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Apuntes del Primer Departamental – Redes de Computadoras
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONALESCUELA SUPERIOR DE CÓMPUTO
MATERIA:REDES DE COMPUTADORES
PROFESOR:MORENO CERVANTES AXEL ERNESTO
ALUMNOS:MEDINA VILLALPANDO JESÚS CRISTIAN
TEMA: APUNTES DEL
PRIMER DEPARTAMENTAL
GRUPO: 2CM6
CICLO ESCOLAR: ENE. 2014 – JUN. 2014
Fecha: 21/01/14 Red de computadoras: Conjunto de nodos interconectados a través de un medio físico y que
ejecutan un software para comunicarse entre sí.
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Apuntes del Primer Departamental – Redes de Computadoras
Tarea: Construir una línea de tiempo respecto a la evolución de las redes. (Incluir la aparición de diversos medios de transmisión como par trenzado, fibra óptica, coaxial, microondas, radiofrecuencias, así como diversos protocolos de comunicación.
Fecha: 28/01/14
Desarrollo de las arquitecturas teleinformáticas:Página 2 de 29
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Apuntes del Primer Departamental – Redes de Computadoras
ARPANET (departamento de defensa de E.U.)SNA (System Network Architecture) de IBM (1974)
DNA (Digital Network Architecture)BNA (Burroughs Network Architecture)
OSI (1979)UNIX-TCP/IP (1982)
MR-OSI (1983)
(1970)
Clasificación de las redes:
Por su enlace:
Piconets PAN(Red de área personal) LAN(Red de área local, no ocupan más de un edificio) CAN(Red de área de campus, muchas LAN) MAN(Red de área metropolitana) WAN(Red de área amplia)
Por su relación funcional:
Cliente servidor P2P (peer to peer)
Por topología:
Bus Anillo Estrella Árbol Malla
Por tecnología de transmisión:
Punto a punto (ethernet) Difusión (wi-fi)
Protocolo: Conjunto de reglas que gobiernan el intercambio de información entre 2 entidades.Características:
Sintaxis: formato, niveles de señal, codificación. Semántica: información de control, manejo de errores. Temporización: sincronización, temporización.
Funcionamiento que deben desempeñar las redes:
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Apuntes del Primer Departamental – Redes de Computadoras
Encapsulamiento: Agregar datos de control a mi aplicación para evitar errores en el envio/recepción.
CRC(Chequeo de Redundancia Cíclica)
Es una de las técnicas de control de errores más utilizadas.Sea:
M = mensaje de información de tamaño m.
n = número de bits de paridad. FCS = secuencia de comprobación de trama(residuo). T= trama de trama de tamaño m+n bits, donde T=2nM + FCS. P = polinomio generador de orden n.
Ejemplo: Dado el mensaje “10101110011100” y el polinomio x5+x3+1. Formar la trama T a ser enviada
Polinomio Generador: x5 x4 x3 x2 x1 x0 1 0 1 0 0 1n=5m=14
Resolución: Agregamos el numero de 0´s al final del mensaje según lo indicado por “n”“1010111001110000000”
Ahora dividimos entre el polinomio usando XOR: 101001 1010111001110000000
1010010000101001 101001 000000110000
101001 0110010
1010010110110 101001 0111110 101001 0101110 101001
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XOR
0 XOR 0 = 00 XOR 1 = 11 XOR 0 = 11 XOR 1 = 0
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Apuntes del Primer Departamental – Redes de Computadoras
00111 FCS
Entonces la trama resultante es el mensaje más el FCS.
Por que la trama final será la trama que le aumentamos los ceros mas el residuo (FCS).
T = “1010111001110000111
Ejemplo2:
Dado M = “100011111110101”. Formar la trama a ser transmitida.
Sabemos que T=2nM + FCS2n ≥ m+n+1 pero desconocemos n2n ≥ 15+n+1 probamos con varias n hasta que cumpla25 ≥ 15+5+1 cumple con n=5
Ya que conocemos el orden del polinomio, proponemos un polinomio, es recomendable que el polinomio empiece y termine con 1 para que la probabilidad de error se reduzca.
x5 x4 x3 x2 x1 x0 1 0 1 0 1 1
Resolución:Igual que en el ejemplo anterior aplicamos la fórmula para encontrar “n”, por lo que decimos que esta sea 5, y con ello se agregaran 5 ceros al mensaje, quedando de la siguiente forma:
M = “10001111111010100000”.
Y ahora calculamos la división.
10001111111010100000101011 101011
00100011 101011 00100011 101011 00100010
101011 00100110 101011 00110110
1010110111010 101011 0100010 101011 00100100 101011
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Apuntes del Primer Departamental – Redes de Computadoras
01111 FCS
Entonces T = “10001111111010101111”.Para comprobar si una trama llegó bien, se divide entre el polinomio, y si el residuo es 0, entonces llegó bien, si el residuo es diferente de 0, entonces la trama llegó mal y debemos solicitarla de nuevo.
Ejemplo: Se transmite la trama T = “10001111111010101111” por un canal con ruido. En el transcurso de la transmisión se le suman ráfagas de ruido. ¿Cuál de las siguientes ráfagas podrá ser detectada?. P = “101011”
a) “10101010100101”La trama más la ráfaga a nos da: T = “10010010100101010100” Dividimos:101011 10010010100101010100
10101100111110 101011 Como el residuo es diferente 0101011 de 0, la ráfaga es detectada. 101011 00000000101010
101011 00000100
b) “11 1100 0011 1000”La trama más la ráfaga b nos da: T = “10010011101011100111” Dividimos:
101011 1001001110101110011110101100111111 101011 0101001 101011 0000100101 Como el residuo es diferente
101011 de 0, la ráfaga es detectada. 00111011 101011 0100000 101011 00101101
101011 00011011
c) “0 1000 1010 1110”La trama más la ráfaga c nos da: T = “10010000011101011101” Dividimos:
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Apuntes del Primer Departamental – Redes de Computadoras
101011 1001000001110101110110101100111100 101011 0101110 101011 000101111
101011 000100010 101011 Como el residuo es diferente 00100111 de 0, la ráfaga es detectada.
101011 00110010 101011 0110011 101011 011000
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Apuntes del Primer Departamental – Redes de Computadoras
Código HammingEl código de Hamming es un código detector y corrector de errores que lleva el nombre de su inventor, Richard Hamming. En los datos codificados en Hamming se pueden detectar errores en un bit y corregirlos, sin embargo no se distingue entre errores de dos bits y de un bit.
El manejo de errores mediante código Hamming puede tratarse de dos formas:Paridad parParidad impar
Ejemplo:Dado el mensaje M = “11, 0001, 0111, 1010, 1110, 1100, 0101” formar la trama T utilizando código haming.Solución:Datos:
M=11 , 0001 , 0111 ,1010 , 1110 ,1100 , 0101m=26 bitsn=?T=?
Para calcular n debe cumplirse la siguiente desigualdad:
2n ≥ m+n+1Entonces:
2n ≥26+n+12n ≥27+nProponiendo un valor para n = 5:
25 ≥27+532 ≥32∴n=5
Para calcular a T sabemos que:
T=m+nEntonces:
T=26+5
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Apuntes del Primer Departamental – Redes de Computadoras
∴T=31 bitsConstruyendo a la trama T:
* * * * *1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 1’sH H 1 H 1 0 0 H 0 1 0 1 1 1 1 H 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 1 0 1
1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 82 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 74 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 10
8 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 916 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 1 0 1 8T 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 1 0 1
Dando valor a las H´s:
* * * * *1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 1’s0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 1 0 1
1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 82 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 84 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 10
8 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1016 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 1 0 1 8
La trama es correcta al ser par todos los elementos de la columna de 1’s.
Observación:Pensemos que la trama recibida contiene un 0 en el bit 25, y ocurre un numero impar de 1´s en la fila 8
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Apuntes del Primer Departamental – Redes de Computadoras
* * * * *1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 1’s
T 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 11 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 72 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 84 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 10
8 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 1 916 0 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 7
Entonces identificamos los valores donde el número de 1’s es impar: 1 + 8 + 16 = 25 Por lo tanto el bit 25 tiene error.Ejercicio 1Dado el mensaje M = “01, 1111, 1111, 1000, 0011, 1111”, formar la trama T con código Hamming.Solución:Datos:
M=01 ,1111 ,1111 ,1000 , 0011 , 1111m=22 bitsPara calcular n debe cumplirse la siguiente desigualdad:
2n ≥ m+n+1Entonces:
2n ≥22+n+12n ≥23+n
Proponiendo un valor para n = 5:25 ≥23+5
32 ≥28∴n=5
Para calcular a T sabemos que:
T=m+nEntonces:T=22+5 = 27 bits
Construyendo a la trama T:
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Apuntes del Primer Departamental – Redes de Computadoras
* * * * *1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 1’sH H 0 H 1 1 1 H 1 1 1 1 1 1 1 H 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1
1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 92 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 104 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 98 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1116 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 6T 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1
Ejercicio 2Dada la trama T = “11, 1001, 0111, 1101, 0111, 1110, 1010, 1111, 0101, 1011”, indicar si la trama tiene algún error.Solución:Verificando la Trama:
* * * * * *1 2 3 4 5 6 7 8 9 1
011
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
1’s
1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 11 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 132 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 144 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 11
8 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1116 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 1232 1 0 1 1 0 1 1 5
Como observamos la trama tiene errores ya que se puede visualizar la gran discrepancia de los valores impares de 1’s que proporciona cada fila.
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Apuntes del Primer Departamental – Redes de Computadoras
Bit de paridad.Es el dígito binario que indica si el número de bits con un valor de 1 en un conjunto de bits es par o impar. Los bits de paridad conforman el método de detección de errores más simple.Dado el mensaje M, sea:G: Matriz generadora de tamaño m x (m+1).S: Bit de síndrome.H: Matriz de verificación de paridad de tamaño 1 x (m+1).HT: Transpuesta de H.La trama generada (para su transmisión), la cual incluye el bit de paridad está dada por:T = M ∙ G
Ejemplos:
1) Dado un mensaje M=”10100”, formar la trama T a ser transmitida.
G=[10000
01000
00100
00010
00001
11111] HT=[
111111] H= [1 11 111 ]
T=M ∙ G= [10 1 00 ] [10000
01000
00100
00010
00001
11111]=¿
*BIT DE SINDROME
Para comprobar que la trama no tiene error, el receptor multiplica la trama obtenida por la matriz transpuesta de H, dicho producto debe ser 0 para indicar que no tiene error.
T ∙ HT=[1 01 0 00 ] [11111]=0
2) Dado M=”1111110101010010”, formar la trama a ser transmitida.
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Apuntes del Primer Departamental – Redes de Computadoras
G=[1000000000000000
0100000000000000
0010000000000000
0001000000000000
0000100000000000
0000010000000000
0000001000000000
0000000100000000
0000000010000000
0000000001000000
0000000000100000
0000000000010000
0000000000001000
0000000000000100
0000000000000010
0000000000000001
1111111111111111
] HT=[11111111111111111
]H= [1 11 111 11 111 11 111 1 ]
T=M ∙ G
T=[ 11 111 1010 10 10 01 0 ] [1000000000000000
0100000000000000
0010000000000000
0001000000000000
0000100000000000
0000010000000000
0000001000000000
0000000100000000
0000000010000000
0000000001000000
0000000000100000
0000000000010000
0000000000001000
0000000000000100
0000000000000010
0000000000000001
1111111111111111
]T=[ 11 111 1010 10 10 01 00 ]
Comprobación:
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Apuntes del Primer Departamental – Redes de Computadoras
T ∙ HT=[1 11111 01 0 101 00 1 00 ] [11111111111111111
]=0
Encapsulamiento.Es la información de control que se le agrega al bloque de datos para asegurar que el receptor haya recibido la información correcta.
E Datos
Donde: E: Información de control, la cual se agrega en cada capa del modelo.Datos: Información a transmitir, integra la información de control del bloque anterior.
Mediante el encapsulamiento, el modelo OSI agrega información de control.A. B.
E Datos Aplicación AplicaciónE Datos Presentación. Presentación.
E Datos Sesión. Sesión.E Datos Transporte Transporte
E Datos Red. Red.
E DatosEnlace de
datos.Enlace de
datos.E Datos Física. Física.
Control de flujo.Esta función que debe cumplir todas las redes se puede llevar a cabo en dos formas distintas.
Parada y espera. Ventana deslizante.
Parada y espera.
Página 14 de 29T1
ACK
A Bt prop
Temp.
BAT
t =0t trama
14
Apuntes del Primer Departamental – Redes de Computadoras
Grado de utilización (u).
u=tutil
t total
×100=ttrama
t trama+2 t¿+2 t proc+tACK
×100
Debido a que la actualmente las tarjetas de red son de gran velocidad, es despreciable el tiempo de procesamiento y el de acuse, por lo que la ecuación queda como:
u=ttrama
t trama+2 t¿×100=
t trama
t trama
t trama
t trama
+2t¿
t trama
×100= 1
1+2t ¿
ttrama
×100
Sea a=t ¿
ttrama entonces tenemos que u= 1
1+2 a×100
Ejemplos:1) Calcule la utilización de una red LAN que une a dos computadoras mediante cable coaxial de 500 m
para transmitir tramas de 1500 bytes a 10 Mbps.
t trama=¿bits a trasmitir
Bits transmitidos por segundo=
1500 (8)10 ×106 =1.2mseg
t ¿=distancia entre terminalesVelocidad de transmisión
= 500
2 ×108=2.5 μseg
a=t ¿
ttrama
=2.5 ×10−6
1.2 ×10−3 =2.08 mseg .
u=ttrama
t trama+2 t¿×100= 1
1+2(2.08× 10−3)×100=99.58 %
2) Calcule la utilización de una línea telefónica de 5000 Km que emplea dos computadoras para transmitir tramas de 1500 bytes con un modem de 64 Kbps.
t trama=1500(8)64 ×103 =187.5 mseg
t ¿=5000 ×103
2 ×108 =0.025 seg
a= 0.025
187.5× 10−3=0.133 seg.
u= 11+2(0.133)
×100=78.94 %
3) Calcule la utilización de un enlace satelital que emplea un satélite geoestacionario para transmitir tramas de 100 bytes con un modem de 64 Kbps.
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T2ACK2
T3 XT3
XACK3
T3ACK3
T
T
ACK
ACKACK
t trama + tprop
t trama + tprop + t proc
t trama + tprop + t proc + tACKt trama + tprop + t proc + tACK + tprop
t trama + tprop + t proc + tACK
+ tprop + tprocttotal=t trama + 2tprop + 2t proc + tACK
15
Apuntes del Primer Departamental – Redes de Computadoras
t trama=100(8)64 ×103=12.5 mseg
2(36 × 106) indica que
t ¿=2(36 × 106)
3× 108 =0.24 seg
a= 0.24
12.5× 10−3=19.2 seg .
u= 11+2(19.2)
×100=2.53 %
Ventana deslizante.Permite utilizar de una medir manera el canal dándole crédito al transmisor, al permitirle transmitir hasta ‘K’ tramas antes de recibir un acuse (K se conoce como tamaño máximo de la ventana).0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7
0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7
Control de errores en ventana deslizante. Retroceder ‘n’ (Go back n): El receptor no puede recibir fuera de secuencia. Rechazo selectivo: El receptor puede recibir fuera de orden (no hay acuses implícitos).
u={ 12 a+1
; k<2 a+1
¿1; k≥ 2a+1
Entrega en orden.
Página 16 de 29
tx rx
a1 se mueve un lugar a la
derecha por cada trama
a2 se mueve un lugar a la
derecha por cada acuse
K
b1 se mueve un lugar a la
derecha por cada trama
b2 se mueve un lugar a la
derecha por cada acuse
K
t t
T0
T1T2T3T4
T5
d a t o s d a t o s
16
Apuntes del Primer Departamental – Redes de Computadoras
Multicanalización.
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Usando número de secuencia
garantizamos
65536 Aplicaciones comunicándo
se en red.
a d o t s
t o s d a
Aplicación.Transporte.
Red.
Aplicación.Transporte.
Red.
Aplicación.Transporte.
Red.
17
Apuntes del Primer Departamental – Redes de Computadoras
Control de Flujo1. Parada y espera2. Ventana deslizante
Parada y espera.- Solo una trama a la vez.
La trama no llegó
El acuse no llegó
ttramattrama+tpropttrama+tprop+tprocttrama+tprop+tproc+tACKttrama+tprop+tproc+tACK+tpropttrama+tprop+tproc+tACK+tproc+tprop=ttrama+2tprop+2tproc+tACK
U= tutilttotal
x100
¿ ttramattrama+2tprop+2tprop+tACK
x100
¿
ttramattrama
ttramattrama
+2tproc
ttrama
=1
1+2tproc
ttrama
Sia= tprocttrama
U= 11+2a
x100
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T0ACK1
T1
T0
ACK2
T0
ACK1T
0ACK0
A B
A B
Velocidad de Transmisión
*Medios no guiados (ondas) =
3 x108m / s
*Medios guiados (cables) = 2 x108 m /s
18
Apuntes del Primer Departamental – Redes de Computadoras
Ejemplo.- Calcula la utilización de una red LAN que une a dos computadoras con un cable coaxial de 500 mts. para transmitir tramas de 1500 bytes a 10 Mbps.Solución:ttrama10 x 106
1=
1500(8)?
=1.2 mseg
tprop
Vtrans= dtprop
→tprop= dVtrans
tprop= 500
2 x 108=2.5 x10−6 seg
a= tpropttrama
=2.5 x10−6
1.2 x10−3 =2.08 mseg
Finalmente:
U= tutilttotal
x100
U = 1
1+2(2.08 x 10−3)x100=99.58 %
Ejercicio.- Calcule la utilización de una línea telefónica de 5000 km que emplean 2 computadoras para transmitir tramas de 1500 bytes con un modem de 64kbps.Solución:ttrama6.4 x104
1=
1500 (8)?
=187.5 mseg
tprop
Vtrans= dtprop
→tprop= dVtrans
tprop=5 x 106
2 x 108 =0.025 seg
a= tpropttrama
= 0.025
187.5 x10−3=0.13333 seg
Finalmente:
U= tutilttotal
x100
U= 11+2(0.1333)
x100=78.94 %
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Es decir que el 0.42% del tiempo no se
aprovecha. En otras palabras en ese tiempo no se transmiten datos.
Es decir que el 21.05% del tiempo no se
aprovecha. En otras palabras en ese tiempo no se transmiten datos.
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Apuntes del Primer Departamental – Redes de Computadoras
Ejercicio.- Calcule la utilización de un enlace satelital que emplea un satélite geoestacionario para transmitir tramas de 100 bytes con un modem de 64 kbps.Solución:ttrama6.4 x104
1=
100 (8)?
=12.5 mseg
tprop
Vtrans= dtprop
→tprop= dVtrans
tprop=(36 x106)(2)
3 x 108 =0.24 seg
a= tpropttrama
= 0.240.0125
=19.2 seg
Finalmente:
U= tutilttotal
x100
U= 11+2(19.2)
x 100=2.53 %
Control de flujo mediante ventana deslizantePermite utilizar de una mejor manera el canal dándole crédito al transmisor, al permitirle transmitir hasta ‘k’ tramas antes de recibir un acuse (k no se conoce como tamaño máximo de la ventana).
Control de error en ventana deslizante Retroceder ‘n’ (Go back n). En el receptor no puede recibir fuera de secuencia
(Utilizar un tamaño der ventana de k<2n−1 ) Rechazo selectivo. El receptor puede recibir fuera de orden (no hay acuses
implícitos).
Ventana2n
2
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Es decir que el 97.47% del tiempo no se
aprovecha. En otras palabras en ese tiempo no se transmiten datos.
t0
t1
t2
t3
t4
t5
t6
t7
0|1|2|3|4|5|6|7|0|1|2|3|4|5|6|70|1|2|3|4|5|6|7|0|1|2|3|4|5|6|70|1|2|3|4|5|6|7|0|1|2|3|4|5|6|70|1|2|3|4|5|6|7|0|1|2|3|4|5|6|70|1|2|3|4|5|6|7|0|1|2|3|4|5|6|70|1|2|3|4|5|6|7|0|1|2|3|4|5|6|70|1|2|3|4|5|6|7|0|1|2|3|4|5|6|7 0|1|2|3|4|5|6|7|0|1|2|3|4|5|6|70|1|2|3|4|5|6|7|0|1|2|3|4|5|6|70|1|2|3|4|5|6|7|0|1|2|3|4|5|6|70|1|2|3|4|5|6|7|0|1|2|3|4|5|6|70|1|2|3|4|5|6|7|0|1|2|3|4|5|6|70|1|2|3|4|5|6|7|0|1|2|3|4|5|6|70|1|2|3|4|5|6|7|0|1|2|3|4|5|6|7
a2a1 b2b1
k
Se mueve por c/trama lanzada 1 lugar a la derecha
Se mueve por c/acuse recibido 1 lugar a la derecha
Por c/trama recibida correctamente se moverá 1 lugar a
Por c/acuse lanzado se moverá 1 lugar a la derechatemp
20
U =
Apuntes del Primer Departamental – Redes de Computadoras
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1 k≥ 2a+1
k2 a+1
k<2 a+1
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Apuntes del Primer Departamental – Redes de Computadoras
Segmentación y ensamblado MTU(Unidad de Transmisión Máxima)
Hjg
DireccionamientoModos de direccionamiento
Unidifusión (unicast) Multidifusión (multicast) Difusión (broadcast)
Identificadores de conexiónAlcance de direccionamiento
No ambigüedad global Aplicabilidad global
Servicios de transmisiónAsignación de prioridades a mensajes urgentes.Reserva de recursos para ofrecer servicios que requieran parámetros de transmisión estrictos como voz o video.
Control de conexiónSe lleva a cabo durante las capas de enlace de datos y de transporte.
Establecimiento de conexión. Una vez hecha la conexión las computadoras enumeran los datos.Transferencia de datos. Empieza a enviar y recibir datos (bidireccionales).Fin de conexión. Se solicita la desconexión.
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MTU = 1500 bytes
MTU = 600 bytes
MTU = 800 bytes
MTU = 1500 bytes
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Apuntes del Primer Departamental – Redes de Computadoras
MODELO OSI (Interconexión de Sistemas Abiertos)Fue desarrollado por la ISO (Organización Internacional para la Estandarización) y obtuvo grado de estándar internacional en 1983 (TCP/IP lo obtuvo en 1982)Divide las funciones a realizar en 7 capas
CAPA FÍSICASe encarga de la transmisión de cadenas de bits no estructuradas sobre el medio físico y está relacionado con:
Los voltajes empleados para representar cada símbolo Cuánto dura cada símbolo Si la transmisión se realiza simultáneamente en ambos sentidos o no. Como se establece una conexión y como interrumpirla Cuantas tramas presenta el conector de la red y cuál es la finalidad de cada una.
CAPA DE ENLACE DE DATOSProporciona un servicio de
transferencia de datos (tramas) llevando a cabo la sincronización detección y corrección de errores y control de flujo.
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Apuntes del Primer Departamental – Redes de Computadoras
CAPA DE REDBrinda servicios de direccionamiento y enrutamiento de paquetesDireccionamiento (capa 2)
MACId fabricante Número de serieIPId red Id hostw . x . y . z -> 0 . 0 . 0 . 0 ->255 . 255 . 255 . 255ESQUEMA DE DIRECCIONAMIENTO POR CLASES
0 id Red id host
1 0 id red id host
1 1 0 id red Id host
1 1 1 0 id grupo multicast
1 1 1 1
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01
7 823 24 31
0 1 7 8 23 24 31
15 16
15 16
0 1 7 8 15 16 23 24 31
310 1 7 8 15 16 23 24
0 1 7 8 15 16 23 24 31
A
B
C
D
E
UNICAST
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A-> 0.0.0.0 - 127.255.255.255B->128.0.0.0 - 191.255.255.255C->192.0.0.0 - 223.255.255.255D->224.0.0.0 - 239.255.255.255E->240.0.0.0 - 255.255.255.255
CAPA DE TRANSPORTE Proporciona seguridad, transferencia transparente de datos entre los puntos finales, proporciona además procedimientos de recuperación de errores y control de flujo de origen y destino.
CAPA DE SESIÓN Proporciona el control de la comunicación entre las aplicaciones, establece gestión y cierra las conexiones (sesiones) entre las aplicaciones individuales.
CAPA DE
PRESENTACIÓN
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Apuntes del Primer Departamental – Redes de Computadoras
Proporciona a los procesos de aplicación independencia respecto a las diferencias en la representación de los datos (sintaxis).0x12345678 -> Motorola (Big-endian) -> Es el estándar actualmente0x78563412 -> Intel (Little-endian)
CAPA DE APLICACIÓN Proporciona un medio a los programas de aplicación para que accedan al entorno OSI.Ésta capa contiene funciones de administración y mecanismos útiles para administrar aplicaciones distribuidas. Además, se considera que residen en esta capa aplicaciones de uso general como transferencia de archivos, correo electrónico y accesos terminal a computadoras remotas.
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Apuntes del Primer Departamental – Redes de Computadoras
Ancho de Banda y Capacidad de CanalAncho de Banda (B): Intervalo de frecuencia positiva donde la respuesta es relativamente plana (Las señales pueden pasar sin distorsión). Es el rango de frecuencias alrededor de la frecuencia principal, en la que está confinada la mayor parte de la energía de la señal. Se mide en Hertz [Hz].Ruido: Señal que se adiciona en el medio de transmisión y puede distorsionar los datos, haciendo difícil su identificación.
Relación Señal-Ruido (SN
o SNR): Expresa la cantidad en que una señal de información
excede el nivel de ruido.SN
= Potenciade SeñalPotencia de Ruido
( SN )dB=10 log10(
SN
)
Teorema de muestreo: “Si la frecuencia más alta contenida en una señal es Fmax=B y la señal es muestreada con una frecuencia F s ¿2 B , entonces la señal podrá ser perfectamente recuperada a partir de las muestras.”-Capacidad de canal según Nyquist (IDEAL)
C=2 B log2(v ) [bps];DondeC = Capacidad de Canal.B= Ancho de Banda.V= Número de símbolos codificados.-Capacidad de canal según Shannon
C=B log2(1+ SN
) [bps]
Ejercicios1. Para operar a 9600 bps se usa un sistema de señalización digital:
a) Si cada elemento se señal codifica una palabra de 4 bits ¿Cuál es el ancho de banda mínimo necesario?
Usando la fórmula de NyquistC=2 B log2(v ) [bps]; Despejando:
B= C2 log2 (v )
=96008
=1200 Hz
b) Para 8 bits
B= C2 log2 (8 )
=960016
=600 Hz
2. ¿Cuál es la capacidad para un canal que opera en el rango de frecuencias entre 400Hz y 700Hz con una relación señal-ruido de 3dB?
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Apuntes del Primer Departamental – Redes de Computadoras
( SN )dB=10 log10(
SN
)
3 dB=10 log10(SN
)
310
d B=log10(SN
)
103
10=( SN
)
( SN
)=1.99
Usando la fórmula de Shannon:
C=B log2(1+ SN
)
B=700−400=300C=300 Hz ¿
C=300 (1.58 )=474.04 bps
3. Se desea construir un fax que sea capaz de transmitir una hoja tamaño carta con una relación de 300 dps en blanco y negro empleando una línea telefónica con un ancho de banda de 4KHz y una relación señal ruido de 24dB.
a) ¿Es posible realizar la transmisión en menos de un minuto?b) ¿Cuál es el tiempo mínimo para transmitir la hoja?c) ¿Cuántas señales se necesitan para transmitir lo más rápido posible?d) ¿Es correcta la respuesta del inciso b?e) Si la potencia del ruido es de 1mW ¿Qué potencia debe tener la señal para transmitir
la hoja en un minuto?Inciso a
Dpi= Puntos por pulgada (ppp).Una hoja tiene una dimensión de 11(inch) x8.5(inch) .300 puntos en 1 pulgada= 300x300 = 90,000 por pulgada cuadradaÁrea de la hoja= 8.5x11 = 93.5 pulgadas cuadradas.Puntos totales = 93.5 x 90000 = 8415000 puntos => 8415000 bits.
( SN )dB=10 log10(
SN
)
24 dB=10 log10(SN
)
2410
dB=log10(SN
)
102410=( S
N )=251.188
C=B log2(1+ SN
)
C=4000 log2(1+251.188)C=31,911.821bps
31,911.821 x 60=1914709.26 bits por minuto<8,415,000
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Apuntes del Primer Departamental – Redes de Computadoras
Respuesta al inciso a) = NO.Inciso b
t= 841500031911.821
t=263.695 seg=4.3949 minRespuesta al inciso b) 4.3949 min
Inciso cC=2 B log2(v )
31911.821=2(4000) log2(v)31911.8212(4000)
=log2(v )
231911.8212 (4000) =v=15.88
Como no es entero lo reducimos hasta 8 señales para que sea un entero.Respuesta al inciso c = 8 Señales.
Inciso dC=2 (4000 ) log2 (8 )=24000 bps
8,415,00024000
=5.84 min
Respuesta al inciso d = 5.84 minutosInciso e
C 2=8,415,00060
=140250 bps
C=B log2(1+ SN
)
140250=4000 log2(1+ S
1 x 10−3)
1402504000
=log2(1+ S
1x 10−3)
2140250
4000 =1+ S1 x 10−3
1+2140250
4000 = S1 x 10−3
1 x10−3(1+21402504000 )=S
S=35.888 KWLa respuesta al inciso e = 35.888 KW
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