Modelo OSI y Arquitectura TCP/IP

Modelo OSI y Arquitectura TCP/IP
Arquitectura de Protocolos
• Entorno de ¨división¨ del trabajo.
• Esquema de ¨capas¨
• Modelo de cooperación.
• ¿Cuántas capas? ¿Cuál funcionalidad ?
• OSI definió un Modelo de Capas
• TCP/IP surgió como una pila de protocolos
Emisor
Emisor
Capa n
Capa n
Capa 2
Capa 1
Capa 2
Capa 1
Red
Arquitectura de Protocolos
• Encapsulado/Desencapasulado.
• Mensaje + Header = Datos + Información de Control.
• Entidad A genera mensaje XX => Encabezado1/Encabezado2/Encabezado3/XX).
• Entidad B recibe (Encabezado3/XX).
• Comunicación Real Vertical.
• Comunicación Virtual Horizontal.
Modelo OSI
Estandarizar => Interoperatividad.
Estandarizar => economía en gran escala.
Sistemas Abiertos.
Modelo de Comunicación por capas => Arquitectura.
1977, subcomité de la ISO para desarrollar una Arquitectura para modelar la
comunicación entre sistemas en una red.
El modelo de referencia se llamó OSI (Open System Interconection).
Conjunto Jerárquico de Capas.
Modelo OSI
• ISO definió un conjunto de capas y un conjunto de servicios que cada capa debería
cumplir.
• Cada Capa apoya su funcionalidad en la de la Capa Inferior.
• Las Capas Inferiores realizan las funciones más primitivas.
• Las Capas Inferiores ocultan sus detalles a las Capas Superiores.
• El reemplazo de una capa no implica cambios de otras.
• Un gran problema se ve subdividido así en problemas más sencillos.
• En una misma capa se agrupan funcionalidades similares.
• El número total de capas => descripción más sencilla.
• El número total de capas => overhead.
Modelo OSI
Entorno
User
Soft
S.O.
Hard
Modelo OSI
Modelo OSI – Elementos Claves
• Especificación de Protocolo: Reglas que rigen comunicación entre capas pares
de sistemas diferentes.
Sistemas Abiertos => especificaciones claras. Definición y significado de cada
campo de Header.
• Definición del Servicio: Cada capa ofrece un servicio a la inmediatamente por
encima, definiéndose cuál es el servicio pero no cómo se hace.
• Direccionamiento: Puede existir en varios niveles.
Modelo OSI - Capa Física (bits)
•
Capa 1. Especificación de tipo de medio (coaxil, FO, UTP, STP, Wireless), formato de
Tx (BB Manchester, OFDM, QAM), topología de la red (estrella, bus).
•
Funcionalidad: Regular Tx de señales (bits, símbolo) a través del enlace físico.
Define tensiones, duración de los símbolos, tipo de transmisión (simplex, half
duplex, full duplex), tipo de conectores (cantidad de pines y funciones de los
mismos).
•
Define: características mecánicas (propiedades físicas de interfaz y del medio de
Tx), eléctricas (niveles de tensión, velocidades de Tx), funcionales (definiciones de
funciones de circuitos de interfaz) y de procedimientos (secuencia de eventos) de
la interfaz física.
•
X.21- RS232C/V.24 - RS422/V.11
OSI - Capa de Enlace (tramas)
•
Capa 2. Presenta un enlace físico seguro a la Capa de Red. Puede activar,
desactivar y mantener el enlace.
•
Subcapa MAC (Medium Access Control) y Subcapa LLC (Logical Link Control).
•
Servicio seguro: control de errores y control de flujo, orden en la entrega
(secuenciamiento), reTx. Delimitación y sincronismo para reconocimiento de
tramas.
•
HDLC, IEEE 802.3, IEEE 802.11
OSI - Capa de Red (paquetes)
•
Capa 3. Asegurar transferencia de información a través de la red. Liberar a las capas
superiores del conocimiento de la tecnología subyacente.
•
Puede proveer los medios para establecer-mantener-liberar conexiones de red.
•
Resolver diferencias cuando los paquetes atraviesan
direccionamientos , longitudes de paquetes, protocolos.
distintas
•
•
Ruteo, direccionamiento, prioridades, manejo de rutas óptimas. Router.
•
IP
redes:
OSI - Capa de Transporte (segmentos)
•
Capa 4. Primer nivel end-to-end.
•
Servicio orientado a la conexión (fiabilidad) o sin conexión (transacciones).
•
Mantiene acceso uniforme a la red, independientemente del medio de
comunicación. “Blindar" el nivel superior respecto de los mecanismos de redes
subyacentes.
•
Optimización de recursos para calidad de conexión: manejo de errores, retardo
máximo permitido, prioridades de tráfico, probabilidades de falla, control de
congestión, control de flujo.
•
TCP, UDP.
OSI - Capa de Sesión
•
Capa5. Ofrece acceso a la red mediante el establecimiento y desconexión de una sesión
(en el sentido de acceso remoto desde un terminal para transferencia de archivos por
ejemplo).
•
•
Organiza-Sincroniza-Administra intercambio de información entre entidades de nivel 6.
El diálogo entre entidades podía ser DUPLEX o HALF-DUPLEX.
•
Checkpoints (puntos de comprobación) en caso de falla: servicio de sincronismo con
marcas, si se detecta error se puede recomenzar desde un punto determinado.
(Transacciones bancarias).
•
Administración de tokens para diálogo ordenado.
OSI - Capa de Presentación
•
Capa 6. Define formato de datos que van a intercambiar las aplicaciones para
resolución de diferencias sintácticas entre sistemas (ASCII, EBCDIC, aritmética
binaria, numeración de bytes) lo que implica la preservación de su significado.
•
Funcionalidad: Pasaje de un código a otro. Sintaxis.
•
Se solía asociar a esta capa las funcionalidades de Compresión y Criptografía.
OSI - Capa de Aplicación
•
Nivel de acceso a entorno OSI.
•
Responsable de la "semántica" de la información intercambiada.
•
No todas las aplicaciones son susceptibles de estandarizar pero determinados
procedimientos son comunes a todos los protocolos de aplicación
(empezar/terminar una asociación entre procesos de aplicación).
•
FTP, SMTP, POP3, HTTP
Modelo OSI – Conexión Directa
Modelo OSI – Conexión Indirecta
Arquitectura TCP/IP
Procesos
de usuario
Aplicación
Aplicación
Mensaje idéntico
Transporte
Transporte
Paquete idéntico
Internet
Internet
Datagrama idéntico
Interfaz de
red
Trama idénticos
Red Física
Interfaz de
red
Kernel
(sistema operativo)
Arquitectura TCP/IP
Aplicación
Maneja los detalles de una aplicación en
particular:Telnet, FTP, SMTP, SNMP,etc.
Transporte
Se encarga del flujo de datos entre capas de aplicación.
TCP, UDP
Internet
Interfaz de
red
Maneja los movimientos de los datagramas alrededor en la red.
IP,ICMP.
Maneja los detalles del medio de comunicación.
Ethernet, WiFi.
TCP/IP es una combinación
de varios protocolos
Internet
Protocol
Suite
Arquitectura TCP/IP
Datos de
usuario
Cabec.
Aplic.
Cabecera
TCP
Datos de
usuario
Datos de Aplicación
Segmento TCP
Cabecera Cabecera
Datos de Aplicación
IP
TCP
Datagrama IP
Cabecera Cabecera Cabecera
Datos de Aplicación
Ethernet
IP
TCP
20
20
14
Trama Ethernet
46 a 1500 bytes
Cola
Ethernet
4
Arquitectura TCP/IP
Mensaje idéntico
Aplicación
Aplicación
Paquete idéntico
Transporte
Transporte
Router
Internet
Datagrama
idéntico
Internet
Datagrama
idéntico
Internet
Interfaz de
red
Trama
idéntica
Interfaz de
red
Trama
idéntica
Interfaz de
red
Red Física 1
Red Física 2
Arquitectura TCP/IP
Protocolo FTP
FTP
Cliente
FTP
Servidor
Protocolo end-to-end
Protocolo TCP
TCP
TCP
Protocolo end-to-end
Router
IP
Drive
Ethernet
Protocolo IP
Protocolo
hop-by-hop
Protocolo
Ethernet
Ethernet
Drive
Ethernet
IP
Protocolo IP
Protocolo
hop-by-hop
Drive
WiFi
Protocolo
WiFi
WiFi
IP
Drive
Wifi
Arquitectura TCP/IP
Software fuera del
sistema operativo
Aplicación
Transporte
Internet
Interfaz de red
Uso de direcciones
Hardware
Dentro
del S.O
Protocolo 1
Direcciones
IP
Protocolo 2
Protocolo 3
Módulo IP
Interfaz 1
Interfaz 2
Interfaz 3
Arquitectura TCP/IP
Aplicación 1
Aplicación m
TCP
Demux
basado
en valor
de tipo de
protocolo en
la cabecera
IP
Aplicación n
CAPA DE
TRANSPORTE
ICMP
UDP
Demux
basado
en puerto
destino
IGMP
CAPA DE RED
IP
ARP
INTERFAZ
DE RED
Aplicación x
Drive
Ethernet
Trama de entrada
Demux
basado
en tipo
de trama
en la
cabecera
Ethernet
Arquitectura TCP/IP
MIME
BGP
FTP
HTTP
SMTP
TELNET
Protocolo de Transporte TCP
SNMP
UDP
ICMP
Protocolo Internet IP
Protocolo de acceso de red
IP:
TCP:
UDP:
HTTP:
SNMP:
MINE:
SMTP:
ICMP:
OSPF:
BGP:
FTP:
Protocolo
Transmission
File
User
Border
HypterText
Multi_Purpose
Simple
Open
Internet
Transfer
Datagrama
Internet
Shortest
Gateway
Mail
Network
Control
Transfer
Protocol
Control
Transfer
Path
Internet
Protocol
Protocol
Message
Management
First
Protocol
Protocol
Protocol
Mail
Protocol
Protocol
Otros
protocolos
como:
RSVP.
RTP,
etc.Extension
OSPF
Comparación