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INSTITUTO TECNOLÓGICO DE
CHIHUAHUA
INGENIERIA ELECTRÓNICA
REDES DE COMPUTADORAS
Catedrático:
Ing. Cesar J. Monárrez Aguirre
TRABAJO 2b
REDES
ALUMNOS:
Luis Roberto Ramos Campos 97-599
Jesús Humberto Cobos Guerrero 97-534
Víctor Hugo García Trujillo 97-552
Víctor Manuel Carrillo Vázquez 97-529
EL MODELO OSI
El modelo OSI (Open System Interconection) mostrado en la figura
1-16 consiste en siete niveles o capas donde cada una de ellas define
las funciones que deben proporcionar los protocolos con el propósito
de intercambiar información entre varios sistemas. Cada nivel
depende de los que están por debajo de él, y a su vez proporciona
alguna funcionalidad a los niveles superiores. Los siete niveles del
modelo OSI son los siguientes:
Aplicación
El nivel de aplicación es el destino final de
los datos donde se proporcionan los servicios
al usuario.
Presentación
Se convierten e interpretan los datos que se
utilizarán en el nivel de aplicación.
Sesión
Encargado de ciertos aspectos de la
comunicación como el control de los
tiempos.
Transporte
Transporta la información de una manera
fiable para que llegue correctamente a su
destino.
Red
Nivel encargado de encaminar los datos hacia
su destino eligiendo la ruta más efectiva.
Enlace
Enlace de datos. Controla el flujo de los
mismos, la sincronización y los errores que
puedan producirse.
Físico
Se encarga de los aspectos físicos de la
conexión, tales como el medio de transmisión
o el hardware.
La siguiente figura muestra un ejemplo de cómo se pueden trasmitir
datos empleando el modelo OSI. La idea clave en todo este proceso
es que aunque la transmisión real de los datos es vertical, cada capa
se programa como si fuera horizontal.
PROTOCOLOS TCP/IP
TCP/IP es el protocolo común utilizado por todos los ordenadores
conectados a Internet, de manera que éstos puedan comunicarse
entre sí. Hay que tener en cuenta que en Internet se encuentran
conectados ordenadores de clases muy diferentes y con hardware y
software incompatibles en muchos casos, además de todos los
medios y formas posibles de conexión. Aquí se encuentra una de las
grandes ventajas del TCP/IP, pues este protocolo se encargará de
que la comunicación entre todos sea posible. TCP/IP no es un único
protocolo, sino que es en realidad es un conjunto de protocolos que
cubren los distintos niveles del modelo OSI.
Los dos protocolos más importantes son el TCP (Transmission
Control Protocol) y el IP (Internet Protocol), que son los que dan
nombre al conjunto. La arquitectura del TCP/IP consta de cinco
niveles o capas en las que se agrupan los protocolos, y que se
relacionan con los niveles OSI de la siguiente manera:
•
•
•
•
Aplicación: Se corresponde con los niveles OSI de aplicación,
presentación y sesión. Aquí se incluyen protocolos destinados
a proporcionar servicios, tales como correo electrónico
(SMTP), transferencia de ficheros (FTP), conexión remota
(TELNET) y otros más recientes como el protocolo HTTP
(Hypertext Transfer Protocol).
Transporte: Coincide con el nivel de transporte del modelo
OSI. Los protocolos de este nivel, tales como TCP y UDP
(User Datagram Protocol), se encargan de manejar los datos y
proporcionar la fiabilidad necesaria en el transporte de los
mismos.
Interred: Es el nivel de red del modelo OSI. Incluye al
protocolo IP, que se encarga de enviar los paquetes de
información a sus destinos correspondientes.
Red : Es la interfaz de la red real.
APLICACIÓN
TRANSPORTE
INTERRED
HOST A RED
Formato de la cabecera TCP.
Puerto origen
Puerto destino
Número de secuencia
Señales de confirmación
Tamaño
Reservado
Bits de control
Window
Checksum
Puntero a datos urgentes
Organización de la cabecera IP.
Versión
IHL
Tipo de servicio
Longitud total
Identificación
Flags
Fragmentación
Límite de existencia
Protocolo
Comprobación
Dirección de origen
Dirección de destino
SIMILITUDES Y DIFERENCIAS ENTRE OSI Y TCP
El protocolo de transporte de clase 4 del modelo OSI (al que con
frecuencia se le llama TP4), y TCP tienen numerosas similitudes,
pero también algunas diferencias. Los dos protocolos están
diseñados para proporcionar un servicio de transporte seguro,
orientado a conexión y de extremo a extremo, sobre una red
insegura, que puede perder, dañar, almacenar y duplicar paquetes.
Los dos deben enfrentarse a los peores problemas como sería el caso
de una subred que pudiera almacenar una secuencia válida de
paquetes y más tarde volviera a entregarlos.
Los dos tienen una fase de establecimiento de conexión, una fase de
transferencia de datos y después una fase de liberación de la
conexión. En particular, tanto TP4 como TCP utilizan la
comunicación ida-vuelta-ida para eliminar las dificultades
potenciales ocasionadas por paquetes antiguos.
Las diferencias se pueden observar en la lista que se muestra a
continuación:
CARACTERÍSTICA
OSI TP4
TCP
9
1
Numero de tipos de TPDU
Fallo de Conexión
2 conexiones
1 conexión
Formato de direcciones
No está definido
32 bits
Calidad de servicio
Extremo abierto
Opciones específicas
Datos del usuario en CR
Permitido
No permitido
Flujo
Mensajes
Octetos
Datos importantes
Acelerados
Acelerados
Superposición
No
Sí
Control de flujo explícito
Algunas veces
Siempre
Número de subsecuencia
Permitidos
No Permitido
Liberación
Abrupta
Ordenada
DESVENTAJAS DE OSI Y TCP/IP
OSI:
•
•
•
Mala sincronización. Los protocolos TCP/IP ya se usaban
ampliamente cuando aparecieron los protocolos de OSI. Esto
hizo que la inversión fuera para los productos TCP/IP.
Mala tecnología. Además de ser incomprensible, algunas
funciones reaparecen una y otra vez en cada capa. Además el
estándar original ignoró por completo los servicios y
protocolos carentes de conexión, la relación entre la
computación y las comunicaciones apenas si se menciona.
Malas instrumentaciones. Dada la enorme complejidad, sus
implementaciones iniciales fueron enormes, inmanejables y
lentas.
TCP/IP.
•
•
•
•
El modelo TCP/IP no distingue con claridad los conceptos de
servicio, interfaz y protocolo.
El modelo no es general en absoluto y no resulta apropiado
para describir cualquier pila de protocolos distinta de él
mismo.
La capa de nodo a red es en realidad una interfaz entre la red y
las capas de enlace de datos.
El modelo TCP/IP no distingue entre la capa física y la de
enlace de datos, siendo que un modelo apropiado debería
incluir ambas como capas separadas.
ARPANET
A mediados de los 60’s, en la cúspide de la guerra Fría, el
Departamento de Defensa quería una red de comando y control que
pudiera sobrevivir a una guerra nuclear. Las redes telefónicas de
circuito conmutado se consideraban muy vulnerables, puesto que la
perdida de una línea o un conmutador terminaría toda conversación
que los estuviera usando y podía incluso partir la red. Para resolver
este problema el Departamento de Defensa acudió a su rama de
defensa ARPA (Advanced Research Projects Agency), que había
sido desarrollado para ser útil a la milicia.
La ARPA decidió que la red que necesitaba el Departamento de
Defensa debía ser un una red de paquete conmutado, que consistía
en una subred y computadoras host.
La subred consistía en minicomputadoras llamadas IMP (interfase
message processors) los cuales debían conectarse a otros dos IMP
para que la conexión fuese confiable.
Después, mediante un IMP especial, los IMP se conectaron de
manera directa sin tener que pasar por un host.
Con el crecimiento tan rápido fue cada vez más difícil encontrar
hosts, así que se creó el DNS (sistema de designación de dominios)
para organizar las máquinas en dominios y establecer
correspondencias entre los nombres de las hosts y las direcciones IP.
En 1990, ARPANET había
sido rebasada por redes más nuevas que ella misma había
engendrado, de manera que se clausuró y desmanteló.
NETWARE NOVELL
Es ciertamente uno de los sistemas de redes más populares en el
mundo PC. Éste fue diseñado para que lo usaran las compañías que
deseaban cambiar su mainframe por una red de PC. NetWare Novell
se basa en el modelo cliente-servidor.
NetWare usa una pila de protocolos ilustrada en la figura 1-22,
basado en el Xerox NetWare System XNS, pero con modificaciones.
NetWare de Novell es previo a OSI y no se basa en él. Si acaso, se
parece más a TCP/IP que a OSI.
La capa de red utiliza un protocolo de interred no confiable, el cual
transfiere paquetes del origen al destino en forma transparente. En lo
funcional IPX es similar a IP.
El protocolo de transporte orientado a la conexión se llama NCP
(Network core protocol) y proporciona otros servicios además del
transporte de datos de usuario y es en realidad el corazón de
NetWare. Está disponible además un segundo protocolo, SPX, el
cuál solo proporciona transporte.
NSFNET
En 1984, la NSF (National Science Fundation), empezó a diseñar
un sucesor de alta velocidad para la ARPANET, que se abriría a
todos los grupos universitarios, para comenzar se decidió construir
una red de Backbone, para conectar sus 6 centros de
supercomputadoras, mediante conexiones de 56 kbps, la tecnología
del software era TCP/IP.
La NSF financio también unas cuantas redes regionales (cerca de
20), que se conectaron a la backbone, para permitir a universidades,
laboratorios, etc. el acceso a cualquier supercomputadora y
comunicarse entre si. La red completa que consistía en el Backbone
y las redes regionales se llamo NSFNET
Para 1995, la backbone NSFNET ya no era necesaria para
interconectar las redes regionales de la NSF porque un gran número
de compañías operaba con redes comerciales IR
Otros países y regiones están construyendo redes comparables a
NSFNET. En Europa, por ejemplo, EBONE es una backbone IP
para organizaciones de investigación y EuropaNET es una red más
orientada hacia lo comercial. Ambas conectan gran cantidad de
ciudades en Europa con líneas de 2 Mbps y se están instalando
mejoras de nivel a 34 Mbps.
INTERNET
Los diferentes servicios a los que podemos tener acceso en Internet
son proporcionados por los protocolos que pertenecen al nivel de
aplicación. Estos protocolos forman parte del TCP/IP. Los
protocolos de los otros niveles sólo se encargan de la transmisión de
información como un bloque de bits, sin definir las normas que
indiquen la manera en que tienen que interpretarse esos bits. Los
protocolos del nivel de aplicación están destinados a tareas
específicas, algunos de los cuales se consideran como tradicionales
de Internet por utilizarse desde los inicios de la red, como son por
ejemplo:
Transferencia de ficheros.
El protocolo FTP (File Transfer Protocol) se incluye como parte del
TCP/IP, siendo éste el protocolo de nivel de aplicación destinado a
proporcionar el servicio de transferencia de archivos en Internet.
El protocolo FTP permite acceder a algún servidor que disponga de
este servicio y realizar tareas como moverse a través de su estructura
de directorios, ver y descargar ficheros al ordenador local, enviar
ficheros al servidor o copiar archivos directamente de un servidor a
otro de la red. El servidor FTP pedirá el nombre de usuario y clave
de acceso al iniciar la sesión (login), por cuestiones de seguridad.
El FTP proporciona dos modos de transferencia de archivos: ASCII
y binario. El modo de transferencia ASCII se utiliza cuando se
quiere transmitir archivos de texto, ya que cada sistema puede
utilizar un formato distinto para la representación de texto. En este
caso se realiza una conversión en el formato del archivo original, de
manera que el archivo recibido pueda utilizarse normalmente.
Conexión remota.
El protocolo diseñado para proporcionar el servicio de conexión
remota (remote login) recibe el nombre de TELNET, el cual forma
parte del conjunto de protocolos TCP/IP y depende del protocolo
TCP para el nivel de transporte.
El protocolo TELNET es un emulador de terminal que permite
acceder a los recursos y ejecutar los programas de un ordenador
remoto en la red, de la misma forma que si se tratara de un terminal
real directamente conectado al sistema remoto.
Correo electrónico.
El servicio de correo electrónico se proporciona a través del
protocolo SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), y permite enviar
mensajes a otros usuarios de la red. A través de estos mensajes no
sólo se puede intercambiar texto, sino también archivos binarios de
cualquier tipo.
Generalmente los mensajes de correo electrónico no se envían
directamente a los ordenadores personales de cada usuario, puesto
que en estos casos puede ocurrir que esté apagado o que no esté
ejecutando la aplicación de correo electrónico. Para evitar este
problema se utiliza un ordenador más grande como almacén de los
mensajes recibidos, el cual actúa como servidor de correo
electrónico permanentemente.
Noticias.
Los grupos de noticias son foros especializados en los que usuarios
con un interés común pueden intercambiar mensajes. Existen miles
de grupos de noticias con temas técnicos y no técnicos, lo que
incluye computadoras, ciencia, recreación y política.