ComunicacióN De Datos Basadas En Capas

MARIO PEÑA SANTIAGO

DEFINICIÓN
Como consecuencia de la rápida expansión de las redes a mediados de la década de 1980, las tecnologías de conexión que respetaban reglas propietarias en forma estricta no podían comunicarse con tecnologías que usaban reglas propietarias diferentes. Para enfrentar el problema, la Organización Internacional para la Estandarización (ISO), desarrollo un modelo de red que ayuda a los fabricantes a crear redes que sean compatibles con otras
redes.

EL MODELO DE CAPAS ESTA DEFINIDO DE LA SIGUIENTE MANERA En el modelo OSI se consideran siete capas, en cada una de ellas se procesan unidades de información denominadas PDU (Unidad de datos de protocolo). En las computadoras emisoras las PDU se transmiten de la capa superior al inferior, y en cada una de ellas se añade información de control (encabezados, AH, PH, SH, TH, NH, DH, o terminales DT). En las computadoras receptoras la información se procesa desde la capa inferior, comprobando y eliminando en cada capa los encabezados o terminales de cada PDU correspondiente a dicha capa.

MODELO GRAFICO DE LAS CAPAS

CAPA FÍSICA La Capa Física del modelo de referencia OSI es la que se encarga de las conexiones físicas de la computadora hacia la red, tanto en lo que se refiere al medio físico (cable coaxial, cable de par trenzado, fibra óptica, radio, microondas); características del medio (p.e. tipo de cable o calidad del mismo; tipo de conectores normalizados o en su caso tipo de antena; etc.) y la forma en la que se transmite la información (codificación de señal, niveles de tensión/intensidad de corriente eléctrica, modulación, tasa binaria, etc.)

Sus principales funciones se pueden resumir como
Definir el medio o medios físicos por los que va a viajar la comunicación: cable de pares trenzados, coaxial, guías de onda, aire, fibra óptica.
Definir las características materiales (componentes y conectores mecánicos) y eléctricas (niveles de tensión) que se van a usar en la transmisión de los datos por los medios físicos.
Definir las características funcionales de la interfaz (establecimiento, mantenimiento y liberación del enlace físico).
Transmitir el flujo de bits a través del medio.
Manejar las señales eléctricas/electromagnéticas Especificar cables, conectores y componentes de interfaz con el medio de transmisión, polos en un enchufe, etc.
Garantizar la conexión (aunque no la fiabilidad de ésta).

El tipo de conexión que se haga en la capa física puede influir en el diseño de la capa de Enlace. Atendiendo al número de equipos que comparten un medio hay dos posibilidades: 1.Conexiones punto a punto: que se establecen entre dos equipos y que no admiten ser compartidas por terceros. 2.Conexiones multipunto: en la que más de dos equipos pueden usar el medio. Así por ejemplo la fibra óptica no permite fácilmente conexiones multipunto y por el contrario las conexiones inalámbricas son inherentemente multipunto. Hay topologías como el anillo, que permiten conectar muchas máquinas a partir de una serie de conexiones punto a punto. Topología y medios compartidos

CAPA DE ENLACE DE DATOS Es la responsable de la transferencia fiable de información a través de un circuito de transmisión de datos. El objetivo de la capa de enlace es conseguir que la información fluya, libre de errores, entre dos máquinas que estén conectadas directamente (servicio orientado a conexión). Para lograr este objetivo tiene que montar bloques de información (llamados tramas en esta capa), dotarles de una dirección de nivel de enlace, gestionar la detección o corrección de errores, y ocuparse del control de flujo entre equipos (para evitar que un equipo más rápido desborde a uno más lento). Cuando el medio de comunicación está compartido entre más de dos equipos es necesario arbitrar el uso del mismo. Esta tarea se realiza en el subnivel de acceso al medio.

CAPA DE RED Es una capa que proporciona conectividad y selección de ruta entre dos sistemas de hosts que pueden estar ubicados en redes geográficamente distintas. Su misión es conseguir que los datos lleguen desde el origen al destino aunque no tengan conexión directa. Ofrece servicios a la capa superior (capa de transporte) y se apoya en la capa de enlace, es decir, utiliza sus funciones.

Hay dos formas en las que la capa de red puede funcionar internamente, pero independientemente de que la red funcione internamente con datagramas o con circuitos virtuales puede dar hacia la capa de transporte un servicio orientado a conexión:
Datagramas: Cada paquete se encamina independientemente, sin que el origen y el destino tengan que pasar por un establecimiento de comunicación previo.
2 . Circuitos virtuales: En una red de circuitos virtuales dos equipos que quieran comunicarse tienen que empezar por establecer una conexión. Durante este estableciemiento de conexión, todos los routers que hayan por el camino elegido reservarán recursos para ese circuito virtual específico.

Hay dos tipos de servicio: Servicios Orientados: Sólo el primer paquete de cada mensaje tiene que llevar la dirección destino. Con este paquete se establece la ruta que deberán seguir todos los paquetes pertenecientes a esta conexión. Cuando llega un paquete que no es el primero se identifica a que conexión pertenece y se envía por el enlace de salida adecuado, según la información que se generó con el primer paquete y que permanece almacenada en cada conmutador o nodo. Servicios no orientados: Cada paquete debe llevar la dirección destino, y con cada uno, los nodos de la red deciden el camino que se debe seguir. Existen muchas técnicas para realizar esta decisión, como por ejemplo comparar el retardo que sufriría en ese momento el paquete que se pretende transmitir según el enlace que se escoja.

Las técnicas de encaminamiento suelen basarse en el estado de la red, que es dinámico, por lo que las decisiones tomadas respecto a los paquetes de la misma conexión pueden variar según el instante de manera que éstos pueden seguir distintas rutas. El problema, sin embargo, consiste en encontrar un camino óptimo entre un origen y un destino. La bondad de este camino puede tener diferentes criterios: velocidad,retardo, seguridad, regularidad, distancia, longitud media de las colas, costos de comunicación, etc. Los equipos encargados de esta labor se denominan encaminadores (router en inglés), aunque también realizan labores de encaminamiento los conmutadores (switch en inglés) "multicapa" o “de la capa 3", si bien estos últimos realizan también labores de capa de enlace. Encaminamiento

ARP, IP, IGMP, IPX Algunos protocolos de la capa de red son: Dirección IP Una dirección IP es un número que identifica de manera lógica y jerárquicamente a una interfaz de un dispositivo dentro de una red que utilice el protocolo de Internet (Internet Protocol), que corresponde a la capa de red del modelo de referencia OSI. Dicho número no se ha de confundir con la dirección MAC que es un número físico que es asignado a la tarjeta o dispositivo de red (viene impuesta por el fabricante), mientras que la dirección IP se puede cambiar.

CAPA DE TRANSPORTE Encargada de la transferencia libre de errores de los datos entre el emisor y el receptor, aunque no estén directamente conectados, así como de mantener el flujo de la red. La tarea de esta capa es proporcionar un transporte de datos confiable y económico de la máquina de origen a la máquina destino, independientemente de la red de redes física en uno. Sin la capa de transporte, el concepto total de los protocolos en capas tendría poco sentido.

Hay dos tipos de servicio en la capa transporte Orientado a la conexión : En el servicio orientado a la conexión consta de tres partes: establecimiento, transferencia de datos, y liberación. No orientado a la conexión : El servicio no orientado a la conexión se tratan los paquetes de forma individual. Es la primera capa que lleva a cabo la comunicaciòn extremo a extremo, y esta condiciòn ya se mantendrà en las capas superiores.

Direccionamiento Cuando un proceso desea establecer una conexión con un proceso de aplicación remoto, debe especificar a cuál se conectará.(¿a quién mandó el mensaje?) El método que normalmente se emplea es definir direcciones de transporte en las que los procesos pueden estar a la escucha de solicitudes de conexión. En Internet, estos puntos terminales se denominan puertos, pero usaremos el termino genérico de TSAP (Punto de Acceso al Servicio de Transporte). Los puntos terminales analogos de la capa de red se llaman NSAP (Punto de Acceso al Servicio de Red). Las direcciones IP son ejemplos de NSAPs.

Protocolos de transporte de Internet Internet tiene dos protocolos principales en la capa de transporte, uno orientado a la conexión y otro no orientado a la conexión. El protocolo no orientado a la conexión es el UDP y el orientado es el TCP: UDP : Permite el envío de datagramas a través de la red sin que se haya establecido previamente una conexión, ya que el propio datagrama incorpora suficiente información de direccionamiento en su cabecera. Tampoco tiene confirmación, ni control de flujo, por lo que los paquetes pueden adelantarse unos a otros; y tampoco se sabe si ha llegado correctamente, ya que no hay confirmación de entrega o de recepción.

TCP : Muchos programas dentro de una red de datos compuesta por computadoras pueden usar TCP para crear conexiones entre ellos a través de las cuales puede enviarse un flujo de datos. El protocolo garantiza que los datos serán entregados en su destino sin errores y en el mismo orden en que se transmitieron. También proporciona un mecanismo para distinguir distintas aplicaciones dentro de una misma máquina, a través del concepto de puerto.

CAPA DE SESIÓN
Esta capa establece, gestiona y finaliza las conexiones entre usuarios (procesos o aplicaciones) finales. Ofrece varios servicios que son cruciales para la comunicación, como son:
Control de la sesión que se establece entre el emisor y el receptor (quién transmite, quién escucha y seguimiento de ésta) .
Control de la concurrencia (que dos comunicaciones a la misma operación crítica no se efectúen al mismo tiempo.

Mantener puntos de verificación (checkpoints), que sirven para que, ante una interrupción de transmisión por cualquier causa, la misma se pueda reanudar desde el último punto de verificación en lugar de repetirla desde el principio.
Por lo tanto, el servicio provisto por esta capa es la capacidad de asegurar que, dada una sesión establecida entre dos máquinas, la misma se pueda efectuar para las operaciones definidas de principio a fin, reanudándolas en caso de interrupción. En muchos casos, los servicios de la capa de sesión son parcialmente, o incluso, totalmente prescindibles. Los firewalls actúan sobre esta capa, para bloquear los accesos a los puertos de un computador .

CAPA DE PRESENTACIÓN Esta capa es la encargada de manejar las estructuras de datos abstractas y realizar las conversiones de representación de datos necesarias para la correcta interpretación de los mismos. El objetivo general de la capa de presentación es encargarse de la representación de la información, de manera que aunque distintos equipos puedan tener diferentes Represen taciones internas de caracteres (ASCII, Unicode, EBCDIC), números (little-endian tipo Intel, big-endian tipo Motorola), sonido o imágenes, los datos lleguen de manera reconocible. Esta capa también permite cifrar los datos y comprimirlos. En pocas palabras es un traductor.

CAPA DE APLICACIÓN Ofrece a las aplicaciones (de usuario o no) la posibilidad de acceder a los servicios de las demás capas y define los protocolos que utilizan las aplicaciones para intercambiar datos, como correo electrónico (POP y SMTP), gestores de bases de datos y servidor de ficheros (FTP).

Entre los protocolos (refiriéndose a protocolos genéricos, no a protocolos de la capa de aplicación de OSI) más conocidos destacan:
HTTP (HyperText Transfer Protocol) el protocolo bajo la www
FTP (File Transfer Protocol) ( FTAM, fuera de TCP/IP) transferencia de ficheros
SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) (X.400 fuera de tcp/ip) envío y distribución de correo electrónico.
POP (Post Office Protocol)/IMAP: reparto de correo al usuario final
SSH (Secure SHell) principalmente terminal remoto, aunque en realidad cifra casi cualquier tipo de transmisión.

Telnet otro terminal remoto, ha caído en desuso por su inseguridad intrínseca, ya que las claves viajan sin cifrar por la red.
Hay otros protocolos de la capa de aplicación que facilitan
el uso y administración de la red:
SNMP (Simple Network Management Protocol)
DNS (Domain Name System)

ComunicacióN De Datos Basadas En Capas

by mario23 on Mar 24, 2009

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