Página 1 Redes y TCP/IP

Redes y TCP/IP - INAP

REDES Y TCP/IP

INSTITUTO NACIONAL DE ADMINISTRACIÓN PÚBLICA

PLAN INTERADMINISTRATIVODE ADMINISTRACIÓN ELECTRÓNICA 2012


• Módulo I: Introducción a los protocolos de comunicaciones• Módulo II: Modelo de comunicaciones TCP/IP

• Módulo III: Direccionamiento IP

• Módulo IV: Servicios sobre redes IP

• Módulo V: Introducción a la interconexión de redes

• Módulo VI: Dispositivos concentradores, puentes y switches

• Módulo VII: Encaminadores (routers) y pasarelas

• Módulo VIII: Aplicaciones en TCP/IP

ÍNDICE GENERAL


• Arquitectura de red

• Tipos de estándares y Organismos de Normalización

• Comparativa entre modelos de comunicaciones:

– Modelo de referencia OSI

– Modelo IEEE

– Modelo TCP/IP

Módulo IINTRODUCCIÓN A LOS PROTOCOLOS

DE COMUNICACIONES


• Arquitectura de red =Modelos de comunicación

de datos => se estructuran en torno a niveles:

– Los niveles inferioresinferiores interaccionan con el medio

físico

– Los niveles superioressuperiores interaccionan con las

aplicaciones

ARQUITECTURA DE RED (I)

Los Niveles consiguen abstraer la complejidad de la Comunicación

Según RAE

Comunicación es la

transmisión de señales

según un código entre

emisor y receptor


Nivel 1Transmisión

Protocolode la capa 1

Nivel 1Transmisión

Inf1 Inf. 3Inf. 2 Inf.1 Inf. 3Inf. 2

Nivel 3Datos de usuario


Nivel 3Datos de usuario

Inf. 3 Inf. 3

Nivel 2Redirección


Nivel 2Redirección

Inf. 3Inf. 2 Inf. 3Inf. 2

Inf.1 Inf. 3Inf. 2Medio Físico Medio Físico

ARQUITECTURA DE RED (II)

• Modelo básico de 3 niveles (normalmente constan de más)

Funciones de cada nivel = tareasProtocolo = acuerdo entre entidades

Medio Físico = puede ser cualquiera


ARQUITECTURA DE RED (III)

• Arquitectura de red: Modelo de comunicaciones

– Conjunto de protocolos que recoge las directrices

para establecer una comunicación

– Protocolo => Reglas para la comunicación de

dispositivos

• Necesidad de normalización por organismos

internacionalesSistemas abiertos

Son sistemas que deben poder comunicarse con otros sistemas que pueden no tener las mismas

premisas de diseño y funcionamiento

Modelo de

comunicaciones:

1) Niveles

2) Protocolos

Que es la comunicación?????


• OSI (Open Systems Interconnection):

– Arquitectura de conexión para sistemas abiertos

– Modelo teórico: escuelas, universidades

– Modelo de referencia para la comprensión de otras

arquitecturas

– Modelo complejo: su aplicación práctica es nula

ARQUITECTURA DE RED (IV)


• TCP/IP:

– Diseñado para sustituir a NCP (Network

Communication Protocol) en ARPANET en 1974

– Redefinición en 1985

– Estructuración definitiva en 1988

– “Mantenimiento ante todo” con independencia de:

• El estado de los dispositivos intermedios

• La carga de tráfico

ARQUITECTURA DE RED (V)


ARQUITECTURA DE RED (Anexo)

Internethttp://es.wikipedia.org/wiki/Internet

Usuarios de Internet:http://es.wikipedia.org/wiki/Anexo:Pa%C3%ADses_por_n%C3%BAmero_de_usuarios_de_Internet

http://www.internetworldstats.com/stats.htm

Sitios web más visitadoshttp://es.wikipedia.org/wiki/Anexo:Sitios_web_m%C3%A1s_visitados

Internethttp://biblioweb.sindominio.net/telematica/hist_internet.htmlhttp://es.wikipedia.org/wiki/Internet

Usuarios de Internet:http://es.wikipedia.org/wiki/Anexo:Pa%C3%ADses_por_n%C3%BAmero_de_usuarios_de_Internet

http://www.internetworldstats.com/stats.htm

Sitios web más visitadoshttp://es.wikipedia.org/wiki/Anexo:Sitios_web_m%C3%A1s_visitados




• Comparativa entre modelos de comunicaciones:

– Modelo de referencia OSI

– Modelo IEEE

– Modelo TCP/IP


DE COMUNICACIONES


TIPOS DE ESTÁNDARES

• Estándares oficiales o de iure

– emitidos por Organismos de Normalización

– estándares objetivos

– no influenciados por la industria

– ejemplo: OSI de ISO

• Estándares no oficiales o de facto

– no emitidos por Organismos de Normalización

– de uso masivo y repetitivo

– ejemplo: MS Word, TCP/IP

Deben velar por la emisión y

el cumplimiento de las normas


• Objetivo => Emisión y cumplimiento de normas:

– Funcionamiento coordinado de las comunicaciones

– Referencia para los fabricantes

– Permiten la interacción y funcionamiento de dispositivos y programas entre sí

ORGANISMOS DE NORMALIZACIÓN (I)

La estandarización favorece la interoperabilidad y

permite el funcionamiento coordinado de las

comunicaciones

Falta de normalización + existencia de modelos de

conexión diferentes => graves problemas para los

usuarios finales y mayor coste

Organismos de normalización:

• Internacionales

• Intervienen las partes más representativas de la

industria y la tecnología

• Objetivo: llegar a un consenso lo más

beneficioso para la comunidad


• Clasificación según su ámbito de aplicación:

– Profesional: IEEE (Institute of Electrical Engineers)

– Gubernamental: NIST (National Institute of Standards

and Technology)

– Consorcios de fabricantes: ECMA (European Computer

Manufacturig Association)

– Nacional: AENOR (Asociación Española de

Normalización y Certificación)

– Multinacional: CEN (Comité Europeo de Normalización)

– Internacional: ISO (International Standards Organization)

ORGANISMOS DE NORMALIZACIÓN (II)


• Organismos Internacionales:

– ISO (International Standars Organization):

• Comité mundial de estandarización

• más de 5000 estándares y 12000 acuerdos documentales

– ITU (International Telecommunication Union)

• ámbito mundial de las comunicaciones, 3 áreas (ITU-R,

ITU-D, ITU-T)

• ITU-T (sector de las telecomunicaciones):

– garantiza la compatibilidad del sector

– recomendaciones para la compatibilidad entre operadoras de los

países

ORGANISMOS DE NORMALIZACIÓN (III)

http://www.iso.org/iso/

home.html


• ISOC => normaliza a nivel mundial todas las actividades, protocolos y aplicaciones asociadas a Internet. Grupos:

– IAB (Internet Architecture Board):– emite recomendaciones técnicas

– seguimiento de los fabricantes

– IETF (Internet Engineering Task Force); IESG (Internet Engineering Steering Group)

– redactan los estándares

– identifican y solucionan problemas técnicos

– establecen foros de discusión de usuarios,fabricantes, organizaciones

– RFC: documentos oficiales de normalización técnica de Internet

– IRTF (Internet Research Task Force)

– RFCs Editor

ORGANISMOS DE NORMALIZACIÓN (IV)

http://www.isoc.org/

http://www.rfc-editor.org/


• IANA (Internet Assigned Numbers Authority)

– asigna números, versiones , puertos...para

especificar los estándares

• INTERNIC (Network Information Center)

– asigna direcciones y nombres de dominio

– delega funciones :

• Páginas Blancas para el Servicio Whois (directorio) =>

AT&T

• Nombres de dominio:

– En Estados Unidos => Networks Solutions

– En otros países => organismos locales (dominios.es España)

ORGANISMOS DE NORMALIZACIÓN (V)

http://www.nic.es

http://www.iana.org/

http://www.icann.org/

Desde 1998: ICANN


ORGANISMOS DE NORMALIZACIÓN (VI)




• Comparativa entre modelos de comunicaciones:– Modelo de referencia OSI

– Modelo IEEE

– Modelo TCP/IP


DE COMUNICACIONES


MODELO DE REFERENCIA OSI (I)

• Modelo de interconexión de sistemas abiertos

• Desde 1977 a 1983

• Modelo conceptual de interconexión de computadoras

• Divide el problema de intercambio de información en

niveles:

– asigna tareas concretas a los niveles

– las tareas son autocontenidas (se pueden realizar de manera

independiente de tareas de otros niveles superiores o

inferiores)


• Estructura de niveles del modelo OSI

MODELO DE REFERENCIA OSI (II)

NIV

EL

ES

SUP

ER

IOR

ES

Nivel de Aplicación

Nivel de Presentación

Nivel de Sesión

NIV

EL

ES

INF

ER

IOR

ESNivel de Transporte

Nivel de Red

Nivel de Enlace

Nivel Físico


• Niveles Superiores:

– Interaccionan con el usuario final

– Realizados por SW

• Niveles Inferiores:

– encargados del transporte de información

– Realizados por:

• SW => Nivel de transporte y red

• HW o HW+SW => Nivel de enlace y físico

MODELO DE REFERENCIA OSI (III)


• Arquitectura de una red según el modelo OSI

ARQUITECTURA DE UNA REDSEGÚN OSI (I)



Nivel de Sesión

Nivel de Transporte

Nivel de Red

Nivel de Enlace

Nivel Físico



Nivel de Sesión

Nivel de Transporte

Nivel de Red

Nivel de Enlace

Nivel Físico

Medio Físico

Nivel de Red

Nivel de Enlace

Nivel Físico

Protocolo de Aplicación

Protocolo de Presentación

Protocolo de Sesión

Protocolo de Transporte

P. de Red P. de Red

P. de

Enlace

P. de

Enlace


• Comunicación peer-to-peer (entre iguales)

• Nivel: partes en las que se divide las funciones del nodo

• Nodos finales => manejan hasta nivel de Aplicación

• Nodos intermedios => manejan hasta el nivel que conoce– Router: nivel físico, enlace y red

– Puente: nivel físico, enlace

– Repetidor: nivel físico

– Pasarela: nivel de aplicación

ARQUITECTURA DE UNA REDSEGÚN OSI (II)


• Definición de servicios de Nivel:

– son funciones que el nivel N realiza para el nivel

N+1

– N+1 utiliza servicios de N en su comunicación con

el otro extremo de forma transparente para N

ARQUITECTURA DE UNA REDSEGÚN OSI (III)


• Estructura genérica de un nivel: comunicación

entre Niveles en OSI

Protocolo de Nivel N

Nivel N+1

Nivel N

Nivel de N-1

Nivel N+1

Nivel N

Nivel de N-1 Servicios

Servicios

ARQUITECTURA DE UNA REDSEGÚN OSI (IV)


• Protocolo:

– reglas para la comunicación entre unidades

funcionales del mismo nivel de nodos distintos

– en un mismo nivel pueden existir distintos

protocolos

– utilizan los servicios que ofrece el nivel inferior

– independencia entre niveles

ARQUITECTURA DE UNA REDSEGÚN OSI (V)

Diferencia entre protocolo e interfaz:

• Protocolo: Reglas que controlan la interacción

entre entidades homólogas

• Interfaz: Reglas que controlan la interacción

entre entidades NO homólogas


TRANSMISIÓN DE DATOSEN UN MODELO DE CAPAS (I)

Nivel de Aplicación Nivel de AplicaciónDATOS

Nivel de Presentación Nivel de PresentaciónDATOSC

Nivel de Sesión Nivel de SesiónDATOSC

Nivel de Transporte Nivel de TransporteDATOSC

Nivel de Red Nivel de RedDATOSC Paquete

Nivel de Enlace Nivel de EnlaceDATOS CLC Trama

Nivel Físico Nivel FísicoDATOS Bits

Medio Físico


• PDU (Protocol Data Units):

– unidad de información que se intercambian los

nodos en un formato concreto

• Generación de las PDU:

TRANSMISIÓN DE DATOSEN UN MODELO DE CAPAS (II)

Transformaciones

DATOS DE NIVEL N DATOS DE NIVEL N-1

Inf. Nivel

N

La PDU es menor en niveles superiores


• La comunicación lógica se realiza entre los

distintos niveles de los extremos

• La comunicación real entre extremos es a nivel

físico

• Los niveles utilizan información de control, en

forma de cabecera o cola:

– ordenan el diálogo

– realizan peticiones

– mandan instrucciones

TRANSMISIÓN DE DATOSEN UN MODELO DE CAPAS (III)

Un nivel solo es capaz de entender

la información de su “homólogo”


• Encapsulación:

– se añade cabecera y cola a los unidad de datos

– la unidad de datos crece en niveles inferiores

– depende del nivel considerado

• Trama:

– unidad de datos que se intercambia a nivel de enlace

• Paquete:

– unidad de datos que se intercambia a nivel de red

TRANSMISIÓN DE DATOSEN UN MODELO DE CAPAS (IV)


• Proyecto 802:

– estándares de comunicación de dispositivos en una LAN

• Objetivo => asegurar la compatibilidad de productos

de distintos fabricantes

• desarrollados en los años 80

• muchas son normas ISO:

– 802.3 del IEEE es la 8802.3 de ISO

• estándares de LAN más extendidos

• afectan al nivel físico y al nivel de enlace

EL MODELO DEL IEEE (I)


• Nivel físico:

– es similar al nivel físico de OSI

• Nivel de enlace => se subdivide en dos niveles:

– Control de enlace lógico, LLC => maneja los

distintos tipos de servicios de comunicación

– Control de acceso al medio, MAC => ofrece la

dirección física del equipo conectado a la red

• Niveles superiores => no contemplados

EL MODELO DEL IEEE (II)


• Características fundamentales:

– se acomoda a entornos donde existen equipos de

distintos fabricantes

– respeta los protocolos existen a nivel físico y a nivel de

enlace subyacentes

– no especifica nivel 1 ni nivel 2

• Objetivos iniciales:

– modelo donde no existe un centro de control

– posibilita el crecimiento sin interrupciones del servicio

– mantenimiento ante todo

EL MODELO TCP/IP (I)

Red Distribuida sin Centro

de Control

Inmunidad frente ataques


• Nivel de red => IP (Internet Protocol)• no fiable

• no orientada a conexión

• Nivel de transporte => TCP (Transport Control Protocol)

• es fiable

• es orientado a conexión

• Nivel de transporte => UDP (User Datagram Protocol)

• es no fiable

• es no orientado a conexión

EL MODELO TCP/IP (II)


• Nivel de Aplicación => conjunto de protocolos:

– SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)

– SNMP (Simple Network Management Protocol)

– FTP (File Transfer Protocol)

– HTTP (Hipertext Transfer Protocol)

EL MODELO TCP/IP (III)


COMPARACIÓN ENTRE LA ARQUITECTURA OSI, IEEE, TCP /IP (I)

Enlace de datosy físico



Nivel de Sesión

Nivel de Transporte

Nivel de Red

Nivel de Enlace

Nivel Físico

MODELO OSI

Nivel Físico

LLC

MAC

MODELO IEEE

Aplicaciones yservicios

TCP UDP

IP

MODELO TCP/IP


COMPARACIÓN ENTRE LA ARQUITECTURA OSI, IEEE, TCP /IP (II)

OSI IEEE TCP/IP

Grado dedescripción

- Completo

- Difícil de implantar

- Sólo describe el

nivel físico y de

enlace

- No describe el

nivel físico y de

enlace

Organismocreador

- Organismo

internacional

- Modelo académico

- Especificación

lenta

- Asociación

profesional local

- Modelo práctico

- Especificación

rápida

- Comunidad de

Internet

- Modelo práctico

- Especificación

rápida

Flexibilidad - Modelo rígido

- Modelo flexible

- Menos

estructurado

Sencillez

- Implementación

pesada

- Se repite: Control

de errores y de

flujo en 2 niveles

- Implementación

ligera

TCP/IP: Modelo dinámico con tiempos de especificación cortos

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