Protocolos de comunicaciones

PROTOCOLOS DE COMUNICACIONES
 Concepto de protocolo:
Un protocolo es una serie de normas que permiten el
intercambio de información entre dos dispositivos o
Elementos de un mismo nivel.
 El concepto capa o nivel:
Para que las reglas de interconexión entre equipos
Informáticos sean mas eficientes están estructuradas en
módulos, cada uno de los módulos se le llama capa o nivel.

Las capas o niveles son independientes entre si, ya que cada capa
debe ocuparse:
 De su nivel inmediatamente inferior, a quien solicita servicios.
 Del nivel inmediatamente superior, a quien devuelve
resultados.
Llamamos interfaz o interface a las normas de intercomunicación
entre capas.

 El modelo de referencia OSI:
OSI es el nombre del modelo de referencia de una arquitectura
de capas para redes de ordenadores y sistemas distribuidos.
OSI no es una arquitectura de red sino un modelo de referencia.

Este modelo proporcionaba un estándar común para todos
los fabricantes de hardware y aplicaciones de red y de como
deben gestionarse y controlarse los datos.
Al utilizar este estándar , los fabricantes se aseguraban que sus
dispositivos y sus software eran compatibles con los sistemas y
aplicaciones de otros fabricantes.

Nivel 1: FÍSICO
Nivel 2: ENLACE
Nivel 3: RED
Nivel 4: TRANSPORTE
Nivel 5: SESIÓN
Nivel 6: PRESENTACIÓN
Nivel 7: APLICACIÓN

 Familias de protocolos usuales:
 SNA (system network architecture) propiedad de IBM
 NetWARE: propiedad de Novell
 AppleTalk : diseñada por Apple Computer
 NetBEUI (NetBIOS extended user unterface)
 TCP/IP

 Arquitectura TCP/IP:
El modelo mas seguido es la arquitectura TCP/IP, que utiliza como
referencia el modelo OSI.

Características:
 TCP/IP no es un único protocolo, sino una familia de
protocolos que cubre distintos niveles del modelo OSI.
 TCP/IP es la familia de protocolos común utilizada por todos
los ordenadores conectados a Internet.
 En TCP/IP se diferencian cuatro niveles o capas:

El modelo propuesto por TCP/IP es el siguiente:
 Aplicación: se corresponde con el nivel OSI de aplicación.
 Transporte: se corresponde con el nivel OSI de transporte.
 Interred: se corresponde con el nivel OSI de RED.
 Interfaz de Red: se corresponde con el nivel OSI de enlace.

 La familia de protocolos TCP/IP:
Originaria de los sistemas UNIX.
Su utilización se extendió mundialmente, por lo que esta familia de
protocolos se ha convertido en un estándar de facto.
La tecnología TCP/IP está definida en una serie de documentos
denominados RFC (Requests For Comments), que se pueden
encontrar en muchos servidores de Internet.

Protocolo IP
 Es el protocolo de nivel de red ARPANET.
 Es un protocolo capaz de conducir paquetes entre diferentes
redes interconectadas.
 Es un protocolo no orientado a la conexión
 Su objetivo es encaminar el bloque de datos.
 Es el protocolo base para las transferencias de datos en Internet.

Protocolo ICMP:
 Protocolo de mensajes de control de redes.
 Es un protocolo de supervisión que debe de utilizar cualquier
red TCP/IP.

Protocolo ARP:
 Protocolo de resolución de direcciones.
 Tiene como objetivo conocer la dirección MAC (nivel 2 OSI) a
partir de la dirección IP (nivel 3 OSI).
 Pasa desapercibido al usuario.

Protocolo TCP:
 Protocolo de control de transmisión.
 Diseñado para realizar conexiones en redes inseguras.
 Protocolo orientado a conexión fiable.

 Garantiza la entrega a través de un sistema de temporizadores
y retransmisiones en caso de problemas.
 La seguridad tiene el coste del espacio y el rendimiento.
 Los puntos de acceso al servicio se denominan sockets y se
identifican por una dirección IP y un puerto.

Protocolo UDP:
 Es un protocolo de transporte no orientado a una conexión, es
decir, permite la transmisión de mensajes sin necesidad de
establecer ninguna conexión y sin garantía de entrega.
 Se utiliza en transmisiones rápidas que no necesitan
seguridad.
 Tiene mucho mayor rendimiento que TCP.

Protocolos de Nivel Superior:
 FTP
 HTTP
 SNMP
 RPC
 SMTP
 POP
 IMAP

 Direccion IP:
Una dirección IP es un número binario 32 bits, es decir,
existen 232
posibilidades o direcciones distintas a construir.

Dirección IP binaria de 32 bits
11000000 • 1010100 • 00100010 • 00001011
O a lo que es igual = 192.168.100.11
00001011
27
26
25
24
23
22
21
20
0 0 0 0 1 0 1 1
128 64 32 16 8 4 2 1
=23
+ 21
+ 20
= 8+2+1= 11

La Función AND
Si se realiza una operación AND entre la dirección IP y la mascara de
red se obtiene como resultado la direcciones de la red a la que
pertenece el equipo.
AND
00 0
01 0
10 0
11 1

 Clases de direcciones IP:
ARIN ( American Register Internet Number) registro americano de
números de Internet, quien a través de los ISP ( Internet Service
Provider) se encarga de gestionar, asignar y en su momento crear
las direcciones IP.
Para facilitar la administración de direccionamiento IP se crearon
cinco únicas clases; Clase A, Clase B, Clase C, Clase D y Clase E.

 Clasificaciones de las direcciones IP:
Las direcciones IP se clasifican en públicas y privadas.
Una dirección IP pública es aquella que identifica de forma única
una conexión a Internet.

Cuando tenemos una red local, tenemos una IP privada, para
conectarnos en Internet necesitamos un router con tecnología
NAT (Network Address Translation ) o sea con un conversor de
direcciones para trabajo de red.
El NAT hará que sea el router el encargado de almacenar la
dirección privada en una tabla, asignarle un identificador y
sustituir la dirección de origen por la pública del router.

De las clases A, B y C tenemos las siguientes IP’s reservadas como
privadas:
Clase Desde Hasta
A 10.0.0.0 10.255.255.255
B 172.16.0.0 172.16.255.255
C 192.168.0.0 192.168.255.255

Tipos de IP’s:
 Estáticas
 Dinámicas
Concepto de Intranet:
Es una red privada que utiliza los protocolos TCP/IP. Puede
Tener salida a Internet o no.
Si tiene salida a Internet, el direccionamiento IP permite que los
Host con direcciones IP privadas puedan salir a Internet pero
impide el acceso a los Host internos desde Internet.

 Extranet: Es una unión entre dos o más intranets.
 Internet: La mayor red pública de redes TCP/IP.

 Creacion de Subredes (Subnetting):
Se define una subred como un conjunto de una red de clase
A, B o C.
En este contexto, para que un administrador pueda crear sus
propias subredes, se introduce el concepto de subred, dividiendo
La parte local o dirección del equipo en dos partes:

 Dirección de subredDirección de subred
 Dirección de la máquinaDirección de la máquina
Dirección de RED Dirección de la máquina
Dirección de RED Dirección de Subred Dirección de maquina

EJEMPLO:EJEMPLO: 220.15.10.220.15.10.00
Creación de dos subredes…
Dirección clase C con mascara de 24bits( 255.255.255.0) Por lo tanto cogeremos
el ultimo byte “0”
220.15.10.0 (Parte con la que se van a hacer las subredes)
x x2
x3
x4
x5
x6
x7
x8
cogemos dos primeros bits para hacer
2 subredes: Siguiendo el modelo RFC-950 quitamos 2
2222
- 2=4-2= 2 Subredes y el resto 26
-2= 126 Maquinas
Y calculamos todas las posibles combinaciones con dos bits:
00 000000 Dirección de Red Las dos subredes son:
01 000000=64 220.15.10.64
10 000000=128 220.15.10.128
11 000000 Dirección de Broadcast

Luego para obtener el rango de cada subred haremos lo siguiente:
Subred 220.15.10.64Subred 220.15.10.64
01 000000 = 64 Dirección de RED (no se puede usar como dirección
de equipo)
01 0000001 0000011= 65= 65
01 000001 0000110 ……0 ……
0101 11111111110 = 1260 = 126
01 111111 = 127 Dirección de Broadcast (tampoco se puede usar como
dirección de equipo)
De la subred 220.15.10.64 los equipos serán desde x.x.x.65 hasta
x.x.x.126

Subred 220.15.10.128
10 000000 = 128 Dirección de RED (no se puede usar como dirección
De equipo)
10 0000010 0000011== 129129
10 000010 0000110…1300…130
1010 11111111110 =0 = 190190
10 111111 = 191 Dirección de Broadcast (tampoco se puede usar como
dirección de equipo).
Por lo tanto los equipos de la subred 220.15.10.128 serán
desde x.x.x.129 a x.x.x.190

Para obtener la máscara de subred nos tenemos que fijar en la
cantidad de bits que hemos usado para crear las subredes.
En este caso hemos utilizado 2 bits.
Como la IP es de clase C y la máscara es de 24 bits
255.255.255.0 ( 11111111.11111111.11111111.00000000), la máscara de
subred la obtendremos añadiendo los dos bits que hemos utilizado
para crear las subredes.
En este caso sería algo así:
255.255.255.192 (11111111.11111111.11111111.11000000)

 Concepto de Máscara:
Para poder realizar el correspondiente encaminamiento en
Internet a través de las diferentes redes y subredes creadas por las
distintas organizaciones ; se introduce el concepto de máscara.
Una máscara de red es número de 32 bits que contiene unos en los
bits que identifican la red y ceros en la parte que identifica la
maquina.

Una máscara de subred es un número de 32bits que contiene unos en
la parte que identifica la subred y ceros en la parte que identifican las
máquinas de esa dirección de subred.
(Para calcular la dirección de difusión (Broadcast) a la red/subred, hay
que hacer la operación OR de la IP con el inverso NOT de su mascara de
red/subred.)
AND OR
00 0 0
01 0 1
10 0 1
11 1 1

 El nivel de transporte de la arquitectura TCP/IP:
Cada conexión representara u único protocolo de nivel superior o
servicio de aplicación al que hacer la entrega de los datos y puesto
que coexisten varias conexiones simultáneamente, surge la
necesidad de identificar cada conexión.

A cada origen o destino de los datos enviados a nivel de transporte
se le identifica mediante la asociación de un numero de 16 bits
llamada puerto( canal de comunicación) y cuyos valores oscilan
entre el 0 y 65535.
Los puertos mas importantes son:

Nº de Puerto Protocolo de transporte Servicio de aplicación
21 TCP FTP
23 TCP TELNET
25 TCP SMTP
53 UDP DNS
80 TCP HTTP

 Protocolo UDP: User Datagram Protocol
Es un protocolo a nivel de transporte, no
fiable, no utiliza ningún tipo de reconocimiento para asegurar
que los mensajes lleguen, no ordena los mensajes entrantes por
lo tanto los mensajes UDP pueden perderse, llegar
desordenados, duplicarse etc…

 Protocolo TCP:
TCP (Transmission Control Protocol)> Protocolo para el control de
la transmisión:
Es un protocolo de nivel de transporte, es capaz de
establecer y liberar una comunicación, entregar los datos en
secuencia utiliza conexiones lógicas dentro de una física, chequeo
de errores, etc…
TCP: Es un protocolo orientado a la conexión y consta de tres
etapas:

Establecimiento de la ConexiónEstablecimiento de la Conexión
Liberación de la ConexiónLiberación de la Conexión
Transferencia de datosTransferencia de datos

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