Redes IP

Redes IP

Por Jacobo Martínez Rodríguez

Contenido
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Introducción
Modelos
Modelo OSI
Modelo TCP/IP
Protocolo IPv4
Protocolo IPv6
Importancia de la red IP
Servicios sobre IP

Introducción
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

¿Qué es una red?
¿Qué es un protocolo?
Objetivos de los protocolos
¿Qué es una red IP?
¿Qué TCP/IP?
¿Qué es OSI?
OSI frente TCP/IP
¿Qué son los niveles o capas?

Redes IP Introducción
¿Qué es una red?
Es el conjunto de medios y equipos que
hacen posible que dos o más usuarios
intercambien información de cualquier
naturaleza independientemente de la
distancia.

¿Qué es un protocolo?
Es el conjunto de reglas que regulan la
comunicación entre dos sistemas que
establecen
un
dialogo
para
la
transferencia de datos, coordinando el
flujo de información y garantizando que la
comunicación se lleva a cabo sin errores.

Objetivos de los protocolos:
 Permitir localizar un ordenador inequívocamente
 Permitir realizar una conexión con otro pc
 Permitir intercambiar información entre ordenadores
de forma segura, independiente del tipo de maquinas
que estén conectadas
 Abstraer a los usuarios de los enlaces utilizados para
el intercambio de información
 Permitir liberar la conexión de forma ordenada

¿Qué es una red IP?
Se dice del conjunto de medios y equipos
que
estando conectados para el
intercambio de información utilizan como
protocolo el TCP/IP

¿Qué es TCP/IP?
Cuando se habla de TCP/IP se relaciona
automáticamente como el protocolo sobre el
que funciona la red Internet. Esto, en cierta
manera es cierto, ya que se le llama TCP/IP, al
conjunto de protocolos que permite estar
conectado a la red Internet. Este nombre viene
dado por dos protocolos estrella de este
conjunto:
Protocolo TCP
Protocolo IP

Redes IP
¿Qué es TCP/IP?
Protocolo TCP (Transmision Control Protocol):
Protocolo de Control de Transmisión , funciona en el
nivel de transporte del modelo de referencia OSI,
proporcionando un transporte fiable de datos.
Protocolo IP (Internet Protocol): Protocolo de Internet,
funciona en el nivel de red del modelo OSI, que
permite encaminar los datos hacia otras máquinas.

Redes IP
¿Qué es OSI?
(Open System Interconnection) Interconexión de
Sistemas Abiertos se formó en el año 1983 ,es
el resultado del trabajo de la ISO (International
Standard Organization) para la estandarización
internacional de los protocolos de comunicación
como necesidad de intercambiar información
entre sistemas heterogéneos, sistemas cuyas
tecnologías son muy diferentes entre sí.

OSI frente TCP/IP
Se consideró que los protocolos y modelos de la OSI
llegarían a dominar las comunicaciones entre
computadores, reemplazando eventualmente las
implementaciones particulares de protocolos así como a
modelos rivales tales como TCP/IP (Protocolo de Control
de Transmisión y Protocolo Internet). Pero esto no ha
sucedido así, aunque se han desarrollado muchos
protocolos de utilidad dentro del contexto de OSI, el
modelo de las siete capas en su conjunto no ha
prosperado. Por el contrario, la arquitectura TCP/IP se
ha convertido en la dominante

¿Qué son los niveles o capas?
Debido a la gran complejidad que conlleva la
interconexión de ordenadores, se ha tenido que
dividir todos los procesos necesarios para
realizar las conexiones en diferentes niveles.
Cada nivel se ha creado para dar una solución a
un tipo de problema particular dentro de la
conexión. Cada nivel tendrá asociado un
protocolo, el cual entenderán todas las partes
que formen parte de la conexión.

Modelos



Modelo OSI
Modelo TCP/IP

Redes IP Modelos
MODELO OSI

7 NIVELES

MODELO TCP/IP

4 NIVELES

PROTOCOLOS

Redes IP Modelo OSI
CAPAS
NIVEL 7

APLICACIÓN

NIVEL 6

PRESENTACIÓN

NIVEL 5

SESIÓN

NIVEL 4

TRANSPORTE

NIVEL 3

RED

NIVEL 2

ENLACE DE DATOS

NIVEL 1

FÍSICO

Redes IP Modelo TCP/IP
CAPAS
NIVEL DE APLICACIÓN
NIVEL DE TRANSPORTE
NIVEL DE RED O DE INTERNET
NIVEL DE ENLACE O ACCESO

Redes IP Modelo OSI
Nivel 7: Aplicación. Provee servicios
generales relacionados con aplicaciones
(p.ej: transmisión de ficheros)
Nivel 6: Presentación. Formato de datos
(p.ej: ASCII)
Nivel 5: Sesión. Coordina la interacción en
la sesión (diálogo) de los usuarios
Nivel 4: Transporte. Provee la transmisión
de datos confiable de punto a punto

Redes IP Modelo OSI
Nivel 3: Red. Enruta unidades de
información
Nivel 2: Enlace de datos. Provee
intercambio de datos entre los dispositivos
del mismo medio.
Nivel 1: Físico. Transmite un flujo de bits a
través del medio físico
Para más información pinchar aquí: Modelo OSI

APLICACIÓN

TRANSPORTE
TCP/IP
RED

ENLACE

Relación entre capas y protocolos
CAPAS
NIVEL DE APLICACIÓN

TCP/IP protocol suite

NIVEL DE TRANSPORTE
NIVEL DE RED O DE INTERNET
NIVEL DE ENLACE O ACCESO

FTP

TELNET

SMTP

DNS

TCP
ARP
Ethernet

RIP

SNMP

UDP
IP

Token Ring

IGMP
Frame
Relay

ICMP
ATM

TCP/IP protocol suite
TELNET FTP

SMTP

TCP
ARP
Ethernet

DNS

RIP

SNMP

IGMP

ICMP

UDP
IP
Token Ring

Frame
Relay

ATM

TCP/IP

APLICACIÓN

FTP

SMTP

Nivel de Aplicación
FTP: File Transfer Protocol, proporciona
los servicios necesarios para la
transferencia de ficheros entre dos
ordenadores.
SMTP: Simple Mail Transfer Protocol, que
sustenta el servicio de correo electrónico

TCP/IP

TRANSPORTE

UDP

TCP

Nivel de Transporte
UDP: User Datagram Protocol, proporciona un
nivel de transporte no fiable de datagramas, ya
que apenas añade información al paquete que
envía al nivel inferior, solo la necesaria para la
comunicación extrema a extremo. Lo utilizan
aplicaciones como NFS y RPC, pero sobre todo
se emplea en tareas de control

Nivel de Transporte
TCP: Transport Control Protocol, es el protocolo que
proporciona un transporte fiable de flujo de bits entre
aplicaciones. Esta pensado para poder enviar grandes
cantidades de información de forma fiable, liberando al
programador de aplicaciones de la dificultad de
gestionar la fiabilidad de la conexión (retransmisiones,
perdidas de paquete, orden en que llegan los paquetes,
duplicados de paquetes...) que gestiona el propio
protocolo. Pero la complejidad de la gestión de la
fiabilidad tiene un coste en eficiencia, ya que para llevar
a cabo las gestiones anteriores se tiene que añadir
bastante información a los paquetes a enviar.

Nivel de Transporte
TCP (continuación): Debido a que los paquetes
a enviar tienen un tamaño máximo, cuanta más
información añada el protocolo para su gestión,
menos información que proviene de la
aplicación podrá contener ese paquete. Por eso,
cuando es más importante la velocidad que la
fiabilidad, se utiliza UDP, en cambio TCP
asegura la recepción en destino de la
información a transmitir.

TCP/IP

RED

IP

ICMP

IGMP

ARP

RARP

BOOTP

Nivel de Red
IP: Internet Protocol, es un protocolo no
orientado a la conexión, con mensajes de un
tamaño máximo. Cada datagrama se gestiona
de forma independiente, por lo que dos
datagramas pueden utilizar diferentes caminos
para llegar al mismo destino, provocando que
lleguen en diferente orden o bien duplicados. Es
un protocolo no fiable, es decir, que no corrige
los anteriores problemas, ni tampoco informa de
ellos. Este protocolo recibe información del nivel
superior y le añade la información necesaria
para su gestión (direcciones IP, checksum)

Nivel de Red
ICMP: Internet Control Message Protocol,
proporciona un mecanismo de comunicación de
información de control y de errores entre
maquinas intermedias por las que viajaran los
paquetes de datos. Estos datagramas los suelen
emplear las maquinas (gateways, host,...) para
informarse de condiciones especiales en la red,
como la existencia de una congestión, la
existencia de errores y las posibles peticiones
de cambios de ruta. Los mensajes de ICMP
están encapsulados en datagramas IP.

Nivel de Red
IGMP: Internet Group Management
Protocol, este protocolo esta íntimamente
ligado a IP. Se emplea en máquinas que
emplean IP multicast. El IP multicast es
una variante de IP que permite emplear
datagramas con múltiples destinatarios.

Nivel de Red
ARP: Address Resolution Protocol, cuando una máquina
desea ponerse en contacto con otra conoce su dirección
IP, entonces necesita un mecanismo dinámico que
permite conocer su dirección física . Entonces envía una
petición ARP por broadcast (es decir, a todas las
máquinas). El protocolo establece que solo contestará a
la petición, si esta lleva su dirección IP. Por lo tanto solo
contestará la máquina que corresponde a la dirección IP
buscada, con un mensaje que incluya la dirección física.
El software de comunicaciones debe mantener una
memoria con los pares IP, dirección física. Así la
siguiente vez que se tenga que hacer una transmisión a
esa dirección IP, ya se conoce la dirección física.

Nivel de Red
RARP: Reverse Address Resolution Protocol, a veces el
problema es al revés, es decir, una máquina solo conoce
su dirección física, y desea conocer su dirección lógica.
Esto ocurre, por ejemplo, cuando se accede a Internet
con una dirección diferente, en el caso de PC sque
acceden por módem a Internet, y se le asigna una
dirección diferente de las que tiene el proveedor sin
utilizar. Para solucionar esto se envía por broadcast una
petición RARP con su dirección física, para que un
servidor pueda darle su correspondencia IP.

Nivel de Red
BOOTP: Bootstrap Protocol, el protocolo RARP
resuelve el problema de la resolución inversa de
direcciones, pero para que pueda ser más
eficiente, enviando más información que
meramente la dirección IP, se ha creado el
protocolo BOOTP. Este además de la dirección
IP del solicitante, proporciona información
adicional, facilitando la movilidad y el
mantenimiento de las maquinas.

TCP/IP

ENLACE

Ethernet

Token
Ring

Frame
Relay

ATM

Nivel de Enlace
Las tecnologías utilizadas para la comunicación
entre equipos pertenecientes a una red son las
que indican la secuencia o protocolos utilizados
para el transporte de la información a través del
medio de transmisión utilizado. Se diferencian
principalmente por la velocidad de transferencia
de datos y por la configuración física de red que
permiten

Nivel de Enlace
Ethernet: Ethernet apareció por primera vez en
1970 por parte de la empresa Xerox con una
velocidad en ese entonces de 2.94 Mbps,
velocidad muy alta para tal época. Con el paso
del tiempo esta tecnología ha sufrido varios
cambios, de los cuales los mas significativos
son la velocidad de transferencia y la longitud
máxima permitida entre los equipos. Este tipo de
tecnología es la más utilizada en redes de área
local (LAN)

Nivel de Enlace
Token Ring: La tecnología Token ring fue
creada por IBM y esta destinada al uso
con redes en anillo (ring) aunque
realmente el cableado es hecho en forma
de estrella por medio de unas unidades
especiales denominadas MSAU o unidad
de acceso multiestacionario.

Nivel de Enlace
Frame Relay: orientado a la tecnología de
conmutación de paquetes ofrecido por las
compañías telefónicas, Frame Relay es
simplemente un software programado localizado
en la compañía de teléfonos diseñado para
proporcionar unas conexiones digitales más
eficientes de un punto a otro. Es una tecnología
que puede proporcionar un método más rápido
y de coste más efectivo para acoplar un
ordenador a una red de ordenadores.

Nivel de Enlace
ATM: Asinchronous Transfer Mode, Modo de
Transferencia Asíncrona, esta es una tecnología
de red diseñada para alta velocidad de
transferencia de datos. ATM define una
estructura física de 53 bytes, denominada celda,
la cual puede ser usada para transmitir voz,
datos y vídeo en tiempo real, todo sobre el
mismo cable en forma simultanea.

Protocolo IPv4




Dirección IP
Dirección física
Clases de direcciones

Redes IP IPv4
El protocolo IP (Internet Protocol) fue diseñado
para interconexión de redes, la versión 4 ( IPv4)
utilizada hoy en día, data de 1981. IP se ocupa
de la transmisión de bloques de datos, llamados
datagramas de origen a destino, donde orígenes
y destinos son hosts identificados por
direcciones de una longitud fija.
IP también se encarga de la fragmentación y
reensamblado de datagramas, si éste fuera
necesario.

Redes IP IPv4
Dirección IP
El número IP es la dirección lógica que identifica
al ordenador en una red (ya sea local o externa).
Esta dirección es única para cada equipo en el
mundo, o única dentro de cada red local, y se
llama dirección lógica porque solamente con
conocer el IP, cualquier enrutador es capaz de
dirigir los datos al ordenador de destino, o a otro
enrutador que probablemente sea capaz de
enviar los datos al ordenador de destino.

Redes IP IPv4
Dirección física
La MAC address es un número único
asignado a cada tarjeta de red, en cuanto
identifica dispositivos de red, es también
conocida como la dirección física. Esta
dirección esta asociada a la dirección
lógica

Redes IP IPv4
Clases de direcciones:
Clase A: Las direcciones de clase A corresponden a
redes que pueden direccionar hasta 16.777.214
máquinas cada una. Las direcciones de red de clase A
tienen el primer bit a 0. Solo existen 124 direcciones de
red de clase A.
Ejemplo:
0 Red (7 bits) Máquina (24 bits)
00001010 00001111 00010000 00001011
10 15 16 11
10.15.16.11 (Notación decimal)
Rangos:
1.xxx.xxx.xxx - 126.xxx.xxx.xxx

Redes IP IPv4
Clase B: Las direcciones de red de clase B permiten
direccionar 65.534 máquinas cada una. Los primeros
bits de una dirección de red de clase B son 0-1. Existen
16.382 direcciones de red de clase B.
Ejemplo:
01000001 00001010 00000010 00000011
129 10 2 3
Rangos:
128.001.xxx.xxx - 191.254.xxx.xxx

Redes IP IPv4
Clase C: Las direcciones de clase C permiten
direccionar 254 máquinas. Las direcciones de clase C
empiezan con los bits 110. Existen 2.097.152
direcciones de red de clase C.
Ejemplo:
11001010 00001111 00010111 00001011
202 15 23 11
Rangos:
192.000.001.xxx - 223.255.254..xxx

Redes IP IPv4
Clase D: Las direcciones de clase D son
un grupo especial que se utiliza para
dirigirse a grupos de máquinas. Estas
direcciones son muy poco utilizadas. Los
primeros bits de una dirección de clase D
son 1-1-1-0. 1110 Dirección múltiple
Rangos:
224.000.000.000 hasta 239.255.255.254

Redes IP IPv4
Una dirección IP del protocolo IPv4 es un
conjunto de cuatro números de la forma
198.145.25.2, cada uno de los cuales
puede variar entre 0 y 255. Es decir, hay
4.294.967.296 direcciones posibles. Cada
ordenador conectado a Internet debe
tener su propia dirección IP, sea un
servidor de páginas Web o un ordenador
doméstico que se conecta temporalmente
a la red mediante un módem.

Redes IP IPv4
Tras tan larga andadura, el protocolo IPv4 empieza a
mostrar signos de debilidad. El más importante es la
escasez de direcciones IP libres. No obstante la solución
ya está preparada y en camino en forma de una nueva
versión.
La organización conocida como IETF (Internet
Engineering Task Force) ha desarrollado un nuevo
protocolo llamado IP Next Generation, IPng o IPv6, que
soluciona el problema de la limitación de direcciones y
mejora otros aspectos técnicos como en enrutamiento y
la autoconfiguración

Redes IP IPv4
Las direcciones IPv4 se componen de
cuatro octetos o 32 bits. Con un octeto
(ocho bits de la forma 00010111) se
pueden representar los números de 0 a
255. La dirección IP del protocolo IPv4 es
un conjunto de cuatro números por lo que
existen
4.294.967.296
direcciones
posibles.

Redes IP IPv6
En IPv6 las direcciones se componen de
16 octetos, es decir 128 bits. Esto daría
lugar a 2128 direcciones, más o menos 340
sextillones

Redes IP Importancia de la red IP
La búsqueda de una red que integre todos los
servicios tiene sus ojos puestos en la red IP,
llamado el propósito “todo sobre IP”
El éxito de los operadores de cable con una
oferta triple-play (voz, banda ancha y televisión)
ha forzado a los operadores de telefonía fija a
buscar opciones para incorporar la televisión a
su oferta y poder así competir con la oferta del
cable.

Redes IP Servicios
RED IP

DATOS

VoIP

TV-IP

Redes IP VoIP
VoIP: Voice over Internet Protocol.
Consiste en aprovechar la infraestructura
de las redes IP para uso telefónico.
En 1997 el VoIP Forum del IMTC decidió
que el estándar H.323 del ITU-T fuera la
base del VoIP

Redes IP VoIP
El VoIP/H.323 comprende a su vez una serie de
estándares y se apoya en una serie de
protocolos que cubren los distintos aspectos de
la comunicación:
Direccionamiento:
RAS
DNS
Señalización:
Q.931
H.225
H.245

Redes IP VoIP
Compresión de Voz:
Requeridos: G.711 y G.723
Opcionales: G.728, G.729 y G.722
Transmisión de Voz:
UDP
RTP
Control de la transmisión
RTCP

Redes IP VoIP

Elementos de una red VoIP

Redes IP TV-IP
¿Qué es la TV-IP?
Como su nombre indica consiste en
utilizar la infraestructura de las redes IP
para distribuir contenidos audiovisuales
El principal elemento diferenciador es que
no se concibe como un servicio de
difusión de contenidos, sino como un
servicio de acceso a contenidos
audiovisuales

Redes IP TV-IP

Acceso a contenidos audiovisuales

Redes IP TV-IP

Esquema de un hogar con TV-IP (Imagenio)

Redes IP TV-IP
Para más información sobre TV en ADSL
Pinchar aquí: TVADSL
Para más información sobre Imagenio
Pinchar aquí: Imagenio

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