Redes y Comunicaciones II

SESIÓN 1:Modelo OSI

Facultad de Ingeniería

Escuela Académica Profesional de Ingeniería de Sistemas

Docente: Ing. Nancy Victorio Gamarra

MODELO DE REFERENCIA OSIModelo de interconexión de sistemas abiertos

Historia

International Organization for Standardization

1980

A medida que las empresas tomaron conciencia de las ventajas de usar tecnologías de conexión, las redes se agregaban o expandían a casi la misma velocidad a la que se introducían las nuevas tecnologías de red

ISO desarrolló un modelo de red que ayuda a los fabricantes a crear redes que sean compatibles con otras redes.

• DIFICULTADES– Redes con diferentes especificaciones e

implementaciones– Empresas con tecnologías de conexión que

respetaban “reglas propietarias” en forma estricta no podían comunicarse con tecnologías que usaban “reglas propietarias diferentes”

El Modelo

Los principios que se aplicaron para su división en capas son:

1. Se debe crear una capa siempre que se necesite un nivel diferente de abstracción.

2. Cada capa debe realizar una función bien definida.3. La función de cada capa se debe elegir pensando en la definición de protocolos

estandarizados internacionalmente.4. Los límites de las capas deben elegirse a modo de minimizar el flujo de

información a través de las interfaces.5. La cantidad de capas debe ser suficientes para no tener que agrupar funciones

distintas en la misma capa y lo bastante pequeña para que la arquitectura no se vuelva inmanejable.

Modelo OSI: Es una normativa formada por siete capas que define las diferentes fases por las que deben pasar los datos para viajar de un dispositivo a otro sobre una red de comunicaciones

Capas del Modelo OSI

Capa Física

Proporciona los medios mecánicos, eléctricos, funcionales y de procedimiento para activar, mantener y desactivar conexiones físicas.

Se refiere a las transformaciones que se hacen a la secuencia de bits para trasmitirlos de un lugar a otro

Se encarga de la topología de red y de las conexiones globales de los dispositivos hacia la red, tanto al medio físico como a la forma en la que se transmite los datos

Capa Física: Funciones y Servicios

Definir el medio o medios físicos por los que va a viajar la comunicación: cable de pares trenzados, cable 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 del medio de transmisión, polos en un enchufe, etc.

Garantizar la conexión (aunque no la fiabilidad de dicha conexión).

Capa Física

Protocolos• V.92 red telefónica módems• DSL (línea de abonado digital)• USB capa física• ISDN o RDSI (red digiral de servicios

integrados)• T1 y otros enlaces T-carrier, y E1 y otros

enlaces E-carrier• 10BASE-T, 10BASE2, 10BASE5,

100BASE-TX, 100BASE-FX, 100BASE-T, 1000BASE-T, 1000BASE-SX y otras variedades de la capa física de Ethernet

• GSM interfaz radio• Bluetooth capa física• IEEE 802.11x Wi-Fi capas físicas

Dispositivos• Repetidor• Hub Ethernet• Módem

Capa de Enlace de Datos

1. montar bloques de información

(llamados tramas en esta capa)

2. dotarles de una dirección de capa de

enlace (Dirección MAC)

3. gestionar la detección o

corrección de errores

4 y ocuparse del “control de flujo”

entre equipos (para evitar que un equipo más rápido desborde

a uno más lento).

Se ocupa del direccionamiento

físico, del acceso al medio, de la

detección de errores, de la distribución

ordenada de tramas y del control del flujo

Para lograr este objetivo tiene que:

Capa de Enlace de Datos: Funciones

Iniciación, terminación e identificación.

Segmentación y bloqueo.

Sincronización de octeto y carácter.

Delimitación de trama y transparencia.

Control de errores.

Control de flujo.

Recuperación de fallos.

Gestión y coordinación de la comunicación.

Capa de Red

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

Puede: asignar direcciones de red únicas, interconectar subredes distintas, encaminar paquetes, utilizar un control de congestión y control de errores

IP (IPv4, IPv6, IPsec)

Capa de Red: Servicios

NO orientados a la conexión• 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.

Orientados a la conexión• 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.

Capa de Transporte

Encargado 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 utilizada.

Las

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n:

LISTEN: Se bloquea hasta que algún proceso intenta el contacto.CONNECT: Intenta activamente establecer una conexión.SEND: Envía información.RECEIVE: Se bloquea hasta que llegue una TPDU de DATOS.DISCONNECT: Este lado quiere liberar la conexión.

Capa de Transporte:Elementos de los Protocolos

• El servicio de transporte se implementa mediante un protocolo de transporte entre dos entidades de transporte.

• En ciertos aspectos, los protocolos de transporte se parecen a los protocolos de red.

• Diferencias: – la capa transporte necesita el

direccionamiento explícito de los destinos,

– mientras que la capa de red no– Otra diferencia es la cantidad de

datos, mucho mayor en la capa de transporte.

Direccionamiento

Establecimiento de una conexión

Liberación de una conexión

Control de flujo y almacén de buffer

Multiplexión

Recuperación de caídas

Protocolos: UDP, TCP

Capa de Sesión

Se encarga de mantener y controlar el enlace establecido entre dos computadores que están transmitiendo datos de cualquier índole

Permite a los usuarios de máquinas diferentes establecer sesiones entre ellos.

Una sesión permite el transporte ordinario de datos, pero también proporciona servicios mejorados que son útiles en algunas aplicaciones.

Se podría usar una sesión para que el usuario se conecte a un sistema remoto de tiempo compartido o para transferir un archivo entre dos máquinas.

Capa de Sesión:Servicios y Protocolos

Servicios• Control del Diálogo: Éste puede ser

simultáneo en los dos sentidos (full-duplex) o alternado en ambos sentidos (half-duplex).

• Agrupamiento: El flujo de datos se puede marcar para definir grupos de datos.

• Recuperación: La capa de sesión puede proporcionar un procedimiento de puntos de comprobación, de forma que si ocurre algún tipo de fallo entre puntos de comprobación, la entidad de sesión puede retransmitir todos los datos desde el último punto de comprobación y no desde el principio.

Protocolos• RCP (llamada a procedimiento remoto):

permite a un programa ejecutar código en otra máquina remota sin tener que preocuparse por las comunicaciones entre ambos. Las RPC son muy utilizadas dentro del paradigma cliente-servidor.

• SCP (protocolo de comunicación simple): El protocolo SCP es básicamente idéntico al protocolo RCP pero los datos son cifrados durante su transferencia. Sin embargo, el protocolo mismo no provee autenticación y seguridad; sino que espera que el protocolo subyacente, SSH, lo asegure.

• ASP (Protocolo de sesión APPLE TALK): Fue desarrollado por Apple Computers, ofrece establecimiento de la sesión, mantenimiento y desmontaje, así como la secuencia petición.

Capa de Presentación

Permite cifrar los datos y

comprimirlos. Actúa como traductor.

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.

Se encarga de la representación de la

información, de manera que aunque distintos equipos puedan tener

diferentes representaciones internas de caracteres, números, sonido o imágenes, los

datos lleguen de manera reconocible.

Capa de Presentación:Funciones

1. Formateo de datos:– Si un sistema utiliza el “Código ampliado de caracteres

decimal codificados en binario” (EBCDIC) y el segundo sistema utiliza el “Código americano normalizado para el intercambio de la información” (ASCII) , la capa opera como traductor entre estos dos tipos diferentes de códigos.

2. Cifrado de datos:– Protege (cifra) la información durante la transmisión

3. Compresión de datos:– Uso de algoritmos para reducir el tamaño de los archivos

Capa de AplicaciónOfrece a las aplicaciones la posibilidad de acceder a los servicios de las demás capas.

Define los protocolos que utilizan las aplicaciones para intercambiar datos, como: correo electrónico (POP y SMTP), gestores de bases de datos y protocolos de transferencia de archivos (FTP).

E usuario normalmente no interactúa directamente con el nivel de aplicación. Suele interactuar con programas que a su vez interactúan con el nivel de aplicación pero ocultando la complejidad subyacente. Ej: un usuario no manda una petición «GET /index.html HTTP/1.0» para conseguir una página en html.

Capa de Aplicación:Protocolos y Servicios

Protocolos• FTP (File Transfer Protocol

- Protocolo de transferencia de archivos)

• DNS (Domain Name Service - Servicio de nombres de dominio).

• DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol - Protocolo de configuración dinámica de anfitrión).

• HTTP (HyperText Transfer Protocol) para acceso a páginas web.

• POP (Post Office Protocol) para recuperación de correo electrónico.

• SMTP (Simple Mail Transport Protocol) para envío de correo electrónico.

• TELNET para acceder a equipos remotos.

• XMPP, (Extensible Messaging and Presence Protocol) - Protocolo estándar para mensajería instantánea.

Servicios• Aplicaciones de

Red• www (World

Wide Web).• Enlace a capas

inferiores

Ventajas de la división por CAPAS• Divide la comunicación de red en partes mas pequeñas y

sencillas.

• Normaliza los componentes de red para permitir el desarrollo y el soporte de los productos de diferentes fabricantes.

• Permite a los distintos tipos de hardware y software de red comunicarse entre sí de una forma totalmente definida.

• Impide que los cambios en una capa puedan afectar las demás capas, de manera que se puedan desarrollar con mas rapidez.

Transmisión de Datos

Para ello ha sido necesario todo este proceso:

• Se entregar la PDU a la capa de presentación y se le añade la correspondiente cabecera ICI transformándola en una IDU.

• La capa de presentación recibe la IDU, quita la cabecera y extrae la información, es decir, la SDU, a esta le añade su propia cabecera (PCI) constituyendo así la PDU de la capa de presentación.

• Esta PDU es transferida a la capa de sesión mediante el mismo proceso, repitiéndose así para todas las capas.

• Al llegar al nivel físico se envían los datos que son recibidos por la capa física del receptor.

• Cada capa del receptor se ocupa de extraer la cabecera, que anteriormente había añadido su capa homóloga, interpretarla y entregar la PDU a la capa superior.

• Finalmente, llegará a la capa de aplicación, la cual entregará el mensaje al usuario.

PDU: Unidad de Datos de Protocolo, es la información intercambiada entre entidades paresICI: Información de Control del Interface, información intercambiada entre entidadesIDU: Unidad de Datos de Interfaz, es la información transferida entre 2 capas contiguasSDU: Unidad de Datos del Servicio, son los datos para realizar funciones solicitada por un entidad

Video

(en portugués)

Investigar y exponer sobre:Taller 1:

Formato de mensaje de Datos Modelo Internet E-mail DNS