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Área de Ingeniería Temática - Departamento de Informática

Área de Ingeniería Temática Departamento de Informática

Fundamentos de Telemática

Tema 2 Arquitectura de protocolos

Raquel Blanco Aguirre [email protected]

Curso 2011-2012

http://www.uniovi.es/�


ÍNDICE

1. Protocolos y arquitectura de protocolos 2. La arquitectura de protocolos TCP/IP 3. El modelo OSI

2 Fundamentos de Telemática: Tema 2 – Arquitectura de protocolos


1.- PROTOCOLOS Y ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS

• Objetivo: posibilitar la comunicación entre entidades de sistemas diferentes – Se requiere que “hablen el mismo idioma”

• Protocolo: Conjunto de reglas que gobiernan el intercambio de información entre dos entidades – Entidades:

• Aplicaciones para usuarios • Correo electrónico • Gestores de bases de datos

– Sistemas: • Computador • Terminal • Sensor remoto



• Tarea de comunicación dividida en módulos • Arquitectura de protocolos: estructura

formada por el conjunto de módulos que realizan las funciones de comunicación entre entidades

• Por ejemplo: la transferencia de archivos podría utilizar tres módulos: – Aplicación para la transferencia de archivos – Módulo del servicio de comunicaciones – Módulo de acceso a la red

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Arquitectura de Protocolos

Fundamentos de Telemática: Tema 2 – Arquitectura de protocolos


Arquitectura simplificada para la transferencia de archivos

Computador X Computador Y

Aplicación para la transferencia de archivos

Módulo del servicio de comunicaciones

Módulo de acceso a la red

Aplicación para la transferencia de archivos

Módulo del servicio de comunicaciones

Módulo de acceso a la red

Archivos y órdenes para la transferencia de archivos

Unidades de datos relacionadas con la comunicación

Red de comunicaciones

Lógica de la interfaz de la red

Lógica de la interfaz de la red




Aplicación

Transporte

Acceso a la red

Aplicación

Transporte

Acceso a la red

Protocolo de Aplicación

Protocolo de Transporte


Protocolo de acceso a la red


Modelo simplificado de tres capas

• Las comunicaciones involucran a tres agentes: – Aplicaciones – Computadores – Redes

• Organizar tarea en tres capas o niveles: – Capa de aplicación, capa de transporte, capa de acceso a

la red




• Capa de acceso a la red: – Intercambio de datos entre el computador y la red a

la que está conectado – Depende del tipo de red que se use – Resto de software de comunicaciones por encima de

la capa de acceso a la red no tendrá que ocuparse de las características específicas de la red

– El computador emisor proporciona a la red la dirección de destino




• Capa de transporte: – Intercambio de datos de una manera segura:

• Todos los datos llegan a la aplicación destino • Mismo orden en que fueron enviados

– Independiente de la red que se use – Independiente de la naturaleza de las aplicaciones – Capa común compartida por todas las aplicaciones




• Capa de aplicación: – Admite varias aplicaciones de usuario – Para cada tipo de aplicación se necesita un módulo

independiente – Ejemplo: correo electrónico, transferencia de

ficheros, navegación web, …



Aplicación

Transporte

Acceso a la red

Aplicación

Transporte

Acceso a la red


----()-----()------()----

---()----()----()---()---

Aplicación

Transporte

Acceso a la red

-----()--------()------

Punto de acceso al servicio (SAP: Service Access Point)

Dirección de red

Dos niveles de direccionamiento

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• Direccionamiento en la red




Aplicación

Transporte

Acceso a la red

Aplicación

Transporte

Acceso a la red

Protocolo de Aplicación

Protocolo de Transporte




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• Protocolos en la arquitectura simplificada



Unidades de datos de los protocolos (PDU: Protocol Data Unit)

• En cada capa, se utilizan protocolos para la comunicación

• Se añade información de control a los datos del usuario en cada capa

• Resultado: unidad de datos de protocolo o PDU • PDU de transporte:

– La capa de transporte puede fragmentar los datos del usuario

– Cada fragmento tendrá una cabecera de transporte: • SAP (Service Access Point) de destino • Número de secuencia de las PDU de transporte • Código de detección de errores



Unidades de datos de los protocolos (PDU: Protocol Data Unit)

Datos de aplicación

PDU de transporte

Cabecera de transporte

Cabecera de transporte

Cabecera de red

Cabecera de red

PDU de red

• PDU de acceso a red: – Añade la cabecera de acceso a la red:

• La dirección del computador destino • Solicitud de recursos



Funcionamiento de una arquitectura de protocolos

Origen X Destino Y

Aplicación

Transporte

Acceso a la red

Aplicación

Transporte

Acceso a la red

Registro Registro

DSAP

DHost

DSAP

DHost

Paquete

PDU de transporte



2.- LA ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS TCP/IP

• Desarrollada por la red experimental de conmutación de paquetes (ARPANET), financiada por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada para la Defensa (DARPA)

• Se han erigido como estándares de Internet • No existe un modelo oficial, pero sí funcional:

– Capa de aplicación – Capa de transporte – Capa Internet – Capa de acceso a la red – Capa física



La arquitectura de protocolos TCP/IP

• Capa física: – Interfaz física entre el dispositivo de transmisión de

datos (por ejemplo: el computador) y el medio de transmisión o red

– Especificación de las características del medio de transmisión

– La naturaleza de las señales – La velocidad de datos – etc.




• Capa de acceso a la red: – Intercambio de datos entre el sistema final y la red a

la que se está conectado – Debe proporcionar a la red la dirección del destino – Implica ciertos servicios, como solicitar una

determinada prioridad • Capa Internet:

– Los dispositivos pueden estar conectados a redes diferentes

– Encaminamiento a través de varias redes – Esta capa se encuentra tanto en los sistemas finales

y como en los nodos intermedios




• Capa de transporte: – Proporciona comunicación extremo-extremo, es

decir, entre los sistemas finales – Esta capa no se encuentra en los nodos intermedios

• Capa de aplicación: – Posibilita las distintas aplicaciones de usuario



INTRODUCCIÓN A LAS REDES DE COMPUTADORES

3.- EL MODELO OSI

• OSI: Open Systems Interconnection • Desarrollado por la Organización Internacional

de Estandarización (ISO) • Considera siete capas • El modelo de siete capas en su conjunto no ha

prosperado • Por el contrario, la arquitectura TCP/IP se ha

erigido como dominante

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INTRODUCCIÓN A LAS REDES DE COMPUTADORES

El modelo OSI

• Capas del modelo OSI: – Aplicación – Presentación – Sesión – Transporte – Red – Enlace de datos – Física

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El modelo OSI

• Capa física: – Definición de aspectos mecánicos, eléctricos,

funcionales y de procedimiento • Capa de enlace de datos:

– Activa, mantiene y desactiva el enlace – Detecta y controla errores – Control del flujo de información – Resolver problemas de pérdida, daño o duplicidad de

información



El modelo OSI

• Capa de red: – Encaminamiento de la información por la red – Control de la congestión – Conexión de redes heterogéneas

• Capa de transporte: – Tipo de servicio – Dividir la información en bloques – Establecer y liberar conexiones entre sistemas finales – Control de flujo entre sistemas finales



El modelo OSI

• Capa de sesión: – Control del diálogo en modo full-duplex o half-duplex – Agrupar datos – Recuperación ante fallos (puntos de verificación)

• Capa de presentación: – Definición del formato de datos a intercambiar

(sintaxis y semántica) – Compresión de datos, criptografía

• Capa de aplicación: – Posibilita el acceso de las aplicaciones al modelo OSI



Comparación entre las arquitecturas TCP/IP y OSI

OSI TCP/IP

Aplicación

Presentación Aplicación

Sesión

Transporte

Transporte origen-destino

Red

Enlace de datos

Internet

Acceso a la red

Física Física

Hardware

Firmware

Software

Capas del usuario

Sistema operativo


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