtuales (las conexiones son permanentes y conmutadas) que ofrecen servicios de bajo nivel, solo trabaja en las capas física y de enlace de datos del modelo OSI.
Esta tecnología satisface las siguientes demandas:
Mayor Velocidad
Datos a Ráfaga
Menor sobrecarga debido a la mejora de transmisión

Algunas ventajas con que cuenta esta tecnología de retrasmisión de tramas son:
Ofrece mejores velocidades(1,544-44,476 Mbps)
Opera solo sobre los niveles físico y de enlace.
Permite transmitir en ráfagas
Se pueden enviar tramas de 9,000 bytes
Es más económicas que otras tecnologías WAN
Las desventajas que tiene son:
La velocidad de transmisión no es suficiente
Permite tramas de longitud variante
No es adecuada para transmitir datos sensibles a los retardos.

FUNCIONAMIENTO


Se utiliza como una WAN para conectar LAN, se usa un dispositivo de encaminamiento como DTE y se conecta la LAN a un conmutador Frame Relay como si fuera un DCE; también se usa para conectar Mainframe.
Circuitos Virtuales
Como ya se menciono Frame Relay trabaja con circuitos virtuales; en esta tecnología no se utiliza direcciones físicas para definir DTE conectado a la red. Los identificadores de circuitos virtuales se identifican mediante un numero denominado DLCI (identificador de conexión de enlace de datos), el valor del DLCI se le da al DTE para que pueda acceder al DTE remoto.
PVC
Son circuitos permanentes que se establecen entre dos DTE a través de un proveedor de red; ambos DTE son conectados de forma permanente usando una conexión virtual. Se le asigna dos DLCI a las interfaces UNI de ambos extremos de la conexión.
SVC
Circuitos conmutado, se utiliza cada vez que un DTE quiere establecer una conexión con otro DTE; se debería establecer circuitos virtual, Frame Relay no puede hacer solo el trabajo; necesita los servicios de otro protocolo que tenga nivel de red y dirección física (RSDI o IP); el otro protocolo realiza una petición de conexión usando la dirección del nivel de red para ambos DTE.
DLCI dentro de la red
Se asigna para definir el circuito virtual entre un DTE y un DCE; pero también entre dos conmutadores (DCE) dentro de la red. Los DLCI son únicos para la interfaz concreta.
Conmutadores
Dentro de Frame Relay cada uno contiene una tabla de encaminamiento, la cual empareja una DLCI-interfaz de entrada con una de salida

NIVELES EN FRAME RELAY
Frame Relay solo actúa en los niveles físico y de enlace.
Nivel Físico
Se deja que el implementador utilice el protocolo que esté disponible; Frame Relay admite cualquier protocolo reconocido por ANSI.
Nivel de Enlace
Se emplea una versión simplificada de HDLC denominado LAPF central, no se utiliza HDLC ya que proporciona campos de control de flujo de error que no son necesarios en Frame Relay.
Campos de la Trama:
Campo de Dirección (DLCI)
Los seis primeros bits del primer byte forman la primera parte de DLCI y la segunda parte la forman los cuatro primeros bits del segundo byte.
Orden/Respuesta(C/R)
Permite a los niveles superiores identificar si la trama es de orden o de respuesta.
Dirección Extendida(EA)
Este bit indica si el byte actual es el de final de la dirección o no.
Notificación de Congestión Explicita hacia Adelante(FECN)
Indica que el tráfico se encuentra congestionado en la dirección en que viaja la trama. Notificación de Congestión Explicita hacia Atrás(BECN)
Indica que hay problemas de congestión en la dirección opuesta a la que viaja la trama.
CONTROL DE CONGESTIÓN
La congestión en una red puede ocurrir si un usuario envía datos a la red a una tasa mayor de la que puede permitir los recursos de la red. La congestión en una red Frame Relay es un problema que debe ser evitado debido a que reduce el rendimiento e incrementa los retardos. Frame Relay necesita un control de congestión ya que permite que los usuarios envíen datos a ráfagas y no utiliza control de flujo.
Elusión de congestión
Para evitar la congestión se utiliza dos bits de la trama para avisar de forma explícita al origen y al destino la presencia de la congestión.
Notificación de Congestión Explicita hacia Adelante(FECN)
Avisa al receptor que existe congestión en la red, aunque parezca que el receptor no puede hacer nada para aliviar la congestión; Frame Relay asume que el receptor y el emisor se están comunicando utilizado algún tipo de control de flujo en un nivel superior.
Notificación de Congestión Explicita hacia Atrás(BECN)
Avisa al receptor que existe una situación de congestión en la red. El emisor puede responder a este aviso simplemente reduciendo la velocidad de transmisión.
Cuatro Situaciones
Cuando dos DTE se están comunicando usando una red Frame Relay existen cuatro situaciones relacionadas con la congestión.
Sin Congestión
Congestión en la Dirección A-B
Congestión en la Dirección B-A
Congestión en Ambas Direcciones
Descarte
Si los usuarios no responden a los avisos de congestión, Frame Relay tiene que descartar tramas y esto lo hace con el control de tráfico.

ALGORITMO DEL CUBO CON ESCAPE
El funcionamiento de un conmutador en una red Frame Relay se puede simular mediante un cubo de escape (Leaky Bucket). Si un cubo tiene un pequeño agujero en la parte inferior, el agua deja el cubo a una velocidad constante mientras haya agua en el cubo; la velocidad con la que el agua deja el cubo no depende de la velocidad con la que el agua se introduce; la velocidad de entrada puede variar, pero la velocidad de salida permanece constante.
Si entra más agua de la que sale llegará un momento en el que el agua saldrá del cubo. Esto es lo que ocurre en Frame Relay que emplea control de flujo; cada conmutador puede enviar datos a una cierta velocidad, pero cuando se recibe más datos de los que se puede transmitir la red se congestiona.

CONTROL DE TRÁFICO
Las estrategias de congestión requieren que Frame Relay realice medidas de control de tráfico para determinar cuándo se deben activar los bits BECN, FECN y DE; así como cuando se debe descartar una trama. Se utilizan cuatro atributos diferentes para controlar el tráfico y se fijan durante la negociación entre el usuario y la red.
Velocidad de Acceso
Depende del ancho de banda del canal que conecta al usuario con la red, el usuario nunca puede exceder esta velocidad.
Tamaño de Ráfaga Comprometida(Bc)
Es el número máximo de bits durante un periodo predefinido de tiempo que la red se compromete a transferir sin descartar ninguna trama o activar el bits DE.
Velocidad de Información Comprometida(CIR)
Define una velocidad media en bits por segundos, el número acumulativo de bits enviados durante el periodo predefinido no debería exceder de Bc.
Tamaño de Ráfaga en Exceso(Be)
Este es el valor de número máximo de bits, que pueden exceder Be que un usuario puede enviar durante un periodo predefinido de tiempo.
Velocidad de Usuario
Si un usuario nunca excede Bc la red se compromete a transferir las tramas sin descartarlas; si el usuario excede el valor Bc en menos que Be (el número total de bits es menor que Bc +Be), la red se compromete a transferir todas las tramas si no hay congestión.

Modelo de Comunicaciòn de Datos

La Arquitectuara de Protocolos se refiere a la transmisión de bloques de datos
a través de la red.

Cuando nos comunicamos, estamos compartiendo información; esta información puede ser local o remota. La transmisión de datos es el intercambio de datos ( en forma de ceros y unos) entre dos dispositivos a través de alguna forma de transmisión ( como un cable).
Para que la transmisión de datos sea posible , los dispositivos deben ser parte de un sistema de comunicación formado por hardware y software.
En las redes de computadoras, la comunicación se lleva a cabo entre distintas entidades de distintos sistemas .
Pero no basta con que dos entidades se envíen flujos de bits entre sí para que se entiendan, las entidades deben estar de acuerdo en un protocolo.

Caracteristicas de los Protocolos

Directo/Indirecto:Las comunicaciones pueden ser directas (punto a punto)
o indirectas (redes)

Monolítico/Estructurado:Una sola unidad o un conjunto de módulos

Simétrico/Asimétrico:Comunicación entre entidades paritarias.
La asimetría es para hacer una entidad más sencilla posible.

Normalizado/No normalizado:No normalizado es para un computador en particular

Funciones de los Protocolos
Segmentación (fragmentación)/Ensamblado: Una aplicación envía datos en mensajes, el protocolo de
nivel inferior puede dividir estos datos en bloques.
Razones de segmentar: Control de error más eficiente con menos datos (PDU).
Desventaja de segmentar: Más tiempo en procesar PDU más pequeños y numerosos; Poca eficiencia. Relación Datos/Control menor

Organismos Internacionales de Estandarizaciòn
Los estándares de transmisión de datos se pueden clasificar en dos categorías:
De Facto ( de Hecho o por convención): pueden ser propietarios y no propietarios.
De Jure ( por ley o por regulación)

Aunque hay muchas organizaciones que se dedican a la definición y establecimiento de estandares para datos y comunicaciónes, en Norteamérica se confia fundamentalmente en aquellos publicados por los siguientes:
The International Standards Organization (ISO)
The International Telecommunications Union-Telecommunication Standards Sector ( ITU-T , anteriormente el CCITT).
The American National Standards Institute (ANSI)
The Institute of Electrical and Electronics Engineers ( IEEE)
The Electronic Industries Association ( EIA)
Internet Engineering Task Force ( IETF)