uf1 nf2. arquitectures de xarxa mz

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa

Mòdul 5: Xarxes locals

Arquitectures de xarxa

Arquitectures de comunicacionsArquitectures de comunicacions

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa


Protocol de comunicacions

Els protocols sovint són públics i són normatives o recomanacions de les associacions d'estàndards

Un protocol (en societat o política) també és un conjunt de regles que cal observar pel que fa a l’etiqueta, les presidències, etc., en les cerimònies i en les relacions oficials

Exemples: Protocols IP, HTTP, TCP, FTP (la P és sempre de protocol)

És el conjunt de regles perfectament organitzades i convingudes per mutu acord que especifiquen l'intercanvi de dades o ordres durant la comunicació entre els nodes que formen part d'una xarxa

Atenció: En la vida real els protocols no són obligatoris però en les comunicacions són IMPRESCINDIBLES

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa


Exemple de protocol. Telèfon

Passos d'una trucadaPassos d'una trucadaDespenjar el telèfon a l'emissorEsperar to. Si no hi ha to tornar a penjar/despenjarMarcar el número de telèfon del receptorSi el receptor esta ocupat sona el to de comunicant. Si el receptor no comunica, sonen els tons de trucada a l'emissor i el timbre al receptor.El receptor despenja el telèfon (accepta la comunicació)L'emissor i el receptor es comuniquen (comunicació full-duplex)L'emissor o el receptor finalitzen la comunicació penjant el telèfon

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa


Punts clau del disseny d'arquitectures de xarxaEncaminamentEncaminament

Quant hi ha més d'una ruta possible entre l'origen i el destí, s'ha d'escollir una. Normalment, serà la més curta o la que estigui menys saturada

AdreçamentAdreçamentCal un mecanisme per saber quin procés (programa) dels molts que

pot tenir en marxa una mateixa màquina és l'emissor o el receptor del missatge

Accés al mediAccés al mediEn les xarxes amb mitjà de transmissió compartit, cal establir un

sistema per controlar l'ordre a fi d'evitar col·lisions (com quan dos usuaris de walkie-talkie parlen alhora).

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa


Punts clau del disseny d'arquitectures de xarxaSaturació del receptorSaturació del receptor

Si el receptor és més lent que l'emissor o ha de processar les dades , es pot saturar i que es perdin dades. Una possible solució és que el receptor avisi quan està disposat a rebre més dades

Manteniment de l'ordreManteniment de l'ordreAlgunes xarxes canvien la seqüència dels missatges, que després cal

reconstruir. Es soluciona amb la numeració dels fragments.Control d'errorsControl d'errors

La taxa d'error mai és nul·la, de manera que cal posar-se d'acord sobre com es detectaran i corregiran els errors.

MultiplexacióMultiplexacióCal evitar les interferències en mitjans compartits per multiplexació.

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa


Model arquitectònic de xarxa

Capa o nivellCapa o nivellEn el disseny de xarxes s'utilitza sovint el concepte de capa o nivell com una

forma d'estructurar les funcions i serveis que les xarxes proveeixen.Màxima: “divideix i guanyaràs”. Per resoldre problemes grans sovint cal

dividir el problema en parts petites.

InterfícieInterfície

La interfície és el conjunt de serveis i operacions que una capa inferior ofereix a una capa superior.

Molts d'aquests conceptes també són aplicables en altres àrees de la informàtica (programació – programació modular-, GUI, programació orientada a objectes, encapsulament)

Són les normes de comunicació entre dues capes consecutives

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa


Models basats en nivells o capes

AvantatgesAvantatgesPermet que diferents tipus de maquinari i programari (de diferents

empreses i desenvolupadors) es comuniquin entre si.Augmenta la interoperabilitat dels sistemes.Impedeix que els canvis en una capa afectin a la resta de capes

(encapsulament, caixa negra)Facilita la normalització i estandardització dels components de

xarxaDivideix la complexitat d'una comunicació a través d'una xarxa en

parts més petites.És fàcil incorporar millores i nous serveis per què no afecten a totes

les capes.

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa


Funcions d'un protocol

Associacions que determinen els protocolsAssociacions que determinen els protocolsIEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineering)ANSI (American National Standards Institute)TIA (Telecommunications Industry Association)EIA (Electronic Industries Alliance)ITU (International Communications Union)

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa


Sistemes oberts

El concepte de sistema obert va ser proposat inicialment per la ISO (International Organization for Standardization

La ISO ha proposat el model arquitectònic OSI (Open Systems Interconnection) que s'encarrega de definir un model genèric per a la interconnexió de Sistemes Oberts

El contrari a un sistema obert seria un sistema patentat i tancat.

Son aquells sistemes capaços d'interconnectar-se amb altres sistemes d'acord amb unes normes preestablertes

Països membres de la ISO

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa


Model arquitectònic de xarxa

Sentitde la

comunicació

Sentitde la

comunicació

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa


Comunicació entre capes (interfícies)

La comunicació entre capes es fa a través de la interfícieLa comunicació entre capes es fa a través de la interfícieAls serveis d'una capa si accedeix a través dels SAPs (Service

Acces Point). Són les portes d'accés que utilitzades per les entitats per accedir al serveis.

Les interfícies estan perfectament definides mitjançant un sistema un sistema de crides i respostes anomenades PRIMITIVES

El nom de cada primitiva es compon es compon de dos partsNom del servei o funció en majúsculesNom de la primitiva fonamental OSIExemple: CONNECT.request

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa


Comunicació entre capes (serveis)

Primitives OSI d'un serveiPrimitives OSI d'un serveiSol·licitud (.request): Una entitat sol·licita un serveiIndicació (.indication): Un entitat és informada que ha succeït un

esdevenimentResposta (.response): Un entitat respon a un esdeveniment Confirmació (.confirm): Una entitat és informada sobre una sol·licitud

efectuada anteriormentNo tots els serveis necessiten de totes les primitivesNo tots els serveis necessiten de totes les primitives

Serveis orientats a connexió o no orientats a connexióServeis confirmats o no confirmats

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa


Exemple de protocol. Telèfon

Protocol de connexió telefònicaProtocol de connexió telefònica

CONNECT.confirm

Entitat Persona (Capa n+1)

Entitat Telèfon (Capa n)



CONNECT.indication

CONNECT.response

De la comunicació entretelèfons s'encarreguen lescapes inferiors (centrals telefòniques, cables, etc.)

CONNEXIÓ

CONNECT.request

Marcar número de telèfon

Timbre del telèfon

DespenjarDeixen de sonar els tons

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa


Exemple de protocol telèfon

ComentarisComentarisEl servei que hem vist és el servei de connexió (CONNECT) i utilitza

totes les primitives fonamentals OSI per què és un servei orientat a connexió i confirmat.

Fixeu-vos que les entitats (persones i telèfons) és comuniquen amb entitats iguals utilitzant protocols.

Les persones (capa n+1) només necessitem saber com funcionen els telèfons (capa n). No ens cal conèixer la resta de capes

El telèfons realment no es comuniquen directament entre si, si no que ho fan a través de les centrals telefòniques, cables, etc.

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa


Exemple de protocol. TelèfonIntercanvi de missatges telefònics i desconnexióIntercanvi de missatges telefònics i desconnexió

DATA.request





DATA.indicationDe la comunicació entretelèfons s'encarreguen lescapes inferiors (centrals telefòniques, cables, etc.)

Comunicació de missatges

Parla

ParlaSent parlar

DATA.requestDATA.indication

Comunicació FULL DUPLEX

Sent parlar

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa


Exemple de protocol. TelèfonDesconnexió telefònicaDesconnexió telefònica

Servei no confirmat

DISCONNECT.request





DATA.indicationDe la comunicació entretelèfons s'encarreguen lescapes inferiors (centrals telefòniques, cables, etc.)

Desconnexió

Penja

Escolta el to de desconnexió

DISCONNECT.indication

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa


Exemple de protocol. DHCPFuncionament del protocolFuncionament del protocol

Servidor DHCP

Client DHCP DHCP-ACKNOWLEDGE

DHCP-RELEASE

DHCP-DISCOVER

Ús de la comunicació ..............

Assignació IP: ●Adreça MAC●Dinàmic

Oferta de configuració. Si l'accepta ho ha de notificar! DHCP-OFFER

DHCP-REQUEST

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa


Exemples

Que representa el següent diagrama?Que representa el següent diagrama?

Una connexió no acceptada per l'usuari remot (denegar trucada dels mòbils, comunicar...)

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa


Exemples


Un servei qualsevol NO CONFIRMATQue representa el següent diagrama?Que representa el següent diagrama?

Desconnexió iniciada per l'emissor

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa


Exemples


Desconnexió iniciada per emissor i receptorQue representa el següent diagrama?Que representa el següent diagrama?

Desconnexió iniciada pel proveïdor

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa


Exemples


Transferència de dades no confirmades

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa


Encapsulament

CapesCapesCada capa té dades + informació de control

Model de Caixa Negra. Cada capa és una caixa negraModel de Caixa Negra. Cada capa és una caixa negraPer què és bo no saber com resol els problemes (dona serveis) una

capa inferior? Per què així no podem fer suposicions al nivell superior que després no es compleixen si canviem la caixa negra.

Vist d'un altre manera, si ens canvien la caixa negra per un altre que és diferent per dins però igual per fora, ens adonaríem?

La resposta és NO i això es precisament el que volem. Si canvia la targeta de xarxa l'ordinador hauria de funcionar igualment no? O si canviem un Switch per un altre la xarxa ha de continuar funcionant.

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa


Definicions

Entitats. Entitats. Són els elements actius que hi ha a cadascuna de les

capes. Hi ha entitats de programari (com els processos) o entitats de maquinari (com els xips encarregats de fer la E/S de dades). Les entitats d'una mateixa capa però localitzades en màquines diferents són anomenades entitats parells.

Punt d’accés al servei (SAP). Punt d’accés al servei (SAP). Els SAP són els punts d'entrada (“portes”) en els que una

capa pot trobar disponibles els serveis de la capa immediatament inferior. Cada SAP té una adreça que l’identifica.

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa


Serveis OSI

Servei orientat a connexióServei orientat a connexióAbans d'intercanviar dades es necessita establir una connexió (Exemples:

telèfon, accés a una pàgina web, protocol TCP)

Servei no orientat a connexióServei no orientat a connexióLes dades s'envien directament sense establir cap connexió prèvia (enviar

una carta, enviar un email, protocol UDP)

Servei confirmat o no confirmatServei confirmat o no confirmatServei confirmat: Tots els serveis orientats a connexió són confirmats. Pot

haver serveis no orientats a connexió però confirmats, com ara una carta certificada o un mail amb petició de confirmació.

Servei no confirmat: Una carta, un streaming de vídeo o àudio, un SMS... són serveis no confirmats: s'envien i no s'espera cap confirmació per part del destinatari conforme s'han rebut correctament.

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa


Serveis orientats a connexió

PropietatsPropietatsRequereixen el establiment inicial de una connexió i la ruptura o

alliberament final de la mateixa.Entre la connexió i l’alliberament es produeix l’intercanvi de dades

d’usuari. Els blocs de dades es reben en el destí en el mateix ordre en que

s’emeten a l’origen. Tots els paquets segueixen la mateixa ruta, aconseguida en

l’establiment de la connexióCom que la ruta es coneguda, els paquets de dades no precisen

indicar l’adreça de destinació.Exemple: Trucada telefònica

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa


Serveis orientats a connexió

Tenen dues variants:Tenen dues variants:Seqüència de missatges. S’estableixen fronteres que

defineixen i determinen cada missatge (és equivalent a la sincronització).

Seqüència de bytes. En aquests serveis no hi ha contorns entre els missatges. Cada missatge és una seqüència de caràcters, deixant al receptor la responsabilitat de la seva interpretació.

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa


Protocols orientats a connexió. TCP

Orientades a connexió (Connection-oriented)Orientades a connexió (Connection-oriented)Els dispositius de cada banda de la connexió (emissor i receptor)

utilitzen un protocol preliminar a l'enviament de dades per establir una connexió punta a punta.

Sovint també s'anomenen serveis de xarxa fiables (reliable) perquè es garanteix que les dades arribaren en l'ordre adequat.

La comunicació pot estar en diferents estatsLa comunicació es duu a terme en tres fases:La comunicació es duu a terme en tres fases:

Fase 1: Establiment de la connexió (handshake)Fase 2: Transmissió de dadesFase 3: Tancament de la connexió

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa


Protocols orientats a connexió. TCP

Encaixada de mans TCP (Handshake)Encaixada de mans TCP (Handshake)

Acabament de la connexióAcabament de la connexió

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa


Estats de la connexióEstatsEstats

En els protocols orientats a connexió, la connexió passa per diferents estats.Pràctica: Pràctica: Comanda netstat. Comanda netstat.

NETSTAT [-a] [-e] [-n] [-s] [-p protocol] [-r] [interval] -b En els sistemes operatius més recents, visualitza el binari (executable)

del programa que ha creat la connexió. -e Estadístiques Ethernet de les visualitzacions, com ara el nombre de

paquets enviats i rebuts. Es pot combinar amb l'opció -s.-p Mostra les connexions pel protocol especificat (TCP o UDP).

Interval: Torna a mostra la informació cada interval (expressat en segons). Si es pressiona CTRL+C es deté la visualització

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa


Serveis sense connexió

PropietatsPropietatsOfereixen la capacitat de comunicació sense necessitat de realitzar

una connexió amb el destinatari.L’emissor envia paquets de dades al receptor confiant en que la xarxa

tindrà prou intel·ligència com per a conduir les dades per rutes adequades.

Els paquets poden seguir rutes diferents durant la comunicació.Els blocs de dades es poden rebre desordenats.Cada paquet ha de portar l’adreça de destinació i, en alguns casos, el

receptor ha d’enviar un acusament de rebuda per confirmar l’èxit de la comunicació.

Exemple: Correu postal

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa


Serveis sense connexió

TipologiesTipologiesServei de datagrama sense confirmació.

L’emissor no necessita confirmació per part del receptor de que els paquets de dades li arriben correctament (protocol IP)

Servei de datagrama amb confirmació. El receptor envia confirmacions a l’emissor. (correu electrònic)

Servei de petició i resposta. És un servei propi de gestió interactiva basat en que a cada

petició li segueix una resposta. (peticions a bases de dades).Datagrama: El seu origen prové de la paraula telegrama

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa


Nivells o capes orientats a xarxa

Nivells o capes orientats a xarxa

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa


Nivell 1. Nivell Físic

És la capa de més baix nivell i s’ocupa de la transmissió dels És la capa de més baix nivell i s’ocupa de la transmissió dels bits.bits.

S'ocupa de definir:S'ocupa de definir:Característiques mecàniques (connectors, nombre de pins, tipus de

cables...)Característiques elèctriques/electromàgnetiques (senyals elèctriques a

utilitzar, duració i voltatge de les senyals...)Característiques funcionals (interfícies de connexió al medi i funcions) i de

procediment (fases i estats)...per a poder establir i destruir connexions entre dos equips de la xarxa. En parlarem amb més detall d'aquest nivellEstàndards i protocols: RS-232, xarxes Ethernet, etc.

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa


Nivell 2. Nivell d'enllaç

Controla l'intercanvi de dades entre dues màquines Controla l'intercanvi de dades entre dues màquines connectades directament per un medi físic (enllaç)connectades directament per un medi físic (enllaç)Encarregat d’establir una línia de comunicació lliure d’errors que pugui ser

utilitzada per la capa immediatament superior (capa de xarxa).No treballa amb bits directament. Treballa amb blocs de dades de nivell 2

(2-PDU) anomenats trames. Els missatges es formes per una o més trames.

Les trames s'envien seqüèncialment per la línia de transmissió utilitzant els serveis de la capa capa física.

La gestió de les trames (tractament d’errors, eliminar errors, retransmetre, descartar trames duplicades, etc.) és l'objectiu d'aquest nivell.

En parlarem amb més detall

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa


Nivell 2. Nivell d'enllaç

FuncionsFuncionsSincronització de les trames (identificar inici i final de trames)Control de flux: estableix el ritme de transmissió de dades per evitar

sobrecàrregues.Control d'errors: permet comprovar que les dades que arriben al

receptor són idèntiques a les que ha enviat l'emissor.Adreçament: En medis de difusió (que no són punt a punt) és

necessari identificar els components.Gestió de l'enllaç: per controlar la transmissió cal enviar dades

“pures” i dades de control de l'enllaç.

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa


Nivell 3. Nivell de xarxa

Control de la xarxa/subxarxaControl de la xarxa/subxarxaTreballa amb blocs de dades de xarxa (3-PDU) anomenats paquets.

FuncionsFuncionsEncaminament: Determinar la ruta (nodes de xarxa pels quals

circular) més adequada per als paquetsIdentificació: Els nodes han de tenir una identificació única que els

permeti distingir dels altres nodes i localitzar-los a la xarxa.Control de la congestió: determina quins són els camins menys

congestionats (similar al trànsit rodat)Interconnexió de xarxesProtocol: IP (Internet Protocol)

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa


Nivell de transport

Nivell de transport

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa


Nivell 4. Nivell de transport

Capa de transició que connecta les aplicacions i/o usuaris amb Capa de transició que connecta les aplicacions i/o usuaris amb la xarxala xarxaÉs una capa de transició entre els nivells orientats a la

xarxa i els orientats a les aplicacionsTreballa amb unitats de dades 4-PDU també

anomenades TPDU o segments.S'encarrega de preparar les dades de les aplicacions per

a la xarxa i assegurar-se que arribaran correctament al nivell de transport del destinatari.

Protocols: TCP (Transport Control Protocol) i UDP (User Datagram Protocol)

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa


Nivell 4. Nivell de transport

FuncionsFuncionsOfereix els serveis que no ofereix el nivell de xarxa

Establiment de connexió: en serveis orientats a connexió.Reoordenació de paquets: serveis no orientats a connexió.Control d'errors: recuperació de caigudes de xarxa, reenviament de paquets,

etc.Control de flux: Implementació de buffers.QoS (Quality of Service): Garanteix la fiabilitat i la qualitat del servei.

Multiplexació de connexions: Permet tenir més d'una connexió oberta a través d'un mateix medi físic.

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa


Nivells orientats a aplicació/usuari

Nivells orientats a usuari/aplicació

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa


Nivell 5. Nivell de sessió

Permet el diàleg entre emissor i receptor establint una sessió.Permet el diàleg entre emissor i receptor establint una sessió.

Millora els serveis de la capa de transport:Transmetre un fitxer gran per una línia telefònica que té caigudes cada 15

minuts. La capa de sessió es pot encarregar de la resincronització de la transferència, de manera que a la següent connexió es transmetin dades a partir de l’últim bloc tramés sense error.

Restauració d'un estat anterior (sessió).Aquest nivell sovint es dilueix dins del nivell d'aplicació

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa


Nivell 6. Nivell de presentació

S’ocupa de la sintaxi i de la semàntica de la S’ocupa de la sintaxi i de la semàntica de la informació que es informació que es desitja transmetre.desitja transmetre.Coordina la representació de dades entre emissor i receptor

Per exemple, un emissor que utilitza el codi ASCII i un receptor que utilitza UNICODE. Necessitem un servei de conversió i interpretació de dades que normalment proveeix la cap de presentació.

Sovint es tracta més de llenguatges (XML, HTML) o protocols d'interpretació de dades o formats (MIME)

Altres serveis:Compressió de dadesXifratge de dades (Protocol SSL)

També és una capa que normalment es dilueix dins la capa d'aplicació

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa


Nivell 7. Nivell d'aplicació

És la capa superior de la jerarquia OSI i on es defineixen els És la capa superior de la jerarquia OSI i on es defineixen els protocols que utilitzaran les aplicacions i processos dels usuaris. protocols que utilitzaran les aplicacions i processos dels usuaris.

Quan dos processos es volen comunicar i resideixen en el mateix ordinador, utilitzen el Sistema Operatiu per comunicar-se (Linux utilitza dispositius especials de xarxa – loopback – per comunicar processos)

Si resideixen en ordinadors diferents, la capa d’aplicació dispararà els mecanismes adequats per produir la connexió entre els processos, servint-se dels serveis de les capes inferiors.

Exemples: DNS, FTP, HTTP, IMAP, IRC, NFS, NNTP, NTP, POP3, SMB/CIFS, SMTP, SNMP, SSH, Telnet, SIP...

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa


Protocols

NIVELL DE TRANSPORTTCP, UDP, SCTP, RTP, SPX, TCAP, DCCP, ...

NIVELL DE SESSIÓRTSP, H.323, H.248, SIP, RPC,NetBT, SMB, SSL, TLS, ...

NIVELL DE PRESENTACIÓASN.1, Videotex, Unicode, MIME, HTML, XML, ...

NIVELL D'APLICACIÓDNS, TLS/SSL, TFTP, FTP, HTTP, IMAP, IRC, NNTP, POP3, SIP, SMTP, SNMP, SSH,

TELNET, BitTorrent, RTP, rlogin, ...

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa


Protocols

NIVELL FÍSICCodis NRZ, Codificació Manchester, Cable coaxial, Par trenat,10Base2, 10BASE5, 10BASE-T,

100BASE-TX, PDH, SDH, T-carrier, E-carrier, SONET, DSSS, FHSS, ...

NIVELL D'ENLLAÇEthernet, Token Ring, LocalTalk, FDDI, X.21, X.25, Frame Relay, BitNet, CAN, ATM, Wi-Fi,

HDLC, SDLC, CSMA/CD, CSMA/CA, ...

NIVELL DE XARXANetBEUI, OSPF, RIP, EIGRP, IP, IPX, ...

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa


La família de protocols TCP-IP

Quina arquitectura és doncs la més utilitzada?Quina arquitectura és doncs la més utilitzada?

També anomenada la família de protocols d'InternetAnomenada així pels dos protocols més importants (i els que es van

definir primer): Protocol de Control de Transmissió (TCP) y Protocol d'Internet (IP)

Hi han més de 100 protocols diferents en aquesta família (HTTP, ARP, FTP, SMTP, POP, IMAP, TELNET, SSH, etc.)

El seu origen és la xarxa militar ARPANET.

El model de referència OSI és un MODEL TEÒRIC. No hi ha ninguna arquitectura de xarxa que sigui 100% OSI

L'arquitectura més utilitzada és TCP/IP o la família de protocols d'Internet, que és el conjunt de protocols de xarxa en que esta basat Internet.

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa


TCP/IP vs OSI

La unió de les capes superiors en una sola capa d'aplicació té sentit des de la perspectiva de xarxa.

La separació en subcapes de la capa d'aplicació que fa OSI té més sentit per a desenvolupadors de programari.

Les capes de Transport i Internet amb els seus respectius protocols (TCP i IP) donen nom a la família.

TCP/IP redueix la complexitat a 4 capes i canvia el nom a algunes capes.

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa


Capes TCP/IP i encapsulament

Cada capa té un tipus de dadesCada capa té un tipus de dadesUnitats de dades

DadesSegmentsPacketsFramesBits

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa


Capes TCP/IP i encapsulament

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa


Paràmetres més importants capes TCP/IPNivell d'interfície de xarxaNivell d'interfície de xarxa

Adreça MAC (Medium Acces Control): Identifica una interfície de xarxa dins d'una xarxa de difusió (xarxa local Ethernet)

Nivell d'InternetNivell d'InternetAdreça IP: Identifica una màquina a la xarxa Internet

Nivell de transportNivell de transportPort: Una màquina pot tenir múltiples connexions establertes al

mateix temps. Cada connexió esta controlada per un port

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa


Altres famílies de protocols

Família SNA IBMFamília SNA IBMAntecessor i inspiració del model OSI Apareix al 1974

Família Novell NetwareFamília Novell NetwareProtocol IPX

Família AppleTalkFamília AppleTalkEmpresa Apple

Família de protocols WindowsFamília de protocols WindowsProtocol NetBeui (Samba)

http://tldp.org/HOWTO/IPX-HOWTO.html

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa


Arquitectures de xarxaSegons la relació entre els nodes components de la xarxa tenim Segons la relació entre els nodes components de la xarxa tenim

les següents arquitectures:les següents arquitectures:Arquitectura Client-ServidorArquitectura Igual a Igual (P2P, Peer To Peer) o xarxa entre igualsSistemes distribuïts

http://es.wikipedia.org/wiki/Cliente-servidor

http://es.wikipedia.org/wiki/Peer-to-peer

http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_distribuido

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa


Arquitectura Client-Servidor (C/S)

Casi sempre implementat en xarxa però també podem trobar client i servidor a la mateixa màquina.

A les entitats les anomenen també nodes.Normalment un servidor és utilitzat per múltiples clientsEn l'actualitat és el model de desenvolupament d'aplicacions

més utilitzat:Clients: aplicacions gràfiques (GUI)Servidors: Processament i emmagatzemament de dades (base de dades)

També anomenat paradigma Client-Servidor

Relació establerta entre dues entitats, el servidor que ofereix un recurs de qualsevol tipus (físic, de programació, de dades, etc.) i el client,

entitat que en treu un profit o avantatge.

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa


Arquitectura Client-Servidor

ExemplesExemplesNavegació per Internet

Client: Navegador o Browser (Mozilla Firefox)Server: Servidor Web (Apache Server)

Aplicacions amb bases de dades remotesClient: Aplicació GUI (formularis d'introducció i consulta

de dades)Servidor: Processament i emmagatzemament de les

dadesLa majoria de serveis de xarxa

Servidor de fitxers, servidor d'impressores, Servidor DNS

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa


Arquitectura Peer to Peer

Tots els nodes són elements actius de la xarxa.Diversitat en els nodes (configuració, velocitat, capacitat d'emmagatzematge...)En una xarxa P2P pura no existeix diferenciació entre clients i servidors.Comunicació horitzontal

Aquests tipus de sistemes permeten la distribució de continguts d'una forma molt senzilla i econòmica, trencant el tradicional sistema vertical on sols les grans empreses amb suficient potencial econòmic podien permetre's el luxe de fer arribar continguts a tanta gent.

Arquitectura que defineix un sistema de comunicació que no té clients ni servidors fixes. Els nodes es comporten alhora com clients i com servidors dels altres nodes de la xarxa.

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa


Sistemes MixtesCorreu electrònicCorreu electrònic

SMTP: xarxa Peer To Peer de enrutadors de correu.POP3 i IMAP: Protocols client-servidors per consultar el correu electrònic.

UseNet NewsUseNet NewsLa propagació de les notícies la fan els nodes per les notícies en si

s'obtenen de servidors concrets.Emule, Kazaa o similarsEmule, Kazaa o similars

La transmissió de fitxers es fa entre iguals (Peers)Els servidors emmagatzemen un index dels fitxers existents als Peers o

iguals, així com altres dades importants per establir la connexió.El sistema de Torrents també necessita de cercadors en pàgines web per

indexar els fitxers que es comparteixen.

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa


Arquitectura C/S vs P2P

Avantatges de l'arquitectura C/SAvantatges de l'arquitectura C/SLa principal avantatge és la centralitzacióLes dades s'emmagatzemen als servidors on generalment esta més

segures que als clientsEl control d'accés als recursos i a les dades és més fàcil al poder

centralitzar-se en el servidor.L'actualització de dades és més sencilla al estar centralitzada. Només

cal modificar el servidor i no pas tots els clients.Existeixen moltes solucions client-servidor madures.

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa


Arquitectura C/S vs P2P

Inconvenients de l'arquitectura C/SInconvenients de l'arquitectura C/SCongestió del tràfic. A mesura que augmenten el nombre de clients

que accedeixen a un servidor les possibilitats de tenir una sobrecàrrega a la xarxa augmenten. En canvi, a les xarxes P2P, quan més nodes hi ha, millor és l'ample de banda.

Pot ser una solució menys robusta. Les debilitats del servidor són debilitats de tota a xarxa. A les xarxes P2P els recursos estan distribuïts pels nodes.

UF 1_

NF2:

Arq

uite

ctur

es d

e xar

xaUF

1_NF

2: A

rqui

tect

ures

de x

arxa


Sistemes distribuïts

La computació distribuïda és un nou model informàtic que permet fer grans càlculs utilitzant múltiples ordinadors.

Els costos econòmics d'un sistema distribuït són menors que els de un superordinador. De fet la majoria de supercomputadors moderns són sistemes distribuïts (múltiples CPUs treballant en paral·lel). Mare Nostrum

Exemples

Utilitzat en grans sistemes. P.e. Buscador Google.SETI@home: Cerca signes de vida extraterrestre intel·ligent.

Universitat de Califòrnia, BerkeleyWorld Community Grid o Folding@home (Biomedecina,

investigació de malalties), Einstein@home (Astronomia, cerca ones gravitacionals), etc.

Sistema de programari construït sobre una xarxa amb la finalitat que una sèrie de recursos heterogenis d'aquesta xarxa apareguin a l'usuari final com un sistema funcional únic i homogeni.

http://es.wikipedia.org/wiki/MareNostrum

http://seti.astroseti.org/setiathome/

mailto:Einstein@home

uf1 nf2. arquitectures de xarxa mz

Technology