Resum Xarxes Part 1 (2013)

Resumen Catalán
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Gestión Aeronáutica - 2º curso
Asignatura Telecomunicacions Aero.
Año del apunte 2013
Páginas 13
Fecha de subida 30/09/2015
Descargas 14
Subido por

Vista previa del texto

TELECOMUNICACIONS EN EL SECTOR AERONÀUTIC TEMA 1 - PART 1 Introducció a les xarxes de computadors - Components d’una xarxa d’ordinadors: o Font: dispositiu que genera les dades a transmetre.
o Transmissor: transforma i codifica les dades.
o Sistema de transmissió: transporta les dades.
o Receptor: accepta el senyal del sistema de transmissió.
o Destinatari: accepta i processa les dades.
Xarxes de comunicació; no és sempre pràctic que dos dispositius es connectin punt a punt.
- Els dispositius poden estar molt llunys.
- Només seria pràctic connectar-los punt a punt si el nombre fos molt reduït.
- Enllaços? (n2/2) Tradicionalment es consideren dues categories de xarxa de comunicació: - Xarxes de gran abast à WAN - Xarxes d’àrea local à LAN Les diferencies entre aquestes dues xarxes es cada cop més petita.
Xarxes de gran abast à WAN Els nodes interns ignoren el contingut de les dades. La seva funció és proporcionar el servei de commutació necessari per transmetre les dades node a node fins a la destinació.
Dues tecnologies: Commutació de circuits: per cada comunicació s’estableix un camí dedicat (EXCLUSIU) a través dels nodes de la xarxa per a tota la durada de la comunicació. Les dades es transmeten a través del camí dedicat tan ràpid com sigui possible. Els nodes interns encaminen les dades sense retard.
Commutació de paquets: les dades s’envien en seqüències de petites unitats, anomenades paquets. Els paquets s’envien de manera independent. Els paquets viatgen node a node per la xarxa seguint algun camí. Els nodes reben   1   el paquet completament, l’emmagatzemen durant un període breu de temps (STORE AND FORWARD) i el retransmeten al següent node.
- Tradicionals X25 Retransmissió de trames (Frame Relay) Mode de transferència asíncron (ATM) EVOLUCIÓ El Frame Relay feia servir paquets de mida variable anomenats trames. En canvi ATM fa servir paquets de mida fixe anomenats cel·les.
ATM fa servir circuits virtuals (evolució de les xarxes de commutació de circuits).
Circuits virtuals: tots els paquets segueixen la mateixa ruta. L’ordre d’arribada dels paquets és el mateix que l’ordre de sortida, per tant no cal reordenar paquets. Hi ha dos tipus de circuits virtuals: o Circuits virtuals permanents PVC: són enllaços dedicats (NO EXCLUSIU) entre dos dispositius. Gairebé mai no es trenquen ni es desconnecten. RUTA FIXA o Circuits virtuals commutats SVC: el circuit es crea sota demanda i s’allibera quan conclou la transmissió. Es poden trencar o desconnectar més fàcilment que els PVC. RUTA DINÀMICA.
- 4 estats: ESTABLIMENT DEL CIRCUIT TRANSMISSIÓ DE DADES REPÒS ALLIBERAMENT DEL CIRCUIT à à à à SVC SVC i PVC SVC i PVC SVC -Exemples de xarxes que utilitzen circuits virtuals: X25 à PVC o SVC, algunes només SVC Frame Relay à Sobretot PVC ATM à SVC o PVC Datagrames (alternativa a circuits virtuals): en els datagrames l’ordre d’arribada dels paquets pot ser diferent al de sortida, per tal caldrà reordenar. Es pot produir congestió ens els nodes, Frame Relay i ATM tenen mecanismes per notificar la congestió.
  2   Xarxes d’àrea local à LAN Velocitat més alta que les xarxes de gran abast. Normalment funcionen amb difusor (BROADCAST), tots els dispositius reben els paquets.
Inicialment totes les LAN eren BUS. Després commutades: Ethernet commutades, fibra òptica, LAN sobre ATM.
Arquitectura de capes (3) Aplicació per a la transferència de fitxers: transmissió de contrasenyes, comades d’usuaris, etc.
(2) Mòdul de servei de comunicacions: assegura que els dos dispositius són actius i estan preparats per la transferència de dades, garanteix el lliurament.
(1) Mòdul d’accés a xarxa: adaptació a una tecnologia concreta de xarxa.
Arquitectura de protocols - Capa d’accés a xarxa Intercanvi de dades entre l’ordinador i la xarxa. L’emissor ha d’especificar l’adreça de destinació.
- Capa de transport Garanteix el lliurament de les dades a la destinació i en l’ordre correcte.
Dóna suport a múltiples aplicacions. Cada aplicació ha de tenir un identificador únic.
- Capa d’aplicació Estructures de dades d’alt nivell (pàgina web, fitxer sencer, etc.).
Les capes superiors ignoren els detalls de les capes inferiors. N proporciona serveis a N+1. N fa servir en la seva implementació els serveis de la capa N-1.
Flux de dades i PDU Per controlar la comunicació necessitem informació de control; l’afegeix cada protocol en forma de capçalera.
PDU: unitat de dades del protocol. Concatenació de les dades proporcionades per la capa superior amb la informació de control de la capa actual.
  3   - Capçalera de transport Punt d’accés al servei: per qui són les dades? Número de seqüència: quan rebem una seqüència de PDU de transport, aquesta pot arribar deteriorada i amb aquest número es reordena.
Codi detector d’errors: el destinatari calcula la mateixa funció i compara el valor obtingut amb aquest camp. Si són diferents s’ha produït un error, es descarta la PDU i es prenen mesures per corregir l’error.
- Capçalera d’accés a xarxa Adreça del computador receptor: a quin computador cal lliurar les dades.
Peticions de recursos: prioritat, taxa de transmissió, etc. Aplicació de transferència de fitxers que l’envia registre a registre a la destinació.
Estàndards oberts 2 tipus: - De facto: norma generalment acceptada i utilitzada àmpliament per iniciativa pròpia d’un gran nombre d’interessats.
o Els protocols d’Internet TCP/IP - De jure: estàndards formals i legals acordats per un organisme internacional autoritzat.
o Arquitectura OSI à ISO o Xarxes WAN, ATM, LAN Model de referència OSI (Open System Interconnections) Capes de OSI   Aplicació Presentació Sessió Transport Xarxa Enllaç de dades Física 4   Pila de protocols TCP/IP 2 objectius: - Objectiu tècnic: interconnectar xarxes de diferents tipus.
Objectiu polític Capes TCP/IP - Capa 1: Medi Físic Dóna les ordres adequades perquè es produeixin els mecanismes físics i elèctrics necessaris per a la transmissió de la seqüència de bits. El protocol depèn del medi concret. Unitat de dades à BITS - Capa 2: Accés a Xarxa Intercanvi de dades entre ordinadors de la mateixa xarxa. Unitat de dades à TRAMES, el format i mida depèn de cada protocol específic.
- Capa 3: Internet Regular els procediments necessaris per establir una comunicació entre dispositius connectats a xarxes diferents. Unitat de dades à DATAGRAMA IP - Capa 4: Transport TCP és fiable, no hi ha errors, no arribaran duplicats ni pèrdues i mantenint l’ordre. Cada segment té un número de seqüència, quan s’envia un segment s’engega un temporitzador, quan un extrem rep les dades les confirma amb ACK, quan el temporitzador expira es torna a enviar el segment.
UDP no és fiable Unitat de dades à SEGMENT TCP / DATAGRAMA UDP - Capa 5: Aplicacions Lògica per al suport a les aplicacions d’usuari. Protocols d’alt nivell à HTTP, SMTP, FTP, SNMP, etc. Unitat de dades à PDU APLICACIÓ   5   TELECOMUNICACIONS EN EL SECTOR AERONÀUTIC TEMA 2 - PART 1 Xarxes d’àrea local Aplicacions: 1. Xarxa local de computadors personals (PC) Les organitzacions disposen d’un nombre elevat de computadors de cost baix per a certes aplicacions habituals. No totes les aplicacions funcionen en aquest tipus de computadors (aplicacions complexes).
2. Xarxes d’emmagatzematge i “backend” Tipus de xarxes que serveixen per interconnectar sistemes grans. SAN (Storage Area Networks). Creen un servei d’emmagatzematge compartit a través d’una xarxa d’alta velocitat.
3. Xarxes ofimàtiques d’alta velocitat Requeriments cada cop més alts de les aplicacions en l’entorn de les oficines. Xarxes tradicionals que donen una velocitat < 10Mbps no serveixen.
4. Xarxes troncals Interconnexió de diverses xarxes locals.
Arquitectura LAN: Els protocols LAN consideren qüestions relacionades amb la transmissió de blocs de dades à Model IEEE 802 - Capa física: Mateixes funcions que la capa física OSI: s’encarrega de la transmissió de cadenes de bits no estructurades sobre el medi físic.
- Capa d’accés al medi (MAC): Algú regula l’accés a la xarxa. Transmissió à generació (adreces MAC origen/destinació i possible control d’errors) de les trames. Recepció à   6   recuperació de trames, llegir adreces, detectar errors. Control d’accés al medi de transmissió.
- Capa de control de l’enllaç lògic (LLC) Interfície amb les capes superiors. Controla el flux i errors. El MAC els detecta i el LLC els corregeix.
En la trama MAC la terminació CRC (Codi de Redundància Cíclica), detecta errors. Normalment la capa MAC detecta errors i trames errònies. La capa LLC retransmet les PDU LLC que no han arribat correctament.
Control d’accés al medi (MAC) On es realitza el control? 1. Centralitzat: controlador que concedeix l’accés a la xarxa per transmetre.
2. Distribuït: les estacions realitzen conjuntament la funció de control d’accés al medi.
Com es realitza el control? 1. Síncron: es dedica una certa capacitat a cada connexió (es faci servir o no). No és òptim per LAN.
2. Asíncron: la capacitat es reserva en funció de les peticions a. Rotació Circular (Round Robin) à HABITUAL b. Reserva c. Contenció (Baralla) à MÉS HABITUAL Topologies: forma segons la qual les estacions s’interconnecten entre sí.
-   Bus à totes les estacions es connecten directament a un medi lineal.
Arbre à generalització del bus: cable ramificat i sense bucles tancats.
Anell à un conjunt de repetidors units amb enllaços punt a punt, formant un bucle tancat.
Estrella à node central comú que es connecta generalment amb 2 enllaços punt a punt amb cada estació.
o Repetidor o HUB (Concentrador) copia cada bit a totes les sortides.
o SWITCH (Commutador) envia la trama només al destinatari.
7   ETHERNET Es troba a la capa 2 (enllaç de dades) de OSI. Funciona igual que datagrames.
No és fiable, fa tot el que pot per enviar les trames però no garanteix que es rebin.
Components: - Tipus de cables, limitacions de cablatge i mètodes de senyalització.
Ordre i funcions dels bits transmesos.
Protocol à CSMA/CD CSMA/CD ALOHA Xarxes de ràdio amb transmissió de paquets. Una estació que vol transmetre, transmet. Esperar un temps, retard de programació d’anada i tornada a través de la xarxa més un cert increment prefixat. Si en aquest interval no es rep una confirmació es considera que la transmissió ha estat correcta. En cas contrari es retransmet la trama.
SLOTTED ALOHA És una modificació d’ALOHA. Cal un rellotge central per sincronitzar. Les transmissions només es poden fer en els inicis de les ranures. Només hi ha col·lisions de trames completes.
Si el temps de programació és petit, les estacions poden saber que s’està transmetent una trama de manera gairebé immediata.
o No intentar transmetre fins que la transmissió actual hagi acabat.
o Predir el nombre de col·lisions.
o Les col·lisions només es donaran quan dues o més estacions vulguin transmetre de manera simultània.
CSMA/CD Una estació que vols transmetre escoltarà primer el medi per determinar si existeix una transmissió en curs.
o Medi lliure à Transmetre o Medi ocupat à Esperar.
Si dues o més estacions volen transmetre al mateix temps à COL·LISIÓ Les trames transmeses es guarden un temps raonable en espera d’una confirmació ACK.
  8   CSMA/CD Millorar l’ús del canal si les estacions segueixen escoltant mentre estan transmetent à detectar col·lisió.
Si es detecta col·lisió: o Transmissió d’un senyal d’avís curt per assegurar que totes les estacions constaten la col·lisió (jam) o No continua la transmissió de la trama o Espera u interval de temps aleatori abans de tornar-ho a intentar Xarxes IEEE 802.3 Tipus d’ETHERNET ETHERNET HUB (concentrador) Quan tenim una altre estació que vol transmetre, aquesta ha d’esperar.
Funcionament de la xarxa à lògica del BUS però amb topologia en estrella (interconnecta estacions i repetidors).
ETHERNET Commutada Actualment els commutadors (switch) han desplaçat en popularitat als concentradors (hub). Si tenim un Switch podem tenir diverses converses alhora, amb un Hub NO! Podem augmentar les estacions de transferència sense veure limitada la velocitat.
2 tipus de commutadors 1. Store-and-Forward: emmagatzema les trames temporalment i després les encamina cap a la línia de sortida corresponent.
2. Ràpid Cut-Through: retransmeten la trama tan aviat com es llegeix l’adreça de destinació, que es troba al començament de la trama MAC.
El Store-and-Forward és més lent però evita retransmetre trames errònies.
La taula de comunicació, associa cada adreça MAC amb un port.
  9   Fast ETHERNET Funciona a 100Mbps. És compatible amb ETHERNET. Notació à 100 Base +. A més velocitat de transferència menys cable necessitem.
Configuracions mixtes: inclou xarxes a 10Mbps.
Gigabit ETHERNET Compatibilitat amb CSMA/CD. És ideal com a xarxa troncal. Utilitza una xarxa massa reduïda à Inacceptable.
10 Gigabit ETHERNET construir xarxes troncals d’alta velocitat, el que permeten és connectar commutadors d’alta velocitat (1Gbps). En el futur es podrà fer servir directament per connectar estacions, servidors, etc.
Xarxes sense fils (Wire-less) 4 aplicacions: 1. Ampliació d’una LAN Substituir les xarxes amb cable per reduir els costos d’instal·lació.
Normalment sempre hi haurà també una LAN cablejada amb estacions i servidors fixes. La LAN sense fils es connecta a la LAN cablejada del mateix recinte.
LAN cablejada à switch que connecta estacions, servidors i un router.
LAN sense fils à CM: mòdul de control, fa d’interfície amb la LAN sense fils i funciona com a port que connecta la LAN sense fils a la LAN troncal. El CM té les funcions de control d’accés al medi, regula l’accés.
UM: mòdul d’uasuari, funciona com a hub que controla diverses estacions separades de la LAN cablejada principal.
2. Interconnexió d’edificis Enllaç punt a punt sense fils   10   3. Accés nòmada Enllaç sense fils entre un concentrador de la LAN i un terminal de dades.
Dóna accés als servidors i altres dispositius de la xarxa.
4. Xarxes AD-HOC No hi ha un element central que generi la xarxa. Autoconfiguració cíclica.
Requeriments o Rendiment à aprofitament màxim del medi.
o Número de nodes à fins a centenars de nodes.
o Connexió a xarxa troncal à per donar accés als dispositius de la LAN cablejada.
o Consum de bateria à equips, mòduls funcionen amb bateria.
o Robustesa i seguretat à xifratge.
o Xarxes adjacents à 2 xarxes properes no han d’interferir entre elles.
o Mobilitat à Hand-Over (canviar de cel·la dins una mateixa xarxa) Roaming (moviments d’una LAN sense fils a una altre).
El protocol MAC ha de permetre el desplaçament d’una cel·la a una altra.
Tasques del punt d’accés: Proporciona connexió a les estacions mòbils amb dispositius de LAN cablejada.
Format de trames diferents: ETHERNET à 802.3 SENSE FILS à 802.11. el punt d’accés fa de pont.
El mecanisme CSMA/CD no és vàlid per LAN sense fils. Nous protocols: - Obligatori à CSMA/CA+ACK - Opcional à RTS/CTS CSMA/AC+ACK L’estació anuncia que vol transmetre (si el medi està lliure). S’espera un cert temps i si el medi continua lliure transmet la trama. L’estació receptora confirma la recepció de la trama amb un ACK. Si no es rep l’ACK, la trama es retransmet.
AC à evitar col·lisions   ACK à confirmació de les trames 11   RTS/CTS L’estació que vol transmetre envia una trama RTS que arriba a totes les estacions de la xarxa. L’estació receptora contesta amb una trama CTS.
Qualsevol altre estació s’absté d’enviar dades durant un curt temps.
RTS à request to send CTS à clear to send Xarxes d’àrea personal PAN Bluetooth à no segueix models OSI ni TCP ni 802   12   TELECOMUNICACIONS EN EL SECTOR AERONÀUTIC TEMA 3 - PART 1 Aplicacions d’Internet DNS SMTP POP3 IMAP FTP HTTP NFS   13   ...