1Int. Redes de Computadores-Introduccin 1-1Introduccin a
lasRedes de ComputadorasCaptulo 1IntroduccinComputer Networking: A
Top Down Approach ,4thedition. Jim Kurose, Keith
RossAddison-Wesley, July2007. Nota acerca de las transparencias del
curso:Estas transparencias estn basadas en el sitio web que acompaa
el libro, y han sido modificadas por los docentes del curso.All
material copyright 1996-2007J.F Kurose and K.W. Ross, All Rights
ReservedInt. Redes de Computadores-Introduccin 1-2Aspectos
administrativos:quienes, cundo? Docentes Ariel Sabiguero Carlos
Martinez Fededrico Rodriguez Javier Baliosian (Responsable del
curso) Juan Saavedra Leonardo Vidal Luis Chiruzzo Marcos
Sanguinetti Martn Giachino Matas Richart Terico Martes y Jueves de
19:30 a 22 hs. Saln B01 Grupos de Laboratorio Lunes de 18 a 22 hs.
Saln 108. Mircoles de 18 a 22 hs. Saln 106.2Int. Redes de
Computadores-Introduccin 1-3Aspectos administrativos:laboratorios
Grupos de 3 estudiantes con tutor Reuniones semanales obligatorias
30 min. Lunes y miercoles de 18 a 21. 5 entregas obligatorias 14/3
11/4 9/5 30/5 20/6 Defensa en mquina obligatoriaInt. Redes de
Computadores-Introduccin 1-4Recursos Pgina web
http://www.fing.edu.uy/inco/cursos/redescomp/ Newsgroup
fing.cursos.redescomp Bibliografa Computer Networking: A Top Down
Approach ,4th edition. Jim Kurose, Keith Ross, Addison-Wesley, July
2007. ISBN-10: 0321497708, ISBN-13: 9780321497703. Redes de
Computadores: Un Enfoque Descendente Basado en Internet,2a. edicin.
Jim Kurose, Keith Ross, Addison-Wesley, 2004. ISBN: 8478290613.
Computer Networks,4th Edition. Andrew S. Tanenbaum, Prentice Hall
PTR, 2002. ISBN-10: 0130661023, ISBN-13: 978-0130661029. 3Int.
Redes de Computadores-Introduccin 1-5Captulo 1:
IntroduccinObjetivo: captar de que se trata y la terminologa
profundidadms adelanteen el curso enfoque: usar la Internet
comoejemploVeremos: qu es la Internet? qu es un protocolo? el borde
de la red; estaciones de trabajo, red de acceso, medio fsico el
ncleo de la red: conmutacin de paquetes/circuitos, estructura de la
Internet performance: prdidas, retardo, throughput seguridad
protocolos: modelos de capas historiaInt. Redes de
Computadores-Introduccin 1-6Captulo 1: agenda1.1 Qu es la
Internet?1.2 El borde (extremo)de la red estaciones de trabajo, red
de acceso, medio fsico, enlaces1.3 El ncleo de la red conmutacin de
circuitos, conmutacin de paquetes, estructura de la red1.4 Retardo,
prdidas y throughput en redes de paquetes1.5 Protocolos: modelos de
capas1.6 Seguridad1.7 Historia4Int. Redes de
Computadores-Introduccin 1-7Qu es la Internet: descripcin prctica
millones de dispositivosconectados: estaciones de trabajo (hosts o
end systems ejecutando aplicacionesen redHome networkInstitutional
networkMobile networkGlobal ISPRegional
ISProuterPCserverwirelesslaptopcellularhandheldwiredlinksaccesspoints
enlaces (links) fibra, cobre, radio, satlite tasa de trasmisin =
ancho de banda(bandwidth) enrutadores (routers):encaminar (forward)
paquetes (trozos de datos)Int. Redes de Computadores-Introduccin
1-8No todos son PCsCool internet appliancesEl servidor web ms
pequeo del mundo?http://www.webservusb.com/IP picture
framehttp://www.ceiva.com/Internet phones5Int. Redes de
Computadores-Introduccin 1-9Qu es la Internet: descripcin prctica
los protocolos controlan el envo y recepcin de mensajes ej., TCP,
IP, HTTP, Skype,Ethernet Internet: red de redes levemente jerrquica
Internet pblica vs. intranet privada: todas son redesTCP/IP
Internet: estndares RFC: Request for comments IETF: Internet
Engineering Task ForceHome networkInstitutional networkMobile
networkGlobal ISPRegional ISPInt. Redes de Computadores-Introduccin
1-10Qu es la Internet: una visin de servicio la infrastructura de
comunicaciones soporta lasaplicaciones distribuidas: Web, VoIP,
email, juegos, e-commerce, file sharing sevicios provistos a
lasaplicaciones: entrega confiable de datos de extremo a extremo
entrega de datos best effort (no confiable)6Int. Redes de
Computadores-Introduccin 1-11Qu es un protocolo?protocolos humanos:
qu hora es? Tengo una pregunta presentacionespersonales se envan
mensajesespecficos se toman accionesespecficas cuando se reciben
estosmensajes, u otroseventosprotocolos de red: dilogo entre
mquinas en la Internet, todaslas comunicacionesestn gobernadas
porprotocoloslos protocolos definen elformato y orden de
losmensajes intercambiadosentre entidades de red, y lasacciones a
tomar en la trasmisin y/o recepcin de un mensaje u otro eventoInt.
Redes de Computadores-Introduccin 1-12Qu es un protocolo?protocol
humano y protocolo de red de computadoras:HolaHolaQu hora
es?2:00TCP connectionrequestTCP connectionresponseGET
http://www.awl.com/kurose-ross
tiempo7Int. Redes de Computadores-Introduccin 1-13Captulo 1:
agenda1.1 Qu es la Internet?1.2 El borde de la red estaciones de
trabajo, red de acceso, medio fsico, enlaces1.3 El ncleo de la red
conmutacin de circuitos, conmutacin de paquetes, estructura de la
red1.4 Retardo, prdidas y throughput en redes de paquetes1.5
Protocolos: modelos de capas1.6 Seguridad1.7 HistoriaInt. Redes de
Computadores-Introduccin 1-14Aproximacin a la estructura de red:el
borde de la red:aplicaciones y hostsredes de acceso, medio
fsico:enlaces cableados e inalmbricosncleo de red: interconexin de
routers red de redes8Int. Redes de Computadores-Introduccin 1-15El
borde de la red:end systems (hosts): Ejecutan programas de
aplicacin ej. Web, emailclient/serverpeer-peermodelo
cliente/servidor los requerimientos de losclientes (hosts), son
servidospor servidores always-on servermodelo peer-peer (p2p): uso
mnimo (o nulo) de servidores dedicados ej. Skype,BitTorrentInt.
Redes de Computadores-Introduccin 1-16Redes de acceso y medio
fsicoP: Cmo conectar los end systems a routers del bordede la red?
redes de acceso residencial redes de acceso
institucional(universidad, empresas) redes de acceso a mvilesTener
en cuenta: Ancho de banda (bits porsegundo) de la red de acceso?
Acceso compartido o dedicado?9Int. Redes de
Computadores-Introduccin 1-17Acceso residencial: punto a punto
Discado via modem acceso directo a router hasta56Kbps imposible
navegar y usar el telfono a la vez: no es always on DSL: digital
subscriber line desplegado usualmente por las compaas telefnicas
hasta 1 Mbps de subida (tpicamente < 256 kbps) hasta 8 Mbps de
bajada (tpicamente < 1 Mbps) lnea fsica dedicada a central
telefnicaInt. Redes de Computadores-Introduccin 1-18Acceso
residencial: cable modems HFC: hybrid fiber coax asimtrico: hasta
30Mbps de bajada, 2 Mbps de subida red de cable y fibra conecta
hogares al router del ISP los hogares comparten el acceso
Desplegado por las compaas de TV cable10Int. Redes de
Computadores-Introduccin 1-19Acceso residencial : cable
modemsFuente: http://www.cabledatacomnews.comInt. Redes de
Computadores-Introduccin 1-20Arquitectura de la red de cable: vista
simplificadahomecable headendcable distributionnetworkTpicamente de
500 a 5.000 hogares11Int. Redes de Computadores-Introduccin
1-21Arquitectura de la red de cable: vista simplificadahomecable
headendcable distributionnetworkserver(s)Int. Redes de
Computadores-Introduccin 1-22Arquitectura de la red de cable: vista
simplificadahomecable headendcable distributionnetwork12Int. Redes
de Computadores-Introduccin 1-23Arquitectura de la red de cable:
vista simplificadahomecable headendcable
distributionnetworkChannelsVIDEOVIDEOVIDEOVIDEOVIDEOVIDEODATADATACONTROL1
2 3 4 5 6 7 8 9FDM (ms en breve):Int. Redes de
Computadores-Introduccin 1-24Acceso empresarial: redes de rea local
red de rea local (local area network - LAN) conectan los end
systems al router de borde Ethernet: 10 Mbs, 100Mbps, 1Gbps, 10Gbps
Ethernet Configuracin usual: conexin medianteconmutador Ethernet
(switch) LANs:captulo 513Int. Redes de Computadores-Introduccin
1-25Redes de acceso inalmbrico Acceso inalmbrico compartido via
base station, llamado access point wireless LANs: 802.11b/g (WiFi):
11 o 54Mbps acceso inalmbrico wider-area provisto por operador
(telco) hasta 1Mbps acceso mvil (GPRS, EDGE, HSDPA) prximo paso
(?): WiMAX (del orden de 10 Mbps)basestationmobilehostsrouterInt.
Redes de Computadores-Introduccin 1-26Redes hogareasComponentes
tpicos: DSL o cable modem router/firewall/NAT Ethernet wireless
accesspointwirelessaccesspointwirelesslaptopsrouter/firewallcablemodemto/fromcableheadendEthernet14Int.
Redes de Computadores-Introduccin 1-27Medio fsico bit: se propaga
entre lasentidades quetrasmiten/reciben enlace fsico: medio entreel
trasmisor y el receptor medio guiado: seales se propagan en medios
slidos: cobre, fibra, coaxil media no guiados: seales se
propaganlibremente, ej. radioEj: Twisted Pair (TP) cables de
cobreaislados Categora 3: cable de telfono tradicional, Ethernet 10
Mbps Categora 5: Ethernet 100MbpsInt. Redes de
Computadores-Introduccin 1-28Medio fsico: coax, fiberCable coaxial:
par de conductores de cobre concntricos bidireccional banda base:
canal nico de cable legacy Ethernet broadband: mltiples canales de
cable HFCCable de fibra ptica: fibra de vidrio quetransporta pulsos
de luz, c/pulso es un bit alta velocidad: Trasmisin punto a
punto(rdenes de 10s-100s Gps) baja tasa de error: inmunea ruido
electromagntico, repetidores espaciados15Int. Redes de
Computadores-Introduccin 1-29Medio fsico: radio seal transportada
en el espectroelectromagntico no hay cable bidirectional efectos
del entorno en la propagacin: reflexin obstruccin por objectos
interferenciaTipos de enlaces de radio: microonda terrestre ej.
STM-1, STM-4 (155 Mbps, 622 Mbps) LAN (ej., Wifi) 11Mbps, 54 Mbps
wide-area (ej., celular) 3G celular: ~ 1 Mbps satlite desde Kbps a
decenas de Mbps retardo ~ 270 msec geoestacionarios (36mil Km) vs.
baja altitud (2mil Km, Low Earth Orbit - LEO) Int. Redes de
Computadores-Introduccin 1-30Captulo 1: agenda1.1 Qu es la
Internet?1.2 El borde de la red estaciones de trabajo, red de
acceso, medio fsico, enlaces1.3 El ncleo de la red conmutacin de
circuitos, conmutacin de paquetes, estructura de la red1.4 Retardo,
prdidas y throughput en redes de paquetes1.5 Protocolos: modelos de
capas1.6 Seguridad1.7 Historia16Int. Redes de
Computadores-Introduccin 1-31Ncleo de red malla (mesh) de routers
interconectados la pregunta fundamental:como se transfieren
losdatos a travs de la red? conmutacin de circuitos:
circuitodedicado para cadallamada: red telefnica Conmutacin de
paquetes: los datos se envan en trozos a travs de la redInt. Redes
de Computadores-Introduccin 1-32Ncleo de red: Conmutacin de
CircuitosReserva de recursosde extremo a extremo para cadallamada
ancho de banda, capacidad de conmutacin recursos dedicados
parmetros de calidadgarantizada se requiere un procedimiento de
establecimiento de llamada (sealizacin)17Int. Redes de
Computadores-Introduccin 1-33Ncleo de red: Conmutacin de
Circuitosrecursos de red (porej. ancho de banda) dividido en trozos
trozos asignados a llamadas no se compartenrecursos; si no se usan,
se desperdician como dividir el ancho de banda en trozos: divisin
en frequencia divisin por tiempoInt. Redes de
Computadores-Introduccin 1-34Conmutacin de Circuitos: FDM y
TDMFDMfrecuenciatiempoTDMfrecuenciatiempo4 usuariosEjemplo:18Int.
Redes de Computadores-Introduccin 1-35Ejemplo numricoCunto tarda
enviar un archivo de 640,000 bits entre dos hosts A y B en una red
de conmutacin de circuitos TDM? Los enlaces son de 2,048 Mbps (E1)
Cada enlace tiene 32 slots/segundo El tiempo de establecimiento del
circuito es de 500 msecRespuesta?Int. Redes de
Computadores-Introduccin 1-36Ncleo de red: Conmutacin de
Paquetesflujo de datos dividido en paquetes los paquetes de
distintosusuarios comparten losrecursos de red cada paquete utiliza
el ancho de banda disponible Los recursos se usancuando se
necesitancontencin (disputa) de recursos: la demanda agregada de
recursos puede exceder la disponibilidad congestin: paquetesdeben
esperar para usarlos enlaces (colas, buffers) store & forward:
lospaquetes van avanzando de un salto (hop) a la vez Cada nodo
recibe el paquetecompleto antes de re-enviarloAncho de banda
dividido en trozosAsignacin dedicadaReserva de recursos19Int. Redes
de Computadores-Introduccin 1-37Ncleo de red: Multiplexado
EstadsticoLa secuencia de paquetes de A & B no tiene un patrn
fijo, el ancho de banda se comparte bajo demanda multiplexado
estadstico.Cmo es en TDM?ABC100 Mb/sEthernet1.5 Mb/sDEmultiplexado
estadsticocola de paquetesesperando por el enlacede salidaInt.
Redes de Computadores-Introduccin 1-38Conmutacin de Paquetes: store
& forward lleva L/R segundostrasmitir un paquete de L bits en
un enlace de R bps store & forward: el paquete entero
debellegar al router antes de ser retrasmitido retardo = 3L/R
(despreciando en retardo de propagacin)Ejemplo: L = 7.5 Mbits R =
1.5 Mbps retardo de trasmisin= 15 secR R RLms acerca del retardo en
breve20Int. Redes de Computadores-Introduccin 1-39conmutacin de
paquetes vs. conmutacinde circuitos enlace de 1 Mb/s cada usuario:
100 kb/s cuando estactivo activo 10% del tiempo conmutacin de
circuitos: 10 usuarios conmutacin de paquetes: Con 40 usuarios, la
probabilidad que la cantidad de usuariosactivos sea > 10 es
menorque .001conmutacin de paquetes permite que ms usuarios
utilicenla red!N usuariosenlace 1 MbpsInt. Redes de
Computadores-Introduccin 1-40conmutacin de paquetes vs.
conmutacinde circuitos bueno para trasmisin de datos en rfagas
Compartir recursos Simple, no es necesario establecer llamadas
posible congestin: retardos y prdidas de paquetes Se necesitan
protocolos para asegurar la transferencia de datos, y control de
congestin Como proveer un comportamiento similar a la conmutacin de
circuitos? Garantas de ancho de banda (y variacin del retardo)
paraaplicaciones de audio/video?La conmutacin de paquetes es la
solucin?21Int. Redes de Computadores-Introduccin 1-41Estructura de
la Internet: red de redes bsicamente jerrquica en el ncleo: ISPs
tier-1 (ej., Sprint, AT&T, Cable and Wireless), cobertura
nacional/internacional dilogo de iguales (peers)Tier 1 ISPTier 1
ISPTier 1 ISPInterconexiones(peer) privadasentre Tier-1sInt. Redes
de Computadores-Introduccin 1-42Ej. de ISP Tier-1: Sprintto/from
customerspeeringto/from backbone. POP: point-of-presence22Int.
Redes de Computadores-Introduccin 1-43Estructura de la Internet:
red de redes ISPsTier-2: ms pequeos (regionales) Conectados a uno o
ms ISPs tier-1, y posiblemente a otrosISPs tier-2Tier 1 ISPTier 1
ISPTier 1 ISPTier-2 ISPTier-2 ISPTier-2 ISP Tier-2 ISPTier-2 ISPISP
Tier-2 pagaal tier-1 por la conectividad al resto de la Internet
ISP tier-2 escliente del proveedor tier-1ISPs Tier-2 tambin
tienenconexionesprivadas entreellosInt. Redes de
Computadores-Introduccin 1-44Estructura de la Internet: red de
redes ISPs Tier-3 y locales ltimo salto (acceso): cercanos a los
end systemsTier 1 ISPTier 1 ISPTier 1 ISPTier-2 ISPTier-2 ISPTier-2
ISP Tier-2 ISPTier-2
ISPlocalISPlocalISPlocalISPlocalISPlocalISPTier
3ISPlocalISPlocalISPlocalISPISPs locales y tier- 3 son clientes de
ISPs de mayor jerarqua, quelos conectan al resto de la
Internet23Int. Redes de Computadores-Introduccin 1-45Estructura de
la Internet: red de redes un paquete atraviesa numerosas redes!Tier
1 ISPTier 1 ISPTier 1 ISPTier-2 ISPTier-2 ISPTier-2 ISP Tier-2
ISPTier-2 ISPlocalISPlocalISPlocalISPlocalISPlocalISPTier
3ISPlocalISPlocalISPlocalISPInt. Redes de Computadores-Introduccin
1-46Captulo 1: agenda1.1 Qu es la Internet?1.2 El borde de la red
estaciones de trabajo, red de acceso, medio fsico, enlaces1.3 El
ncleo de la red conmutacin de circuitos, conmutacin de paquetes,
estructura de la red1.4 Retardo, prdidas y throughput en redes de
paquetes1.5 Protocolos: modelos de capas1.6 Seguridad1.7
Historia24Int. Redes de Computadores-Introduccin 1-47Cmo ocurren
prdidas y retardos?los paquetes se encolan en los buffers de
losrouters Si la tasa de arribos supera la capacidad del enlace
paquetes a la cola, a esperar su turnoABpaquetes trasmitidos
(retardo)paquetes en cola (retardo)si no hay buffers disponibles se
deben descartarpaquetes (prdidas)Int. Redes de
Computadores-Introduccin 1-48las fuentes del retardo 1.
procesamiento en el nodo: chequeo de paridad(CRC) determinar enlace
de salida (enrutamiento)ABpropagacintrasmisinprocesamientoen el
nodo encolamiento 2. encolamiento espera en colas del enlace de
salida paratrasmisin depende del nivel de congestin del
router25Int. Redes de Computadores-Introduccin 1-49las fuentes del
retardo3. retardo de trasmisin: R=ancho de banda del enlace (bps)
L=longitud del paquete(bits) tiempo de envo = L/R4. retardo de
propagacin: d = longitud del enlace fsico s = velocidad de
propagacinen el medio (~2x108m/segen cobre) retardo de propagacin =
d/sNota: s y R son cantidades
muydiferentes!ABpropagacintrasmisinprocesamientoen el nodo
encolamientoInt. Redes de Computadores-Introduccin 1-50Analoga:
caravana de autos Los autos se propagan a 100 km/hr El peaje
atiende un auto en 12 segundos (tiempode trasmisin) auto~bit;
caravana ~ paquete En cuanto tiempo se alinea la caravana en el 2o
peaje? Tiempo para pasar la caravana entera por el peaje = 12*10 =
120 seg Tiempo de propagacindel ltimo auto del 1er al 2o peaje:
100km/(100km/hr)= 1 hr 62 minutospeaje peaje10 autos100 km 100
km26Int. Redes de Computadores-Introduccin 1-51Analoga: caravana de
autos Si los autos se propagan a 1000 km/hr El peaje atiende un
auto por minuto Hay autos que llegan al 2o peaje antes que todala
caravana sea atendida en el 1o? Si! luego de 7 min, el 1er auto
llega al segundo peajey todva quedan 3 autos esperando en el 1o
moraleja: 1er bit de un paquete puede llegar al prximo router antes
quese trasmitacompletamente!peaje peaje10 autos100 km 100
kmhttp://media.pearsoncmg.com/aw/aw_kurose_network_2/applets/transmission/delay.htmlInt.
Redes de Computadores-Introduccin 1-52Retardo en el nodo dproc=
retardo de procesamiento tpicamente algunos microsegundos o menos
dqueue= retardo de cola depende de la congestin dtrans= retardo de
trasmisin = L/R, significativo en enlaces de baja velocidad dprop=
retardo de propagacin desde pocos a miles de microsegundosdnodal
dproc dqueue dtransdprop27Int. Redes de Computadores-Introduccin
1-53Retardo de cola R=ancho de banda del enlace (bps) L=longitud
del paquete(bits) a=promedio de arribo de paquetesintensidad del
trfico = La/R La/R ~ 0: pequeo retardo promedio La/R -> 1: gran
retardo La/R > 1: ms trabajo de llegada que de servicio en el
nodo, retardo infinito!Int. Redes de Computadores-Introduccin
1-54Retardos reales y rutas de Internet Como se puede ver?
Traceroute: provee medida del retardo a cadarouter en el camino del
origen al destino a travsde Internet. Para cada i: se envan tres
paquetes que llegan al router i-simo del camino al destino el
router i devuelve los paquetes al remitente Se mide el intervalo
entre la trasmisin y la respuesta: round-trip time3 probes3 probes3
probes28Int. Redes de Computadores-Introduccin 1-55Retardos reales
y rutas de Internet1cs-gw (128.119.240.254)1 ms 1 ms 2
ms2border1-rt-fa5-1-0.gw.umass.edu (128.119.3.145)1 ms 1 ms 2
ms3cht-vbns.gw.umass.edu (128.119.3.130)6 ms 5 ms 5
ms4jn1-at1-0-0-19.wor.vbns.net (204.147.132.129)16 ms 11 ms 13
ms5jn1-so7-0-0-0.wae.vbns.net (204.147.136.136)21 ms 18 ms 18
ms6abilene-vbns.abilene.ucaid.edu (198.32.11.9)22 ms 18 ms 22
ms7nycm-wash.abilene.ucaid.edu (198.32.8.46)22 ms 22 ms 22
ms862.40.103.253 (62.40.103.253)104 ms 109 ms 106
ms9de2-1.de1.de.geant.net (62.40.96.129)109 ms 102 ms 104
ms10de.fr1.fr.geant.net (62.40.96.50)113 ms 121 ms 114
ms11renater-gw.fr1.fr.geant.net (62.40.103.54)112 ms 114 ms 112
ms12nio-n2.cssi.renater.fr (193.51.206.13)111 ms 114 ms 116
ms13nice.cssi.renater.fr (195.220.98.102)123 ms 125 ms 124
ms14r3t2-nice.cssi.renater.fr (195.220.98.110)126 ms 126 ms 124
ms15eurecom-valbonne.r3t2.ft.net (193.48.50.54)135 ms 128 ms 133
ms16194.214.211.25 (194.214.211.25)126 ms 128 ms 126 ms17* * *18* *
*19fantasia.eurecom.fr (193.55.113.142)132 ms 128 ms 136
mstraceroute: gaia.cs.umass.edu a www.eurecom.frTres medidas del
retardo desdegaia.cs.umass.edu a cs-gw.cs.umass.edu* sin respuesta
(probe perdido, router no responde)enlacetransocenicoInt. Redes de
Computadores-Introduccin 1-56Prdida de paquetes cola (o buffer) del
enlace anterior tiene capacidadfinita cuando un paquete llega a una
cola llena, se tira (drop), es decir, se pierde un paquete perdido
puede ser retrasmitido por el nodoprevio o la fuente, o noABpaquete
que se est trasmitiendoPaquete que llega a unbuffer lleno se
pierdebuffer (zona de espera)29Int. Redes de
Computadores-Introduccin 1-57Throughputthroughput: tasa
(bits/unidad de tiempo) a la que se trasfieren bits
entretrasmisor/receptor instantneo: tasa en un instante dado
promedio: tasa en un intervaloservidor envaarchivocapacidad
delenlaceRsbits/segcapacidad delenlaceRcbits/segInt. Redes de
Computadores-Introduccin 1-58ThroughputRs< RcCul es el
throughput promedio?Rsbits/seg Rcbits/segRs> RcCul es el
throughput promedio?Rsbits/secRcbits/secenlace del camino de
extremo a extremo que restringe el throughputcuello de
botella30Int. Redes de Computadores-Introduccin 1-59Throughput:
escenario en Internet10 conexiones comparten (igualitariamente) el
enlace de backbone de R bits/secRsRsRsRcRcRcRthroughput extremo a
extremopor conexin : min(Rc,Rs,R/10)en la prctica: Rco Rssuelen ser
el cuello de botellaInt. Redes de Computadores-Introduccin
1-60Captulo 1: agenda1.1 Qu es la Internet?1.2 El borde de la red
estaciones de trabajo, red de acceso, medio fsico, enlaces1.3 El
ncleo de la red conmutacin de circuitos, conmutacin de paquetes,
estructura de la red1.4 Retardo, prdidas y throughput en redes de
paquetes1.5 Protocolos: modelos de capas1.6 Seguridad1.7
Historia31Int. Redes de Computadores-Introduccin 1-61Protocolos:
CapasLas redes son complejas! Muchos elementos: hosts routers
enlaces de variosmedios aplicaciones protocolos hardware,
softwarePregunta:Se puede organizar la estructura de la red?O al
menos la forma en que se trata el tema?Int. Redes de
Computadores-Introduccin 1-62Organizacin de un viaje areoserie de
pasospasaje (compra)equipaje (check-in)puertas
(ascenso)despeguemanejo del avinpasaje (reclamo)equipaje
(recoger)puertas (descenso)aterrizajemanejo del avinmanejo
(enrutamiento) del avin32Int. Redes de Computadores-Introduccin
1-63ticket (purchase)baggage (check)gates (load)runway
(takeoff)airplane routingaerpuertode salidaaerpuertode
llegadacontroles de trfico areointermediosairplane routing airplane
routingticket (complain)baggage (claimgates (unload)runway
(land)airplane
routingpasajeequipajepuertasdespegue/aterrizajeenrutamiento del
avinModelo de capas de un vueloCapas: cada capa intermedia
implementa un servicio usando su propia lgica interna confiando en
los servicios provistos por lascapas inferiores (usndolos) Int.
Redes de Computadores-Introduccin 1-64Por qu usar capas?Manejar
sistemas complejos: la estructura explcita permite identificacin de
lasrelaciones entre los componentes del sistema complejo modelo de
referencia para la discusin la modularizacin facilita el
mantenimiento y actualizacindel sistema Cambio en la implementacin
del servicio provisto por unacapa es transparente el resto del
sistema potenciales desventajas? duplicacin de funciones necesidad
de una capa de datos de otra capa para implementarun servicio
Violacin del modelo33Int. Redes de Computadores-Introduccin
1-65Stack de protocolos de Internet aplicacin: soporta las
aplicaciones de red FTP, SMTP, HTTP transporte: procesamiento de la
transferencia de datos de extremo a extremo TCP, UDP red:
enrutamiento de datagramas desdefuente a destino IP, protocolos de
enrutamiento enlace: transferencia de datos entreelementos vecino
en la red PPP, Ethernet fsica: bits en el
cableaplicacintransporteredenlacefsicaInt. Redes de
Computadores-Introduccin 1-66Modelo de referencia ISO/OSI
presentacin: permite que las aplicacionesinterpreten el significado
de los datos, porejemplo cifrado, compresin, o convenciones
especficas (big endian, little endian) sesin: sincronizacin,
checkpointing, recuperacin de intercambio de datos al stack de
Internet le faltan estas capas! estos servicios, si se necesitan,
debenser implementados por la aplicacin se
necesitan?aplicacinpresentacinsesintransporteredenlacefsica34Int.
Redes de Computadores-Introduccin
1-67fuenteapplicationtransportnetworklinkphysicalHtHnMsegment
HtdatagramdestinoapplicationtransportnetworklinkphysicalHtHnHlMHtHnMHtMMnetworklinkphysicallinkphysicalHtHnHlMHtHnMHtHnMHtHnHlMrouterswitchEncapsuladomessage
MHtMHnframeInt. Redes de Computadores-Introduccin 1-68Captulo 1:
agenda1.1 Qu es la Internet?1.2 El borde de la red estaciones de
trabajo, red de acceso, medio fsico, enlaces1.3 El ncleo de la red
conmutacin de circuitos, conmutacin de paquetes, estructura de la
red1.4 Retardo, prdidas y throughput en redes de paquetes1.5
Protocolos: modelos de capas1.6 Seguridad1.7 Historia35Int. Redes
de Computadores-Introduccin 1-69Seguridad en redes El campo de la
seguridad en redes trata de: como se pueden atacar las redes de
computadoras como se puden defender las redes de estos ataques Como
disear arquitecturas inmunes a ataques la Internet no fue diseada
originalementepensando en la seguridad visin original: grupo de
usuarios mutuamente confiablesconectados a una red transparente los
protocolos se estn poniendo al dia agregando consideraciones de
seguridad en todas lascapas!Int. Redes de Computadores-Introduccin
1-70Es posible insertar malware en loshosts via Internet malware:
virus, worms, troyanos spyware malware puede grabar secuencias de
teclado, sitios web visitados, etc, y subir la informacin a un
sitio recolector los hosts infectado pueden asociarse a unabotnet,
usada para ataques de spam and DDoS el malware suele
auto-replicarse: buscar nuevasvctimas desde un host infectado
previamente36Int. Redes de Computadores-Introduccin 1-71Es posible
insertarmalware en loshosts via Internet Troyano Parte oculta en un
software til Tipicamente en pginasweb (Active-X, plugin) Virus
Infeccin por ejecucin(activa) de un objetorecibido (ej.,
archivoadjunto en e-mail) auto-replicante: se propaga hacia
otroshosts, usuarios Worm: infeccin por recepcinpasiva de un objeto
que se auto ejecuta auto-replicante: se propagahacia otros hosts,
usuariosSapphire Worm: aggregate scans/secin first 5 minutes of
outbreak (CAIDA, UWisc data)Int. Redes de Computadores-Introduccin
1-72Es posible atacar servidores e infrastructura de red Denial of
service (DoS): atacantes, usando trficofalso (bogus), logran dejar
recursos (server, bandwidth) no disponibles para los usuarios
legtimos1. seleccionar vctima1. quebrar hosts en la red (botnet)1.
enviar paquetes a la vctima desde los hosts
intervenidosvctima37Int. Redes de Computadores-Introduccin 1-73Es
posible inspeccionar (sniff) paquetesPacket sniffing: medio de
broadcast (Ethernet compartida, inalmbrico) Interfaz de red
promiscua lee/almacena todos los paquetes(ej., passwords!) que
pasan por el cableABCsrc:B dest:A payload software wireshark usado
en el laboratorio esun packet-sniffer Obs: tambin se puede hacer
sniff de paquetes con buenas intenciones Int. Redes de
Computadores-Introduccin 1-74IP spoofingIP spoofing: enviar
paquetes con direccin de origen falsaABCsrc:B dest:A payload38Int.
Redes de Computadores-Introduccin 1-75Grabar informacin
maliciosamente record-and-playback: sniff informacin sensible (ej.,
password), para uso posterior Obs: quien tenga la password de un
usuario, es dicho usuariopara el sistemaABCsrc:B dest:A user: B;
password: fooInt. Redes de Computadores-Introduccin 1-76Seguridad
en redeshay contenidos especficos en este cursoy en otros39Int.
Redes de Computadores-Introduccin 1-77Captulo 1: agenda1.1 Qu es la
Internet?1.2 El borde de la red estaciones de trabajo, red de
acceso, medio fsico, enlaces1.3 El ncleo de la red conmutacin de
circuitos, conmutacin de paquetes, estructura de la red1.4 Retardo,
prdidas y throughput en redes de paquetes1.5 Protocolos: modelos de
capas1.6 Seguridad1.7 HistoriaInt. Redes de
Computadores-Introduccin 1-78Historia de la Internet 1961:
Kleinrock - la teora de colas muestra la efectividadde la
conmutacin de paquetes 1964: Baran - conmutacin de paquetes en
redes militares 1967: ARPAnet concebida porla Advanced Research
Projects Agency, EEUU 1969: primer nodo operativode la ARPAnet
1972: demostracin pblica de la ARPAnet NCP (Network Control
Protocol): primer protocolo host-host primer programa de e-mail
ARPAnet: 15 nodos1961-1972: principios de la conmutacin de
paquetes40Int. Redes de Computadores-Introduccin 1-79Historia de la
Internet 1970: red de satlitesALOHAnet en Hawaii 1974: Cerf &
Kahn -arquitectura de interconexin 1976: Ethernet en Xerox PARC fin
70s: arquitecturaspropietarias: DECnet, SNA, XNA fin 70s:
conmutacin de paquetes de tamao fijo(precursor de ATM) 1979:
ARPAnet con 200 nodosPrincipios de interconexin de Cerf & Kahn:
minimalismo, autonoma -no se deben requerircambios internos
parainterconectar redes Modelo de servicio best effort routers
stateless control descentralizadodefinen la arquitectura actual de
la Internet1972-1980: Internetworking: nuevas redes
(propietarias)Int. Redes de Computadores-Introduccin 1-80Historia
de la Internet 1983: despliegue de TCP/IP 1982: definicin del
protocolo de correosmtp 1983: definicin del DNS para
traslacinnombre-a-direccin-IP 1985: definicin del protocolo ftp
1988: control de congestin en TCP redes en EEUU: Csnet, BITnet,
NSFnet, Minitel 100,000 hosts conectados en unaconfederation de
redes1980-1990: nuevos protocolos, proliferacin de redes41Int.
Redes de Computadores-Introduccin 1-81Historia de la Internet 1991:
NSF levanta restriccionesal uso comercial de la NSFnet(dada de baja
en 1995) Principios de los 90s: Web hypertext [Bush 1945, Nelson
1960s] HTML, HTTP: Berners-Lee 1994: Mosaic, luego Netscape fines
de 1990s: comercializacin de la WebNetscape end-of-life: 1o de
marzode 2008 Fines de los 90s 2000s: killer applications: mensajera
instantnea, P2P file sharing nfasis en seguridad de la red Se
estiman 50 millones de hosts, ms de 100 millonesde usuarios enlaces
del backbone de varios Gbps1990, 2000s: comercializacin, la Web,
nuevas aplicacionesInt. Redes de Computadores-Introduccin
1-82Historia de la Internet2007: ~500 millones de hosts Voz, Video
sobre IP aplicaciones P2P: BitTorrent(file sharing) Skype (VoIP),
PPLive (video) ms aplicaciones: YouTube, gaming redes inalmbricas,
movilidad42Int. Redes de Computadores-Introduccin 1-83Introduccin:
resumenVimos muchos temas! qu es la Internet? qu es un protocolo?
borde, ncleo y acceso a la red conmutacin de paquetes vs.
conmutacin de circuitos estructura de la Internet performance:
prdidas, retardos, throughput modelo de capas seguridad
historiaTenemos: contexto, visin general de networking Ms
profundidad y detalleen el resto del curso
