REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO

“SANTIAGO MARIÑO”EXTENSIÓN MARACAIBO

Interconexión De Redes

Integrantes:

María Bracho

CI: 20778310

Mario Rivas

CI: 17918909

Cuando se diseña una red de datos se desea sacar el máximo rendimiento de sus capacidades. Para conseguir esto, la red debe estar preparada para efectuar conexiones a través de otras redes, sin importar qué características posean.El objetivo de la Interconexión de Redes (internetworking) es dar un servicio de comunicación de datos que involucre diversas redes con diferentes tecnologías de forma transparente para el usuario. Este concepto hace que las cuestiones técnicas particulares de cada red puedan ser ignoradas al diseñar las aplicaciones que utilizarán los usuarios de los servicios.Los dispositivos de interconexión de redes sirven para superar las limitaciones físicas de los elementos básicos de una red, extendiendo las topologías de esta.Algunas de las ventajas que plantea la interconexión de redes de datos, son:Compartición de recursos dispersos.Coordinación de tareas de diversos grupos de trabajo.Reducción de costos, al utilizar recursos de otras redes.Aumento de la cobertura geográfica.

¿Qué es la interconexión de redes?

Se pueden distinguir dos tipos de interconexión de redes, dependiendo del ámbito de aplicación:Interconexión de Área Local (RAL con RAL)Una interconexión de Área Local conecta redes que están geográficamente cerca, como puede ser la interconexión de redes de un mismo edificio o entre edificios, creando una Red de Área Metropolitana (MAN)Interconexión de Área Extensa (RAL con MAN y RAL con WAN)La interconexión de Área Extensa conecta redes geográficamente dispersas, por ejemplo, redes situadas en diferentes ciudades o países creando una Red de Área Extensa (WAN)

Tipos de Interconexión de redes

En el caso de señales digitales el repetidor se suele denominar regenerador porque, de hecho, la señal de salida es una “señal regenerada” a partir de la de entrada.En el modelo de referencia OSI, el repetidor opera en el nivel físicoLos repetidores se utilizan a menudo en los cables transcontinentales y transoceánicos porque la atenuación(pérdida de señal) en tales distancias sería completamente inaceptable sin ellos. Los repetidores se utilizan tanto en cables de cobre portadores de señales eléctricas como en cables de fibra óptica portadores de luz.

Repetidores

Los repetidores se utilizan también en los servicios de radiocomunicación. Un subgrupo de estos son los repetidores usados por los radioaficionados.Asimismo, se utilizan repetidores en los enlaces de telecomunicación punto a punto mediante radioenlaces que funcionan en el rango de las microondas, como los utilizados para distribuir las señales de televisión entre los centros de producción y los distintos emisores o los utilizados en redes de telecomunicación para la transmisión de telefonía.Los repetidores telefónicos consisten en un receptor (auricular) acoplado mecánicamente a un micrófono de carbón, fueron utilizados antes de la invención de los amplificadores electrónicos dotados de tubos de vacío.En comunicaciones ópticas el término repetidor se utiliza para describir un elemento del equipo que recibe una señal óptica, la convierte en eléctrica, la regenera y la retransmite de nuevo como señal óptica. Dado que estos dispositivos convierten la señal óptica en eléctrica y nuevamente en óptica, estos dispositivos se conocen a menudo como repetidores electro-ópticos.

Interconecta segmentos de red (o divide una red en segmentos) haciendo la transferencia de datos de una red hacia otra con base en la dirección física de destino de cada paquete.El término bridge, formalmente, responde a un dispositivo que se comporta de acuerdo al estándar IEEE 802.1D.En definitiva, un bridge conecta segmentos de red formando una sola subred (permite conexión entre equipos sin necesidad de routers). Funciona a través de una tabla de direcciones MAC detectadas en cada segmento al que está conectado. Cuando detecta que un nodo de uno de los segmentos está intentando transmitir datos a un nodo del otro, el bridge copia la trama para la otra subred, teniendo la capacidad de desechar la trama (filtrado) en caso de no tener dicha subred como destino. Para conocer por dónde enviar cada trama que le llega (encaminamiento) incluye un mecanismo de aprendizaje automático (auto aprendizaje) por lo que no necesitan configuración manual.

 Bridge LAN

• Trabajan a nivel de transporte o superior. • Se suele hablar de conmutación de transporte frente a conmutación de nivel 3, por ejemplo. • Su trabajo es mucho más complejo que el de un Gateway: puede convertir entre dos protocolos sin perder mucho significado. • Como ejemplos, la conversión de TP4 (OSI) a TCP (Internet), la conversión MOTIS (OSI) a RFC 822 (Internet), etc... • El trabajo de un conversor es en general a nivel de aplicación entre dos estándares distintos, y no se hacen traducciones genéricas entre entidades de protocolos genéricas.

Conversores de Protocolo

Puntos Conflictivos en el Diseño de Puentes

•Cada LAN usa su propio formato de trama (o marco). No existe ninguna razón técnica para la incompatibilidad, sólo que las tres grandes compañías que soportan tres grandes estándares (Xerox, General Motors e IBM) no cambian el suyo ni cooperan. • Esto supone que los puentes consumirán CPU y memoria en los cambios de formatos, checksums, etc., y pueden aparecer errores no detectados debidos a bits erróneos en la memoria del puente. • Un problema más serio es el del ancho de banda diferente de las diferentes redes, por ejemplo: - 802.3 (ethernet) Æ 1, 10, 1000, 1000 Mbps - 802.4 (token bus) Æ 1 a 10 Mbps - 802.5 (token ring) Æ 1, 4, 16 y 100 Mbps • Esto supone que si se conecta una 802.3 o 802.4 a una 802.5 el puente deberá retener los datos en buffers porque no puede entregarlos tan rápido (contención y problemas de memoria).

Puentes IEEE 802.x a 802.y

Las tramas 802.4 contienen bits de prioridad que no existen en las 802.3. Esto supone que si dos 802.4 se comunican a través de una 802.3 estos bits pierden su sentido. Lo que se hace con ellos es ignorarlos pero esto traerá consecuencias en la transmisión: - Cuando la trama pasa de la 802.4 a la 802.3 se pierden los bits de prioridad. - Entonces, al pasar de la 802.3 a otra 802.4 hay que volver a generarlos, y la solución más usada es poner una prioridad alta. El uso de tokens temporales en la 802.4 (trama con bit de token a 1 que viaja al destino para permitirle confirmar) hace que un puente no sepa qué hacer: si le confirma la entrega al origen es mentira porque el destino podría estar muerto, y si no se la confirma probablemente el origen informará a la capa superior de que el destino está muerto. No parece tener solución.

802.5 a 802.3: Las tramas 802.5 tienen los bits A y C en el campo de estado del marco (frame status) que el destino debe rellenar para indicar al origen si se direccionó bien la trama y si el destino la copió. El puente podría confirmar ambos, pero si el destino está realmente muerto habría un gran problema: en todo caso el puente cambia la semántica 802.3 a 802.4: El problema es qué valores usar para los bits de prioridad. Una solución, como ya se ha comentado, es que el puente retransmita a la mayor prioridad posible porque las tramas que le llegan ya han sido retrasadas considerablemente.

Pasarelas (Gateway)

•Gateways Orientados a la Conexión: Gateways Sin Conexión: Todos los paquetes con un mismo origen y destino pasan por las mismas pasarelas (quizás no por los mismos nodos intermedios).

•Gateways Sin Conexión: Todos los paquetes con un mismo origen y destino pasan por las mismas pasarelas (quizás no por los mismos nodos intermedios). Los paquetes con un mismo origen y destino no tienen por qué pasar por las mismas pasarelas (diferentes rutas, como Internet).

• Pensados para el modelo OSI de Internetworking: Concatenación Orientada a la Conexión de redes que usan Circuito Virtual. • Los CVs son a nivel de red (en puentes es a nivel de enlace). Un puente puede manejarse fácilmente por parte del propietario de la LAN, pero un gateway que conecte a dos WANs de distintos países provoca problemas de gestión. La solución es dividirlo en dos medios-gateways separados por un cable. El único conflicto es acordar el protocolo a usar en dicho cable. Cada organización maneja su mitad como más le convenga.

Fragmentación

Fragmentación TRANSPARENTE: La fragmentación en una red es transparente a las demás redes que deba atravesar. El gateway que fragmenta envía todos los fragmentos a un mismo gateway destino y éste se encarga de recomponerlos. Las demás redes no perciben la fragmentación realizada. Es simple, aunque problemática: - El gateway destino debe saber cuándo tiene todos los fragmentos (esto supone usar un contador o bit de fragmento final). - Todos siguen la misma ruta hacia el gateway destino y eso puede ser ineficiente. Es posible que el gateway destino presente bloqueo por reensamblado. - Sobrecarga por las sucesivas fragmentaciones y composiciones al pasar por varias redes de pequeña MTU.

Fragmentación NO TRANSPARENTE: Solo reensambla el host destino. Los fragmentos se manejan como si fuesen paquetes originales. Una ventaja es que podrían utilizarse rutas a diferentes gateways de salida de la subred, aunque si el modelo usado es el de CVs concatenados esta mejora no puede utilizarse. Los problemas asociados son: - Se exige que cualquier host pueda reensamblar. - Cada fragmento aumenta la sobrecarga por aparición de nuevas cabeceras que permanecen todo el viaje del paquete.

Shoch (1979): - Cada paquete lleva un bit indicando si el destino es capaz o no de reensamblado. Si es así cada gateway puede elegir si usar fragmentación transparente o no. Si el destino no puede reensamblar, cada gateway debe hacer que el siguiente gateway reensamble los fragmentos. - Un bit similar debe usarse en la práctica para definir al menos el último fragmento.

Software para Puentes y Pasarelas

• La orientación a procesos está bien estructurada pero es lenta por los cambios de contexto entre diferentes procesos. • Una solución de compromiso es que los procesos compartan el mismo espacio de direccionamiento al correr todos en modo kernel (núcleo). Para un SO de propósito general esto es imposible, pero en un gateway se supone que los procesos están bien definidos y vale la pena perder seguridad frente a las ganancias en velocidad y eficiencia. • El algoritmo de planificación en un gateway es crítico. Mejor que round-robin es dejar que los procesos terminen para evitar tener que guardar el contexto (costoso). El sistema sólo necesitaría una pila global (no una por proceso). • La ejecución de procesos por prioridad también puede ser cara y podría considerarse que al terminar cada proceso hiciese un polling de las interfaces de red y marcase los procesos que podrían ejecutarse a partir de ese momento. El planificador elegiría el de mayor prioridad para ejecutar en cada momento.

•La comunicación entre procesos también es crítica. Copiar mensajes de una cola a otra es inaceptable: deben pasarse punteros. • El problema es que el proceso que los pasa no sabe cuándo liberar el buffer y es el receptor del mensaje el que debe liberarlos o reutilizarlos. • Este problema se agrava por el hecho de que los paquetes pueden cambiar de tamaño y además deben pasar por varias capas software. • Una solución es leer el paquete no desde el principio del buffer, sino a una distancia igual a la cabecera más larga posible. En todo caso se utilizan siempre buffers de tamaño constante. • Problemas adicionales: temporizadores y cambios de orden en los bytes

• La orientación a procesos está bien estructurada pero es lenta por los cambios de contexto entre diferentes procesos. • Una solución de compromiso es que los procesos compartan el mismo espacio de direccionamiento al correr todos en modo kernel (núcleo). Para un SO de propósito general esto es imposible, pero en un gateway se supone que los procesos están bien definidos y vale la pena perder seguridad frente a las ganancias en velocidad y eficiencia.