conceptos de las capas superiores

FUNDAMENTOS DE REDES
CONCEPTOS DE LAS
CAPAS SUPERIORES
Dolly Gómez Santacruz
dollygos@univalle.edu.co
CAPA DE SESION
Conceptos
● El
propósito principal de la capa de sesión en
la pila OSI es minimizar los efectos de los fallos
en la red durante una transacción de aplicación. En muchas aplicaciones, una transacción puede ocupar un tiempo considerable y
requerir la transferencia de una gran cantidad
de datos.
● Después de que los paquetes de datos provenientes de las cuatro capas inferiores se transportan a través de la capa de transporte, son
transformados en sesiones por el protocolo de
capa 5 o capa de sesión del modelo OSI
Conceptos
La capa de sesión establece, administra y termina las
sesiones entre las aplicaciones (establecer un camino
de comunicación lógico), lo utiliza para intercambiar
datos (unidades de diálogo) y liberar la conexión de
una forma ordenada.
Establecer puntos de sincronización durante un diálogo
y, en caso de ocurrir errores, reanudar el diálogo a
partir de un punto de sincronización convenido
Interrumpir (suspender) un diálogo y reanudarlo
después en un punto convenido de antemano.
Mantener informada de ciertas excepciones que
pueden surgir de la red subyacente durante una sesión.
La capa de sesión coordina las aplicaciones mientras
interactúan en dos hosts que se comunican entre sí.
CAPA DE PRESENTACIÓN
Conceptos
Esta capa es generalmente un protocolo de
transferencia de la información desde capas
adyacentes. Permite la comunicación entre
aplicaciones en diversos sistemas informáticos
de tal forma que sean transparentes para las
aplicaciones.
La capa de presentación se ocupa del formato
y de la representación de datos. De ser necesario, esta capa puede servir de intermediario
entre distintos formatos de datos.
Conceptos
Cumple tres funciones principales:
● Formateo de datos (presentación)
● Cifrado de datos
● Compresión de datos
Después de recibir los datos de la capa de aplicación, la capa de presentación ejecuta una de sus
funciones, o todas ellas, con los datos antes de
mandarlos a la capa de sesión.
En la estación receptora, la capa de presentación
toma los datos de la capa de sesión y ejecuta las
funciones requeridas antes de pasarlos a la capa de
aplicación
Conceptos
El trabajo de la capa de presentación consiste
precisamente en codificar los datos estructurados
del formato interno utilizado en la máquina transmisora, a un flujo de bits adecuado para la transmisión y, después, decodificarlos para representarlos en el formato del extremo destinatario.
Determina la presentación de texto, las imágenes
gráficas, sonidos y películas:
Por ejemplo: Código ampliado de caracteres decimal codificados en binario (EBCDIC), Código
americano normalizado para el intercambio de la
información (ASCII), binarios, TIFF, JpeG,Midi,
Mpeg, QuickTime.
Conceptos
La capa 6 también es responsable por el cifrado de datos: proteje la información durante
la transmisión.
Conceptos
La capa 6 también es responsable por la compresión
de datos: algoritmos para reducir el tamaño de los
archivos, ejemplo: buscar patrones de bits repetidos
en el archivo y entonces los reemplaza con un token.
CAPA DE APLICACIÓN
● La
capa de aplicación permite a los host intercambiar información (estructuras de datos) en su propia sintaxis local. Los programas de usuario
(procesadores de texto, email, bases de datos,
etc.) requieren servicios de transferencia de información especializados.
● La capa de aplicación es la capa más cercana al
usuario final: es la que funciona cuando interactúa
con aplicaciones de software como, por ejemplo,
enviar y recibir correo electrónico a través de una
red.
Conceptos
Proveer servicios al usuario
n Correo electrónico
n Navegación web
n Transferencia de archivos
n Terminal virtual
n audio/video
n Peer to peer
n etc., etc., ...
Se necesitan protocolos y servicios de apoyo a las
aplicaciones
n
n
n
Servicio de nombres (DNS)
Seguridad (Criptografía/Autenticación)
Administración de redes
Conceptos
Las aplicaciones usan UDP o TCP como mecanismo de
transporte. UDP no es fiable ni ofrece control de flujo, por lo
que en este caso la aplicación ha de proporcionar sus propia
rutinas de recuperación de errores y de control de flujo. La
mayoría de los protocolos de aplicación utilizan TCP, pero
algunas aplicaciones se construyen sobre UDP para
proporcionar un mejor rendimiento reduciendo la carga del
sistema que genera el protocolo.
CAPA DE APLICACIÓN
Funciones
La capa de aplicación soporta el componente de
comunicación de una aplicación
●Es
●
●
●
●
responsable de:
Identificar y establecer la disponibilidad de los socios
de la comunicación deseada
Sincronizar las aplicaciones cooperantes
Establecer acuerdos con respecto a los procedimientos para la recuperación de errores
Controlar la integridad de los datos
Modelo cliente - servidor
(Aplicaciones directas)
● La
mayoría de las aplicaciones que operan en
un entorno de red emplean este modelo.
● El lado del cliente se encuentra ubicado en el
computador local y es el que solicita los servicios. El lado del servidor se encuentra ubicado
en un computador remoto y brinda servicios en
respuesta al pedido del cliente. Una aplicación
consta de una parte de servidor y una de cliente,
que se pueden ejecutar en el mismo o en diferentes sistemas. Ej. FTP, los navegadores Web y
el correo electrónico
Modelo cliente - servidor
● Una
aplicación cliente/servidor funciona mediante
la repetición constante de la rutina cíclica: petición del cliente, respuesta del servidor; petición
del cliente, respuesta del servidor; etc.
● Los usuarios invocan la parte cliente de la aplicación, que construye una solicitud para ese servicio y se la envía al servidor de la aplicación que
usa TCP/IP como transporte.
● El servidor es un programa que recibe una solicitud, realiza el servicio requerido y devuelve los
resultados en forma de una respuesta. Generalmente un servidor puede tratar múltiples peticiones al mismo tiempo.
Modelo cliente - servidor
Aplicaciones Indirectas
CAPA DE APLICACIÓN
Conexión y desconexión
Dos maneras para realizar el proceso de comunicación:
a)Algunas aplicaciones mantienen la conexión
con el servidor sólo durante el tiempo suficiente
como para procesar la transacción:
● Por
ejemplo http, la conexión se mantiene lo suficiente
como para descargar la página Web actual
● Una vez que se ha completado el procesamiento, la
conexión se interrumpe y se debe reestablecer para
que la siguiente petición de procesamiento se pueda
llevar a cabo
CAPA DE APLICACIÓN
Conexión y desconexión
b)El computador cliente finaliza la conexión
cuando el usuario determina que ha finalizado.
● Ejemplos
de ello son Telnet y FTP, que establecen una conexión con el servidor y mantienen esa conexión hasta que se haya ejecutado todo el proceso y la aplicación ordena
cerrar la conexión.
Aplicaciones de Internet
● Las
aplicaciones de red se seleccionan tomando
como base el tipo de trabajo que necesita realizar.
● Cada tipo de programa de aplicación se asocia con su
propio protocolo de aplicación.
● Algunos tipos de programas y protocolos disponibles
son:
La World Wide Web usa el protocolo HTTP.
● Los correos electrónicos se envían usando el procotolo SMTP.
●
Aplicaciones de Internet
● Los
programas de correo electrónico soportan
los protocolos de capa de aplicación POP3 o
IMAP para la lectura de los mensajes.
● Los programas de transferencia de archivos utilizan el protocolo FTP para copiar y trasladar
archivos entre sitios remotos.
● La recopilación y monitoreo de datos de los
equipos de red utiliza el protocolo SNMP.
● La conexión remota y emulación de terminal
usa el protocolo TELNET (o SSH).
DIRECCIONES IP Y NOMBRES DE DOMINIO
● En
la capa de red, se establece un esquema de direccionamiento jerárquico. Esto permite el enrutamiento basado en clases de direcciones, en lugar
de en direcciones individuales.
● La asociación de la dirección correcta con el sitio de
Internet se convierte en un problema.
● Es fácil olvidar cuál es la dirección de un sitio en particular dado que no hay ningún elemento que permita asociar el contenido del sitio con su dirección.
● Se
requiere de un servidor que responda a las
peticiones que realizan los clientes para traducir
un nombre de dominio a la dirección IP asociada.
Direcciones IP y Nombres de Dominio
● El
DNS (Servidor de nombres de dominio) usa el
concepto de espacio de nombres distribuido. Los
nombres simbólicos se agrupan en zonas de autoridad, o más comúnmente, zonas. En cada una de estas zonas, uno o más hosts tienen la tarea de mantener una base de datos de nombres simbólicos y direcciones IP y de suministrar la función de servidor
para los clientes que deseen traducir nombres simbólicos a direcciones IP. Estos servidores de nombres locales se interconectan lógicamente en una
árbol jerárquico de dominios.
Direcciones IP y Nombres de Dominio
Direcciones IP y Nombres de Dominio
● Para
poder asociar el contenido del sitio con su dirección, se desarrolló un sistema de nombres de dominio.
● Un dominio es un grupo de computadores asociados, ya
sea por su ubicación geográfica o por el tipo de actividad comercial que comparten.
● El nombre de dominio es una serie de caracteres y/o
números, generalmente un nombre o una abreviatura,
que representa la dirección numérica de un sitio de Internet. Existen más de 200 dominios de primer nivel en
Internet, por ejemplo:
● .us: United States (Estados Unidos)
● .uk: United Kingdom (Reino Unido)
Direcciones IP y Nombres de Dominio
También existen nombres genéricos, por
ejemplo:
.edu: sitios educacionales
.com: sitios comerciales
.gov: sitios gubernamentales
.org: sitios sin fines de lucro
.net: servicio de red
Direcciones IP y Nombres de Dominio
www.univalle.edu.co
190.144.162.5
campusvirtual.univalle.edu.co
190.144.162.9
www.microsoft.com
207.46.19.60
www.google.com
64.233.179.104
www.google.com
64.233.179.99
SERVIDOR NOMBRES DE DOMINIO
PROCESO:
1)Si no logra traducir la dirección, transfiere la petición al
siguiente servidor DNS de nivel superior del sistema,
que intenta entonces traducir la dirección.
2)Si el DNS de este nivel puede traducir el nombre de
dominio a su dirección IP asociada, lo hace y devuelve
el resultado al cliente de no ser así, envía la solicitud al
siguiente nivel superior.
3)Si un DNS local puede traducir un nombre de dominio a
su dirección IP asociada, lo hace y retorna el resultado
al cliente.
Servidor Nombres de Dominio
4)Este proceso se vuelve a repetir hasta que el nombre de dominio se haya traducido o que se haya alcanzado el nivel DNS más elevado.
5)Si no se puede encontrar el nombre de dominio en
el nivel DNS superior, se considera como error y se
devuelve el mensaje de error correspondiente.
Servidor Nombres de Dominio
● Muchas
implementaciones de DNS proporcionan tres
utilidades bastante comunes para consultar a servidores
de nombres, permitiendo localizar información acerca
de los nodos de red, ejecutar simples consultas
● host
● Nslookup
● dig("Domain Internet Groper")
CORREO ELECTRÓNICO
● El
correo electrónico (e-mail) permite el envío
de mensajes entre computadores conectados.
El procedimiento para enviar un documento por
correo electrónico involucra dos procesos separados.
El primero consiste en enviar el mensaje de correo
electrónico a la “oficina” de correos del usuario
● El segundo, en entregar el mensaje desde esa oficina de correos al cliente de correo electrónico del
usuario (es decir, el destinatario)
●
Correo electrónico
Correo electrónico
Correo electrónico
Correo electrónico - Función DNS
● Siempre
que un cliente de correo electrónico envía mensajes, solicita a un servidor DNS,
conectado a la red, que traduzca los nombres de
dominio a sus direcciones IP asociadas.
● Si el DNS puede traducir los nombres, devuelve la
dirección IP a los clientes, permitiendo de esta
manera la segmentación y el encapsulamiento
correcto en la capa de transporte.
● Si DNS no puede traducir los nombres, las solicitudes se transfieren hasta que los nombres se
hayan traducido.
Correo electrónico - Función DNS
● La
parte de la dirección de correo electrónico que
contiene el nombre del destinatario (receptor)
cobra importancia en este punto.
● El servidor lo extrae del mensaje de correo electrónico y verifica que la persona sea un usuario
del servidor de correos.
● Si el destinatario es un usuario, guarda el mensaje en su buzón hasta que alguien lo recupere.
● Si el destinatario no es un usuario, el servidor de
correos genera un mensaje de error y envía el
mensaje de vuelta al remitente.
Correo electrónico - Recepción
a)La segunda parte del proceso de correo electrónico
es el proceso de recepción. Los destinatarios de mensajes deben utilizar el software cliente de correo electrónico en sus computadores para realizar peticiones
a las oficinas postales (servidores) de correo electrónico.
b)Cuando el destinatario del mensaje hace clic en los
botones "Recibir correo", generalmente se le solicita
que ingrese una contraseña. Una vez que han ingresado la contraseña y han hecho clic en "Aceptar",
el software de correo electrónico crea una petición
para los servidores de correos.
Correo electrónico - Recepción
c)Luego extrae las direcciones de la oficina de
correos de los datos de configuración que se
escribieron cuando se configuró el software de
correo electrónico. El proceso usa luego otra
verificación DNS para buscar las direcciones IP
de los servidores. Finalmente, las peticiones
son segmentadas y secuenciadas por la capa
de transporte.
PROTOCOLO SENCILLO DE
ADMINISTRACIÓN DE RED SNMP
Permite gestionar redes TCP/IP.
● Versión 2 la más utilizada actualmente.
● A nivel de transporte, utiliza UDP (datagrama, no
confiable).
● Operaciones básicas: interrogar y setear variables,
enviar traps
● Manejo
de MIB (Management Information Base)
colección de objetos, organizado en categorías.
●
PROTOCOLO SENCILLO DE
ADMINISTRACIÓN DE RED SNMP
SNMP se basa en un sistema de petición-respuesta.
La autoridad gestora no es la red como sistema sino
una o varias estaciones distinguidas (NMS).
La arquitectura SNMP consta de los siguientes componentes:
● Gestores (NMS’s)
● Agentes (nodos administrados)
● MIB (base de datos con información)
● SMI (administración de la base de datos)
● Protocolos (órdenes)
PROTOCOLO SENCILLO DE
ADMINISTRACIÓN DE RED SNMP
SNMP permite:
Obtener información administrativa
n Mensaje snmp-get
Obtener información de tráfico
n get de contadores de una interfaz
Realizar acciones
n set del estado de una interfaz (up/down)
n set indicando realizar backup
Mensajes no solicitados
n Traps al ocurrir eventos (login, interfaz down, etc).
TELNET
El software de emulación de terminal (Telnet) tiene
la capacidad de acceder de forma remota a otro
computador.
● Le permite conectarse a un host de Internet y ejecutar comandos. Se considera al cliente de Telnet
como una máquina local y al servidor de Telnet, que
utiliza un software especial denominado daemon,
como un host remoto
● El
protocolo TELNET proporciona una interfaz
estandarizada, a través de la cual un programa de
un host(el cliente) puede acceder a los recursos de
otro host (el servidor de TELNET) como si el cliente
fuera una terminal local conectada al servidor.
●
Telnet
FTP
El protocolo de transferencia de archivos (FTP)
está diseñado para descargar archivos o cargarlos,
es una aplicación cliente/servidor . Requiere software de servidor que se ejecuta en un host al que
se puede acceder a través del software de cliente.
● La transferencia de datos entre cliente y servidor
puede producirse en cualquier dirección. El cliente
puede enviar o pedir un fichero al servidor.
● Una sesión FTP se establece de la misma forma
que una sesión Telnet. Al igual que lo que ocurre
con Telnet, la sesión FTP se mantiene hasta que el
cliente la termina o hasta que se produce algún
tipo de error de comunicación
●
FTP
Para acceder a ficheros remotos, el usuario debe
identificarse al servidor. En este punto el servidor es
responsable de autentificar al cliente antes de permitir la transferencia de ficheros.
● FTP usa TCP como protocolo de transporte para
proporcionar conexiones fiables entre los extremos.
Se emplean dos conexiones: la primera es para el
login y sigue el protocolo TELNET y la segunda es
para gestionar la transferencia de datos.
● El usuario debe tener un nombre de usuario y un
password para acceder a ficheros y a directorios. El
usuario que inicia la conexión asume la función de
cliente, mientras que el host remoto adopta la función
de servidor
●
FTP
TFTP
PROTOCOLO DE TRANSFERENCIA DE
HIPERTEXTO HTTP
Es un sencillo protocolo cliente-servidor que articula los intercambios de información entre los
clientes Web y los servidores HTTP.
● Los hipervínculos hacen que la World Wide
Web sea fácil de navegar. Un hipervínculo es
un objeto en una página Web que, cuando se
hace clic en él, lo transfiere a otra página Web.
La página Web contiene una ubicación de dirección que se denomina Localizador de Recursos Uniforme (URL)
●
World Wide Web