Curso de Redes 1.4. Arquitecturas de redes. Descripción de las capas.

Summary

El script ofrece una exhaustiva discusión sobre las arquitecturas de redes y computadoras, destacando la evolución desde los primeros computadores diseñados como piezas de artesanía hasta los sistemas multipropósito modernos. Se menciona la importancia de la compatibilidad y el desarrollo de la capa intermedia por IBM, conocida como firmware o microcódigo, que permitió la transferibilidad de programas entre modelos de hardware distintos. El núcleo del tema es la arquitectura de computadoras y cómo esta ha influido en las arquitecturas de redes, como la SNA de IBM y la DNA de Digital Equipment Corporation. Además, se explora el modelo de capas de referencia OSI对比 con el modelo de capas de TCP/IP, y se destaca la importancia de la simplicidad en el diseño de software y protocolos. El resumen finaliza con una descripción de las diferentes capas del modelo OSI, desde la capa física hasta la capa de aplicación, y cómo algunas capas, como la de sesión y presentación, a menudo se combinan o omiten en la práctica moderna.

Takeaways

• 📚 Los primeros ordenadores, hasta 1964, se diseñaban como piezas de artesanía, sin preocupación por la compatibilidad con otros modelos y se centraban en rendimiento máximo para el hardware disponible.
• 💡 Apareció la idea de una capa intermedia, conocida como firmware o microcódigo, que permitía a diferentes hardwares usar un conjunto común de instrucciones máquina, facilitando la compatibilidad y el traslado de programas entre modelos.
• 🌐 IBM desarrolló la arquitectura de sistemas y sistemas 360, un producto comercial que representaba una gran evolución en la compatibilidad y multipropósito de los ordenadores.
• 🔄 La familia de arquitectura del sistema 360 evolucionó a lo largo del tiempo, dando lugar a sistemas como el 370, la serie 390 y, finalmente, a la arquitectura z/Architecture.
• 🏢 Otros fabricantes, como Händler Corporation, crearon mainframes compatibles con la arquitectura de IBM, aunque con el tiempo, la mayoría de estas soluciones propietarias cedieron ante las soluciones más estandarizadas.
• 🤖 La necesidad de comunicación entre procesos llevó a IBM a desarrollar la Systems Network Architecture (SNA) en 1974, que permitió la comunicación inteligente entre programas en diferentes ordenadores.
• 🔄 Digital Equipment Corporation (DEC) desarrolló su propia arquitectura de redes, la Digital Network Architecture (DNA), que también se basaba en el modelo de capas y compartía similitudes con SNA.
• 🌐 El modelo de capas de referencia para las redes fue el modelo OSI, desarrollado por la ISO, que aunque tuvo éxito en la teoría, enfrentó desafíos en la implementación práctica debido a su complejidad.
• 📈 La tendencia en el desarrollo de protocolos es hacia la simplicidad, lo que llevó al éxito de TCP/IP, que adoptó un enfoque iterativo y menos detallado en su especificación inicial.
• 🔩 El modelo OSI se compone de siete capas, cada una con funciones específicas, desde la capa física hasta la capa de aplicación, aunque en la práctica algunas capas como la de presentación y sesión suelen combinarse o omitirse.
• 🌟 Los protocolos de nivel de aplicación, como HTTP para la web o SMTP para el correo electrónico, son los con los que los usuarios interactúan directamente y forman la capa superior del modelo OSI.

Q & A

¿Qué era la finalidad de los primeros ordenadores hasta el año 1964?

Los primeros ordenadores estaban diseñados para lograr el máximo rendimiento para el hardware disponible en ese momento, sin preocuparse por la compatibilidad con otros modelos anteriores y pensando en un tipo de aplicaciones concretas, fundamentalmente aplicaciones científicas y de gestión.

¿Qué problema surgió con los ordenadores de diferentes modelos que requerían aplicaciones específicas?

El problema era que si se quería cambiar a un modelo superior, este tenía un conjunto de instrucciones máquina completamente distinto o muy diferente del modelo inferior, lo que obligaba a adaptar todo el software.

¿Quién fue el impulsor de la idea de desarrollar una capa intermedia conocida como firmware o microcódigo en IBM?

El señor de IBM del este, que se menciona en el script, fue quien tuvo la idea de desarrollar una capa intermedia llamada firmware o microcódigo.

¿Qué significaba el número 360 en la gama de ordenadores y sistemas de IBM?

El número 360 tenía un doble sentido: por un lado, el 60 para marcar la década de los 60 en la que se desarrolló, y 64, que era el número de instrucciones básicas del sistema. Además, pretendía dar la idea de ser válido para todo tipo de aplicaciones, aludiendo a los 360 grados del círculo.

¿Qué arquitectura de redes de ordenadores fue la primera en diseñarse y por qué año?

La primera arquitectura de redes de ordenadores que se diseñó fue la Arquitectura de Redes de Sistemas (Systems Network Architecture, SNA) por IBM, y apareció en el año 1974.

¿Qué es la Ley de Händler y qué permite predecir?

La Ley de Händler permite predecir el nivel de aceleración que tiene un programa que se puede paralelizar en función de la cantidad de código que es para revisar en ese programa.

¿Qué es la Arquitectura de Redes de Sistemas (SNA) y cómo influyó en la comunicación entre ordenadores?

La Arquitectura de Redes de Sistemas (SNA) es una arquitectura de redes desarrollada por IBM que permitió la comunicación inteligente entre programas en diferentes ordenadores, no solo la comunicación entre terminales.

¿Qué es el modelo de capas en las arquitecturas de redes y cuál fue la primera arquitectura que utilizó este modelo?

El modelo de capas es una estructura que divide la arquitectura de redes en capas, cada una con una funcionalidad específica. La primera arquitectura que utilizó el modelo de capas fue la Arquitectura SNA de IBM.

¿Qué es la ISO y qué objetivo tenía al desarrollar su propio modelo de capas para las arquitecturas de redes?

La ISO (Organización Internacional de Estándares) busca establecer normas equitativas para todos los fabricantes. Al desarrollar su propio modelo de capas, quería crear una arquitectura de redes abierta e independiente de cualquier fabricante.

¿Por qué se considera que la complejidad excesiva de los protocolos OSI fue uno de los factores que contribuyó a su fracaso?

La complejidad excesiva de los protocolos OSI llevó a un retraso en su implementación y a una mala calidad en sus primeras versiones, lo que resultó en un menor rendimiento y dificultad para su adopción en comparación con otros protocolos más sencillos y rápidos en ser implementados, como los del modelo TCP/IP.

¿Qué es el modelo OSI y cuál es su relación con el modelo de capas de la arquitectura de redes?

El modelo OSI (Open Systems Interconnection) es un modelo de capas desarrollado por la ISO para estandarizar las comunicaciones en redes de ordenadores. Consiste en siete capas, cada una con una función específica, que van desde la capa física hasta la capa de aplicación, y es utilizado para diseñar y entender cómo funcionan las comunicaciones en las redes.

Outlines

00:00

📚 Origen de las arquitecturas de ordenadores y redes

El primer párrafo aborda el origen histórico de las arquitecturas de ordenadores y redes. Se menciona que hasta 1964, los ordenadores eran diseñados como piezas de artesanía, sin preocupación por la compatibilidad con otros modelos. IBM, con la llegada de un ingeniero llamado Händler, desarrolló una capa intermedia llamada firmware o microcódigo, que permitió adaptar un conjunto común de instrucciones máquina para hardware diverso. Esto llevó a la creación de la arquitectura de ordenadores, que es el conjunto de instrucciones máquina y la forma de representar los datos. La familia de ordenadores y sistemas 360 de IBM, lanzada en los años 60, representó un punto de inflexión donde los ordenadores eran multipropósito y compatibles entre sí, lo que facilitó la transferencia de programas entre diferentes modelos.

05:02

🏢 Evolución de las arquitecturas de mainframes y clones

Este párrafo habla sobre la influencia de la arquitectura de mainframes de IBM en otros fabricantes, quienes crearon clones compatibles con el mismo conjunto de instrucciones máquina y representación de datos. Se destaca la creación de la Händler Corporation por parte de Händler después de su salida de IBM. La narración continúa con la aparición de la necesidad de comunicación entre procesos, lo que llevó a IBM a desarrollar la arquitectura de redes de sistemas (SNA) en 1974. Digital Equipment Corporation (DEC) lanzó su propia arquitectura de redes, conocida como DNA (Digital Network Architecture), que también se basaba en el modelo de capas. Se menciona que los protocolos de DEC, conocidos como DECnet, comparten similitudes con los protocolos TCP/IP y algunos de ellos siguen en uso en la actualidad.

10:03

🌐 Desarrollo de arquitecturas de redes y modelo OSI

El tercer párrafo se enfoca en el desarrollo de arquitecturas de redes y el modelo OSI. Se describe que IBM desarrolló su propia arquitectura de redes en 1974, seguida por Digital Equipment Corporation. La ISO, buscando establecer estándares equitativos para fabricantes, desarrolló su propio modelo de capas conocido como OSI (Open Systems Interconnection). Sin embargo, la implementación de los protocolos OSI fue lenta y complicada, lo que llevó a su fracaso en comparación con los protocolos TCP/IP, que adoptaron un enfoque más pragmático y simplificado. Se destaca la importancia de la simplicidad en el desarrollo de software y protocolos, y se menciona un ejemplo de conexión a Internet a través de una red X.25 que utilizó encapsulación para conectarse con otros sistemas.

15:06

🔌 Aspectos técnicos de la capa física en redes

Este párrafo se centra en los detalles técnicos de la capa física en las redes de comunicación. Se define la capa física como la capa que abarca todos los aspectos físicos de la transmisión de datos, incluyendo el diseño de conectores, los tipos de cables utilizados, y las especificaciones electrónicas necesarias para la transferencia de información. Se ilustra con una analogía de datos transmitidos a través de cables de cobre a altas velocidades, resaltando la magia detrás de la tecnología que permite tal transmisión.

20:07

🔗 Funciones de las capas de enlace, red, transporte y aplicación

El quinto párrafo describe las funciones de las capas de enlace, red, transporte y aplicación en una arquitectura de red. La capa de enlace se encarga de asegurar la entrega de paquetes de datos intactos, implementando mecanismos para detectar y reenviar datos defectuosos. La capa de red es consciente de la topología de la red y actúa como un GPS para dirigir el tráfico. La capa de transporte es responsable de la entrega extremo a extremo, incluyendo la numeración de paquetes y la solicitud de reenvío de paquetes faltantes. Las capas de sesión y presentación, aunque muchas veces omitidas en la actualidad, tienen funciones específicas relacionadas con la conexión y presentación de datos. Finalmente, la capa de aplicación es donde residen los programas con los que interactuamos directamente, como navegadores web, correo electrónico y videoconferencias, que utilizan protocolos específicos de esta capa.

25:09

🛠️ Ejemplos de protocolos en cada capa de la red

El sexto y último párrafo proporciona ejemplos de protocolos asociados con cada capa de la red. Aunque se menciona que el número de protocolos es muy reducido en comparación con el número de protocolos posibles, se ilustra con algunos ejemplos. Se destaca que la capa de aplicación es donde se encuentran la mayoría de los protocolos con los que los usuarios suelen interactuar, como HTTP para navegación web o protocolos de correo electrónico y videoconferencia.

Keywords

💡Arquitectura de computadoras

La arquitectura de computadoras se refiere a la forma en que se estructura y diseña un sistema informático. En el video, se menciona que antes de 1964, los computadores eran diseñados como piezas de artesanía, sin preocuparse por la compatibilidad con otros modelos. La introducción de la arquitectura de computadoras por IBM con el sistema 360 marcó un cambio hacia la compatibilidad y el uso multipropósito de los computadores.

💡Firmware o microcódigo

El firmware o microcódigo es una capa intermedia en la arquitectura de un computador que permite a diferentes hardwares utilizar un conjunto común de instrucciones máquina. En el contexto del video, IBM utilizó el firmware para permitir que los programas se trasladaran entre diferentes modelos de computadoras sin tener que adaptar el software, facilitando la compatibilidad.

💡Arquitectura de redes

La arquitectura de redes es el diseño y la estructura que permite a los sistemas de computadoras comunicarse entre sí. El video habla sobre la evolución de las arquitecturas de redes, desde los mainframes de IBM hasta el desarrollo de la Systems Network Architecture (SNA) y la Digital Network Architecture (DNA) de Digital Equipment Corporation.

💡Modelo de capas

El modelo de capas es una representación jerárquica utilizada en las arquitecturas de redes que divide la comunicación en capas, cada una encargada de una función específica. El video menciona el modelo de capas de la ISO, conocido como OSI, que es una referencia para el diseño de protocolos de comunicación y se desarrolló para promover la interoperabilidad entre diferentes sistemas de redes.

💡Sistema 370 de IBM

El sistema 370 de IBM fue una familia de computadoras mainframe que permitió la comunicación entre procesos y fue el precursor de la arquitectura de redes de sistemas. El video destaca que los sistemas 370 fueron la primera arquitectura que incluyó la posibilidad de comunicación entre procesos en diferentes computadoras.

💡Digital Equipment Corporation (DEC)

Digital Equipment Corporation (DEC) fue una importante empresa de informática que desarrolló su propia arquitectura de redes, conocida como Digital Network Architecture (DNA). En el video, DEC se presenta como un competidor significativo de IBM en el desarrollo de arquitecturas de redes y protocolos.

💡Protocolos CNET

Los protocolos CNET son una familia de protocolos de red desarrollados por DEC que estaban diseñados para ser similares en principios de diseño y funcionamiento a los protocolos TCP/IP. En el video, se menciona que algunos de los protocolos CNET siguen en uso en la actualidad en Internet, como el protocolo de enrutamiento ISIS.

💡TCP/IP

TCP/IP es un modelo de protocolos de red que es la base de la mayoría de las comunicaciones en Internet hoy en día. El video compara el modelo OSI con el modelo TCP/IP, destacando que el modelo TCP/IP es más simple y ha sido más exitoso en la implementación y adopción en la industria.

💡Gigabit Ethernet

Gigabit Ethernet es una especificación de red que permite la transferencia de datos a velocidades de 1 gigabit por segundo. El video lo menciona como un ejemplo de la alta complejidad en las tecnologías de comunicación de alta velocidad, donde se busca maximizar el rendimiento del hardware.

💡Sencillez en el desarrollo de software

El video discute la importancia de la sencillez en el desarrollo de software, citando frases que resaltan cómo la simplicidad puede mejorar la eficiencia y la facilidad de mantenimiento. Esta idea es especialmente relevante en el diseño de protocolos de red, donde la complejidad excesiva puede llevar a retrasos en la implementación y a una mala calidad en el rendimiento.

💡Open Systems Interconnection (OSI)

OSI es un modelo de referencia de red de siete capas desarrollado por la ISO con el objetivo de estandarizar las comunicaciones entre diferentes tipos de sistemas de computadoras. Aunque el modelo OSI fue un éxito en términos de diseño, los protocolos desarrollados bajo este modelo tuvieron menos éxito debido a su complejidad y retrasos en la implementación.

Highlights

La importancia de las arquitecturas de ordenadores y cómo han influido en las redes, destacando la evolución desde los primeros modelos artesanales hasta la compatibilidad y el rendimiento.

El concepto de arquitectura de ordenadores, que incluye el conjunto de instrucciones máquina y la forma de representar los datos.

El papel de IBM en la creación de la arquitectura de ordenadores a través del desarrollo del firmware y microcódigo.

La introducción de la familia de ordenadores y sistemas 360 por IBM, que permitió la compatibilidad y el traslado de programas entre diferentes modelos.

La evolución de la arquitectura de IBM desde el sistema 360 hasta la serie 390 y la secta S, destacando la compatibilidad y el rendimiento multipropósito.

El surgimiento de clones de arquitecturas de mainframes de IBM por otros fabricantes y cómo esto impactó el mercado.

La creación de la arquitectura de redes de sistemas (SNA) por IBM en 1974 y su importancia en la comunicación entre procesos.

La aparición de la Digital Network Architecture (DNA) por Digital Equipment Corporation como competencia a la SNA de IBM.

La influencia de los protocolos de DECnet en los protocolos actuales de internet, como el protocolo de enrutamiento ISIS.

La complejidad excesiva de los protocolos OSI y cómo esto contribuyó a su eventual fracaso en comparación con TCP/IP.

La filosofía de desarrollo de software sencillo y cómo esto se relaciona con el éxito de TCP/IP frente a OSI.

El modelo de capas de la ISO y su intención de ser independiente de fabricantes, contrastando con las arquitecturas propietarias de IBM y Digital.

La comparación entre el modelo de capas SNA de IBM y el modelo OSI, destacando las similitudes y diferencias.

La función de la capa física en la transmisión de datos, abarcando aspectos como conectores, señales y voltajes.

El papel de la capa de enlace en asegurar la entrega de paquetes de datos sin errores y la implementación de mecanismos de detección y reenvío.

La responsabilidad de la capa de red en la gestión de la topología y en la ruta óptima para la transmisión de datos.

La capa de transporte y su rol en garantizar la entrega total y ordenada de paquetes entre los extremos de comunicación.

La simplificación de las capas de sesión y presentación en la práctica moderna, y su integración en capas adyacentes.

La capa de aplicación y su interacción con los usuarios finales a través de protocolos conocidos como HTTP, correo electrónico y videoconferencia.

Transcripts

[Música]

bueno ahora vamos a hablar de verdad de

lo nuestro de arquitecturas de redes

y antes de hablar de arquitectura de

redes pues vamos a hablar un poquito de

arquitecturas de ordenadores porque es

de dónde viene eso pero muy poquito en

solo a nivel a nivel de origen histórico

bueno los primeros ordenadores

hasta el año 1964 se diseñaban cada

modelo como una pieza de artesanía es

decir se diseñaba partiendo de cero

buscando como finalidad el máximo

rendimiento para el hardware entonces

disponible y sin ninguna preocupación

por la compatibilidad con otros modelos

anteriores

además de eso se diseñaban pensando en

un tipo de aplicaciones concretas

fundamentalmente estaban las

aplicaciones científicas y las

aplicaciones de gestión por ejemplo el

ordenador que tenemos ahí fuera el ibm

1620 era un modelo típico de la gama

baja de la gama barata de finales de los

años 50 en torno a las 60

para el ámbito científico y existía por

las mismas fechas en el año 61 un modelo

en 1401 de ibm para ámbito comercial

pero después el corte inglés con triples

no pero galerías preciados por ejemplo

se compró un 1400 uno mientras que la

universidad de valència y muchas otras

que compraron un 1620

a parte del problema de que tenías que

tener un ordenador en función del tipo

de aplicaciones que fueras a desarrollar

y había entidades o empresas que tenían

necesidades de los dos tipos estaba el

inconveniente de que si querías cambiar

a un modelo superior el modelo superior

tenía un conjunto de instrucciones

máquina completamente distinto o muy

diferente del modelo inferior y eso

obligaba a adaptar todo el software

pues en esa situación apareció un señor

en ibm del este que veis aquí y él

hándal y tuvo la feliz idea de

desarrollar una capa intermedia lo que

llamamos el firmware o el micro código

que permitía para hardware diverso

adaptar un conjunto común de

instrucciones máquina y eso significaba

que los programas se podían trasladar

sin relativamente mucho trabajo de un

modelo de ordenador a otro porque el

conjunto de instrucciones máquina era

con el conjunto instrucciones máquina y

también la forma de representar los

datos y eso es lo que denominamos una

arquitectura de ordenadores

básicamente el conjunto de instrucciones

máquina y la forma de representar los

datos enteros flotantes carácter

etcétera bueno a lo largo del curso y

debiendo de vez en cuando fotos de gente

que por decirlo así son un poco mis

ídolos este es el primero que aparece y

randall es conocido por muchas otras

cosas más

seguramente álex conoce la ley de hándal

que permite predecir la el nivel de

aceleración que tiene un programa que se

puede para realizar en función de la

cantidad de código que es para revisarle

ese programa la vida le es muy conocida

del ámbito en el ámbito de vectorización

y paralización de programas

y dice una cosa que es muy de perogrullo

pero que hasta que no la formuló el con

una ecuación para poder calcular el

nivel de aceleración pues a nadie se le

había ocurrido entonces entre las muchas

ideas felices que este señor tuvo

estaban también la de desarrollar la

arquitectura de ordenadores

y esa idea se plasmó en un producto

comercial de ibm en los años 60 que se

denominó la gama de ordenadores y

sistemas 360

el número 360 tenía doble sentido por un

lado el 60 porque estábamos en la década

de los 60 y 64 y lo de 360 porque

pretendía dar la idea de ser válido para

todo tipo de aplicaciones con la idea de

los 360 grados del círculo

porque además a partir de esa fecha los

ordenadores de ibm ya no estaban

diseñados específicamente para

aplicaciones de uno u otro tipo sino que

eran multipropósito y dentro de la

familia de ordenadores de la serie el

sistema 360 tú podías elegir el modelo

que te venía bien con diferentes niveles

de potencia hasta un factor 500 entre el

modelo mínimo y el modelo máximo existió

dentro de esa familia sin necesidad de

modificar tus programas

la familia de arquitectura sistema 360

dio pie o dio paso en los años 70 a una

sucesora suya que era el sistema 370

el sistema 370 dio paso a la lista 390 y

esa dio paso a la secta s que es hasta

anteayer

me dicen que nosotros teníamos

utilizando todas nuestras aplicaciones o

sea que venimos de esa tradición no

veníamos ahora ya no ahora estamos en

otro tipo de ordenadores tan popular fue

la idea de la arquitectura de los

mainframes de ibm que otros fabricantes

hicieron clones de esa arquitectura es

decir hicieron ordenadores compatibles

con ese mismo conjunto de instrucciones

más máquina y representación de datos a

través de diferentes micro códigos o

firmware y aquí tenéis algunos ejemplos

de fabricantes que hicieron uno de ellos

fue precisamente el propio señor hándal

luego se separó de ibm creó su propia

empresa de mainframe que se llamaba

hándal corporation y durante muchos años

pues fue una empresa muy boyante todo

esto vino después al traste porque el

hecho con la arquitectura es a 390 y ya

era y bueno perdón con la arquitectura

zbs ya era imposible hacerlos los clones

y todos los fabricantes alternativos que

aparecen ahí pues dejaron de existir

pero como veis incluso existían

mientras compatibles ibm ruso

bueno pues los años 60 ya los

ordenadores tenían teleproceso pero

únicamente a nivel de terminales tontos

no a nivel de comunicaciones proceso a

proceso la necesidad de comunicación

proceso a proceso apareció con el

sistema 370

y un poco haciendo la analogía a nivel

de las comunicaciones de lo que se había

hecho con él con los mainframes se

desarrolló en ibm una arquitectura de

redes de ordenadores que se denominó la

arquitectura de redes de sistemas o en

inglés systems network architecture sn

esta fue la primera arquitectura de

redes que se diseñó y que apareció en el

año 1974 justo con la familia de los

ordenadores sistema 370 los sistemas 370

fueron la primera arquitectura que tenía

ya una posibilidad de comunicación entre

procesos la comunicación inteligente

entre programas en diferentes

ordenadores no de solo terminales tontos

que era lo que tenía la anterior

casi al mismo tiempo tan solo unos meses

más tarde de salir la arquitectura de

seña de ibm otro fabricante por entonces

muy importante de ordenadores que la

digital equipment corporation tech sacó

su propia arquitectura de redes que se

denominó dna digital network

architecture

tanto la familia de tanto la

arquitectura es enea como la

arquitectura de enea

basaban en el modelo de capas pero la

primera de todas que utilizó el modelo

de capas por el arquitectura es n hay

que reconocerle a ibm en ese caso la

originalidad o la idea de que ese modelo

de capas que antes hemos descrito con

nuestra analogía de los pintores la

primera arquitectura que se basó en ella

fue la arquitectura escena

era una arquitectura propietaria pero la

pública otros fabricantes podían cómo

estaban las especificaciones publicadas

hacer productos compatibles con la

arquitectura de semilla de ibm y de

hecho muchos lo hicieron porque era de

interés para todos ser compatibles con

ibm y entonces lo que hacían era clonar

la arquitectura s/a

en sus equipos en sus programas para

poder interoperar con ibm incluso a

nivel de interfaces físicas

el fabricante de que por aquel entonces

era si no me recuerdo mal como el tercer

fabricante a nivel mundial de

informática hoy en día ya no existe

pero vamos entonces será importante y

sobre todo en informática distribuida

pues será el principal competidor con su

propia arquitectura con ibm y otros

fabricantes la mayoría de veces aunque

tenían su propia arquitectura de redes

como ese negado de enea para poder

conseguir cuota de mercado a nivel de

tele proceso de comunicaciones tenían

que sacar productos compatibles con sn o

dna

los productos de comunicaciones de

digital que la familia de protocolos en

que se basó se denominaba de cnet

tienen su interés porque son muy

próximos a los protocolos tcp/ip por

principios de diseño y funcionamiento y

de hecho algunos de los protocolos que

diseñó de cnet o digital en aquellos

tiempos siguen todavía en uso en

internet

de hecho hablaremos en el siguiente en

el segundo curso el de después del

verano de un protocolo de de routing que

se denomina isis nada que ver con el

grupo terrorista

el protocolo y sis sigue siendo

utilizado hoy en día como protocolo de

routing y proviene de los protocolos

technet diseñados por visitar

en su tiempo

los protocolos sn a lo mismo que los de

los de cnet hoy en día están ya en

desuso salvo como digo algunas cosas de

technet que sí han conseguido

su equivalente en los protocolos

actuales pero como detalle curioso la

primera conexión a internet que se hizo

en la universidad de valencia y por

tanto en la comunidad valenciana se hizo

casi no se ve pero se hizo por un túnel

en una conexión x 25 que es x 25 que es

un protocolo o si luego hablaremos de

ellos dentro del cual se hacía una

conexión es enea y los paquetes sn a que

iban dentro de los paquetes x 25

llevaban dentro paquetes y p

esto lo que llamamos encapsulado o túnel

eso es lo mismo es meter un paquete

dentro de otro

como en aquel entonces rediris solo daba

posibilidad a nivel de transporte de

protocolos o si lo único que nos daba

era conexiones x25 nos permitía

conectarnos por x25 con la universidad

politécnica de madrid que tenía otro

ordenador otro mainframe de ibm como

nosotros de acuerdo con la universidad

politécnica de madrid establecimos una

conexión es enea y dentro de esa

conexión por un túnel ip como la

politécnica de madrid sí que tenía

salida internet los pudimos salir

internet por esa vía tan rocambolesca

qué es una arquitectura de redes pues

básicamente son dos cosas un modelo de

capas como lo que hemos visto antes de

los pintores y un conjunto de protocolos

que se adaptan a ese modelo de capas

fijaros que en principio el modelo de

capas se puede describir sin decir

cuáles son los protocolos que se van a

utilizar antes decíamos la capa tema

pues puede haber protocolo pintura

protocolo escultura o puedo no decir el

protocolo y está la capa tema y el tema

ya se verá cuál es o puedo entrar a ese

nivel de detalle pues en una

arquitectura de redes se dicen las dos

cosas se describe el modelo de capas se

dice las funcionalidades que se van a

desarrollar en cada una de las capas y

se dice cuáles son los protocolos que se

van a implementar en cada una de las

capas eso es lo que define una

arquitectura de redes y eso es lo que

ibm en el año 74 desarrollo para su

arquitectura enseñé a unos meses más

tarde digital y unos años más tarde

lo que llamamos el modelo oh sí

y otros años más tarde el modelo tcp/ip

que es en el que nos basamos actualmente

para todo lo que son comunicaciones

los principios del modelo de capas este

son los mismos que ya hemos comentado

antes con nuestra analogía existen las

interfaces que son las comunicaciones

verticales entre capas y que son propias

de cada entidad y no tiene por que

acordarlas con nadie y existen los

protocolos que son las comunicaciones

horizontales y eso sí que es fundamental

que estén todos de acuerdo en utilizar

los mismos

como había aparecido la arquitectura del

cine y la arquitectura de enea

éstos eran exploran arquitecturas

propietarias por supuesto y ver me

estaba encantada de que todo el mundo

utilizara su arquitectura porque

aumentaba su cuota de ventas obviamente

iba a diseñar la arquitectura y todo en

base a su hardware y jugada con ventaja

en ese sentido aunque lo hiciera

accesible las especificaciones a otros

fabricantes digital hacía lo propio vale

pero había una entidad que era

especialmente digamos

contraria a esta forma de funcionamiento

que era la iso la organización

internacional de estándares la iso se

supone que está para intentar establecer

normas que sean igualitarias para todos

los fabricantes que no le den algunas

ventajas frente a otros y entonces la

iso la iso decidió desarrollar su propia

arquitectura de redes y entonces

desarrolló su propio modelo de capas que

es el modelo o sí que todos conocemos y

del que todos hemos oído hablar y una

serie de protocolos adaptados a ese

modelo de capas

el problema es que desde que desarrolló

el modelo hasta que desarrolló los

protocolos y sobre todo las

implementaciones de esos protocolos tú

puedes hacer el protocolo y sacar un

documento hermosísimo que dice

exactamente cómo va a funcionar pero

mientras no haya programas que lo

implementen en ordenadores reales

aquello no sirve para nada

entonces las

los protocolos y sobre todo las

implementaciones de esos protocolos

tardaron muchísimo tiempo en llegar y

eso fue lo que hizo que fracasara el

modelo o si en la parte de lo que es la

arquitectura en la parte de el modelo

como tal sea el modelo de capas fue un

éxito y todo el mundo lo adoptó o casi

todo pero en la parte de los protocolos

fue un desastre y hoy en día ya

prácticamente nadie se acuerda de los

protocolos o sí

bueno uno de los inconvenientes que

tenía todo lo que tiene que ver con los

protocolos o si fue el excesiva

complejidad porque todo se desarrollaba

pensando hasta el último detalle en la

situación más rara posible del

fabricante x vale y especificando lo

todo y entonces eso era muchísimo

trabajo era el ejemplo totalmente

contrario a lo que se estaba haciendo en

el ámbito de los protocolos tcp/ip donde

lo que se hacía era hacer prototipos

empezar a funcionar y luego ya veremos

de añadirle las las sofisticaciones

adicionales para los casos singulares

entonces esa complejidad es lo que en

buena medida llevó al fracaso de los

protocolos o si ya digo por ese retraso

en su implementación y también por la

mala calidad mala calidad que venía

provocada en parte por esa mayor

complejidad y aquí hay un pequeño inciso

que quiero hacer destacando la

conveniencia de la sencillez en el

desarrollo del software aquí os he

puesto una frase que cuando me hizo

mucha gracia de un libro de ingeniería

del software no estaba referido a

comunicaciones pero se puede

a cualquier cosa un programa puede ser

tan sencillo que evidentemente no tenga

errores o tan complejos que no tenga

errores evidentes

y otra frase también en relación con

esto de la sencillez que es muy popular

en el ámbito de internet es esta

esto no viene del mundo del ingeniero de

software sino de los mecánicos que

tenían que reparar los aviones

el ejército de los eeuu y que tenían que

pensar en que los mecánicos que están en

el campo de batalla y tienen que reparar

los aviones pues están en unas

condiciones mucho peores por los medios

por la preparación etcétera entonces

tienen que hacer las cosas pensando en

simplificar mucho ese mantenimiento

y esta frase como digo es muy popular en

el ámbito de internet a la hora de

desarrollar protocolos la verdad es que

a nivel de lo que veremos en el tema 2

sobre todo de nivel físico a veces da la

sensación de que la gente se ha olvidado

de esto porque cuando te explican en

detalle cómo funcionan hoy en día las

comunicaciones en gigabit ethernet

gigabit ethernet o en las redes

inalámbricas dices madre mía el nivel de

complejidad que hay ahí cómo es posible

que aquello consiga funcionar vale pero

eso es una consecuencia de querer cada

vez exprimir el cable o las ondas

electromagnéticas para conseguir un

mayor rendimiento no hay otra manera

llega un momento que para conseguir

mayor rendimiento te tienes que

complicar la vida y llega unos niveles

de complicación que ya suelo entender

aquello cómo funciona es increíble

pero sobre todo en lo que tiene que ver

con los protocolos de nivel de red sí

que es perfectamente aplicable estas

frases sobre la sencillez

bueno aquí tenéis una diapositiva que os

muestra

comparados

modelo sn a modelo de capas desarrollado

por ibm en el año 74 y el modelo

desarrollado modelos y desarrollado por

la iso parece que sea una capicúa porque

el modelo si te hizo vale o si es de

open systems interconnect la

interconexión de sistemas abiertos lo de

abiertos viene en el sentido de que se

ha abierto a cualquier fabricante vale

en el sentido de open en este caso

significa independiente de fabricante

podéis traducirlo como independiente de

fabricante que era el objetivo de la iso

alguna gente dice que la hizo desarrolló

su modelo o si con siete capas no por

casualidad sino precisamente intentando

clonar el modelo desarrollado por ibm en

el año 74 porque sin ruido el principal

fabricante de informática en el mundo en

la que los que en aquellos tiempos la

iso pensaba que su modelo tendría más

posibilidades de éxito si era en mayor

medida equiparable al modelo de ibm y de

hecho si miráis los nombres de las siete

capas del modelo si los comparamos con

los nombres de las siete capas del

modelo enseña el parecido es evidente ya

que parece que efectivamente había mucho

de eso en él en la idea de las siete

capas del modelo y de hecho ha habido

mucho debate sobre si es el número de

siete capas era el adecuado y recordad

que lo veíamos en la analogía de antes

cada capa añade una información de

control y un objeto un coste

entonces si tienes siete capas están

añadiendo normalmente más overhead que

si tienes cuatro o cinco

y de hecho la tendencia posterior como

ahora comentaremos ha sido a simplificar

el modelo que parece que siete capas era

un número excesivo de capas

bueno pues las siete capas vienen a

continuación empezando por abajo

tendríamos la capa física como su nombre

indica dice todo lo que tiene que ver

con aspectos físicos de la transmisión

de los datos desde qué forma tienen que

tener los conectores para que entre el

macho en el conector hembra

qué datos qué señales se tienen que

transmitir por los cables de cobre de

fibra o de radio para que los datos

puedan llegar cuáles son los voltajes

cuáles son las intensidades de luz de

qué longitud de onda tiene que ser la

luz en la fibra óptica o qué frecuencia

tienen que tener las señales de radio

todo ese tipo de cosas están

especificadas en la capa física aquí lo

he representado con esta figura que

saqué de algún sitio de internet un poco

para dar la idea de que parece que sea

magia para nosotros nos resulta mágico

que se puedan transmitir por el cable de

cobre gigabyte por segundo o 10

gigabytes por segundo e incluso más en

según qué casos

la segunda capa es lo que denominamos la

capa de enlace

el enlace entre los equipos que pueden

ser no dos finales o nodos intermedios y

aquí lo que represento es esta ratita

con el saco que lleva con mucho cuidado

de copas de cristal si queréis que

serían los datos la capa de enlace va a

ser la que se encargará de asegurarse

que ese paquete frágil llegue a su

destino y llegue sin haberse roto

ninguna copa

y si alguna copa se ha roto es decir si

algún dato ha llegado defectuoso con

errores habilitarán mecanismos ya

veremos como para detectar esos errores

y si procede reenviar esos datos que han

llegado defectuosos

tenemos también que dependiendo del tipo

de medio físico se comprobará que

siempre se comprueba que los paquetes

lleguen sin errores pero hay casos en

que cuando llega sin errores se pide que

se reenvíe otra copia de ese paquete o

simplemente se descarga

y eres hombre pero si se descarta que

ocurre por lo que ocurre es que las

capas superiores se van a dar cuenta de

que faltan datos que iban a pedir el

reenvío dependiendo de la tasa de

errores que tengamos y el medio es muy

seguro sin la posibilidad de tener

errores es muy baja nos va a ser más

rentable directamente cuando hay errores

descartar el paquete y no decir nada que

pedir que nos lo reenvían porque para

pedir que nos re envíen los paquetes

defectuosos tenemos que decir que han

llegado bien los paquetes no defectuosos

y eso es un coste importante si la tasa

de errores es de uno en un millón o de

unos mil millones puede que nos valga la

pena no tener que decir un millón de

veces ha llegado bien para una vez que

llega a mal pues ya veremos que eso

dependiendo de la situación se hace uno

pero lo que siempre se hace es comprobar

que el paquete ha llegado bien y eso es

cometido de la capa de enlace por encima

de la capa de enlace

tenemos la capa de red la capa de red

como su nombre indica es la que ya tiene

conciencia de la topología

podéis imaginar cada nodo intermedio en

esa red como una especie de guardia de

tráfico que cuando llegamos a una

rotonda nos dice por dónde tenemos que

seguir para llegar a nuestro destino

esos son los routers esos guardias de

tráfico que están en todas las

encrucijadas del camino y que nos dicen

el camino a seguir

serían nuestros routers en este caso

está representado por estos señales aquí

señalando en el laberinto vale y aquí

tenemos a nuestra ratita con nuestro

saco de copas de cristal que va

siguiendo el camino que le marcan los

routers

entonces el cometido fundamental de la

capa de red es como nuestro gps del

coche decirnos por donde hemos de ir

para llegar a nuestro destino por el

camino más corto y ahí veremos también

que el concepto de corto pues puede

variar a veces el más corto es el

físicamente de menos kilómetros o puede

ser el más rápido o puede ser el de más

caudal o puede ser el que nos salga más

barato hay diferentes criterios

igual que cuando hacéis la ruta con

algún programita de estos de internet

podéis decir diferentes criterios para

criticar la ruta óptima

es exactamente igual

por encima de la capa de red tenemos la

capa de transporte

la capa de transporte es la primera capa

extremo a extremo os acordáis antes en

la analogía cuando decíamos que teníamos

el telégrafo que hacía escala en parís y

en copenhague y decíamos los traductores

sólo hay un traductor en valencia y otro

en moscú es la primera capa extremo a

extremo esa sería la capa del transporte

generalmente la capa de transporte es la

primera que se va a asegurar de que los

paquetes llegan todos

nos va a numerar

el receptor a comprobar si le falta

alguno y entonces si ve que alguno le

falta le va a decir a otro ya reenviar

me el 27 porque no me ha llegado

y ahí es donde muchas veces la mayoría

de las veces vamos a detectar que en la

capa de enlaces se han descartado

paquetes por errores

pero eso va a ser una situación atípica

inusual sea excepcional

por encima de la capa de transporte

tenemos la capa de sesión la capa de

sesión y la que viene a continuación la

capa de presentación son dos capas que

hoy en día normalmente se omiten por eso

que os decía de que las siete capas del

modelo o si se consideran generalmente

excesivo detalle entonces la capa de

sesión y la capa de presentación sus

funciones suelen estar en bebidas muchas

veces en la capa de transporte en la que

está por debajo y la capa de aplicación

que es la que está por arriba es la capa

7

bueno aquí tenéis un ejemplo de las

funciones que desarrollaría la capa de

sesión que es establecer o terminar la

conexión en el caso de que decidamos

hacer una conexión como decíamos cuando

hablábamos antes de que teníamos dos

pintores en valencia 2 en moscú y

queríamos especificar a qué destino

mandábamos nuestros paquetes lo podíamos

hacer diciendo yo sólo voy a hablar con

sergey establezca una conexión con

sergey pues ese sería un ejemplo de una

función típica de la capa de sesión en

internet hoy en día normalmente esa

función está en la capa de transporte

como su nombre dedica a presentar los

datos

convertir los datos son formato que sea

el que se va a querer en el destinatario

por ejemplo conversiones de códigos si

la máquina

sd

y de nuevo es una capa con la de sesión

que normalmente hoy en día no se utiliza

y la última de todas que es la capa de

aplicación es donde están los programas

con los que normalmente nosotros

interactuamos con usuarios es decir si

yo abro un navegador web eso es un

programa que está utilizando un

protocolo a nivel de aplicación que es

el http

vale

u otros diferentes el correo electrónico

videoconferencia cualquiera de los

protocolos que normalmente conocemos

están asociados a la capa de aplicación

en la inmensa mayoría así como en las

otras capas el número de protocolos que

hay es muy reducido aquí en número del

protocolo se es bastante elevado

aquí tenéis algunos ejemplos algunos

están sacados un poco a la fuerza pero

tenéis para todas las capas de

protocolos característicos de cada una

de ellas