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  • 1. MODELOOSITCP/IPDOCENTE: Felipe Bautista LaguadoEspecialidad Técnico en sistemas
  • 2. MODELO DE CAPAS Y LOSPROTOCOLOSEn sistemas en red, la abstracción lleva al conceptodel modelo de capas.• Se comienza con servicios ofrecidos por la capa física y luegose adiciona una secuencia de capas, cada una de ellasofreciendo un nivel de servicios más abstracto.Un modelo de capas ofrece dos característicasinteresantes:• Descompone el problema de construir una red en partes másmanejables (no es necesario construir un sistema monolíticoque hace todo)• Proporciona un diseño más modular (si se quiere colocar unnuevo servicio, sólo se debe modificar la funcionalidad de unacapa)
  • 3. Compra de boletosDocumentarequipajeEmbarqueDespeguéConfirmarretornoRecoger equipajeDembarqueAterrizajeViaje redondo en aviónRuta de vuelo
  • 4. PROCESO DE UN VIAJEAÉREO EN CAPAS DESERVICIOSEntrega mostrador a mostrador de [personas y equipaje]Traslado de equipaje: entrega-reclamoTraslado de personas: embarque-desembarqueTraslado de la aeronave: pista a pistaRuta de vuelo desde el origen hasta el destinoCapas: cada capa implementa un servicio a través de lasacciones internas a la capa y solicitando el servicioproporcionado por una capa inferior
  • 5. IMPLEMENTACIÓN DISTRIBUIDA DELA FUNCIONALIDAD DE LAS CAPASBoleto (compra)equipaje (entrega)embarquedespegueVueloConfirmar retornoequipaje (reclamo)desembarqueaterrizajeVueloruta de vueloSalidaAeropuertoLlegadaAeropuertotráfico aéreo intermedioruta de vuelo ruta de vuelo
  • 6. OTRA VEZ: ¿POR QUÉUTILIZAR CAPAS?Permite trabajar con sistemas complejos• una estructura explícita permite la identificación de las partesdel sistema complejo y la interrelación entre ellas• modelo de referencia de capas paradiscusiones• la modularidad facilita el mantenimiento y la actualización delsistema• cambios que se realicen en laimplementación de un servicio de unacapa es transparente para el resto delsistema
  • 7. ARQUITECTURA OSI¿Qué es OSI?• Una sigla: Open Systems Interconnection• Conceptualmente: arquitectura general requerida paraestablecer comunicación entre computadorasOSI puede verse de dos formas:• como un estándar• como un modelo de referencia
  • 8. ¿EN QUÉ SEFUNDAMENTA OSI?La idea principal en el modelo OSI es que el proceso decomunicación entre dos usuarios en una red detelecomunicaciones puede dividirse en niveles (capas)En el proceso de comunicación cada nivel pone su granitode arena: el conjunto de funciones que ese nivel “sabe”hacer.
  • 9. ¿CÓMO OPERA ELMODELO OSI?Los usuarios que participan en la comunicación utilizanequipos que tienen “instaladas” las funciones de las 7 capasdel modelo OSI (o su equivalente)• En el equipo que envía:• El mensaje “baja” a través de las capas del modelo OSI.• En el equipo que recibe:• El mensaje “sube” a través de las capas del modelo OSI
  • 10. OPERACIÓN: 1ªAPROXIMACIÓNEn la vida real, las 7 capas de funciones del modelo OSI estánnormalmente construidas como una combinación de:1. Sistema Operativo (Windows XP, Win2003, Mac/OS ó Unix)2. Aplicaciones (navegador, cliente de correo, servidor web)3. Protocolos de transporte y de red (TCP/IP, IPX/SPX, SNA)4. Hardware y software que colocan la señal en el cableconectado al computador (tarjeta de red y driver)Al recibirel mensaje“sube”Al enviarel mensaje“baja”El mensaje “viaja” através de la redNodo A Nodo B
  • 11. OPERACIÓN: 2ªAPROXIMACIÓNAplicaciónPresentaciónSesiónTransporteRedEnlaceFísicaAplicaciónPresentaciónSesiónTransporteRedEnlaceFísica12345671234567Al enviarel mensaje“baja”Al recibirel mensaje“sube”REDNodo A Nodo BLas capas del modelo OSI reciben un nombre de acuerdo a sufunción.
  • 12. IMPLEMENTACIÓN DELAS CAPAS OSILas dos primeras capas (física y enlace) generalmente seconstruyen con hardware y software• El cable, el conector, la tarjeta de red y el driver de la tarjetapertenecen a los niveles 1 y 2Los otros cinco niveles se construyen generalmente consoftware
  • 13. COMUNICACIÓN ENTRE CAPASCada capa ofrece unconjunto de funcionespara la capa superiory utiliza funciones dela capa inferiorCada capa, en unnodo, se comunicacon su igual en el otronodoCapa ACapa BCapa ACapa BNODO 1 NODO 2
  • 14. SERVICIOS, INTERFACES YPROTOCOLOSEl modelo OSIdistingue entre:• Servicios (funciones):Qué hace la capa• Interfaces: Cómo lascapas vecinas puedensolicitar/dar servicios• Protocolos: Reglaspara que capas “pares”se comuniquenCapa ACapa BCapa ACapa BNODO 1 NODO 2
  • 15. LOS 7 NIVELES DELMODELO OSIAplicaciónPresentaciónSesiónTransporteRedEnlaceFísicaAplicaciones de Red: transferencia de archivosFormatos y representación de los datosEstablece, mantiene y cierra sesionesEntrega confiable/no confiable de “mensajes”Entrega los “paquetes” y hace enrutamienntoTransfiere “frames”, chequea erroresTransmite datos binarios sobre un medioNivel OSI Función que ofreceCada nivel (ó capa) tiene unas funciones precisas para resolverdeterminados problemas de la comunicación (“divide y vencerás”)
  • 16. NIVEL DEAPLICACIÓN (CAPA 7)La capa de aplicación está cerca al usuario (noofrece servicios a otras capas del modelo OSI)• Es el nivel más alto en la arquitectura OSI• Define la interfaz entre el software de comunicaciones ycualquier aplicación que necesite comunicarse a travésde la red.• Las otras capas existen para prestar servicios a estacapa• Las aplicaciones están compuestas por procesos.• Un proceso de aplicación se manifiesta en la capa deaplicaciones como la ejecución de un protocolo deaplicación.
  • 17. NIVEL DEPRESENTACIÓN (CAPA6)Define el formato de los datos que se intercambiarán• Asegura que la información enviada por la capa de aplicaciónde un nodo sea entendida por la capa de aplicación del otronodo• Si es necesario, transforma a un formato de representacióncomún• Negocia la sintáxis de transferencia de datos para la capa deaplicación (estructura de datos)• Ejemplo: formato GIF, JPEG ó PNG para imágenes.
  • 18. NIVEL DE SESIÓN(CAPA 5)Define cómo iniciar, coordinar y terminar lasconversaciones entre aplicaciones (llamadassesiones).• Administra el intercambio de datos y sincroniza eldiálogo entre niveles de presentación (capa 6) de cadasistema• Ofrece las herramientas para que la capa de aplicación,la de presentación y la de sesión reporten susproblemas y los recursos disponibles para lacomunicación (control del diálogo –sesión- entreaplicaciones)• Lleva control de qué flujos forman parte de la mismasesión y qué flujos deben terminar correctamente
  • 19. NIVEL DE TRANSPORTE(CAPA 4)Proporciona un número amplio de servicios.Asegura la entrega de los datos entre procesosque han establecido una sesión y que seejecutan en diferentes nodos• Evita que las capas superiores se preocupen por losdetalles del transporte de los datos hasta el procesocorrecto• Hace multiplexamiento para las aplicaciones• ¿cuál es la aplicación/servicio destino/origen?• Segmenta bloques grandes de datos antes detransmitirlos (y los reensambla en le nodo destino)• Asegura la transmisión confiable de los mensajes• No deja que falten ni sobren partes de los mensajestrasmitidos (si es necesario, hace retransmisión demensajes)• hace control de flujo y control de congestión
  • 20. NIVEL DE RED (CAPA3)Entrega los paquetes de datos a la redcorrecta, al nodo correcto, buscando el mejorcamino (es decir, permite el intercambio depaquetes).• Evita que las capas superiores se preocupen por losdetalles de cómo los paquetes alcanzan el nodo destinocorrecto• En esta capa se define la dirección lógica de los nodos• Esta capa es la encargada de hacer el enrutamiento yel direccionamiento• Enrutamiento: ¿cuál es el mejor camino para llegar a lared destino?• Direccionamiento: ¿cuál es el nodo destino?
  • 21. NIVEL DE ENLACE(CAPA 2)Inicia, mantiene y libera los enlaces de datos entre dosnodos.Hace transmisión confiable (sin errores) de los datos sobreun medio físico (un enlace)• Define la dirección física de los nodos• Construye los “frames”• También debe involucrarse con el orden en que lleguen losframes, notificación de errores físicos, reglas de uso delmedio físico y el control del flujo en el medio.• Es diferente de acuerdo a la topología de red y al medioutilizado.
  • 22. NIVEL FÍSICO (CAPA1)Define las características mecánicas, eléctricas y funcionalespara establecer, mantener, repetir, amplificar y desactivarconexiones físicas entre nodos• Acepta un “chorro” de bits y los transporta a través de unmedio físico (un enlace)• Nivel de voltaje, sincronización de cambios de voltaje,frecuencia de transmisión, distancias de los cables,conectores físicos y asuntos similares son especificados enesta capa.
  • 23. ¿QUÉ ES TCP/IP?El nombre “TCP/IP” se refiere a una suite de protocolos dedatos.• Una colección de protocolos de datos que permite que loscomputadores se comuniquen.El nombre viene de dos de los protocolos que lo conforman:• Transmission Control Protocol (TCP)• Internet Protocol (IP)Hay muchos otros protocolos en la suite
  • 24. TCP/IP E INTERNETTCP/IP son los protocolos fundamentales de Internet(Aunque se utilizan para Intranets y Extranets)Stanford University y Bold, Beranek and Newman (BBN)presentaron TCP/IP a comienzos de los 70 para una red deconmutación de paquetes (ARPANet).La arquitectura de TCP/IP ahora es definida por la InternetEngineering Task Force (IETF)
  • 25. ¿POR QUÉ ESPOPULAR TCP/IP?Los estándares de los protocolos son abiertos: interconectaequipos de diferentes fabricantes sin problema.Independiente del medio de transmisión físico.Un esquema de direccionamiento amplio y común.Protocolos de alto nivel estandarizados (¡muchos servicios!)
  • 26. “ESTÁNDARES” DETCP/IPPara garantizar que TCP/IP sea un protocolo abierto losestándares deben ser públicamente conocidos.La mayor parte de la información sobre los protocolos deTCP/IP está publicada en unos documentos llamadosRequest for Comments (RFC’s) - Hay otros dos tipos dedocumentos: Military Standards (MIL STD), InternetEngineering Notes (IEN) -.
  • 27. ARQUITECTURA DETCP/IP (CUATROCAPAS)AplicaciónPresentaciónSesiónTransporteRedEnlaceFísicaAplicaciónTransporteInternetAcceso deRedAplicaciones y procesos que usan la redServicios de entrega de datos entre nodosDefine el datagrama y maneja el enrutamientoRutinas para acceder el medio físicoNo hay un acuerdo sobre como representar la jerarquía de losprotocolos de TCP/IP con un modelo de capas (utilizan de tresa cinco).
  • 28. PILA DE PROTOCOLOSDE INTERNET (CINCOCAPAS)aplicación: soporta lasaplicaciones de la red• FTP, SMTP, HTTPtransporte: transferencia dedatos host to host• TCP, UDPred: enrutamiento dedatagramas desde la fuente aldestino• IP, protocolos de enrutamientoenlace: transferencia de datosentre elementos de red vecinosaplicacióntransporteredenlacefísica
  • 29. CAPAS: COMUNICACIÓNLÓGICACada capa:distribuidaLas“entidades”implementanlas funcionesde cada capaen cada nodolas entidadesrealizanacciones, eaplicacióntransporteredenlacefísicaaplicacióntransporteredenlacefísicaaplicacióntransporteredenlacefísicaaplicacióntransporteredenlacefísicaredenlacefísica
  • 30. CAPAS: COMUNICACIÓNLÓGICATransportetoma datos de laaplicaciónagregadireccionamiento,agrega informaciónde chequeo deconfiabilidad paraformar el“datagrama”envía el datagrama alotro nodoespera el acuse derecibo (ack) del otronodoaplicacióntransporteredenlacefísicaaplicacióntransporteredenlacefísicaaplicacióntransporteredenlacefísicaaplicacióntransporteredenlacefísicaredenlacefísicadatosdatosdatostransportetransporteack
  • 31. CAPAS: COMUNICACIÓN FÍSICAaplicacióntransporteredenlacefísicaaplicacióntransporteredenlacefísicaaplicacióntransporteredenlacefísicaaplicacióntransporteredenlacefísicaredenlacefísicadatosdatos
  • 32. Ubicación de los protocolos de TCP/IP enUbicación de los protocolos de TCP/IP enel Modeloel Modelode Referencia OSI (Open Systemsde Referencia OSI (Open SystemsInterconnection)Interconnection)LlegóModemSolicitudDNS Red delCampusAQUÍ ESTÁ LATARJETA DE REDY EL DRIVERModemEL MODEM ESTÁEN LA CAPA 1
  • 33. DE LAARQUITECTURA DEINTERNETAplicaciónNetworkIPTCP UDPTopología de redIPTCP y UDPAplicacionesbinariasNVTsAplicacionesASCII