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Unidad 5 – Protocolos de redes

Tema 1Modelo OSI

martes, 18 de abril de 2023 05:11 a. m. Transparencia N° 1

Protocolos de redes

Modelo OSI

Historia

A principios de 1980 el desarrollo de redes originó desorden en muchos sentidos. Se produjo un enorme crecimiento en la cantidad y tamaño de las redes. 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.

Para mediados de 1980, estas empresas comenzaron a sufrir las consecuencias de la rápida expansión. Ya que las redes que utilizaban diferentes especificaciones e implementaciones tenían dificultades para intercambiar información. El mismo problema surgía con las empresas que desarrollaban tecnologías de conexiones privadas o propietarias. "Propietario" significa que una sola empresa o un pequeño grupo de empresas controlan todo uso de la tecnología. 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 de incompatibilidad de redes, la Organización Internacional para la Estandarización (ISO) investigó modelos de conexión como la red de Digital Equipment Corporation (DECnet), la Arquitectura de Sistemas de Red (Systems Network Architecture) y TCP/IP a fin de encontrar un conjunto de reglas aplicables de forma general a todas las redes. Con base en esta investigación, la ISO desarrolló un modelo de red que ayuda a los fabricantes a crear redes que sean compatibles con otras redes.


Protocolos de redes

Modelo OSI

Definición y características

Modelo de Interconexión de Sistemas Abiertos, también llamado OSI (Open System Interconnection) es el modelo de red descriptivo, que fue creado por la Organización Internacional para la Estandarización (ISO) en el año 1984.

Es un marco de referencia para la definición de arquitecturas en la interconexión de los sistemas de comunicaciones.

OSI es un modelo de referencia que muestra como debe transmitirse un mensaje entre nodos en una red de datos.

El modelo OSI tiene 7 niveles de funciones.

No todos los productos comerciales se adhieren al modelo OSI.

Sirve para enseñar redes y en discusiones técnicas (resolución de problemas).


Protocolos de redes

Modelo OSI

Características

Esta formado por siete capas o niveles de funciones que definen las diferentes fases por las que deben pasar los datos para viajar de un dispositivo a otro sobre una red de comunicaciones.

Actualmente el Modelo o arquitectura de red usado como el estándar mundial en la comunicación por Internet y en redes locales, es el TCP/IP, sin embargo el Modelo OSI es muy usado en la enseñanza como una manera de mostrar cómo puede estructurarse una "pila" de protocolos de comunicaciones.

El modelo especifica el protocolo que debe ser usado en cada capa, y suele hablarse de modelo de referencia ya que es usado como una gran herramienta para la enseñanza de comunicación de redes.

Es una normativa estandarizada útil debido a la existencia de muchas tecnologías de comunicación de diferentes fabricantes y compañías, que están en expansión, por lo que este modelo permite que todas pudiesen entenderse.


Protocolos de redes

Modelo OSI

Estructura


Formado por 7 capas o niveles. Las capas 7, 6, 5 y 4 proporcionan

una entrega precisa de los datos entre computadores.

Las capas 3, 2 y 1 controlan la entrega física de mensajes a través de la red.

Protocolos de redes

Modelo OSI

Estructura


Aplicación

Presentación

Sesión 5

6

7Proporcionan servicios de soporte de usuario

Transporte 4 Asegura la transmisión fiable de extremo a extremo

Red

Enlace

Físico 1

2

3Son los niveles de soporte de Red(aspectos físicos de la transmisión de los datos de un dispositivo a otro)

Protocolos de redes

Modelo OSI

Capa física

Es la que se encarga de las conexiones globales de la computadora hacia la red, tanto en lo que se refiere al medio físico como a la forma en la que se transmite la información.

Coordina las funciones necesarias para transmitir el flujo de datos a través del un medio físico:

1. Define características físicas, eléctricas y funcionales del medio e interfaces.

2. Establece representación de datos: modulación o codificación.3. Tasa de datos.4. Sincronización de los datos transmitidos.5. Configuración de la línea: punto a punto, multipunto.6. Topología.7. Modo de transmisión: dúplex, semidúplex o símplex.8. Transmitir el flujo de bits a través del medio.


Protocolos de redes

Modelo OSI

Capa de enlace de datos

Responsable de la entrega nodo a nodo dentro de la misma red. Hace que la capa física aparezca ante un nivel superior (capa red) como un medio libre de errores.

Sus responsabilidades son:

1. Segmentación y reensamblado de tramas.2. Direccionamiento físico: añade cabecera con la dirección destino y

fuente.3. Control de flujo.4. Control de errores: añade cola de redundancia.5. Control de acceso: en medios compartidos determinar cuando

acceder al medio.6. Provee acceso al medio.7. Establece, mantiene y libera el enlace lógico entre nodos adyacentes. 8. Las unidades de información se denominan tramas.


Protocolos de redes

Modelo OSI

Capa de red

Se encarga de la entrega de origen a destino de los paquetes individuales, independientemente de la red en la que se estén.

Las funciones a implementar son:

1. Direccionamiento lógico: añade dirección lógica origen y destino.2. Encaminamiento.3. Las unidades de información se denominan paquetes.4. Se pueden clasificar en protocolos enrutables y protocolos de

enrutamiento:a. Enrutables: viajan con los paquetes (IP, IPX, APPLETALK)b. Enrutamiento: permiten seleccionar las rutas

(RIP, IGRP, EIGRP, OSPF, BGP)5. En este nivel se realiza el direccionamiento lógico y la determinación

de la ruta de los datos hasta su receptor final.


Protocolos de redes

Modelo OSI

Capa de transporte

Responsable de la entrega origen a destino de todo el mensaje.

Las funciones que implementa son:

1. Direccionamiento en punto de servicio: diferencia entre las distintas aplicaciones que acceden a la red simultáneamente

2. Segmentación y reensamblado: división de los datos a enviar en Segmentos o Datagramas de tamaño predeterminado.

3. Control de conexión: función opcional. Envío individual de los Segmentos o Datagramas o agrupados en una conexión.

4. Control de flujo: se realiza de extremo a extremo y no sólo en un único enlace como en el caso de la capa de enlace.

5. Control de errores: similar al de la capa de enlace, pero de extremo a extremo.


Protocolos de redes

Modelo OSI

Capa de sesión

Establece, mantiene y sincroniza la interacción entre los sistemas de comunicación, además de iniciar y acabar las conexiones.

Las funciones asignadas a esta capa son:

1. Control de diálogo: permite que dos sistemas establezcan un diálogo.

2. Sincronización: inserta puntos de prueba en el flujo de datos para el chequeo de la integridad de los mensajes enviados.

3. En muchos casos, los servicios de la capa de sesión son parcial o totalmente prescindibles.


Protocolos de redes

Modelo OSI

Capa de presentación

Asegura que la información que se envía se pueda transmitir a través de la red y ser leída correctamente por la aplicación receptora.

Funciones implementadas en la capa:

1. Traducción: codifica los datos en un formato que pueda ser compatible entre las distintas computadoras.

2. Cifrado: asegura la privacidad de los datos enviados.3. Compresión: reduce la cantidad de datos a enviar.4. En ella se tratan aspectos tales como la semántica y la sintaxis de los

datos transmitidos, ya que distintas computadoras pueden tener diferentes formas de manejarlas.


Protocolos de redes

Modelo OSI

Capa de aplicación

Ofrece a las aplicaciones 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 (Post Office Protocol y SMTP), gestores de bases de datos y servidor de ficheros (FTP), por UDP pueden viajar (DNS y Routing Information Protocol). Hay tantos protocolos como aplicaciones distintas y puesto que continuamente se desarrollan nuevas aplicaciones el número de protocolos crece sin parar.

Cabe aclarar que el 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.


Protocolos de redes

Modelo OSI

Sumario de las funciones de cada capa


Protocolos de redes

Modelo OSI

Elementos de una transmisión de datos

Entidades: Elementos activos que se encuentran en cada una de las capas, ej. software, hardware, cuando las entidades se encuentran en la misma capa son entidades pares.

Proveedor de servicio: Es cada entidad inferior a otra que le puede ofrecer servicios o funciones.

SAP: Es el punto de acceso a los servicios de una capa inferior, cada SAP tiene una dirección que lo identifica.

Interface: Es el conjunto de reglas que hace que las capas se puedan comunicar. Se usa una IDU (unidad de datos de la interface) a través del SAP, la IDU consiste en una SDU (unidad de datos de servicio), además de alguna información de control, necesaria para que las capas inferiores realicen su trabajo, pero no forma parte de los datos.


Protocolos de redes

Modelo OSI

Elementos de una transmisión de datos


Protocolos de redes

Modelo OSI

Procesos paritarios


Protocolos de redes

Modelo OSI

Transmisión de datos

Cuando el proceso emisor desea enviar datos al proceso receptor, entrega los datos a la capa de aplicación (7), donde se añade la cabecera de aplicación en la parte delantera de los datos, que se entrega a la capa de presentación, y de esta manera se prosigue hasta la capa física.

Luego de la transmisión física, la máquina receptora, se encarga de hacer los pasos para ir eliminando las cabeceras según las capas que vaya recorriendo la información hasta llegar al proceso receptor.

Los detalles de cada una de las siete capas es un detalle técnico en el transporte de los datos entre los dos procesos.


Protocolos de redes

Modelo OSI



Protocolos de redes

Modelo OSI

Transmisión de datos: Simulación


Medio de Transmisión

Aplicación

Sesión

Red

Enlace

Físico

AplicaciónPresentación

Sesión

Transporte

Red

Enlace

Físico

Protocolos de redes

Modelo OSI

Encapsulamiento


Protocolos de redes

Modelo OSI

Capa física


Protocolos de redes

Modelo OSI

Capa de enlace de datos


Protocolos de redes

Modelo OSI

Capa de enlace de datos: Proceso de entrega nodo a nodo


Protocolos de redes

Modelo OSI

Capa de enlace de datos: Ejemplo de entrega nodo a nodo


Protocolos de redes

Modelo OSI

Capa de red


Protocolos de redes

Modelo OSI

Capa de red: Proceso de entrega fuente - destino


Protocolos de redes

Modelo OSI

Capa de red: Ejemplo de entrega fuente - destino


Protocolos de redes

Modelo OSI

Capa de transporte


Protocolos de redes

Modelo OSI

Capa de transporte: Proceso de entrega de un mensaje extremo - extremo


Protocolos de redes

Modelo OSI

Capa de transporte: Ejemplo de entrega extremo - extremo


Protocolos de redes

Modelo OSI

Capa de sesión


Protocolos de redes

Modelo OSI

Capa de presentación


Protocolos de redes

Modelo OSI

Capa de aplicación


Unidad 4 – Redes de telecomunicaciones y de datos

Tema 2Modelo TCP/IP


Protocolos de redes

Modelo TCP/IP

Historia

El modelo TCP/IP es un modelo de descripción de protocolos de red creado en la década de 1965 por DARPA, una agencia del Departamento de Defensa de los Estados Unidos.

Evolucionó de ARPANET, el cual fue la primera red de área amplia y predecesora de Internet.

EL modeloTCP/IP se denomina a veces como Internet Model, Modelo DoD o Modelo DARPA.

Es el estándar abierto de Internet.


Protocolos de redes

Modelo TCP/IP

Definición y características

El modelo TCP/IP, describe un conjunto de guías generales de diseño e implementación de protocolos de red específicos para permitir que un equipo pueda comunicarse en una red.

TCP/IP provee conectividad de extremo a extremo especificando cómo los datos deberían ser formateados, direccionados, transmitidos, enrutados y recibidos por el destinatario.

Existen protocolos para los diferentes tipos de servicios de comunicación entre equipos.

TCP/IP tiene cuatro capas de abstracción según se define en el RFC 1122. Esta arquitectura de capas a menudo es comparada con el Modelo OSI de siete capas.

El modelo TCP/IP y los protocolos relacionados son mantenidos por la Internet Engineering Task Force (IETF).


Protocolos de redes

Modelo TCP/IP

Estructura

Capa 4 o Capa de Aplicación: Aplicación, asimilable a las capas 5 (sesión), 6 (presentación) y 7 (aplicación) del modelo OSI. La capa de aplicación debía incluir los detalles de las capas de sesión y presentación OSI. Crearon una capa de aplicación que maneja aspectos de representación, codificación y control de diálogo.

Capa 3 o Capa de Transporte: Transporte, asimilable a la capa 4 (transporte) del modelo OSI.

Capa 2 o Capa de Internet: Internet, asimilable a la capa 3 (red) del modelo OSI.

Capa 1 o Acceso a la Red: Acceso al Medio, asimilable a la capa 2 (enlace de datos) y a la capa 1 (física) del modelo OSI.


Protocolos de redes

Modelo TCP/IP

Estructura


Protocolos de redes

Modelo TCP/IP

Encapsulación



Tema 3Proyecto 802


Protocolos de redes

Proyecto 802

Historia

En febrero de 1980 se formó en el IEEE un comité de redes locales con la intención de estandarizar un sistema de 1 o 2 Mbps (el Ethernet de la época).

Le tocó el número 802. Decidieron estandarizar el nivel físico, el de enlace y superiores.

Dividieron el nivel de enlace en dos subniveles: el de enlace lógico, encargado de la lógica de re-envíos, control de flujo y comprobación de errores, y el subnivel de acceso al medio, encargado de arbitrar los conflictos de acceso simultáneo a la red por parte de las estaciones.

Para final de año ya se había ampliado el estándar para incluir el Token Ring (Red en anillo con paso de testigo) de IBM y un año después, y por presiones de grupos industriales, se incluyó Token Bus (Red en bus con paso de testigo), que incluía opciones de tiempo real y redundancia, y que se suponía idóneo para ambientes de fábrica.

Cada uno de estos tres "estándares" tenía un nivel físico diferente, un subnivel de acceso al medio distinto pero con algún rasgo común (espacio de direcciones y comprobación de errores), y un nivel de enlace lógico único para todos ellos.

Después se fueron ampliando los campos de trabajo, se incluyeron redes de área metropolitana (alguna decena de kilómetros), personal (unos pocos metros) y regional (algún centenar de kilómetros), se incluyeron redes inalámbricas (WLAN), métodos de seguridad, comodidad, etc.


Protocolos de redes

Proyecto 802

Características

IEEE 802 es un estudio de estándares elaborado por el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) que actúa sobre Redes de ordenadores.

Concretamente y según su propia definición sobre redes de área local (LAN) y redes de área metropolitana (MAN).

También se usa el nombre IEEE 802 para referirse a los estándares que proponen, algunos de los cuales son muy conocidos: Ethernet (IEEE 802.3), o Wi-Fi (IEEE 802.11). Está, incluso, intentando estandarizar Bluetooth en el 802.15 (IEEE 802.15).

Se centra en definir los niveles más bajos (según el modelo de referencia OSI o sobre cualquier otro modelo).

Concretamente subdivide el segundo nivel, el de Enlace de Datos, en dos subniveles: El de Enlace Lógico (LLC), recogido en 802.2, y el de Control de Acceso al Medio (MAC), subcapa de la capa de Enlace Lógico. El resto de los estándares actúan tanto en el Nivel Físico, como en el subnivel de Control de Acceso al Medio.


Protocolos de redes

Proyecto 802

Estructura

LLC - Gestiona la comunicación de enlace de datos y define el uso de puntos de interfaz lógicos llamados SAP - Puntos de Acceso al Servicio. Otros equipos utilizan los SAP para transferir información desde LLC hacia los niveles superiores.

MAC – Proporciona acceso compartido al nivel físico para las tarjetas de red de los equipos. Se comunica directamente con la tarjeta de red y es el responsable del envío de datos libres de errores entre dos equipos.


Protocolos de redes

Proyecto 802

Grupos de Trabajo


Nombre Descripción NotaIEEE 802.1 Normalización de interfaz802.1D Spanning Tree Protocol

802.1Q Virtual Local Area Networks (VLAN)

802.1aq Shortest Path Bridging (SPB)

IEEE 802.2 Control de enlace lógico Inactivo

IEEE 802.3 CSMA / CD (ETHERNET)

IEEE 802.4 Token bus Disuelto

IEEE 802.5 Token ring Inactivo

IEEE 802.6 Metropolitan Area Network (ciudad) (fibra óptica) Disuelto

IEEE 802.7 Grupo Asesor en Banda ancha Disuelto

IEEE 802.8 Grupo Asesor en Fibras Ópticas Disuelto

IEEE 802.9 Servicios Integrados de red de Área Local Disuelto

IEEE 802.10 Seguridad Disuelto

http://es.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.1

http://es.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.1D

http://es.wikipedia.org/wiki/Spanning_Tree_Protocol





http://es.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.1Q

http://es.wikipedia.org/wiki/VLAN

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=IEEE_802.1aq&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Shortest_Path_Bridging&action=edit&redlink=1











http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=IEEE_802.7&action=edit&redlink=1




Protocolos de redes

Proyecto 802

Grupos de Trabajo


Nombre Descripción Nota

IEEE 802.11 Redes inalámbricas WLAN. (Wi-Fi) Hay q leer y buscar

IEEE 802.12 Prioridad por demanda Disuelto

IEEE 802.13 Se ha evitado su uso por superstición Sin uso

IEEE 802.14 Modems de cable Disuelto

IEEE 802.15 WPAN (Bluetooth)Hay q leer y buscar

IEEE 802.16Redes de acceso metropolitanas sin hilos de banda ancha (WIMAX)

IEEE 802.17 Anillo de paquete elástico

IEEE 802.18Grupo de Asesoria Técnica sobre Normativas de Radio

En desarrollo a día de hoy

IEEE 802.19 Grupo de Asesoría Técnica sobre Coexistencia

IEEE 802.20 Mobile Broadband Wireless Access

IEEE 802.21 Media Independent Handoff

IEEE 802.22 Wireless Regional Area Network


http://es.wikipedia.org/wiki/Wi-Fi

http://es.wikipedia.org/wiki/Wi-Fi













Protocolos de redes

Proyecto 802

Estándares importantes


Protocolos de redes

Proyecto 802

802.1 - Protocolos superiores de redes de área loca

Establece los estándares de interconexión relacionados con la gestión de redes.

La norma 802.1 describe la interrelación entre las partes del documento y su relación con el Modelo de Referencia OSI. También contiene información sobre normas de gestión de red e interconexión de redes.

802.2 - 802.2:Control de enlace lógico

IEE 802.2 es el estándar que define el control de enlace lógico (LLC), que es la parte superior de la capa enlace en las redes de área local. La subcapa LLC presenta una interfaz uniforme al usuario del servicio enlace de datos, normalmente la capa de red.

Bajo la subcapa LLC esta la subcapa Medium Access Control (MAC), que depende de la configuración de red usada (Ethernet, token ring, FDDI, 802.11, etc.).


Protocolos de redes

Proyecto 802

802.3 - Ethernet

La norma 802.3 es una especificación estándar sobre la que se monta Ethernet, un método de establecimiento de comunicaciones físicas a través de una red de área local o LAN, creada por el IEEE.

Especifica el protocolo de transporte de información del nivel físico dentro de una arquitectura de red a capas, tal como TCP/IP, basada a su vez en el modelo OSI.

Se definió en 1983 y hoy en día el término Ethernet se utiliza para referirnos a las especificaciones Ethernet incluidas en IEEE 802.3.

Variaciones del 802.3:: Fast Ethernet, Gigabit Ethernet y 10Gigabits Ethernet.

Especificaciones en cuanto a nivel físico se refiere, basadas en este estándar:

o 10 BASE 2/5/T/FX: 10 Mbit/s, es la Ethernet normalo 100 BASE TX/T4/FX: 100Mbit/s, es la considerada Fast Ethernet.o 1000 BASE TX/T: Gigabit Ethernet.



Tema 4Comparativa entre modelos


Protocolos de redes

Comparativa entre modelos


Protocolos de redes



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