El documento describe los modelos de capas OSI y TCP/IP. Explica que el modelo OSI consta de 7 capas que dividen la comunicación en niveles de abstracción, mientras que TCP/IP se compone principalmente de las capas de aplicación, transporte, internet e interconexión de redes. También explica brevemente los protocolos clave de cada capa y cómo permiten la comunicación entre sistemas de red.
2. MODELO DE CAPAS Y LOS
PROTOCOLOS
En sistemas en red, la abstracción lleva al concepto
del modelo de capas.
• Se comienza con servicios ofrecidos por la capa física y luego
se adiciona una secuencia de capas, cada una de ellas
ofreciendo un nivel de servicios más abstracto.
Un modelo de capas ofrece dos características
interesantes:
• Descompone el problema de construir una red en partes más
manejables (no es necesario construir un sistema monolítico
que hace todo)
• Proporciona un diseño más modular (si se quiere colocar un
nuevo servicio, sólo se debe modificar la funcionalidad de una
capa)
4. PROCESO DE UN VIAJE
AÉREO EN CAPAS DE
SERVICIOS
Entrega mostrador a mostrador de [personas y equipaje]
Traslado de equipaje: entrega-reclamo
Traslado de personas: embarque-desembarque
Traslado de la aeronave: pista a pista
Ruta de vuelo desde el origen hasta el destino
Capas: cada capa implementa un servicio a través de las
acciones internas a la capa y solicitando el servicio
proporcionado por una capa inferior
5. IMPLEMENTACIÓN DISTRIBUIDA DE
LA FUNCIONALIDAD DE LAS CAPAS
Boleto (compra)
equipaje (entrega)
embarque
despegue
Vuelo
Confirmar retorno
equipaje (reclamo)
desembarque
aterrizaje
Vuelo
ruta de vuelo
SalidaAeropuerto
LlegadaAeropuerto
tráfico aéreo intermedio
ruta de vuelo ruta de vuelo
6. OTRA VEZ: ¿POR QUÉ
UTILIZAR CAPAS?
Permite trabajar con sistemas complejos
• una estructura explícita permite la identificación de las partes
del sistema complejo y la interrelación entre ellas
• modelo de referencia de capas para
discusiones
• la modularidad facilita el mantenimiento y la actualización del
sistema
• cambios que se realicen en la
implementación de un servicio de una
capa es transparente para el resto del
sistema
7. ARQUITECTURA OSI
¿Qué es OSI?
• Una sigla: Open Systems Interconnection
• Conceptualmente: arquitectura general requerida para
establecer comunicación entre computadoras
OSI puede verse de dos formas:
• como un estándar
• como un modelo de referencia
8. ¿EN QUÉ SE
FUNDAMENTA OSI?
La idea principal en el modelo OSI es que el proceso de
comunicación entre dos usuarios en una red de
telecomunicaciones puede dividirse en niveles (capas)
En el proceso de comunicación cada nivel pone su granito
de arena: el conjunto de funciones que ese nivel “sabe”
hacer.
9. ¿CÓMO OPERA EL
MODELO OSI?
Los usuarios que participan en la comunicación utilizan
equipos que tienen “instaladas” las funciones de las 7 capas
del 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: 1ª
APROXIMACIÓN
En la vida real, las 7 capas de funciones del modelo OSI están
normalmente 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 cable
conectado al computador (tarjeta de red y driver)
Al recibir
el mensaje
“sube”
Al enviar
el mensaje
“baja”
El mensaje “viaja” a
través de la red
Nodo A Nodo B
12. IMPLEMENTACIÓN DE
LAS CAPAS OSI
Las dos primeras capas (física y enlace) generalmente se
construyen con hardware y software
• El cable, el conector, la tarjeta de red y el driver de la tarjeta
pertenecen a los niveles 1 y 2
Los otros cinco niveles se construyen generalmente con
software
13. COMUNICACIÓN ENTRE CAPAS
Cada capa ofrece un
conjunto de funciones
para la capa superior
y utiliza funciones de
la capa inferior
Cada capa, en un
nodo, se comunica
con su igual en el otro
nodo
Capa A
Capa B
Capa A
Capa B
NODO 1 NODO 2
14. SERVICIOS, INTERFACES Y
PROTOCOLOS
El modelo OSI
distingue entre:
• Servicios (funciones):
Qué hace la capa
• Interfaces: Cómo las
capas vecinas pueden
solicitar/dar servicios
• Protocolos: Reglas
para que capas “pares”
se comuniquen
Capa A
Capa B
Capa A
Capa B
NODO 1 NODO 2
15. LOS 7 NIVELES DEL
MODELO OSI
Aplicación
Presentación
Sesión
Transporte
Red
Enlace
Física
Aplicaciones de Red: transferencia de archivos
Formatos y representación de los datos
Establece, mantiene y cierra sesiones
Entrega confiable/no confiable de “mensajes”
Entrega los “paquetes” y hace enrutamiennto
Transfiere “frames”, chequea errores
Transmite datos binarios sobre un medio
Nivel OSI Función que ofrece
Cada nivel (ó capa) tiene unas funciones precisas para resolver
determinados problemas de la comunicación (“divide y vencerás”)
16. NIVEL DE
APLICACIÓN (CAPA 7)
La capa de aplicación está cerca al usuario (no
ofrece servicios a otras capas del modelo OSI)
• Es el nivel más alto en la arquitectura OSI
• Define la interfaz entre el software de comunicaciones y
cualquier aplicación que necesite comunicarse a través
de la red.
• Las otras capas existen para prestar servicios a esta
capa
• Las aplicaciones están compuestas por procesos.
• Un proceso de aplicación se manifiesta en la capa de
aplicaciones como la ejecución de un protocolo de
aplicación.
17. NIVEL DE
PRESENTACIÓN (CAPA
6)
Define el formato de los datos que se intercambiarán
• Asegura que la información enviada por la capa de aplicación
de un nodo sea entendida por la capa de aplicación del otro
nodo
• Si es necesario, transforma a un formato de representación
común
• Negocia la sintáxis de transferencia de datos para la capa de
aplicación (estructura de datos)
• Ejemplo: formato GIF, JPEG ó PNG para imágenes.
18. NIVEL DE SESIÓN
(CAPA 5)
Define cómo iniciar, coordinar y terminar las
conversaciones entre aplicaciones (llamadas
sesiones).
• Administra el intercambio de datos y sincroniza el
diálogo entre niveles de presentación (capa 6) de cada
sistema
• Ofrece las herramientas para que la capa de aplicación,
la de presentación y la de sesión reporten sus
problemas y los recursos disponibles para la
comunicación (control del diálogo –sesión- entre
aplicaciones)
• Lleva control de qué flujos forman parte de la misma
sesión 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 procesos
que han establecido una sesión y que se
ejecutan en diferentes nodos
• Evita que las capas superiores se preocupen por los
detalles del transporte de los datos hasta el proceso
correcto
• Hace multiplexamiento para las aplicaciones
• ¿cuál es la aplicación/servicio destino/origen?
• Segmenta bloques grandes de datos antes de
transmitirlos (y los reensambla en le nodo destino)
• Asegura la transmisión confiable de los mensajes
• No deja que falten ni sobren partes de los mensajes
trasmitidos (si es necesario, hace retransmisión de
mensajes)
• hace control de flujo y control de congestión
20. NIVEL DE RED (CAPA
3)
Entrega los paquetes de datos a la red
correcta, al nodo correcto, buscando el mejor
camino (es decir, permite el intercambio de
paquetes).
• Evita que las capas superiores se preocupen por los
detalles de cómo los paquetes alcanzan el nodo destino
correcto
• En esta capa se define la dirección lógica de los nodos
• Esta capa es la encargada de hacer el enrutamiento y
el direccionamiento
• Enrutamiento: ¿cuál es el mejor camino para llegar a la
red destino?
• Direccionamiento: ¿cuál es el nodo destino?
21. NIVEL DE ENLACE
(CAPA 2)
Inicia, mantiene y libera los enlaces de datos entre dos
nodos.
Hace transmisión confiable (sin errores) de los datos sobre
un medio físico (un enlace)
• Define la dirección física de los nodos
• Construye los “frames”
• También debe involucrarse con el orden en que lleguen los
frames, notificación de errores físicos, reglas de uso del
medio físico y el control del flujo en el medio.
• Es diferente de acuerdo a la topología de red y al medio
utilizado.
22. NIVEL FÍSICO (CAPA
1)
Define las características mecánicas, eléctricas y funcionales
para establecer, mantener, repetir, amplificar y desactivar
conexiones físicas entre nodos
• Acepta un “chorro” de bits y los transporta a través de un
medio 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 en
esta capa.
23. ¿QUÉ ES TCP/IP?
El nombre “TCP/IP” se refiere a una suite de protocolos de
datos.
• Una colección de protocolos de datos que permite que los
computadores 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 INTERNET
TCP/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 de
conmutación de paquetes (ARPANet).
La arquitectura de TCP/IP ahora es definida por la Internet
Engineering Task Force (IETF)
25. ¿POR QUÉ ES
POPULAR TCP/IP?
Los estándares de los protocolos son abiertos: interconecta
equipos 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” DE
TCP/IP
Para garantizar que TCP/IP sea un protocolo abierto los
estándares deben ser públicamente conocidos.
La mayor parte de la información sobre los protocolos de
TCP/IP está publicada en unos documentos llamados
Request for Comments (RFC’s) - Hay otros dos tipos de
documentos: Military Standards (MIL STD), Internet
Engineering Notes (IEN) -.
28. PILA DE PROTOCOLOS
DE INTERNET (CINCO
CAPAS)aplicación: soporta las
aplicaciones de la red
• FTP, SMTP, HTTP
transporte: transferencia de
datos host to host
• TCP, UDP
red: enrutamiento de
datagramas desde la fuente al
destino
• IP, protocolos de enrutamiento
enlace: transferencia de datos
entre elementos de red vecinos
aplicación
transporte
red
enlace
física
29. CAPAS: COMUNICACIÓN
LÓGICA
Cada capa:
distribuida
Las
“entidades”
implementan
las funciones
de cada capa
en cada nodo
las entidades
realizan
acciones, e
aplicación
transporte
red
enlace
física
aplicación
transporte
red
enlace
física
aplicación
transporte
red
enlace
física
aplicación
transporte
red
enlace
física
red
enlace
física
30. CAPAS: COMUNICACIÓN
LÓGICA
Transporte
toma datos de la
aplicación
agrega
direccionamiento,
agrega información
de chequeo de
confiabilidad para
formar el
“datagrama”
envía el datagrama al
otro nodo
espera el acuse de
recibo (ack) del otro
nodo
aplicación
transporte
red
enlace
física
aplicación
transporte
red
enlace
física
aplicación
transporte
red
enlace
física
aplicación
transporte
red
enlace
física
red
enlace
física
datos
datos
datos
transporte
transporte
ack
32. Ubicación de los protocolos de TCP/IP enUbicación de los protocolos de TCP/IP en
el Modeloel Modelo
de Referencia OSI (Open Systemsde Referencia OSI (Open Systems
Interconnection)Interconnection)
Llegó
Modem
Solicitud
DNS Red del
Campus
AQUÍ ESTÁ LA
TARJETA DE RED
Y EL DRIVER
Modem
EL MODEM ESTÁ
EN LA CAPA 1