Es
el modelo de referencia para la intercomunicación de sistemas
abiertos. Pretende crear un estandart de modelo de referencia donde se
basen los distintos sistemas de red. ¡¡El modelo OSI no es un
sistema operativo de red!!
En la torre OSI podemos
distinguir 7 niveles o capas:
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Nivel
7
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Aplicación
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Nivel
6
|
Presentación
|
|
Nivel
5
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Sesión
|
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Nivel
4
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Transporte
|
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Nivel
3
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Red
|
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Nivel
2
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Enlace
|
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Nivel
1
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Físico
|
Los niveles 1,2 y 3 pertenecen
a los Niveles de Subred. Los niveles 5,6 y 7 pertenecen a los Niveles
de Aplicación.
Nivel Físico:
Define las características
eléctricas, mecánicas, ... (todo lo referente al hardware). Se ocupa
de las transmisiones a nivel de bit.
Sus funciones son:
- Permitir la compatibilidad
entre los distintos tipos de conectores
- Establecer las funciones
que realizan cada uno de los pines del conector
- El tipo de cableado que se
va a utilizar
- El voltaje de las señales
- Duración de los pulsos eléctricos
- Modulación de la señal
(si la hay)
Nivel de Enlace:
Establece la comunicación
entre en nivel físico y de red. Tiene que coger un mensaje y romperlo
en bloques (tramas), las cuales se envían secuencialmente a través
de la conexión que establezca la capa física. También tiene que
esperar las tramas que va a enviar el receptor.
Funciones:
- Controlar los errores de la
recepción
- Eliminar tramas duplicadas
- Controlar la recepción de
las tramas
- Tratamiento de las
congestiones de la red
Nivel de Red o Nivel de
Control de Subred:
La función principal de esta
capa es la del encaminamiento de los bloques, eligiendo la ruta más
adecuada para que lleguen al receptor. Además, deberá encontrar al
destinatario aun en el caso de que no se encuentre en la misma red que
el emisor. Este nivel se encarga de la compatibilidad entre redes.
Nivel de Transporte:
Está situado entre los
niveles de subred y los de aplicación y su función es tomar los
datos del nivel de sesión y fraccionarlos de manera que sean
adecuados con la subred con la que estamos trabajando. Tiene que
ocuparse de los datos independientemente del hardware y software que
tenga la red con la que estemos trabajando.
Nivel de Sesión:
Es el que permite establecer
la comunicación entre el emisor y el receptor, permitiendo establecer
una sesión y realizar la transferencia de datos. Para establecer la
sesión se van a producir 2 pasos: primero se crearán tanto en el
emisor como en el receptor dos buzones, en los cuales se van a ir
recibiendo los mensajes. Luego se producirá un intercambio entre el
buzón del emisor y del receptor, donde debe haber un protocolo común
en ambos equipos.
La capa de sesión controla si
la comunicación es unidireccional o bidireccional y qué usuarios son
los que usan los recursos compartidos de la red.
Nivel de Presentación:
La función de esta capa es
ocuparse del contenidop informativo de los datos: cómo se
representan, mediante que sistema de codificación, ... Si un emisor y
un receptor no trabajan con el mismo código, permite adecuarlo para
que ambos se entiendan. También se encargará de comprimir y
encriptar los datos.
Nivel de Aplicación:
En esta capa se definen los
protocolos que utilizan las aplicaciones de usuario. Hay 4 grandes
grupos de protocolos:
- Protocolos de gestión del
sistema: todas las tareas relacionadas con el sistema de
interconexión de los equipos en la red, por ejemplo, el protocolo
TCP/IP
- Protocolos de gestión de
la aplicación: procesos que controlan la asignación de recursos
del equipo, bloqueos del pc, accesos no autorizados,...
- Protocolos de sistema:
tareas del sistema operativo, tales como los accesos a discos y
ficheros, la gestión de la memoria, la ejecución de tareas,...
- Protocolos específicos de
aplicaciones: dependen del tipo de aplicación con la que vayamos
a trabajar.
Arquitectura SNA
La arquitectura SNA (System
Netware Architecture) es propia de IBM. Inicialmente estaba pensada
para redes centralizadas, es decir, redes con 1 host al que se
conectaban los terminales. Luego se modificó para permitir tener
varios hosts con sus terminales y que esos host se pudiesen comunicar
entre sí.
Las últimas versiones de SNA
permiten cualquier tipo de topología y la comunicación en otras
redes que no tengan este tipo de arquitectura. A los equipos se les
llama nodos y podemos distinguir 4 tipos: terminales, procesadores
frontales, controladores y host.
Los nodos controladores son
equipos que controlan a los terminales y periféricos que hay en una
red. Los nodos procesadores frontales son equipos encargados de
reducir la carga de la cpu de los hosts, realizando distintas
funciones, tales como el procesamiento de datos, el sistema de impresión,...
Supuestamente, cada uno de los
equipos tiene que tener una NAU (Network Adress Unit ó Unidad
Direccionable de Red). La NAU es un software y podemos distinguir 3
tipos:
- LU (Unidad Lógica)
- PU (Unidad Física)
- SSCP (Punto de Control del
Servicio del Sistema)
La LU y PU se incluyen en los
ordenadores normales. Un nodo don SSCP es el que va a constituir un
dominio en las redes IBM.
TCP/IP
El TCP/IP (Transmision Control
Protocol/Internet Protocol) es un conjunto de protocolos, que
proporcionan una serie de reglas para la comunicación entre
ordenadores. Estos protocolos fueron creados como parte del proyecto
DARPA por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos a mediados
de los años 70.
Es una forma de resolver la
cuestión de comunicación entre nodos que pertenecen a redes con
distintos niveles lógicos y de enlace, por ejemplo, entre un nodo de
una red Ethernet y otro nodo de una red de tipo token ring). Son los
protocolos de interconexión de redes más utilizados en la actualidad
y son la base de la red de Internet.
El cuerpo técnico que
supervisa el desarrollo de los protocolos TCP/IP es el IAB (Internet
Activities Board) y la fuente de información donde se halla la
documentación técnica sobre TCP/IP es el NIC (Network Information
Centre)
La principal característica
del TCP/IP es que establece la comunicación por medio de paquetes
de información. Cuando un ordenador quiere mandar a otro un fichero
de datos, lo primero que hace es partirlo en trozos pequeños
(alrededor de unos 4 Kb) y posteriormente enviar cada trozo por
separado. Cada paquete de información contiene la dirección en la
Red donde ha de llegar, y también la dirección de remite, por si hay
que recibir respuesta. Los paquetes viajan por la Red de forma
independiente. Entre dos puntos de la Red suele haber muchos caminos
posibles, de forma que cada paquete escoge uno dependiendo de factores
como saturación de las rutas o posibles atascos.
Otra característica del
TCP/IP es que admite la posibilidad de que algún paquete de información
se pierda por el camino. Puede ocurrir que un ordenador intermediario
se apague o se sature justo cuando un trozo de un fichero que estemos
enviando o recibiendo pase por dicho ordenador.
Arquitectura de protocolos
TCP/IP:
No hay un estándar para este
modelo ( al contrario del OSI ) , pero generalmente hay estas cinco
capas :
- Capa física
: es la encargada de utilizar el medio de transmisión de datos . Se
encarga también de la naturaleza de las señales , velocidad de
datos , etc..
- Capa de acceso a la red
: es responsable del intercambio de datos entre el sistema final y
la red a la cual se está conectado .
- Capa internet ( IP )
: se encarga del encaminamiento a través de varias redes .
- Capa de transporte o capa
origen-destino ( TCP )
: se encarga de controlar que los datos emanados de las aplicaciones
lleguen correctamente y en orden a su destino .
- Capa de aplicación
: contiene la lógica necesaria para llevar a cabo las aplicaciones
de usuario .
Correlación de TCP/IP con el
modelo OSI:
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OSI
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TCP/IP
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Aplicación
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Presentación
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Sesión
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Transporte
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TCP
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Red
|
IP
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Enlace
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Físico
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Internet Protocol (IP):
IP actua en el nivel 3 del
modelo OSI y permite el intercambio de mensajes entre redes que no
comparten los mismos niveles físico y de enlace de datos (niveles 1 y
2 del modelo OSI). Al conjunto de datos transmitidos por IP se le
denomina " datagrama IP ". Cada datagrama IP posee infromación
del destino, de forma que puede llegar automáticamente al nodo de
destino. El mecanismo de conseguirlo es dotar a cada nodo de una
dirección IP única.
En el esquema de IP existen
dos tipos de dispositivos (nodos):
- Host: nodos pertenecientes
a una subred
- Router: nodos que enlazan
dos subredes distintas
Dirección IP:
Se trata de una dirección única
a nivel mundial y la concede INTERNIC, Centro de Información de la
Red Internet. Consiste en 32 bits que normalmente se expresan en forma
decimal, en cuatro grupos de tres dígitos separados por puntos. Esos
dígitos irán de 0 a 255.
Ejemplo:
Para redes que no van a estar
nunca conectadas con otras, se pueden asignar las direcciones IP que
se desee, aunque de forma general, dos nodos conectados a una misma
red no pueden tener la misma dirección IP.
Ejemplo:
Existe un conjunto de
direcciones "especiales" que no se asignan a ningún equipo
y que tienen un significado específico:
Ej: 127.0.0.1 ------> el
propio ordenador
La dirección IP se divide en
dos partes: la parte del identificador de la subred y la parte del
nodo (host).
El número de direcciones
distintas que se pueden asignar es de 2^32, es decir, alrededor de
4.000 millones, pero este número se está revelando insuficiente
debido al gran crecimiento de Internet, a la ampliación de los usos
de TCP/IP, a la necesidad de asignar más de una dirección IP a cada
ordenador, etc.
Máscara de subred:
La máscara de subred es un
conjunto de 32 bits que permiten separar de una dirección IP la parte
del identificador de la subred de la parte del nodo.
La forma de saber la parte de
red de una dirección IP es sumarle (suma lógica en binario) la máscara
de subred. De esta forma, si tenemos la dirección IP 20.0.0.4 y su máscara
de subred es 255.0.0.0, la parte de red de la dirección IP anterior
se obtendría de la siguiente manera:
00010100 00000000 00000000
00000100 Dirección IP: 20.0.0.4
+
11111111 00000000 00000000
00000000 Máscara de subred: 255.0.0.0
---------------------------------------------
00010100 00000000 00000000
00000000 Subred: 20.0.0.0
Soluciones para la escasez de
direcciones IP:
- Manteniendo el mismo
protocolo IP: dos soluciones
- Asignación dinámica de
direcciones IP (Servidor DHCP). El servidor DHCP tiene un juego de
direcciones IP disponibles que va asignando a cada nodo dinámicamente
según se las van pidiendo.
- Servidores Proxy. Un único
nodo (el servidor proxy) tiene una dirección IP "real"
y los demás utilizan direcciones falsas.
- Cambiando el protocolo IP:
IPv6 (Ipng-1994. Se trata de sustituir IP por una nueva versión
con las siguientes mejoras
- Espacio de direcciones
ampliado. Se utilizarán direcciones de 126 bits en lugar de 32
bits.
- Capacidades de seguridad.
Incluye características que permiten la autentificación de los
mensajes y la privacidad.
- Asignación dinámica de
direcciones IP. Ipv6 incluye dicha asignación.
DNS :
Para comunicarse con un nodo
mediante IP es necesario conocer su dirección IP, que al ser un número
no es fácil de recordar. Por ello surgió un proyecto denominado DNS
(Domain Name System o Sistema de Nombres de Dominio), que establece
una relación entre una dirección IP y un nombre de host, haciéndolo
más fácil de recordar.
Ej: 194.179.100.18
<<<>>> irc.jet.es
La relación entre IP y
nombre de host está almacenada en unos nodos denominados servidores
DNS. De esta forma, si se quiere utilizar el sistema de nombres de
dominio es necesario conocer el nombre del host y la dirección IP de
algún servidor de DNS que nos pueda proporcionar la relación entre
direcciones IP y nombres de dominio.
Otra ventaja de la DNS es que
es independiente de la subred, es decir, si cambiamos un nodo de una
subred a otra, en general deberemos cambiar su dirección IP, mientras
que no será necesario cambiar su nombre de dominio.
Servidores DNS:
En los primeros tiempos de
Internet, los servidores DNS mantenían en un archivo denominado
"hosts.txt" las equivalencias de todos los nodos de Inet y
era actualizado por el NIC (Network Information Center), pero debido a
el gran crecimiento de la red de Internet, el mantenimiento de una
lista centralizada se hizo imposible y se introdujo el sistema DNS jerárquico,
usado hoy en dia.
Actualmente cada servidor DNS
gestiona y actualiza los nombres de host de un dominio o subconjunto
de nodos de Internet que son administrados por un organismo (empresa,
institución,...). De esta forma, cuando se conecta un nuevo nodo a
Inet, su nombre de host es dado de alta en el servidorDNS del dominio
al que corresponda.
Los dominios de un nodo van
separados por puntos y organizados de forma jerárquica, empezando por
el dominio de mayor nivel.
TCP (Transmission Control
Protocol):
Como ya sabemos, el protocolo
IP no garantiza la entrega satisfactoria de cada datagrama ya que éstos
son descartados si se excede el tiempo permitido, han podido llegar desordenados
o han llegado datagramas repetidos. Por estas razones, es necesario
que el mensaje se ordene, se complete con los trozos o tramas que
falten y se eliminen posibles duplicados. De esto se encargará el
TCP.
El protocolo TCP está formado
por dos protocolos, el TCP y el UDP. El TCP permite establecer un
circuito virtual entre dos nodos (protocolo orientado a conexión),
mientras que el UDP permite el envío de un segmento entre nodos sin
comprobar que el envío ha sido satisfactorio (protocolo no orientado
a conexión).
Las funciones del protocolo
TCP son:
- Segmentación de los
mensajes: TCP decide cómo trocear el mensaje que le llega de las
capas superiores y cómo formar el segmento.
- Etiquetado de procedencia:
TCP etiqueta cada segmento indicando el lugar que ocupa en un
mensaje completo.
- Control de flujo: TCP
permite la eliminación de duplicados y la petición de reenvío
de los segmentos que falten.
- Indicación de los datos
urgentes: es posible indicar si los datos que porta el segmento
son urgentes o no.
- Confirmación de la llegada
de datos: permite confirmar la recepción de los segmentos en el
destino.
- Direccionamiento de los
servicios de red: permite encaminar mensajes a un servicio de
nivel superior u otro mediante el empleo de puertos. De esta
manera, es posible distinguir servicios distintos recibiendo y
enviando mensajes dentro de un mismo nodo.
User Datagram Protocol (UDP):
El UPD permite el envío de un
segmento entre nodos sin comprobar que el envío ha sido
satisfactorio. No implementa otros mecanismos de control típicos de
TCP, como el troceado de los datos en paquetes o el reensamblado de
los mismos en el nodo destino.
El principal añadido de UDP
respecto a IP es el de direccionar los segmentos al puerto adecuado.
Algunos usos del UDP son:
- Cuando el envío de
mensajes quiera efectuarse de forma más rápida que con TCP. Al
no implementarse los controles de este último, el mensaje llegará
más rápido.
- Cuando se esté
desarrollando un servicio que implemente el control y ensamblado
de los mensajes en las capas superiores.
IPX/SPX y
NetBeui
