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Tema 4 Ejemplos de Redes

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Tema 4 Ejemplos de Redes

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  1. Tema 4Ejemplos de Redes Rogelio Montañana Departamento de Informática Universidad de Valencia rogelio.montanana@uv.es http://www.uv.es/~montanan/

  2. Sumario • Internet y la ISOC • RedIRIS • La red de la Universidad de Valencia

  3. Antecedentes de Internet:ARPANET • Creada en 1969 por la ARPA (Advanced Research Projects Agency) del DoD (Department of Defense) de EEUU. • Objetivo: resistir un ataque militar • Red de conmutación de paquetes no orientada a conexión (datagramas) • Primera experiencia en diciembre de 1969 (cuatro nodos) • Los routers o IMPs (Interface Message Processors) se conectaban con líneas telefónicas de 56 Kbps; a cada IMP se conectaba localmente un host. • El mantenimiento de la subred (formada por los IMPs y las líneas que los unían) se contrató con la empresa BBN (Bolt, Beranek & Newman). • Intentos de adaptar los protocolos iniciales a redes diversas (satélite, radio, etc.) demostraron que no eran adecuados. Para resolverlo Cerf y Kahn diseñaron en 1974 los protocolos TCP/IP.

  4. Steve Crocker (1944- ) Jon Postel (1943-1998) Vint Cerf (1943- )

  5. Un IMP (Interface Message Processor), el primer router de ARPANET

  6. Diseño de la ARPANET original Host (mainframe) Protocolo host a host Protocolo IMP origen a IMP destino Protocolo IMP a IMP IMP Subred

  7. SRI UTAH MIT SRI UTAH SRI UTAH MIT ILL. CASE SRI LINCOLN UCSB SDC STAN. UCSB CARN UCSB SDC HARVARD UCLA UCLA RAND BBN BURROUGHS UCLA RAND BBN UCLA SRI MCCLELLAN UTAH ILL. MIT LBL CCA MCCELLAN AMES TIP BBN CASE NCAR LINCOLN GWC UTAH HARVARD AMES IMP SRI ABERDEEN LINC X-PARC RADC ILL. STANFORD NBS CARN LINC AMES USC ETAC RAND RADC MITRE MIT FNWC TINKER ARPA UCSB STAN. SDC ETAC MITRE UCSB SAAC UCSD TINKER HARVARD NBS UCLA RAND BBN BELVOIR CMU UCLA SDC USC NOAA GWC CASE Evolución de ARPANET Dic. 1969 Jul. 1970 Mar. 1971 Sep. 1969 Abr. 1972 Sept. 1972

  8. ARPANET, NSFNET e Internet • La versatilidad de TCP/IP para interconectar LANs y WANs, y su promoción por ARPA (distribución gratuita con UNIX BSD 4.2) provocaron un enorme crecimiento de ARPANET • Pero ARPANET, financiada por el DoD, estaba restringida a centros con proyectos militares. • En 1984 la NSF (National Science Foundation) creó NSFNET, red abierta a todas las universidades, que se interconectó con ARPANET. • Gradualmente se conectaron a NSFNET redes regionales y de otros países, creando la Internet • En 1990 ARPANET desapareció y NSFNET pasó a la empresa ANS (Advanced Networks and Services). ANSNET fue vendida en 1995 a America Online, que en 2000 se fusionó con Time Warner • En 1996 un conjunto de universidades americanas puso en marcha Internet 2, una nueva red para realizar actividades de I+D al margen de la Internet comercial. Internet 2 se basa en los backbones de vBNS y Abilene

  9. Backbone de la NSFNET en 1988 Enlaces T1 (1,5 Mb/s)

  10. Backbone de Abilene en 2007 10 Gb/s Mapas ‘climático’ (weather map): http://loadrunner.uits.iu.edu/weathermaps/abilene/

  11. La ISOC (Internet Society) • En 1991 se creó la ISOC, asociación internacional para la promoción de la tecnología y servicios Internet. Cualquier persona física que lo desee puede asociarse a la ISOC. • La ISOC está gobernada por un Consejo de Administración (Board of Trustees) cuyos miembros son elegidos por votación entre todos los socios • El desarrollo técnico de Internet está gobernado por el IAB(Internet Architecture Board) cuyos miembros son nombrados por el Consejo de Administración de la ISOC. • El IAB supervisa el trabajo de dos comités: • IRTF (Internet Research Task Force): se concentra en estrategia y porblemas a largo plazo • IETF (Internet Engineering Task Force):se ocupa de los problemas mas inmediatos. • Más información en www.isoc.org y www.ietf.org

  12. Organización del trabajo técnico en Internet IAB IETF IRTF IESG IRSG . . . area 1 area n . . . . . . . . . Grupos de investigación Grupos de trabajo IAB: Internet Architecture Board IRTF: Internet Research Task Force IRSG: Internet Research Steering Group IETF: Internet Engineering Task Force IESG: Internet Engineering Steering Group

  13. Áreas del IETF Operación y Gestión General Routing Transporte Aplicaciones Internet Seguridad Grupos del área Internet: Dynamic Host Configuration Detecting Network Attachmentdnsext DNS Extensions eapExtensible Authentication Protocol Host Identity Protocol IP over DVB IP over InfiniBand IP over Resilient Packet Rings IP Version 6 Working Group Layer Two Tunneling Protocol Extensions Layer 2 Virtual Private Networks Layer 3 Virtual Private Networks Multicast & Anycast Group Membership Mobility for IPv4 Mobility for IPv6 MIPv6 Signaling and Handoff Optimization Network Mobility Protocol for carrying Authentication for Network Access Point-to-Point Protocol Extensions Pseudo Wire Emulation Edge to Edge

  14. Los estándares Internet • Desde 1969 los documentos técnicos de Internet se han publicado en la red bajo el nombre de RFCs (Request For Comments).Actualmente hay más de 5.000. Un RFC puede contener la especificación de un protocolo o ser un documento de carácter informativo o divulgativo • Para que un protocolo se estandarice ha de estar publicado en un RFC (pero no todos los protocolos publicados en RFCs son estándares). • Para que unprotocolo sea un estándar Internet ha de pasar por varias fases: • Proposed Standard: se considera de interés • Draft Standard: hay alguna implementación operativa probada • InternetStandard: esaprobado por el IAB • La mayor parte de los estándares y la actividad técnica de Internet se realizan en el seno del IETF y sus grupos de trabajo.

  15. Evolución de los RFCs Documento Borrador Protocolo Experimental Estándar Propuesto Informativo Estándar Borrador Estándar Internet Histórico

  16. Situación de algunos RFCs • Estándar Internet: • RFC 791: IPv4 • RFC 793: TCP • RFC 826: ARP • Estándar Borrador (Draft) • RFC 2131: DHCP • RFC 2460: IPv6 • Estándar Propuesto: • RFC 2210: RSVP (Resource Reservation Protocol) • RFC 2401: IPSEC (IP Security) • Protocolo Experimental: • RFC 1459: IRC (Internet Relay Chat) • Histórico: • RFC 904: EGP (Exterior Gateway Protocol) • Informativos: • RFC 1983: Internet User’s Glossary • RFC 2475: Arquitectura DIFFSERV (Differentiated Services)

  17. Network Working Group D. Waitzman Request for Comments: 1149 BBN STC 1 April 1990 A Standard for the Transmission of IP Datagrams on Avian Carriers Status of this Memo This memo describes an experimental method for the encapsulation of IP datagrams in avian carriers. This specification is primarily useful in Metropolitan Area Networks. This is an experimental, not recommended standard. Distribution of this memo is unlimited. Overview and Rational Avian carriers can provide high delay, low throughput, and low altitude service. The connection topology is limited to a single point-to-point path for each carrier, used with standard carriers, but many carriers can be used without significant interference with each other, outside of early spring. This is because of the 3D ether space available to the carriers, in contrast to the 1D ether used by IEEE802.3. The carriers have an intrinsic collision avoidance system, which increases availability. Unlike some network technologies, such as packet radio, communication is not limited to line-of-sight distance. Connection oriented service is available in some cities, usually based upon a central hub topology. Frame Format The IP datagram is printed, on a small scroll of paper, in hexadecimal, with each octet separated by whitestuff and blackstuff. The scroll of paper is wrapped around one leg of the avian carrier. A band of duct tape is used to secure the datagram's edges. The bandwidth is limited to the leg length. The MTU is variable, and paradoxically, generally increases with increased carrier age. A typical MTU is 256 milligrams. Some datagram padding may be needed. Upon receipt, the duct tape is removed and the paper copy of the datagram is optically scanned into a electronically transmittable form. Discussion Multiple types of service can be provided with a prioritized pecking order. An additional property is built-in worm detection and eradication. Because IP only guarantees best effort delivery, loss of a carrier can be tolerated. With time, the carriers are self- regenerating. While broadcasting is not specified, storms can cause data loss. There is persistent delivery retry, until the carrier drops. Audit trails are automatically generated, and can often be found on logs and cable trays.Security Considerations Security is not generally a problem in normal operation, but special measures must be taken (such as data encryption) when avian carriers are used in a tactical environment.

  18. Implementación práctica del RFC 1149

  19. Pings con CPIP (Carrier Pigeon Internet Protocol) vegard@gyversalen:~$ /sbin/ifconfig tun0 tun0 Link encap:Point-to-Point Protocol inet addr:10.0.3.2 P-t-P:10.0.3.1 Mask:255.255.255.255 UP POINTOPOINT RUNNING NOARP MULTICAST MTU:150 Metric:1 RX packets:1 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0 TX packets:2 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0 collisions:0 RX bytes:88 (88.0 b) TX bytes:168 (168.0 b) vegard@gyversalen:~$ ping -i 900 10.0.3.1 PING 10.0.3.1 (10.0.3.1): 56 data bytes 64 bytes from 10.0.3.1: icmp_seq=0 ttl=255 time=6165731.1 ms 64 bytes from 10.0.3.1: icmp_seq=4 ttl=255 time=3211900.8 ms 64 bytes from 10.0.3.1: icmp_seq=2 ttl=255 time=5124922.8 ms 64 bytes from 10.0.3.1: icmp_seq=1 ttl=255 time=6388671.9 ms --- 10.0.3.1 ping statistics --- 9 packets transmitted, 4 packets received, 55% packet loss round-trip min/avg/max = 3211900.8/5222806.6/6388671.9 ms vegard@gyversalen:~$ exit

  20. RFCs humorísticos • La mayoría de los RFC humorísticos estan fechados el 1 de abril: • RFC 1216 (1991): Gigabit network economics and paradigm shift (autor: Poorer Richard) • RFC 1605 (1994): SONET to sonnet translation (autor: W. Shakespeare) • RFC2549 (1999): IP over avian carriers with Quality of Service • RFC2550 (1999): Y10K and beyond • RFC2795 (2000): The infinite monkey protocol suite • RFC3091 (2001): Pi digit generation protocol • RFC4824 (2007): The Transmission of IP Datagrams over the Semaphore Flag Signaling System (SFSS)

  21. Sumario • Internet y la ISOC • RedIRIS • La red de la Universidad de Valencia

  22. RedIRIS: Infraestructura • Red española de I+D iniciada en 1988 bajo el patrocinio del PNID (Plan Nacional de Investigación y Desarrollo) • 1988-90: infraestructura X.25, protocolos OSI y propietarios (DECNET y SNA) • 1991: evolución hacia líneas punto a punto (64-256 Kb/s); topología en estrella centrada en Madrid. Un PoP (Point of Presence) por Comunidad Autónoma. • 1996: sustitución de las líneas p. a p. por circuitos Frame Relay y ATM con caudales asimétricos. • 2000-2001: evolución gradual a circuitos SONET/SDH de 155 Mb/s • 2002: Routers Juniper sustituyen a los Cisco. Migración de EIGRP a IS-IS. • 2003: Puesta en marcha de RedIRIS2 con enlaces de alta y muy alta capacidad (155 Mb/s, 622 Mb/s y 2,5 Gb/s) • 2007: Puesta en marcha de RedIRIS10 con enlaces de hasta 10 Gb/s • Múltiples conexiones externas: • Europa (GEANT, red académica) • Resto de España: Espanix (punto neutro) • Internet global (EEUU y resto del mundo)

  23. Características de RedIRIS10 • Servicio ofrecido por Albura (Red Eléctrica Telecomunicaciones). Albura suministra acceso hasta cada POP (Point of Presence) bien directamente o a través de empresas subcontratadas (p. ej. Iberdrola en Valencia) • Enlaces de alta capacidad: 155 Mb/s, 622 Mb/s, 2,5 Gb/s y 10 Gb/s. • Mallado de la red a nivel IP • Uso exclusivo de fibra óptica, no radioenlaces. Principalmente tendidos aéreos (cables de alta tensión) • Cada POP se conecta por al menos dos rutas físicas diferentes

  24. Topología de RedIRIS 10 Mapa climático: http://www.rediris.es/red/ri2wm/ri2wm-out-1024.png

  25. POP RedIRIS en Valencia (2002) Fast Ethernet STM-1 (155 Mb/s) STM-4 (622 Mb/s)

  26. POP RedIRIS en Valencia (2006) 10 Gb Eth. Gb Eth. 2,5 Gb (STM-16) 622 Mb (STM-4)

  27. Conectividad externa de RedIRIS

  28. Topología de la red europea de I+D GÉANT

  29. Sumario • Internet y la ISOC • RedIRIS • La red de la Universidad de Valencia

  30. WAN de la U. Valencia (centros) Campus Burjassot Campus Naranjos Edif. Histórico C/Nave Fundac. Gral. Universidad Jardín Botánico Observatorio Laboral RedIRIS Campus Blasco Ibáñez ADEIT ADSL (Túneles VPN) Col. Mayor Rector Peset INTRAS Esc. Magisterio (Onteniente) Escuela de Podología Serv. Normaliz. Lingüística Centro de Idiomas Esc. Empresar. (Onteniente) Escuela Magisterio Serv. Extens. Universitaria Palau de Cerveró Escuela Fisioterapia CIDE (Albal) Departamento Fisioterapia Clínica podológica 10 Gb/s 54 Mb/s (802.11g) 1 Gb/s Acceso Internet 108 Mb/s (802.16d) 155 Mb/s ADSL 2000/300 Kb/s 2 Mb/s

  31. Nueva red de la U. de Valencia (2004) • En mayo de 2004 los enlaces entre los tres campus de la UV pasaron de utilizar circuitos de 155 Mb/s a utilizar fibra alquilada a Iberdrola • Esto permite a la UV conectar los equipos que desea en cada momento y elegir la velocidad de transmisión, como si fuera una LAN • UV ha pagado a Iberdrola 350.000 euros por disponer durante 15 años de las fibras. • Fue la primera red metropolitana Ethernet de 10Gb en España • Posteriormente se ha ampliado par aincluir a otros centros

  32. Red actual de fibra oscura 18.620 m Campus Burjassot Campus Naranjos 5.159 m 10.963 m Campus Blasco Ibáñez 4.042 m Jardín Botánico Escuela de Magisterio Edif. Histórico C/Nave C. M. Rector Peset

  33. Trazado de la red de fibra oscura Líneas de alta tensión Burjassot Tranvía Fase 1 (5/04) Metro Fase 2 (5/05) Blasco Ibáñez Fase 3 (5/06) Botánico Naranjos C.M.R.Peset Nave Magisterio

  34. Red troncal UV Conmutador LAN (nivel 2) Conmutador nivel 2/3 Conmutador ATM IP+EIGRP CES+PNNI Naranjos Burjassot Botánico Magisterio E1 (2 Mb/s) STM-1 ( 155 Mb/s) STM-4 (622 Mb/s) 100BASE-TX 1000BASE-LX/SX 10GBASE-LX/SX Blasco Ibáñez Nave

  35. Conmutador nivel 2/3 con interfaces Gb/10Gb Eth. Interfaces 1 Gb/s fibra Interfaces 1000BASE-T Interfaces 10 Gb/s fibra Tarjeta supervisora (SUP720) Tarjeta cortafuegos Fuentes de alimentación Cisco Catalyst 6509

  36. Routing en anillos Los protocolos de routing permiten redirigir el tráfico por una ruta alternativa en caso de fallo de algún enlace o equipo. Siempre se elige la ruta de mejor métrica Naranjos Burjassot Si falla enlace Burjassot-Blasco Ibáñez. El tráfico se reencamina vía Naranjos Blasco Ibáñez