viernes, 19 de octubre de 2012

Modelo OSI

El Modelo de referencia para la interconexión de sistemas abiertos OSI (Open Systems Interconnection) fue aprobado por ISO (International Standards Organization) en el año 1984, bajo la norma ISO/7498 con posterioridad él (CCITT) lo incorpora a las recomendaciones de la serie "X" bajo la denominación X 200.
El modelo OSI surge de la necesidad imperante de interconectar sistemas de procedencia diversa de distintos fabricantes, cada uno de los cuales empleaban sus propios protocolos para el intercambio de señales. El término "abierto" se seleccionó con la idea de realizar la facilidad básica del modelo que dio origen al mismo, frente a otros modelos "propietarios" y, por tanto cerrados.

Para entender la filosofía del modelo OSI es preciso definir una serie de términos básicos, como son: modelo, sistema, nivel, función, y proceso.

Es fundamental identificar y diferenciar cada uno de los diferentes niveles que conforman el modelo OSI. Ya que cada capa o nivel cumple funciones especificas, como también su relación con diferentes protocolos y elementos de sistema teleinformático.



Este modelo está dividido en siete capas:

Capa física
Es la que se encarga de las conexiones globales de la computadora hacia la red, tanto en lo que se refiere al medio físico como a la forma en la que se transmite la información.

Sus principales funciones se pueden resumir como:

  • Definir el medio o medios físicos por los que va a viaja la comunicación: cable de pares trenzados (o no, como en RS232/EIA232), coaxial, guías de onda, aire, fibra óptica.
  • Definir las características materiales (componentes y conectores mecánicos) y eléctricas (niveles de tensión) que se van a usar en la transmisión de los datos por los medios físicos.
  • Definir las características funcionales de la interfaz (establecimiento, mantenimiento y liberación del enlace físico).
  • Transmitir el flujo de bits a través del medio.
  • Manejar las señales eléctricas del medio de transmisión, polos en un enchufe, etc.
  • Garantizar la conexión (aunque no la fiabilidad de dicha conexión)

Capa de enlace de datos

Esta capa se ocupa del direccionamiento físico, de la topología de la red, del acceso al medio, de la detección de errores, de la distribución ordenada de tramas y del control del flujo.


Capa de red

Se encarga de identificar el enrutamiento existente entre una o más redes. Las unidades de información se denominan paquetes, y se pueden clasificar en protocolos enrutables y protocolos de enrutamiento.
  • Enrutables: viajan con los paquetes (IP, IPX, APPLETALK)
  • Enrutamiento: permiten seleccionar las rutas (RIP, IGRP, EIGRP, OSPF, BGP)

El objetivo de la capa de red es hacer que los datos lleguen desde el origen al destino, aún cuando ambos no estén conectados directamente. Los dispositivos que facilitan tal tarea se denominan encaminadores, aunque es más frecuente encontrarlo con el nombre en inglés routers. Los routers trabajan en esta capa, aunque pueden actuar como switch de nivel 2 en determinados casos, dependiendo de la función que se le asigne.

En este nivel se realiza el direccionamiento lógico y la determinación de la ruta de los datos hasta su receptor final.

Capa de transporte

Capa encargada de efectuar el transporte de los datos (que se encuentran dentro del paquete) de la máquina origen a la de destino, independizándolo del tipo de red física que se esté utilizando. La PDU de la capa 4 se llama Segmento o Datagrama, dependiendo de si corresponde a TCP o UDP. Sus protocolos son TCP y UDP; el primero orientado a conexión y el otro sin conexión. Trabajan, por lo tanto, con puertos lógicos y junto con la capa red dan forma a los conocidos como Sockets IP:Puerto (191.16.200.54:80).

Capa de sesión

Esta capa es la que se encarga de mantener y controlar el enlace establecido entre dos computadores que están transmitiendo datos de cualquier índole. Por lo tanto, el servicio provisto por esta capa es la capacidad de asegurar que, dada una sesión establecida entre dos máquinas, la misma se pueda efectuar para las operaciones definidas de principio a fin, reanudándolas en caso de interrupción. En muchos casos, los servicios de la capa de sesión son parcial o totalmente prescindibles.


Capa de presentación

El objetivo es encargarse de la representación de la información, de manera que aunque distintos equipos puedan tener diferentes representaciones internas de caracteres los datos lleguen de manera reconocible.

Esta capa es la primera en trabajar más el contenido de la comunicación que el cómo se establece la misma. En ella se tratan aspectos tales como la semántica y la sintaxis de los datos transmitidos, ya que distintas computadoras pueden tener diferentes formas de manejarlas.

Esta capa también permite cifrar los datos y comprimirlos. Por lo tanto, podría decirse que esta capa actúa como un traductor.


Capa de aplicación

Ofrece a las aplicaciones la posibilidad de acceder a los servicios de las demás capas y define los protocolos que utilizan las aplicaciones para intercambiar datos, como correo electrónico(Post Office Protocol y SMTP), gestores de bases de datos y servidor de ficheros (FTP), por UDP pueden viajar (DNS y Routing Information Protocol). 

Hay tantos protocolos como aplicaciones distintas y puesto que continuamente se desarrollan nuevas aplicaciones el número de protocolos crece sin parar.

Cabe aclarar que el usuario normalmente no interactúa directamente con el nivel de aplicación. Suele interactuar con programas que a su vez interactúan con el nivel de aplicación pero ocultando la complejidad subyacente.


Protocolo FTP/HTTP

El protocolo FTP 

(Protocolo de transferencia de archivos) es, como su nombre lo indica, un protocolo para transferir archivos.
Normalmente se necesita un cliente FTP (cliente) y un servidor FTP (servidor) para poder realizar dicha transferencia de archivos.Tenemos que saber que FTP necesita de dos conexiones entre el cliente y el servidor; una para trasferir los archivos y otra para comandos y respuestas. Estas dos conexiones las realiza el cliente, siendo una sola y permanente para los comandos y la segunda conexión se abre y se cierra cada vez que se envíe un archivo.

Tenemos que decir, aunque pueda sonar a una obviedad, que la trasferencia de archivos se puede realizar en ambos sentidos, cambiando los roles de cliente y servidor, dependiendo de quién sirva el archivo y de quién lo solicite.


La función del protocolo FTP

El protocolo FTP define la manera en que los datos deben ser transferidos a través de una red TCP/IP.

El objetivo del protocolo FTP es:
  • permitir que equipos remotos puedan compartir archivos
  • permitir la independencia entre los sistemas de archivo del equipo del cliente y del equipo del servidor
  • permitir una transferencia de datos eficaz

Protocolo HTTP

HTTP (Protocolo de transferencia de hipertexto) es el protocolo más utilizado en Internet. La versión 0.9 sólo tenía la finalidad de transferir los datos a través de Internet (en particular páginas Web escritas en HTML). La versión 1.0 del protocolo (la más utilizada) permite la transferencia de mensajes con encabezados que describen el contenido de los mensajes mediante la codificación MIME.

El propósito del protocolo HTTP es permitir la transferencia de archivos (principalmente, en formato HTML). entre un navegador (el cliente) y un servidor web (denominado, entre otros, httpd en equipos UNIX) localizado mediante una cadena de caracteres denominada dirección URL.

Los navegadores son los sistemas utilizados para conectarnos a la World Wide Web y acceder a los recursos almacenados en los servidores web.




Función

Define la sintaxis y la semántica que utilizan los elementos de software de la arquitectura Web (clientes, servidores, proxies) para comunicarse. Es un protocolo orientado a transacciones y sigue el esquema petición-respuesta entre un cliente y un servidor. Al cliente que efectúa la petición (un navegador Web o un spider) se lo conoce como "user agent" (agente del usuario).

A la información transmitida se la llama recurso y se la identifica mediante un localizador uniforme de recursos (URL). Los recursos pueden ser archivos, el resultado de la ejecución de un programa, una consulta a una base de datos, la traducción automática de un documento, etc.

Protocolo DHCP


Protocolo de configuración de host dinámico . Es un protocolo que permite que un equipo conectado a una red pueda obtener su configuración (principalmente, su configuración de red) en forma dinámica (es decir, sin intervención particular). Sólo tiene que especificarle al equipo, mediante DHCP, que encuentre una dirección IP de manera independiente. El objetivo principal es simplificar la administración de la red.

El protocolo DHCP sirve principalmente para distribuir direcciones IP en una red, pero desde sus inicios se diseñó como un complemento del protocolo BOOTP (Protocolo Bootstrap), que se utiliza, por ejemplo, cuando se instala un equipo a través de una red (BOOTP se usa junto con un servidor TFTP donde el cliente encontrará los archivos que se cargarán y copiarán en el disco duro). Un servidor DHCP puede devolver parámetros BOOTP o la configuración específica a un determinado host.

El sistema básico de comunicación es BOOTP (con la trama UDP). Cuando un equipo se inicia no tiene información sobre su configuración de red y no hay nada especial que el usuario deba hacer para obtener una dirección IP. 

Para esto, la técnica que se usa es la transmisión: para encontrar y comunicarse con un servidor DHCP, el equipo simplemente enviará un paquete especial de transmisión (transmisión en 255.255.255.255 con información adicional como el tipo de solicitud, los puertos de conexión, etc.) a través de la red local. Cuando el DHCP recibe el paquete de transmisión, contestará con otro paquete de transmisión (no olvide que el cliente no tiene una dirección IP y, por lo tanto, no es posible conectar directamente con él) que contiene toda la información solicitada por el cliente.

Se podría suponer que un único paquete es suficiente para que el protocolo funcione. En realidad, hay varios tipos de paquetes DHCP que pueden emitirse tanto desde el cliente hacia el servidor o servidores, como desde los servidores hacia un cliente:

  1. DHCPDISCOVER (para ubicar servidores DHCP disponibles)
  2. DHCPOFFER (respuesta del servidor a un paquete DHCPDISCOVER, que contiene los parámetros iniciales)
  3. DHCPREQUEST (solicitudes varias del cliente, por ejemplo, para extender su concesión)
  4. DHCPACK (respuesta del servidor que contiene los parámetros y la dirección IP del cliente)
  5. DHCPNAK (respuesta del servidor para indicarle al cliente que su concesión ha vencido o si el cliente anuncia una configuración de red errónea)
  6. DHCPDECLINE (el cliente le anuncia al servidor que la dirección ya está en uso)
  7. DHCPRELEASE (el cliente libera su dirección IP)
  8. DHCPINFORM (el cliente solicita parámetros locales, ya tiene su dirección IP)






Frame Relay

Frame Relay es una tecnología de conmutación rápida de tramas, basada en estándares internacionales, que puede utilizarse como un protocolo de transporte y como un protocolo de acceso en redes públicas o privadas proporcionando servicios de comunicaciones.

Las tramas y cabeceras de Frame Relay pueden tener diferentes longitudes, ya que hay una gran variedad de opciones disponibles en la implementación, conocidos como anexos a las definiciones del estándar básico.
La información transmitida en una trama Frame Relay puede oscilar entre 1 y 8.250 bytes, aunque por defecto es de 1.600 bytes.

Ahora, el mercado demanda un mayor ahorro en los costes de comunicaciones mediante la integración de tráfico de voz y datos.

Frame Relay ha evolucionado, proporcionando la integración en una única línea de los distintos tipos de tráfico de datos y voz y su transporte por una única red que responde a las siguientes necesidades:

· Alta velocidad y bajo retardo
· Soporte eficiente para tráficos a ráfagas
· Flexibilidad
· Eficiencia
· Buena relación coste-prestaciones
· Transporte integrado de distintos protocolos de voz y datos
· Conectividad "todos con todos"
· Simplicidad en la gestión
· Interfaces estándares

Protocolo X.25

X.25 es la norma de interfaz orientada al usuario de mayor difusión en las redes de paquetes de gran cobertura. El servicio que ofrece es orientado a conexión fiable, en el sentido de que no duplica, ni pierde ni desordena, y ofrece multiplexación, esto es, a través de un único interfaz se mantienen abiertas distintas comunicaciones.

Para que las redes de paquetes y las estaciones de usuario se puedan interconectar se necesitan unos mecanismos de control, siendo el mas importante desde el punto de vista de la red, el control de flujo, que sirve para evitar la congestión de la red.

CARACTERÍSTICAS DEL PROTOCOLO







Este protocolo trabaja sobre servicios basados en circuitos virtuales (CV) o canales lógicos en el cual el usuario (DTE) piensa que es un circuito dedicado a un sólo ordenador; pero la verdad es que lo comparte con muchos usuarios o clientes (DTE - Equipo Terminal de Datos) mediante técnicas de multiplexado estadístico entrelazando paquetes de distintos usuarios de un mismo canal lógico (LCN). Pueden asignarse hasta 4095 canales lógicos y sesiones de usuarios a un mismo canal físico.

  • Recuperación de Errores.
  • dentificación de paquetes procedentes de ordenadores yterminales concretos.
  • sentimiento de paquetes.
  • Rechazo de paquetes.
  • El control de Flujo.
  • Velocidades de acceso desde 19,2 kbps hasta 64 kbps.
  • Flexibilidad de topología, según sus requermientos: punto a punto, punto- multipunto, mallada.
  • Plataforma con capacidad de monitorear y controlar el sistema hasta sus predios, garantizando de esta forma una rápida respuesta en caso de averías de los elementos de la red y/o líneas de acceso.
  • Cobertura nacional e internacional.
  • Recursos de la red ajustados a su necesidad.

Protocolo XNS

Xerox Network Services, Era un protocolo promulgado por Xerox, que provee ruteo y entrega depaquetes, fue desarrollado por Xerox PARC a principios de los 80, basado en el protocolo PUP (terminado a finales de los 70). Algunos de los protocolos en XNS eran ligeras modificaciones a aquellos del PUP.

Se proporcionan en general las comunicaciones de red propósito, interconexión de redes de enrutamiento y la entrega de paquetes, incluyendo las funciones de nivel superior, como un flujo confiable , y llamadas a procedimientos remotos . XNS precedió e influyó en el desarrollo de la Interconexión de Sistemas Abiertos (OSI), modelo de red.

Estar en el dominio público, se convirtió en un XNS canónica red de área local de protocolo en la década de 1980, con copia a varios grados por prácticamente todos los sistemas de redes en uso en la década de 1990. Tuvo poco impacto en TCP / IP , sin embargo. 

Durante la década de 1980 XNS fue utilizada por 3Comy, con modificaciones, por una serie de otros sistemas comerciales que se convirtió en más común que XNS sí mismo, incluyendo -Bass Ungermann Net / One ,Novell NetWare y Banyan VINES .

Protocolo IPX/SPX

(Internet Packet Exchange): intercambio de paquetes de red. Protocolo desarrollado por Novell y utilizado en sus sistemas operativos NetWare

Se compone de dos protocolos al igual que TCP/IP, IPX trabaja sobre la Capa de red y se encarga del direccionamiento y envío de los datagramas pero no garantiza la llegada ni la integridad de los mismos por lo que se implementa sobre SPX, que trabaja sobre la Capa 4, para garantizar un envío confiable y que los datos llegaron correctamente y sin errores, muy similar a TCP/IP. 

Esta se utiliza en la topología BUS

En redes LAN su rendimiento supera al de TCP/IP ya que es un protocolo sencillo y confiable, pero el principal inconveniente que presenta para redes medianas y grandes es que no se puede enrutar o sea que no puede pasar de una subred a otra si entre ambas hay un encaminador (router), por lo que no puede usarse en redes WAN. Otro inconveniente que presenta en redes con un cierto número de equipos es que puede llegar a saturar la red con los broadcast que lanzan los equipos para anunciarse en la red.

ATM

El Modo de Transferencia Asíncrono es una tecnología de conmutación que usa pequeñas celdas de tamaño fijo,desarrollada para hacer frente a la gran demanda de capacidad de transmisión para servicios y aplicaciones. ATM es asíncrono porque las celdas son transmitidas a través de una red sin tener que ocupar fragmentos específicos de tiempo en alineación de paquete, como las tramas T1. Estas celdas son pequeñas(53 bytes), comparadas con los paquetes LAN de longitud variable


Asynchronous Transfer Mode (ATM) es una tecnología de switching basada en unidades de datos de un tamaño fijo de 53 bytes llamadas celdas. ATM opera en modo orientado a la conexión, esto significa que cuando dos nodos desean transferir deben primero establecer un canal o conexión por medio de un protocolo de llamada o señalización. Una vez establecida la conexión, las celdas de ATM incluyen información que permite identificar la conexión a la cual pertenecen.

En una red ATM las comunicaciones se establecen a través de un conjunto de dispositivos intermedios llamados switches.


ATM está diseñado para manejar los siguientes tipos de tráfico:

  • Clase A - Constant Bit Rate (CBR), orientado a conexión, tráfico síncrono (Ej. voz o video sin compresión)
  • Clase B - Variable Bit Traffic (VBR), orientado a conexión, tráfico sícrono (voz y video comprimidos).
  • Clase C - Variable Bit Rate, orientado a conexión, tráfico asíncrono (X.25, Frame Relay, etc).
  • Clase D - Información de paquete sin conexión (tráfico LAN, SMDS, etc).






Modelo de capas de ATM

Capa Física
  • Define la forma en que las celdas se transportan por la red
  • Es independiente de los medios físicos
  • Tiene dos subcapas:
  1. TC (Transmission Convergence Sublayer)
  2. lPM (Physical Medium Sublayer)
Capa ATM
  • Provee un solo mecanismo de transporte para múltiples opciones de servicio
  • Es independiente del tipo de información que es transmitida (datos, gráficos, voz. audio, video) con excepción del tipo de servicio (QOS) requerido
  • Existen dos tipos de header ATM:
  1. UNI (User-Network Interface)
  2. NNI (Network-Network Interface)
ATM Adaptation Layer
  • Provee las funciones orientadas al usuario no comprendidas en la Capa ATM
  • Permite a la Capa ATM transportar diferentes protocolos y servicios de capas superiores
  • Tiene dos subcapas
  1. CS (Convergence Sublayer)
  2. SAR (Segmentation and Reassembly Sublayer)

jueves, 18 de octubre de 2012

Protocolo TCP/IP


El Protocolo de Control de Transmisión (TCP) fue creado entre los años 1973 - 1974 por Vint Cerf y Robert Kahn) es uno de los protocolos fundamentales en Internet. El protocolo garantiza que los datos serán entregados en su destino sin errores y en el mismo orden en que se transmitieron.

El Protocolo de Internet (IP) es un protocolo no orientado a conexión usado tanto por el origen como por el destino para la comunicación de datos a través de una red de paquetes conmutados.

El TCP/IP es la base de Internet, y sirve para enlazarcomputadoras que utilizan diferentes sistemas operativos, incluyendo PC, minicomputadoras y computadoras centrales sobre redes de área local (LAN) y área extensa (WAN)


TCP/IP está diseñado para cumplir con una cierta cantidad de criterios, entre ellos:
  • Dividir mensajes en paquetes;
  • Usar un sistema de direcciones;
  • Enrutar datos por la red;
  • Detectar errores en las transmisiones de datos.

El modelo TCP/IP

El modelo TCP/IP, influenciado por el modelo OSI, también utiliza el enfoque modular (utiliza módulos o capas), pero sólo contiene cuatro:
  1. Capa de aplicación
  2. Capa de acceso a la red
Como puede apreciarse, las capas del modelo TCP/IP tienen tareas mucho más diversas que las del modelo OSI, considerando que ciertas capas del modelo TCP/IP se corresponden con varios niveles del modelo OSI.

Las funciones de las diferentes capas son las siguientes:
  • capa de acceso a la red: especifica la forma en la que los datos deben enrutarse, sea cual sea el tipo de red utilizado;
  • capa de Internet: es responsable de proporcionar el paquete de datos (datagrama);
  • capa de transporte: brinda los datos de enrutamiento, junto con los mecanismos que permiten conocer el estado de la transmisión;
  • capa de aplicación: incorpora aplicaciones de red estándar (Telnet, SMTP, FTP, etc.).A continuación se indican los principales protocolos que comprenden el conjunto TCP/IP:

Aplicaciones de red TCP o UDP IP, ARP, RARP FTS, FDDI, PPP, Ethernet, Red de anillos

Protocolo DECnet

Es un protocolo de red propio de Digital Equipement Corporation (DEC), que se utiliza para las conexiones en red de los ordenadores y equipos de esta marca y sus compatibles. Está muy extendido en el mundo académico.
Uno de sus componentes, LAT (Local Area Transport, transporte de área local), se utiliza para conectar periféricos por medio de la red y tiene una serie de características de gran utilidad como la asignación de nombres de servicio a periféricos o los servicios dedicados.

El objetivo de DECnet es permitir la interconexión generalizada de diferentes computadoras principales y redes punto a punto, multipunto o conmutadas de manera tal que los usuarios puedan compartir programas, archivos de datos y dispositivos de terminales remotos.

DECnet soporta la norma del protocolo internacional X.25 y cuenta con capacidades para conmutación de paquetes. Se ofrece un emulador mediante el cual los sistemas de la Digital Equipment Corporation se pueden interconectar con las macrocomputadoras de IBM y correr en un ambiente ASR. El protocolo de mensaje para comunicación digital de datos (PMCDD) de la DECnet es un protocolo orientado a los bytes cuya estructura es similar a la del protocolo de Comunicación Binaria Síncrona (CBS) de IBM.

Se han lanzado al mercado varias versiones del DECnet. Primero el utilizado para la comunicación entre dos microcomputadoras directamente unidas. Los lanzamientos siguientes ampliaron la funcionalidad del DECnet agregando la ayuda para los protocolos propietarios y estándares adicionales, manteniendo también la compatibilidad con los protocolos anteriores a su lanzamiento.

Protocolo AppleTalk

Apple Talk es la jerarquía de protocolos de Apple Computer para permitir que los equipos Apple Macintosh compartan archivos e impresoras en un entorno de red. Se introdujo en 1984 como una tecnología LAN autoconfigurable. Apple Talk también está disponible en muchos sistemas UNIX que utilizan paquetes comerciales y de libre distribución. El conjunto de protocolos AppleTalk permite compartir archivos a alto nivel utilizando AppleShare, los servicios de impresión y gestores de impresión de LaserWriter, junto con la secuencia de datos de bajo nivel y la entrega de datagramas básicos.





Protocolos AppleTalk
  • AppleTalk: Una colección de protocolos que se corresponde con el modelo OSI. Soporta LocalTalk, EtherTalk y TokenTalk.

  • LocalTalk: Describe el cable par trenzado apantallado utilizado para conectar equipos Macintosh con otros Macintosh o impresoras. Un segmento LocalTalk permite hasta un máximo de 32 dispositivos y opera a una velocidad de 230 Kbps.

  • Ether Talk: AppleTalk sobre Ethernet. Opera a una velocidad de 10 Mbps. Fast Ethernet opera a una velocidad de 100 Mbps.

  • Token Talk: AppleTalk sobre Token Ring. Dependiendo de su hardware, TokenTalk opera a 4 o a 16 Mbps.