El modelo OSI (Open system interconection)
A comienzos de los años 1980 se produjo un importante aumento en el tamaño de las redes. Las companias que utilizaban computadoras advirtieron que podían ahorrar dinero y ganar productividad usando la tecnología de redes. Una vez instaladas las primeras redes se expandieron rápidamente a medida que se introducian nuevas tecnologías y productos. A mediados de los 80 se comenzaron a generar dificultades.Se hacia cada vez mas dificultoso que redes con distintas especificaciones e implementasiones se comunicasen entre si. Las compañias sintieron la necesidad de salir del sistema de redes (propietario), es decir eran propiedad de aquellos que los habían desarrollado y por lo tanto eran los que controlaban su licencias y su costo.
En computación, propietario es lo contrario de abierto. Propietario significa que una companias o un grupo de companias controla el uso de la tecnologia. Abierto significa que las tecnologias esta disponible para todo publico para solucionar el problemas de las redes que eran incompatibles para comunicarse entre si la organizacion mundial de estandarizacion (iso) investigo los distintos esquemas de redes y como resultado creo un modelo que permito a los proveedores construir redes compatibles entre ellas.
El modelo de referencias osi publicado en 1984 creo un modelo con uefine los estandares que aseguraban la compatibilidad e intercompatibilidad entre los distintos tipos de redes producidos por las empresas alrededor del mundo. El modelo osi se considera la mejor manera de comprender como se envian y reciben datos en una red
El modelo osi las funciones de la red en 7 categorías llamadas comúnmente capas(layers). Cada capa determina una determinada función.En sintesis este modelo describe como los datos viajan desde un programa de aplicación por ejemplo una hoja de calculo, a través de la red hacia otra aplicación hacia otra computadora, la ventajas del modelo osi son:A) Reducción de la complejidad al dividir la tarea enviar y recibir datos en partes mas pequeñas..B) Estandarizacion de las interfaces lo que lleva a un sistema abierto que permite que muchos fabricantes realicen desarrollos y soportes.
Capas
Resultaría una tarea muy complicada escribir un solo paquete de software que lleve adelante todos los pasos requeridos para las comunicaciones entre 2 computadoras. Aparte de tener que enfrentar distintas arquitecturas de hardware, tan solo la estructura de código para todas las aplicaciones resultaría un en programa excesivamente grande para ejecutar y mantener.El modelo osi resolvió este problema dividiendo todos los requisitos en grupos de la misma forma que un programador divide el código en secciones lógicas. En las comunicaciones de los sistemas abiertos los grupos resultaron bastante obvios. Un grupo se ocuparía del transporte de los datos, otro del fraccionamiento y empaquetamiento de los mensajes, y otro de las aplicaciones del usuario final. Cada grupo es lo que se llama capa.
Capa física
La capa física se ocupa de los medios mecánicos eléctricos funcionales y de procedimientos que se requieren para la transmisión de datos de acuerdo con la definición del modelo osi. Alguna característica como los niveles de tensión, sincronización, frecuencia, distancia máxima de transmisión, conectores físicos, y otros atributos similares son definidos por esta capa. El estandar que define estas características es el llamado Ethernet.
http://es.wikipedia.org/wiki/Ethernet
Capa de vinculo de datos o enlace de datos
De acuerdo con la norma OSI, proporciona el control de la capa física y detecta y corrige los errores que pudieran ocurrir. Es decir que en la practica es la responsable de la corrección de los errores ocurridos durante la trasmisión de los datos. Esta capa soluciona las interferencias ocurridas en las señales cuando son trasmitidas por los medios físicos. Estas interferencias ocurren por diversos motivos que van desde la acción de campos electromagnéticos hasta los rallos cósmicos. Esta capa define el formato de los datos para la trasmisión y el modo de acceso al control de la capa física. Para lograr este objetivo arma bloques de información llamados paquetes o tramas a los que agrega la dirección de la capa de enlace que no es ni mas no menos que la dirección MAC.
El modelo de referencias osi publicado en 1984 creo un modelo con uefine los estandares que aseguraban la compatibilidad e intercompatibilidad entre los distintos tipos de redes producidos por las empresas alrededor del mundo. El modelo osi se considera la mejor manera de comprender como se envian y reciben datos en una red
El modelo osi las funciones de la red en 7 categorías llamadas comúnmente capas(layers). Cada capa determina una determinada función.En sintesis este modelo describe como los datos viajan desde un programa de aplicación por ejemplo una hoja de calculo, a través de la red hacia otra aplicación hacia otra computadora, la ventajas del modelo osi son:A) Reducción de la complejidad al dividir la tarea enviar y recibir datos en partes mas pequeñas..B) Estandarizacion de las interfaces lo que lleva a un sistema abierto que permite que muchos fabricantes realicen desarrollos y soportes.
Capas
Resultaría una tarea muy complicada escribir un solo paquete de software que lleve adelante todos los pasos requeridos para las comunicaciones entre 2 computadoras. Aparte de tener que enfrentar distintas arquitecturas de hardware, tan solo la estructura de código para todas las aplicaciones resultaría un en programa excesivamente grande para ejecutar y mantener.El modelo osi resolvió este problema dividiendo todos los requisitos en grupos de la misma forma que un programador divide el código en secciones lógicas. En las comunicaciones de los sistemas abiertos los grupos resultaron bastante obvios. Un grupo se ocuparía del transporte de los datos, otro del fraccionamiento y empaquetamiento de los mensajes, y otro de las aplicaciones del usuario final. Cada grupo es lo que se llama capa.
Capa física
La capa física se ocupa de los medios mecánicos eléctricos funcionales y de procedimientos que se requieren para la transmisión de datos de acuerdo con la definición del modelo osi. Alguna característica como los niveles de tensión, sincronización, frecuencia, distancia máxima de transmisión, conectores físicos, y otros atributos similares son definidos por esta capa. El estandar que define estas características es el llamado Ethernet.
http://es.wikipedia.org/wiki/Ethernet
Capa de vinculo de datos o enlace de datos
Capa de red
Proporciona el enrutamiento físico de los datos determinando la ruta que seguirán los datos entre dos host. Es el tercer nivel del modelo OSI y su misión es conseguir que los datos lleguen desde el origen al destino aunque no tengan conexión directa. El crecimiento de Internet ha incrementado el numero de usuarios que accede a información al rededor del mundo y esta capa de se encarga de su conectividad.
Su tarea consiste en interconctar distintas sub-redes, encaminar los paquetes de datos y realizar un control de congestión.
Capa de trasporte
según el modelo OSI "Esta diseñada para la transferencia transparente de datos del extremo fuente de un sistema abierto al extremo destino de un sistema abierto ". La capa de trasporte establece, mantiene y termina la comunicación entre dos maquinas. La capa de trasporte verifica que los datos enviados sean los recibidos y en caso de error es la encargada de realizar el reenvió de datos. Esta capa segmenta los datos desde el sistema que envía el emisor y también rearma los datos que recibe. Es decir que cuando se trasmiten grandes archivos la capa de trasporte lo divide en pequeños segmentos a fin de que si hubiera problemas en la trasmisión, estos no afecten a la totalidad del archivo y realiza el proceso inverso con los datos que recibe. La frontera entre la capa de transporte y la capa de sesión (Mas alta) puede pensarse como el limite entre los protocolos de las aplicaciones y los protocolos del flujo de datos. Esta capa evita que las capas superiores deban ocuparse de los detalles del transporte de datos.
Capa de sesión
Esta involucrada en la coordinación de las comunicaciones entre diferentes aplicaciones, organiza y sincroniza el intercambio de datos de los procesos de las aplicaciones. En forma simplificada puede pensarse como una capa de control y sincronizasión. Por ejemplo los servidores web hay muchos usuarios y por lo tanto muchos procesos de sincronizasión al mismo tiempo, es importante entonces mantener el control sobre cada usuario.
La tarea de las capas interiores es dar el formato de datos para cada aplicación la capa de presentación convierte los datos de la aplicación a un formato común conocido como forma canónica (canon = ley) es decir que esta capa procesa y convierte los datos provenientes de la capa de aplicación en un formato útil para las capas inferiores, en esta capa se pierden los formatos de los archivos de la capa de aplicación.
Esta capa hace lo contrario para los datos de llegada, es decir, convierte los datos de llegada al formato especifico de cada aplicación
Capa de aplicación
Es la interfaz del sistema oscii con el usuario final, es ahi donde los datos se despliegan en las distintas aplicaciones, como por ejem, los programas de las redes sociales, los navegadores, el correo electrónico etc. El sentido contrario la capa de aplicación envia los datos al usuario a las capas inferiores
Encapsulación
cuando una aplicación genera datos como por ejemplo, un servidor de correo electrónico enviando el mensaje hola, estos no pueden ser enviados por la red por si solos ya que al igual que una carta escrita, se necesitan mas datos para poder enviar exitosamente el mensaje. Una buena analogía para entender el proceso de encapsulacion es justamente la utilización de una carta escrita en papel y que es enviada por el servicio tradicional de correo donde la nota es colocada dentro de un sobre en el que se especifica las direcciones del destinatario y del remitente ademas de indicar la forma en que se debe enviar dicha carta(Por avión). En ambos modelos la encapsulacion difiere en algunos puntos pero en terminos generales es parecida. La capa de aplicacion genera el mensaje llamado datos a secas. Cada capa tiene el llamado pdu(protocol data unit).
Las pdu de cada capa son:
* Aplicación: Datos
* Presentación: Datos
* Sesión: Datos
*Transporte: Segmento.
*Enlace de datos: Trama.
* Física: bits.
cuando la capa de aplicación genera el mensaje se encarga de pasarle esos datos a la siguiente capa del modelo, que de acuerdo al modelo osi es la de presentacion que se encarga de la interpretación y semántica de los datos, esta capa le agrega la codificación y el formato. Si no existiese la capa de presentación seria como
*Red: Paquete.enviar una carta escrita en español a una persona que solamente habla japones. La carta llegaría y haría todo el viaje, no perderia nada de su contenido original pero el destinatario no podría comprender lo que se envió. Cada capa agrega su propio encabezado (header) a la PDU de la capa superior con informacion especifica unica. Esto es parte de la encapsulacion. Así la capa de sesión agrega su encabezado de sesion a los datos entregados por presentacion. Cuando la capa de sesion entrega los datos a la capa de transporte (los cuasles ya vienen conm los datos originales de la capa de presentacion mas el encabezado de presentacion mas el encabezado de sesion), se agrega el encabezadod e transporte. Esto recibe el nombre de segmento. Dentro de la informacion que va en el encabezado de transporte esta el tipo de protocolo de transporte (TCP, UDP, numero de puerto, etc) .
Este paquete completo se encapsula dentro de una trama cuando pasa a la capa 2 , el hecho de encapsular quiere decir que todo el contenido del paquete de la capa 3 sera puesto en una trama en la cual se agrega un encabezado(inicio de trama) y un trainer(fin de trama). la trama en la cual se pondrá el paquete Es dependiente del medio fisico por la cual se valla a enviar, si se enviara por cable se puede encapsular en una trama ethernet o si el medio escogido es el aire se puede optar por encapsular en una trama 802.11 que es wi-fi. una vez que se tenga la informacion de todas las capas puestas en la trama estas se conbierten en bit y son enviadas por el medio fisico correspondiente en forma de pulsos electricos, cableado. pulsos de luz, fibra optica u ondas electro magneticas(wi-fi).
amedida que el mensaje viaja por la reddesde el origen hasta el destino pasa por multiples dispositivos, como router ,switch o dispositivos, firewall y puertos entre otros. Cada uno de estos dispositivos desencapsula la trama entrante para encontrar la informacion que le interesa segun su propio funcionamiento
el router desencaptulara hasta la capa 3 ya que le interesa ver la coneccion ip de origen y la de destino mientras que el switchsolamente abrira la trama hasta determinar la direccion de la capa 2 y volvera a encapsular nueva mente para realizar la conmutacion
http://www.youtube.com/watch?v=U2fThXubDdM
El modelo TCP/IP
El modelo TCP/IP es la combinación de 2 protocolos individuales , el protocolo TCP (Transfer Control Protocol) , IP (Internet Protocol). Al igual que el modelo Osi, el modelo TCP IP esta dividido en capas, cada un a de las cuales cumple una función especifica en la comunicación entre 2 host.
Los componentes o capas de la pila TCP/IP son los siguientes :
La capa de acceso a la red cubre los mismos procesos que las capas fisica y de enlace de datos del modelo OSI dado que ambos modelos TCP/IP y OSI fueron desarrollados por diferentes organizaciones y existen siertas correspondencia entre las capas de C/U . Debido a esta correspondencias es que muchas veces se modifica el modelo TCP/IP reemplazando la capa de red por las capas fisicas y de enlaces de datos del modelo Osi generando asi un modelo TCP/IP de 5 capas.
La capa de internet del modelo TCP/IP cumple con las mismas funciones que la capa de red del modelo OSI y l mismo sucede con la capa de transporte.
La capa de aplicacion del modelo TCP/IP cumple con las mismas funciones que las capas de precentacion secion y aplicacion del modelo OSI.Esta capa realiza la transferencia de archivos y todas las actividades relativas a la red y a internet dentro de las interfaces de aplicaciòn ( API= Aplication Programming Interface ).
Capa de Internet del modelo TCP/IP
Existen varios aspectos del direccionamiento IP incluyendo los calculos para construir una direccion IP, las clases de direcciones Ip desarrolladas para propósitos de enrutamiento especificos y las direcciones IP publicas y privadas . Existen tambien 2 clases de direcciones IP, la tradicional direccion IP V4 de 4 bytes (32 bits) y la nueva vercion V6 de 6 Bytes (48 bits).
Cada terminal (Host) debe tener una direccion Ip. La asignación de la dirección ip puede ser realizada de forma manual, pero dado que este procedimientos es Complicado en muchos casos la direccion Ip es asignada en forma automatica . Protocolo IP el componente Ip , el protocolo Ip determina la ruta por donce se enviaran los paquetes de datos basandose en su direccion de destino .El ip como ya hemos visto usa paquetes para trasportar la informacion a travez de la red. L informacion se enviara desde la fuente hasta el destestino sin cambio previo de internet las clases de direcciones ip fueron determinadas por la autoridad de asignacion de numeros Ip que se llama IANA ( Internet asigned )
Clase A
La direccion ip clase a usan solamente el primer byte para indicar la direccion de la red . Los restantes bytes se usan para asignar la direccion a los host . En esta clase el primer byte siempre es 0, por lo cual la cantidad de redes puede ir de 0 a 127. sin embargo
Sin embargo hay 2 numeros d ela direccion de red que estan reservados : la direccion 9 y la direccion 127 , en conclusion las redes clases A estan comprendidas entre 1 y 126
Clase B
Clase B
U-
Clase C
La clase c usa 3 de los 4 bytes para . El byte restante se usa para la direccion de los host pero el primer byte siempre comienza con 110 ( lo que asegura una separacion con los niveles mas altos de la clase B) . Los restantes 5 bits del primer byte puede ser 0 o 1. Por lo tanto el numero mas bajo para una direccion clase C es 192 (1100000) y el mas alto es 223 (11011111). Caulquier direccion Ip cuyo primer byte esta comprendido entre 192 y 223 es una red clase C
ejercicio determinar para las redes clases A ,B , C la cantidad posible de redes y host para c/ de ellas (hacer los calculo).
A= Host = (256*256*256 ) - 1 =
B= REDES = 2ª14 = 16348
C= REDES =2ª21
La clase D ( Multicast )
La clase E (experimental)
se usan para fines cuyos alcanses escapan a esta materia
Para la direccion ip 203 2120 10 60
masc 255 255 255 248para las suiguientes direcciones de red indicar cuales son las direcciones de host validad para la misma subred
Mascara de subred
A fines de poder definir subredes se utiliza la mascara de subred. LA misma esta constituida tambien por 32 bit agrupados en grupos de 8 bits (4 bytes). Todas las posiciones ocupadas por 1 en la mascara de subred determina la sección de red y las ocupadas por 0 indican el host. Por ejemplo la mascara de subred.
255 . 255 . 255 . 0
11111111.11111111.11111111.00000000
red red red host
Para obtener la dirección de subred se debe realizar la operación and entre la dirección IP y la mascara de subred, ejemplo:
IP: 176.16.2.17
mascara de sured 255.255.255.0
IP: 10110000.00010000.0000010.00010001
Mascara de subred: 11111111.11111111.1111111.00000000
red --------------> 10110000.00010000.0000010.00000000
176 . 16 . 2 . 0
IP: 10110000.00010000.0000010.00010001
Mascara de subred: 11111111.11111111.1111111.11110000
red---------------> 10110000.00010000.0000010.00010000
176 . 16 . 2 . 16
Ejercicio:
Para la dirección IP 172.16.2.17 y la mascara de subred 255.255.255.240 indicarla dirección de la subred, la dirección del broadcast y el rango de host
10101100.00010000.00000010.00010001
11111111.11111111.11111111.11110000
00001111
10101100.00010000.00000010.00010000
172 . 16 . 2 . 16
Dirección del broadcast:
10101100.00010000.00000010.00010001
11111111.11111111.11111111.11110000
10101100.00010000.00000010.00011111
172 . 16 . 2 . 31
Rango de host:
172 . 16 . 2 . 16
172 . 16 . 2 . 30
IP Mascara de subred Clase Subred
172.16.5.33 255.255.255.0 B 172. 16.5.0
19.9.15.3 255.255.0.0 A 19.9.0.0
199.17.23.44 255.255.0.0 C 199.17.0.0
Ejercicio:
Direccion de red
IP 263.210.10.60
Masc 255.255.255.248
Dirección de red
263.210.10.60
255.255.255.248
______________
263.210.10.56
Direccion de broadcast
263.210.10.63
rango de host
263.210.10.56
263.210.10.62
Ejercicio:
172.16.12.64
172.16.12.57
172.16.12.49
172.16.12.68
172.16.12.53
172.16.12.45
Para las siguientes direcciones de IP indicar cuales son las direcciones host de red validas para la misma subred
10101100.00010000.00001100.01000000
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