Redes de Computadores I - Introducción - PDF

REDES DE COMPUTADORES I Tema I: Introducción Departament d’Informàtica de Sistemes i Computadors Introducción UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES D...

REDES DE COMPUTADORES I Tema I: Introducción Departament d’Informàtica de Sistemes i Computadors Introducción UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I Contenido Introducción y evolución Redes de Datos LAN’s y WAN’s (parte cliente y parte Telecos) Computación centralizada y/o descentralizada Arquitectura de Comunicaciones Tecnologías Introducción Estándares UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I Introducción Unión de la Informática y las Comunicaciones Primeros sistemas incompatibles entre sí Desarrollo de la red ARPA Internet Introducción de los sistemas abiertos Crecimiento exponencial de Internet Introducción Redes de alta velocidad UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I Crecimiento de Internet Fuente: http://www.itu.int Introducción https://datahub.itu.int/data/?e=701&c=ESP&i=100095&v=chart Fuente: http://www.indexmundi.com/g/r.aspx?v=118&l=es UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I La evolución de las empresas en Internet Source: https://es.semrush.com/trending-websites/global/all Introducción UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I Usuarios en Redes Sociales Introducción UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I Los 50 años de Internet https://www.elmundo.es/tecnologia/2019/10/29/5db6cbbffdddffed268b4640.html La creación del www (1990) y el email La creación del Google (1998) La creación de Facebook (2004) La creación de Youtube (2005) Nace el Iphone (2007) Introducción UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I Predicciones sobre Internet https://verne.elpais.com/verne/2020/04/05/articulo/1586098738_43303 9.html – “Amazon ahora tiene una amplia base de datos de las preferencias y patrones de compras de sus clientes, vinculada a su dirección postal y de correo electrónico. Los editores matarían por esto”. The Economist, 1997. – Umberto Eco: "Internet se presenta como un extraordinario y nuevo medio de circulación de la información, con dos peligros: que el exceso de información la vuelva inutilizable, y que la completa anarquía que rige el sistema -y que es su aspecto más positivo- no permita reconocer la información interesante y útil entre la especulación comercial o la locura individual". Entrevista publicada en EL PAÍS, 1995. – Santiago Muñoz Machado, autor de La regulación de la red. Poder y derecho en internet: “Cuantos más usuarios tenga Internet más difícil será garantizar la seguridad de las transacciones económicas, Introducción la privacidad de las comunicaciones, la protección de la intimidad o el respeto por la propiedad intelectual y los derechos de autor”. EL PAÍS, 2000." UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I La evolución de los móviles Introducción UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I Redes de datos La comunicación entre dos sistemas precisa de un medio físico (guiado o no guiado). Tecnologías M2M. La interconexión de un gran número de sistemas se resuelve con las redes Las redes constan de estaciones y una subred Introducción que las interconecta. UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I Un modelo de comunicación Introducción UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I Clasificación de las redes Por su ámbito: – Redes de área local o LAN (Local Area Network): Diseñadas desde el principio para transportar datos. – Redes de área extensa o WAN (Wide Area Network): Utilizaban el sistema telefónico, diseñado inicialmente para transportar voz. En un gran proceso de transformación. Actualmente los datos han superado a la voz. Actualmente, todo es fibra óptica. Por su tecnología: Introducción – Redes broadcast (broadcast = radiodifusión) – Redes punto a punto UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I Redes de datos https://www.submarinecablemap.com/#/ Introducción https://www.elmundo.es/pais- vasco/2021/09/09/613a3059fc6c8363788 b457a.html UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I Escenario típico de una red completa (LAN-WAN) Subred Host Router Introducción LAN (red broadcast WAN (red de o red conmutada) enlaces punto a punto) UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I Redes de área local (LAN) Características: – Nacieron como redes de tipo broadcast (medio compartido). Actualmente todas son conmutadas, exceptuando las inalámbricas. – Cableado normalmente propiedad del usuario – Diseñadas inicialmente para transporte de datos Ejemplos: – Ethernet (IEEE 802.3): 1, 10, 100, 1.000, 10.000 Mb/s – Token Ring (IEEE 802.5): 1, 4, 16, 100 Mb/s. FDDI: 100 Mb/s – HIPPI: 800, 1600, 6400 Mb/s – Fibre Channel: 100, 200, 400, 800 Mb/s – Redes inalámbricas por microondas (IEEE 802.11?): 1,2, 11 , 54, 128, 450, 1.300 Mb/s Introducción – ONT (Optical Node Terminal) Topología en bus (Ethernet), anillo (Fibra), estrella. https://www.testdevelocidad.es/wifi-velocidad/ UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I Redes de datos Introducción UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I Redes de área extensa (WAN) Se caracterizaban por utilizar normalmente medios telefónicos, diseñados en principio para transportar la voz. En la actualidad, totalmente digitales y trabajan totalmente con Fibra Óptica. Son servicios contratados normalmente a operadoras (Movistar, Digi, BT, Orange, Vodafone, etc.). FTTH (Fiber to the Home) Las comunicaciones tienen un costo elevado, por lo que se suele optimizar su diseño. Normalmente utilizan enlaces punto a punto, temporales o permanentes, salvo las comunicaciones vía satélite que son broadcast. Los servicios WAN suelen ser redes de conmutación de paquetes. Redes inalámbricas Introducción – Redes LPWAN (Internet de las Cosas - IoT) – WIMAX – Redes 3G / 4G / 5G UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I Redes centralizadas vs descentralizadas Introducción UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I Computación centralizada /descentralizada (s. XX) 19?? – 198? Mainframes – Conexiones centralizadas mediante cables series – Computación centralizada. Redes privadas 198? – 2000 Redes de PCs – Computación distribuida Introducción – Gran boom de las LANs UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I Computación centralizada /descentralizada (s. XXI) 2000 – 202? Mainframes / Web 2.0 – Computación centralizada. Internet – Gran mejora de los accesos clientes (¿?DSL – HFC – FTT?) 202? – 20?? Blockchain / Web 3.0 – Computación distribuida – Gran boom de las WANs (Fibras Introducción ópticas en cliente) UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I Internet of Everythings (IoE) Introducción UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I Riesgos en los entornos laborales Introducción UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I Tipos de datos Redes de difusión (broadcast): – La información que envía una estación la reciben todas las demás Redes de conmutación: – La información que envía una estación sólo llega a un destino. – Mediante uno o más conmutadores (dispositivos internos de la red que determinan el camino que sigue la información) Conmutación de circuitos o de paquetes Introducción UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I Redes broadcast El medio de transmisión es compartido. Ej.: Redes inalámbricas Los paquetes se envían a toda la red, aunque vayan dirigidos a un único destinatario. Posibles problemas de seguridad (encriptado) Se pueden crear redes planas, es decir redes en las que la comunicación entre dos ordenadores cualesquiera se Introducción haga de forma directa, sin routers intermedios. UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I Redes de enlaces punto a punto La red está formada por un conjunto de enlaces entre los nodos de dos en dos. Es posible crear topologías complejas (anillo, malla,etc.) Generalmente la comunicación entre dos ordenadores cualesquiera se realiza a través de nodos intermedios que encaminan o conmutan los paquetes (conmutador o router). Un router o conmutador es un ordenador especializado en la conmutación de paquetes; generalmente utiliza un hardware y software diseñados a propósito (p. ej. sistemas operativos en tiempo real) En una red de enlaces punto a punto el conjunto de routers o conmutadores y los enlaces que los unen forman lo que se conoce Introducción como la subred. La subred delimita la responsabilidad del proveedor del servicio. UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I Topologías más comunes Introducción UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I Topologías más comunes Introducción UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I Posibles formas de enviar la información Según el número de destinatarios el envío de un paquete puede ser: – Unicast: si se envía a un destinatario concreto. Es el más normal. – Broadcast: si se envía a todos los destinatarios posibles en la red. Ejemplo: para anunciar nuevos servicios en la red. – Multicast: si se envía a un grupo selecto de destinatarios de entre todos los que hay en la red. Ejemplo: emisión de videoconferencia. – Anycast: si se envía a uno cualquiera de un conjunto de destinatarios posibles. Ejemplo: servicio de alta disponibilidad ofrecido por varios servidores simultáneamente; el cliente solicita una determinada Introducción información y espera recibir respuesta de uno cualquiera de ellos. UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I Internetworking Se denomina así a la interconexión de redes diferentes Las redes pueden diferir en tecnología (p. ej. Ethernet-WIFI) o en tipo (p. ej. LAN-WAN). Los dispositivos que permiten la interconexión de redes diversas son: – Repetidores y amplificadores (hubs/puntos de acceso). – Routers y Conmutadores (Switches) Introducción – Pasarelas de nivel de transporte o aplicación (Routers) UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I Tecnologías LAN – Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, 10 Gigabit Ethernet – Wireless – Cableado estructurado (Par trenzado, Fibra óptica monomodo/multimodo) u ondas. – Hub??, Switches, Routers WAN – Parte cliente (la última milla): Necesidad de aprovechar las mangueras de telefonía. Fibra óptica ?DSL, FTTH, Cablemodem (HFC), WIMAX, PLC, etc. En el pasado (RDSI, RTB) – Parte teleco (fibra óptica) Introducción Búsqueda de nuevas formas de ampliar ancho de banda (tecnologías orientadas a la luz) WDM, SONET/SDH, FTTx, etc. UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I Modelo de capas. Planteamiento del problema La interconexión de ordenadores es un problema técnico de complejidad elevada. Requiere el funcionamiento correcto de equipos (hardware) y programas (software) desarrollados por diferentes equipos humanos. Cuando las cosas no funcionan es muy fácil echar la culpa al otro equipo. La interoperabilidad no cumple la propiedad transitiva. El correcto funcionamiento de A con B y de B con C no garantiza el correcto funcionamiento de A con C Estos problemas se agravan más aún cuando se Introducción interconectan equipos de distintos fabricantes. UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I Modelo de capas. La solución La mejor forma de resolver un problema complejo es dividirlo en partes. En telemática dichas ‘partes’ se llaman capas y tienen funciones bien definidas. El modelo de capas permite describir el funcionamiento de las redes de forma modular y hacer cambios de manera sencilla. El modelo de capas más conocido es el llamado modelo OSI de ISO (OSI = Open Systems Introducción Interconnection). UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I El modelo TCP/IP Introducción UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I Una arquitectura robusta Algunas aplicaciones otras aplicaciones Algunas aplicaciones Algunas aplicaciones otras aplicaciones cifrado, integridad de (por ejemplo, (por ejemplo, audio) (por ejemplo, (por ejemplo, ("aplicaciones datos, … transferencia de pueden tolerar telefonía por multimedia) elásticas") hacen uso archivos, alguna pérdida Internet, juegos requieren una de cualquier transacciones web) interactivos) cantidad mínima de rendimiento que requieren una requieren un bajo rendimiento para ser obtenga transferencia de retraso para ser "efectivas“ datos 100% confiable "efectivas“ Introducción UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I El modelo OSI Introducción UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I Modelo OSI Introducción UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I Modelo OSI Capa Física Especificación de medios de transmisión Transmite mecánicos, eléctricos, funcionales y Los Datos procedurales Introducción Medio físico N=1 UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I Modelo OSI Capa de Enlace Provee el Detecta y/o corrige control de la Datos puros Errores de capa física transmisión Driver del dispositivo de comunicaciones Introducción N=2 UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I Modelo OSI Capa de Red Suministra información sobre la ruta a seguir ¿Por donde debo ir a w.x.y.z? Introducción Routers N=3 UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I Modelo OSI Capa de Transporte ¿Son estos Verifica que los datos buenos? datos se transmitan correctamente Error de comprobación de mensaje Conexión extremo a Este paquete extremo (host a host) no es bueno. Reenviar Introducción Paquetes de datos N=4 UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I Modelo OSI Capa de Sesión Sincroniza el intercambio de datos entre capas inferiores y superiores Me gustaría Buena Gracias enviarte algo idea! De nada! Cerrar Conexión Introducción Establecer Conexión N=5 UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I Modelo OSI Capa de Presentación Convierte los datos de la red al formato requerido por la aplicación Datos de capas bajas (independientes de la máquina) Introducción Datos de la aplicación (dependientes de la máquina) N=6 UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I Modelo OSI TTP ) Capa de Aplicación (H W WW ¿Que debo enviar? P) FT s( ero ich f. F Es la interfaz que ve el usuario final ns Tr a ) Muestra la información recibida MTP il ( S En ella residen las aplicaciones 3) a e-m.32 Envía los datos de usuario a la (H aplicación de destino usando los cia servicios de las capas inferiores ren Introducción nfe co eo N=7 V id UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I Arquitectura de protocolos Introducción UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I Protocolos y redes del modelo TCP/IP inicial Se están revendiendo Introducción las direcciones IPv4 UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI Introducción REDES DE COMPUTADORES I UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I Acceso a un servidor Web desde un cliente en una LAN Ethernet Capa HTTP 5 Aplicación Aplicación Sockets Sockets TCP 4 Transporte Transporte IP 3 Red Red Winsock Winsock IEEE 802.3 2 Enlace Enlace IEEE 802.3 1 Física Física Introducción Cliente Servidor UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I Acceso a un servidor Web a través de una conexión remota Capa HTTP 5 Aplicació Aplicació n n TCP 4 Transporte Transporte IP IP IP 3 Red Red Red Red IEEE IEEE 802.3 PPP 802.3 2 Enlace Enlace Enlace Enlace IEEE IEEE 802.3 FTTx 802.3 1 Física Física Física Física Introducción Cliente LAN LAN Servidor FTTx Ethernet Ethernet UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I ¿Cómo funciona el protocolo TCP/IP? Introducción https://youtu.be/7Zf203Vmbig? si=XIQKA3QkRy3llg4H UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I ¿Cómo trabaja el DNS? Introducción https://youtu.be/2ZUxoi7YNgs?si=6UYZr-txhjNLMjwm UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I Arquitectura de comunicaciones Introducción ¿Cómo hacernos más seguros? UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I Entendamos la seguridad DEFENSA FRENTE A LAS CIBERAMENAZAS https://www.ccn- cert.cni.es/ Situación en tiempo real https://cybermap.ka Introducción spersky.com/es Source: https://www.immuniweb.com/radar/ UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I Tecnologías de acceso a la red Acceso doméstico – Fibra óptica (FTTH) – HFC (Hybrid fiber coaxial cable). Cablemodem – ?DSL (Digital subscriber line) – PLC (Power Line Communications) – Módem telefónico, RDSI (ya no se utilizan) Acceso corporativo/local – Ethernet Acceso inalámbrico – Bluetooth Low Energy/Zigbee – IEEE 802.11? (decenas de metros al punto de acceso). Wi-Fi – WIMAX (Alternativa a ?DSL) Introducción – Móvil 3G/4G/5G ¿Ya sabemos porque Digi o Finetwork no tienen 5G? – Redes IoT (LoraWan, SigFox) UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I Medios de transmisión Medios guiados (cable, fibra) – Par trenzado (UTP/STP) – Coaxial – Fibra óptica Medios no guiados (radio, microondas, luz) – Radio terrestre Introducción – Satélites – Láser UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I Comandos y apps necesarias Ipconfig / Ifconfig (*) Arp (*) Netstat (*) Ping / Traceroute / Tracert / Whois https://ping.eu/traceroute/ Nslookup (DNS) Introducción Nmap / Tcpdump (*) https://nmap.org/ (*) Linux UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I Estándares ISO (International Organization for Standarization) http://www.iso.ch/ UIT-T (Unión Internacional de las Telecomunicaciones) antes CCITT http://www.itu.int/home/ EIA (Electronic Industries Association) ANSI (American National Standard Institute) http://www.ansi.org/ IETF (Internet Engineering Task Force) RFCs (Request For Comments) http://www.ietf.cnri.reston.va.us/home.html Introducción IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineer) http://standards.ieee.org/ UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I Estamos bien en España The Digital Economy and Society Index (Informe DESI) https://ec.europa.eu/digital-single- market/en/desi https://infogram.com/informe-desi- 1ho16v9pzo1x4nq Introducción UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I Velocidad en las redes Introducción UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I Clasificación del despliegue de Internet Introducción UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I Tráfico de redes sociales Introducción UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I Velocidad de la seguridad Source: WP Engine (2021) Introducción Source: https://www.securityhero.io/ai-password-cracking/ UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI  REDES DE COMPUTADORES I Top Technology of 2023/2024 Introducción Source: https://www.mckinsey.com/capabilities/mckinsey- digital/our-insights/the-top-trends-in-tech#new-and-notable UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA – CAMPUS DE ALCOI