lunes, 1 de abril de 2013

PAC 1: Redes Multimedia

1.- Presentar y describir brevemente las cuatro capas del modelo TCP/IP, contrastándolas con las siete capas del modelo OSI. ¿Cuáles consideras que son las razones más destacables por las cuales TCP/IP se ha convertido en el modelo de interconexión de redes más extendido?

Las dos arquitecturas de red más conocidas son el modelo OSI (Open Systems Interconnection) y el modelo TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol).

CONTRASTE
Adobe Fireworks. Javier Cosío

Como se puede comprobar en la imagen, el modelo TCP/IP está basado en cuatro niveles de capa, las capas centrales, es decir, capa de transporte y capa de red (internet en TCP/IP) coinciden plenamente entre ambos modelos. Sin embargo, la capa de aplicación del modelo TCP/IP engloba las capas 5, 6 y 7 del modelo de referencia OSI. Por otro parte, la primera capa del modelo TCP/IP es la capa de acceso a la red, y el modelo OSI la divide en dos niveles, capa enlace de datos y capa física. Para explicar el funcionamiento de la arquitectura de red TCP/IP es conveniente tener constancia del modelo OSI, ya que su construcción en niveles es mucho más efectiva para entender el funcionamiento de la red.

CAPAS TCP/IP

En esta primera capa del modelo TCP/IP, capa acceso a la red se realiza el enrutamiento de datos, la transmisión de datos, la detección de errores… en otras palabras, la capa de interfaz de red realiza un intercambio de datos entre la CPU y la red.

La segunda capa, la capa de internet se encarga de mover los datos entre la capa de acceso a la red y el tercer nivel o capa de transporte, esta capa trabaja con los datos, es decir, define el datagrama que es la estructura interna de un paquete de datos y se encarga de enrutarlos.

La tercera capa, la capa de transporte brinda las comunicaciones entre procesos además de regular el flujo de información y el control de errores, esto se consigue mediante los protocolos TCP y UDP.

La cuarta capa del modelo TCP/IP y equivalente a las capas superiores del modelo OSI, es la capa de aplicación y se encarga de dar soporte al usuario del sistema de telecomunicaciones. Como se muestra en la tabla superior, incorpora aplicaciones de red como Telnet, FTP, SMTP…

El modelo OSI es un modelo basado en niveles que consiguió establecerse como marco de referencia para cualquier arquitectura de red, motivo por el cual puede aparecer con el nombre de modelo de referencia OSI.

A pesar, de que el modelo OSI es el modelo teórico por excelencia, el modelo TCP/IP ha sido el más extendido entre fabricantes de ordenadores y compañías de telecomunicaciones.

SOLVENCIA TCP/IP

La solvencia del modelo TCP/IP se debe en parte a que llegó primero y a la lenta estandarización del modelo OSI. Sin embargo, hay otros factores que condicionan la implantación del modelo TCP/IP como la arquitectura de red más expandida. Su diseño, basado en protocolos en un primer momento hizo que este modelo fuera más sencillo y más eficaz que el modelo OSI, estas ventajas fueron aprovechadas por los productos comerciales decantados por el modelo TCP/IP, ya que su producto era más barato y a su vez mejor, motivos suficientes para que TCP/IP sea la arquitectura de red más desarrollada.

2.- ¿Qué tipo de problema resuelve la conmutación de paquetes con circuito virtual? ¿Cómo funciona?

La conmutación de circuitos basada en establecer un circuito físico entre los dos interlocutores de la red mediante la búsqueda de un camino disponible a través de los nodos intermedios, posee el inconveniente de que al crear un circuito, los nodos intermedios son reservados y no pueden ser utilizados hasta que la transmisión finalice.

La conmutación de paquetes solventa este problema, ya que incluye en los nodos intermedios la capacidad de almacenamiento temporal de un paquete y la capacidad de transmitir los datos a diferentes velocidades, además de permitir conexiones simultáneas. Sin embargo, las colas del nodo de conmutación poseen una capacidad determinada lo que implica que si se llena el nodo hay paquetes que serán descartados.

RESUELVE

La conmutación de paquetes con circuito virtual resuelve la pérdida de paquetes que puedan darse en una comunicación crítica en el tiempo como puede ser una conversación por Skype, ya que la conmutación de paquetes básica añadiría partes de esta conversación a la cola de procesamiento de uno de los nodos intermedios y el receptor no podría descodificar el mensaje a tiempo y la conversación se llenaría de cortes.

FUNCIONAMIENTO

La conmutación de paquetes con circuito virtual utiliza las ventajas de funcionamiento de la conmutación de circuitos y de la conmutación de paquetes:

1)     Envía el mensaje dividido en paquetes mejorando la velocidad de transmisión como en la conmutación de paquetes.

2)     Utiliza un camino previamente citado para evitar las colas de procesamiento, como sucede en la conmutación de circuitos.

* Por lo tanto, se establecerá una comunicación fiable mediante el envío de los mensajes en paquetes individuales y siguiendo un mismo camino previamente fijado.


3.- ¿Cuáles son las diferencias entre un encaminador (o router) y un puente de red (o bridge)?

El encaminador o enrutador es un dispositivo de red que proporciona conectividad a nivel de red, es decir, opera en la capa de red (nivel 3) del modelo OSI y el puente de red o bridge es un dispositivo de interconexión de redes que opera en la capa de enlace de datos (nivel 2) del modelo OSI.

El bridge o puente de red se encarga de interconectar segmentos de red, la transferencia de datos se realiza entre una red y otra con base en la dirección física de destino de cada paquete, es decir, trabajando como una sola red.

Por otro lado, el router, como su nombre indica, realiza funciones de encaminamiento para mejorar el flujo de los paquetes de datos mediante la utilización de direcciones IP. Un router es más inteligente que un bridge, opera a un nivel superior y es capaz de procesar una mayor cantidad de información.

* Actualmente, los routers presentan una función denominada modo bridge que permite hacer una interconexión entre dos dispositivos de manera inalámbrica, mediante una misma dirección física.


4.- ¿Cuál es la diferencia entre un servicio confirmado y un servicio no confirmado? Para cada uno de los siguientes casos, indique si podría ser un servicio confirmado, no confirmado, de ambos tipos o de ningún tipo.

En un servicio confirmado u orientado a la conexión lo primero que pasa es un establecimiento de conexión, después se produce la transmisión de información, esta información siempre llega al receptor en el mismo orden en que es enviada por el emisor y finalmente se produce el cierre de conexión. Sin embargo, un servicio no confirmado o no orientado a la conexión lleva consigo la dirección completa de destino y cada uno se encamina de manera independiente, se le conoce como servicio datagrama y un ejemplo claro es el envío de emails.

Además, en el servicio no confirmado puede variar el orden de los paquetes cuando llegan al receptor, situación que es imposible que suceda en un servicio confirmado.

a) Establecimiento de conexión.

El establecimiento de conexión es llevado a cabo por el servicio confirmado, en el establecimiento de conexión se realizan una serie de operaciones denominadas CONNECT (request, indication, response y confirm) donde se realiza la solicitud de llamada, el aviso de llamada, aceptación o rechazo de llamada y la notificación de aceptación de llamada.

b) Transmisión de datos.
La transmisión de datos en un servicio confirmado se basa en dos operaciones, la operación DATA - request con solicitud de envío de datos, y DATA - indication para notificar la llegada de datos. En un servicio no confirmado también es común esta solicitud de llegada de datos, un ejemplo es el envío de un email con acuse de recibo.

c) Liberación de conexión.
Finalmente, las primitivas de DISCONNECT – request, DISCONNECT - indication que hacen referencia a la liberación de conexión son comunes tanta para servicio confirmado como para servicio no confirmado, en ellas se indica el cierre de conexión indicándolo también a la otra entidad.

 

5.- Destaca y describe dos datos relevantes de la historia de las comunicaciones. Además, por cada dato aportado incluye algún enlace web, de fuente contrastada, que complemente la información facilitada. Esta pregunta la habrá de responder en el foro del aula para compartirla con el resto de compañeros del aula (carpeta dates_rellevants). Como respuesta, dentro de esta pregunta, presentará una captura de pantalla con vuestra aportación al foro.

WiMax (Junio - 2001)
 
Por hacer una breve introducción, podríamos decir que el Wimax es el hermano mayor del Wi-Fi, pero propiamente dicho, esta tecnología no pretende ser el sucesor de la misma, sino que no se enfoca tanto al ámbito particular, sino al profesional. La invención de esta tecnología es mas bien repartida que de un solo fabricante, las compañías mas importante en el desarrollo de Wimax, son Intel y Millicom, por desarrollar el chip que usa; también Airspan Networks, Alcatel, Cisco Systems... podemos considerar a todas estas compañías los creadores el Wimax.

Aplicaciones del wimax

El wimax es capaz de enviar y recibir señales de voz, datos y vídeo. Su principal uso en España es para llevar
las comunicaciones (internet y TV) a pueblos pequeños o a localidades y sitios de difícil acceso geografico.


http://www.ingeniatic.net/index.php/tecnologias/item/667-wimax/

 

Fibra Óptica Comercialización (desde 1990)

La fibra óptica es utilizado por muchas empresas de telecomunicaciones para transmitir señales telefónicas, comunicación por Internet, y las señales de televisión por cable. Debido a la atenuación mucho menor y la interferencia, la fibra óptica tiene grandes ventajas sobre el alambre de cobre existente en aplicaciones de larga distancia y de alta demanda. Desde el año 2000, los precios de comunicaciones de fibra óptica se han reducido considerablemente. El precio para el despliegue de fibra hasta el hogar se ha convertido en la actualidad más rentable que la de despliegue de una red a base de cobre. Los precios han caído a $ 850 por suscriptor en los EE.UU. y más bajo en países como Holanda, donde los costos de excavación son bajos.


http://en.wikipedia.org/wiki/Fiber-optic_communication


6.- Direcciones IP

Red
Dirección IP
Clase
Nº host
Dirección red
Dirección host
Broadcast
1
154.13.255.255
B
65534
154.13.0.0/16
154.13.0.1
154.13.255.255
2
88.126.102.103
A
16777214             
88.0.0.0/8
88.0.0.1
88.255.255.255
3
195.184.160.140
C
254             
195.184.160.0/24
195.184.160.1
195.184.160.255
3
195.184.160.142
C
254
195.184.160.0/24
195.184.60.254
195.184.160.255
4
220.125.222.21
C
254
220.125.222.0/24
220.125.222.1
220.125.222.255
5
156.11.75.213
B
65534
156.11.0.0/16
156.11.0.1  
156.11.255.255

   

7. ¿Cuáles son las diferencias entre los protocolos de la capa de transporte: UDP y TCP,  en cuanto a su funcionamiento? ¿cuáles són los controles que realiza TCP que dan fiabilidad a la aplicación?

El TCP es un protocolo de transporte orientado a la conexión y es utilizado por servicios como Telnet, en TCP la máquina A y la máquina B establecen comunicación/conexión asegurando un flujo de datos fiable. Sin embargo, el protocolo UDP trabaja sin conexión, es decir, la máquina A no establece una conexión previa con la máquina B para transmitir datos, lo que supone evitar la sobrecarga que TCP utiliza en la detección y corrección de errores, los servicios como el streaming que pueden tolerar cierto nivel de pérdida de datos trabajan con el protocolo UDP.

La sobrecarga mencionada anteriormente por el protocolo TCP tiene un claro significado, y que esta sobrecarga de información se debe a una serie de controles que dan fiabilidad a la aplicación:
§      Control de errores: Garantiza que los datos se entregarán en orden y sin errores.
§      Control de flujo: Adapta la velocidad entre emisor y receptor.
§      Control de congestión: Evita el colapso de datos mediante un buen encaminamiento.


8. ¿Cuáles son las diferencias entre los dos modelos de servicios de red: modelo de circuito virtual y el modelo de datagrama? ¿Cuál de ellos hace un uso más eficiente de los recursos? Justifícalo.

En el modelo de datagrama los paquetes se trabajan de manera independiente sin necesidad de paquetes precedentes que vigilen el orden y la pérdida de datos, de modo que si un nodo se encuentra inactivo se esfumarán los datos en cola.

Sin embargo, el modelo de circuito virtual fija una ruta previa antes de la transferencia de datos, y se permite almacenar paquetes en la cola de un nodo, a su vez no es necesario encaminar cada paquete individualmente, sino que todos los paquetes toman el mismo circuito virtual.

Desde mi punto de vista, el modelo de datagramas es un modelo que sabe aprovechar de manera más eficiente los recursos ya que no necesita de conexión previa y el encaminamiento es mucho más flexible ya que cada paquete ajusta su ruta individualmente y estos no requieren de un orden para llegar a su destino.

9. ¿Cuáles son las diferencias más relevantes entre los protocolos IPv4 e IPv6?  

Desde 1981 hasta la actualidad, el protocolo TCP/IP utiliza la versión IPv4.

La versión IPv4 de 32 bits consta de 4 grupos binarios de 8bits, lo que se traduce en 4.000 millones de combinaciones, teniendo en cuenta que no todas las direcciones IPv4 pueden ser utilizadas y el crecimiento de internet globalizado y que actualmente están copadas aproximadamente 2/3 de las combinaciones posibles en IPv4, cabe destacar que se ha tenido que plantear una solución que ya existe con la versión IPv6 aunque aún no está desarrollada para fines comerciales. La diferencia es que IPv6 consta de 128 bits, que se traduce en más de 16 trillones de conexiones.

Los encabezados de los datagramas en IPv6 son mucho más simplificados, a diferencia del encabezado IPv4 que contiene 14 campos, el encabeza IPv6 se compone únicamente de 7 campos. Motivo por el cual los routers pueden procesar datagramas de manera más rápida.

IPsec es un conjunto de protocolos cuya función es asegurar las comunicaciones sobre el protocolo de internet (IP) autenticando y/o cifrando cada paquete IP en un flujo de datos, este conjunto de protocolos que eran opcionales en IPv4 deben aparecer en IPv6, lo que otorga mayor seguridad a la versión.

La cabecera de los datagramas IPv6 añade más datos como etiquetas de contenidos, lo que permite optimizar las transferencias ya que se da prioridad a tipos de archivos determinados.

Las direcciones IPv4 se escriben en notación decimal y separadas por puntos. Sin embargo, las direcciones IPv6 de 16 bytes se escriben en grupos de 4 números hexadecimales y separados por dos puntos.

Existen otras tantas diferencias, pero estas son las más relevantes. Actualmente, los sistemas operativos como Windows 7 ya incluyen la versión IPv6 cuando accedemos a las propiedades de la red.

10. Definir, en un máximo de diez líneas, cada uno de los siguientes conceptos o términos:

 
ICMP (Protocolo de mensajes de control de Internet) 

Es un protocolo que permite administrar la notificación de errores de los equipos en red. Debido a los pocos controles de errores llevados a cabo por el protocolo IP, este protocolo de mensajes ICMP no corrige los errores, ya que su misión es notificar a los protocolos de las capas cercanas los errores. Esto significa que todos los routers utilizan este protocolo ICMP para indicar los errores.
Cuando un router identifica un error, este lo envía (el mensaje de error ICMP) encapsulado en forma de datagrama, lo que motiva los posibles errores un mensaje ICMP, aunque estos están preparados para que no se reenvíen nuevamente como mensaje de error ya que pueden incidir gravemente en la red.

Información adicional:


ARP (Protocolo de resolución de direcciones)

El protocolo ARP permite que se conozca la dirección física de una tarjeta de interfaz de red correspondiente a una dirección IP, todo equipo conectado a la red tiene un número de identificación de 48 bits conocido como MAC. Aunque en la mayoría de los casos no es necesario conocer la dirección MAC, establecida en la fábrica en su momento, ni para montar una red doméstica, ni para configurar la conexión a internet, ya que se usa sólo a niveles internos, esto se debe que utiliza una dirección lógica asignada (IP).

El protocolo ARP interroga las direcciones lógicas de los equipos de la red para averiguar las direcciones físicas y así crear una tabla que permita establecer la comunicación.

Información adicional:


NDP (Neighbor Discovery Protocol)

Aunque en los apuntes aparece como Network Discovery Protocol, este protocolo permite descubrir a los vecinos existentes en una red local, perteneciente a la versión IPv6, opera en la capa de enlace del modelo OSI. Se diferencia del protocolo ARP mencionado anteriormente en que este protocolo NDP es Multicast (envío de la información en una red a múltiples destinos simultáneamente). Por tanto, el protocolo NDP se beneficia de las innumerables ventajas que IPv6 añade a la red, robustez, velocidad…


DHCP (Protocolo de configuración de host dinámico)

El protocolo DHCP permite que un equipo que esté conectado obtenga su configuración  de red de manera dinámica para favorecer la administración de la red, de manera que el protocolo DHCP encuentre la dirección IP de un equipo determinado, aunque también es posible la asignación de la dirección IP de manera manual o estática y automática.

Por lo tanto, el protocolo DHCP tiene como principal objetivo administrar y distribuir las direcciones IP de una red, de manera que un servidor DHCP pueda devolver parámetros de una configuración específica a un determinado host.
Información adicional: