Semana 1 — Qué es Internet y cómo medirla
Objetivos
- Describir Internet como una red de redes: hosts, enlaces, routers e ISPs.
- Distinguir conmutación de paquetes y conmutación de circuitos, y explicar por qué Internet usa la primera.
- Calcular los cuatro componentes del retardo por salto, y estimar el retardo y el throughput de un camino.
- Explicar qué hace cada capa y cómo funciona el encapsulamiento.
- Preparar el entorno del curso y leer una primera captura en Wireshark.
Sesión A — Presentación del curso · Qué es Internet: bordes, núcleo e ISPs
Lecturas:
- Kurose y Ross, secs. 1.1–1.3 (What Is the Internet?, The Network Edge, The Network Core).
- CS168, Introduction y Designing Resource Sharing.
Lecturas complementarias:
- CS168, Links.
Temas:
- Cómo funciona el curso: partes, proyecto Qhapaq Ñan, laboratorios, uso de herramientas y por qué el orden no es el del libro.
- Dos formas de describir Internet: por sus piezas (hosts, enlaces, routers, ISPs) y por el servicio que da a las aplicaciones.
- Qué es un protocolo: formato de los mensajes, orden y acciones. Ejemplo: una petición web.
- Redes de acceso: DSL, cable, fibra, Wi-Fi y redes móviles.
- Conmutación de paquetes: store-and-forward, colas y pérdida. Conmutación de circuitos: reservar capacidad con FDM o TDM.
- Multiplexación estadística. Ejemplo numérico: en un enlace de 1 Gbps, 10 usuarios de 100 Mbps caben con circuitos, y muchos más si solo transmiten parte del tiempo.
- La red de redes: ISPs de acceso, regionales y de tránsito, IXPs y redes de contenido.
Sesión B — Retardo, pérdida y throughput · Capas y encapsulamiento
Lecturas:
- Kurose y Ross, secs. 1.4–1.5 (Delay, Loss, and Throughput; Protocol Layers and Their Service Models).
- CS168, Layers y Headers.
Temas:
- Retardo nodal: procesamiento, cola, transmisión (L/R) y propagación (d/s).
- Error común: confundir retardo de transmisión con retardo de propagación. El primero depende del tamaño del paquete y de la velocidad del enlace; el segundo, de la distancia.
- Intensidad de tráfico (La/R): qué pasa con la cola cuando se acerca a 1, y por qué no se debe diseñar para llegar a más de 1.
- Throughput de un camino: lo limita el enlace más lento, el cuello de botella (bottleneck).
- Las cinco capas de Internet: aplicación, transporte, red, enlace y física. Qué servicio da cada una.
- Encapsulamiento: mensaje, segmento, datagrama y frame. Qué lee un router y qué lee un switch.
- El modelo OSI como vocabulario: siete capas y por qué Internet no lo sigue tal cual.
Laboratorio — Entorno: Docker, Wireshark y traceroute
- Instalar Docker y Wireshark siguiendo
labs/README.md. Levantar el contenedor conenv/run.shy correrenv/smoke/check.sh. Todas las líneas deben decirok. - En la terminal de su computadora, fuera del contenedor, correr
traceroute(tracerten Windows) hacia un sitio del Perú y otro de otro continente. Docker Desktop no deja ver los saltos intermedios, así que dentro del contenedor esto no sirve. - Comparar los dos caminos: cuántos saltos hay y en qué salto aparece el mayor aumento del RTT. ¿Pueden ubicar un cable submarino?
- Dentro del contenedor, capturar una petición web con
tcpdump -i any -w web.pcap host example.commientras correcurl. Esperar un par de segundos antes de detenertcpdump, para que escriba todo. Abrirweb.pcapen Wireshark. - En la captura, identificar las capas de un paquete: Ethernet o
SLL, IP, TCP y aplicación. Anotar el tamaño de cada encabezado. - Calcular a mano el retardo de transmisión de un paquete de 1500 bytes en un enlace de 100 Mbps y compararlo con el retardo de propagación entre Lima y Miami.
- Leer el enunciado de P0.
Las actividades de captura se basan en los laboratorios de Wireshark de Kurose y Ross.
Entregas
- P0 publicado: Calentamiento (sockets en C y una versión propia de
traceroute). Entrega en semana 3. Verprojects/README.md.
Preguntas de repaso
- Un paquete de 1000 bytes cruza un enlace de 10 Mbps de 2000 km, con una velocidad de propagación de 2×10⁸ m/s. Calculen los retardos de transmisión y propagación. ¿Cuál domina?
- ¿Por qué la conmutación de paquetes admite más usuarios que la de circuitos? ¿En qué caso es peor?
- Un camino tiene enlaces de 1 Gbps, 50 Mbps y 200 Mbps. ¿Cuál es el throughput máximo? ¿Cuánto tarda un archivo de 1 GB?
- ¿Qué encabezados debe leer un router para hacer su trabajo? ¿Y un switch?
- ¿Por qué un
traceroutepuede mostrar un RTT más alto en un salto intermedio que en uno posterior?
Código de la semana
Compilar y probar dentro del contenedor del curso con make y make test.
Ejemplos (18)Pruebas (2)Compilación (1)
Ejemplos
Los programas que usan los apuntes y la clase.
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