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Tema 1, apuntes - Wiki redes de computadores I

Tema 1 Presentació

(DanielMartín)

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Introducció

Un model per a les comunicacions de dades

El model basic seria constituit per una Font, un Transmissor, un Sistema de Transmissió, un Receptor i un Destiantari.

Cada element realitzaria les següents funcions:

  • Font:

    • Genera les dades a transmetre.
      (ex: L'ordinador genera una serie de paquets per a esser transmesos)

  • Transmissor:

    • Transforma les dades en senyals per a tal de que puguin esser transmitides.
      (ex: El modem transforma els paquets que ha generat la font de digital a analògic)

  • Sistema de Transmissió:

    • La seva funció es transportar la senyal.
      (ex: El cable telefonic es l'encarregat de transportar la senyal)

  • Receptor:

    • Rep les senyals i les transforma en dades.
      (ex: El modem del receptor rep la senyal que ha circulat per el cable de telefon i la transforma de analogica a digital)

  • Destinatari:

    • Processa les dades que li transmet el Receptor
      (ex: L'ordinador rep les dades del receptor, "llegeix" els paquets i els processa)

Elements que s'han de tenir en compte a l'hora de crear una xarxa

  • Grau d’utilització del sistema de transmissió

(DavidSánchez)

  • "Se refiere a hacer uso de los recursos utilizados en la trasmisión (típicamente se suele compartir entre una serie de dispositivos de comunicación).La capacidad total del medio de trasmisión se reparte entre los distintos usuarios. Además puede que se necesite técnicas de control de congestión para evitar la saturación del sistema devida por la excesiva demanda del sistema de trasmisión."

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  • Interfícies

(DavidSánchez)

  • "Para emitir información se tiene que hacer a través de una interfaz con el medio de trasmisión".

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  • Generació de senyals

(DavidSánchez)

  • "Muchas de las técnicas de las trasmisiones dependen a última instancia de señales electromagnéticas. Una vez la interficie este establecida, se generará la señal. La forma y la intensidad de la señal deben ser tales que permitan:
    • Ser propagada a través del medio de trasmisión.
    • Ser interpretada en el receptor como datos."

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  • Sincronització

(DavidSánchez)

  • "Las señales que se generan, no solo deben cumplir los requisitos del sistema de trasmisión y del receptor. También debe generar una sincronización entre el receptor (que tiene que ser capaz de conocer cuándo empieza y acaba la señal recibida, además de conocer la duración de cada elemento del señal) y el emisor."

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  • Gestió de l’intercanvi

(DavidSánchez)

  • "Si se quiere intercambiar datos durante un cierto tiempo, tanto el emisor como el receptor deben cooperar. En los dispositivos para el procesamiento de datos, además de establecer la conexión, se deberá establecer si ambos dispositivos pueden trasmitir a la vez o por turnos, la cantidad y el formato de los datos a trasmitir y se debe especificar el que hacer si ocurren ciertas contingencias (detección de un error)"

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  • Detecció i correcció d’errors

(DavidSánchez)

  • "En todos los sitemas de comunicación pueden aparecer errores, debido a que la señal trasmitida puede sufir algun tipo de distorsión antes de llegar al receptor, su destino. Una de esas distorsiones puede ser el ruido existente en el canal de trasmisión. En cirscunstancias donde no se toleren errores se necesitan procedimientos para detectar y corregir esos errores.

    • Control de flujo: Són una serie de procedimientos necesarios para evitar que la fuente no sature al destino si trasmite datos a una velocidad que el receptor no pueda procesar y absorber."

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  • Hem d'assegura que les dades que arriven son les mateixes que han sigut enviades.

  • Adreçament i encaminament

(DavidSánchez)

  • "Estos conceptos aparecen cuando un recurso es compartido por más de 2 computadores. El sistema fuente tendrá que indicar a dicho recurso la identidad del destino. El sistema de trasmisión será el encargado de garantizar que el recurso llegue exclusivamente al destino, y solo a ese de los que comparten ese recurso. este sistema de trasmisión puede que tenga más de un camino posible para alcanzar el destino, en este caso se necesitará la elección de una de las rutas."

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  • Les dades han d'arrivar al destí correcte, hem d'implementar una serie de mecanisme per a preparar les dades per permetre que es puguin "moure" de manera eficient per la xarxa.

  • Recuperació després de fallades

(DavidSánchez)

  • "Hay situaciones en la que el intercambio de información se ve interrumpido por algun error.Para solucionar el error se necesitará un mecanismo de recuperación. Una de las soluciones podría ser seguir trasmitiendo a partir de donde se produjo el error. Otra solución podría ser recuperar el estado en que se encontraba los sistemas involucrados antes de que se produjera el error."

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  • Format dels missatges

(DavidSánchez)

  • "El formato del mensaje que el emisor envia al sistema de trasmisión para que llegue al destino tiene que ser entendedor para el receptor, es decir, que sea del mismo formato o de uno que el receptor pueda descifrarlo correctamente"

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  • Seguretat

(DavidSánchez)

  • "Para asegurar que el emisor haga llegar los datos al destino deseado y que este receptor reciba los datos procedentes del emisor no hayan sufrido alteración ninguna será necesario dotar al sistema de alguans medidas de seguridad."

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  • Gestió del sistema de comunicació

(DavidSánchez)

  • "Todo el sistema de comunicación es lo suficientemente complejo para utilizar un gestor de red que configure el sistema, que motorice su estado, reaccione a fallos y sobrecargas y planifique con acierto los crecimientos futuros."

Font d'informació: "Comunicaciones y redes de computadores" William Stallings 6ªEdición.

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Models de xarxes

Podem separa les xarxes en dos models: Xarxa punt a punt, Xarxa de comunicació.

  • Xarxa punt a punt:
    • Cada node o dispositiu esta directament conectat amb els altres nodes o dispositius de la seva xarxa. Aixo implica una serie de problemes:

      • Si els dispositius estan molt separats ens sera imposible conectar-los.

        • (ex: suposem que volem conectar dos ordinadors, un d'ells situat a Barcelona i l'altre situat a A Coruña. La "tirada" de cable o el cost de l'establiment de conexio entre els dos ordinadors seria massa costos)

      • Si el nombre de dispositius o nodes es massa elevat sera molt dificil crear la xarxa.

        • (ex: suposem una sala amb 40 ordinadors, si cadascun d'aquests ordinadors a d'estar conectat amb els altres 39 de manera directa; el maldecap que tindriem nomes per establir fisicament la xarxa seria no-proporcional a la creació de la xarxa)
  • Xarxa de comunicacio:
    • Aquest model aporta les solucions necessaries als problemes vistos a la Xarxa punt a punt.

      • El concepte consiteix en que els dispositius o nodes es conecten a la Xarxa de comunicació, de manera que tot dispositiu conectat a aquesta xarxa pot comunicarse amb els elements de la xarxa.

        • (ex: suposem una sala amb 40 ordinadors. Amb el model de Xarxa de comunicació nomes he de crear una xarxa que dongui suport a 40 ordinadors. Simplificant de manera significativa la conexio fisica entre els ordinadors)

Tipus de xarxes

Xarxes de gran abast (WAN: Wide Area Network)

La caracteristica diferencial respecte altres tipus de xarxes de la WAN es la gran capacitat d'extensio geografica que pot avarcar.

Tecnlogies utilitzades en les Xarxes WAN

  • Commutació de circuits.

    • Dins d'un canal de comunicació podem establir circuits. Podem definir aquest circuits com a subcanals de comunicació d'utilització unica i exclusiva entre dos nodes o dispositius.

      • (ex: Quan parlem per telefon establim un circuit entre qui fa la trucada i qui despenja el telefon. Aquest circuit no es accessible per a ningu mes, es d'us exclusiu i unic entre els dos telefons. Un cop establert el circuit si transmitim dades atraves de ell es irrellevant, fins que no tallem el circuit es un subcanal activat i reservat)

(DanielMartín)

  • Commutació de paquets.

    • Les dades es divideixen en unitats anomenades paquets que comparteixen el recursos de xarxa i es retrasmeten pels nodes segons el principi d'emmagatzemar i enviar (store & forward). A cada node es comproba que la trama sigui correcta. So les xarxes locals d'ordinadors comunes.

  • Retransmissió de trames.
    • Degut a que els canals actuals son molt fiables el sistema de detecció d'errors es pot obviar. Així, simplificant el sistema de conmutació de paquets per el·liminar la detecció i correcció d'errors a tos els nodes excepte els extrems augmentem molt la velocitat degut a que no es fan els càlculs intermitjos. Degut a la qualitat del canals citada anteriorment, els errors seràn escassos i es sol·lucionen retransmetent la trama, cosa que satura menys que control·lar en tots els nodes tots els paquets buscant els pocs errors que n'hi ha.
  • Mode de transferència asíncron.
    • Simplificant el sistema de retransmissió de trames i fixant un tamany de trama es pot dissenyar un hardware que façi tota la tasca de retransmissoó i no intervingui software. Així, la velocitat es encara mes gran, degut a que esempre son mes ràpids el circuïts hardware que software. A més, la simplificació de disseny es fa tambè perque el hardware ATM sigui barat.

Xarxes d'abast local (LAN: Local Area Network)

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A diferència de les xarxes WAN, les xarxes LAN estan dissenyades per cobrir distàncies més petites tal com oficines, blocs de pisos o un campus del tamany de la UAB (per exemple).

Característiques de les xarxes LAN

  • Normalment en aquest tipus de xarxa el propietari del material informàtic i de comunicació es la mateixa organització ja que d'aquesta manera pot adaptar la xarxa en funció de les seves necessitats y costos.
  • La velocitat de transmissió es més alta que a la resta de xarxes (WAN, MAN...) ja que s'elimina el control d'errors a nivell de paquet. Aixó es conseqüència de que aquest tipus de xarxa té una probabilitat d'error molt baixa.

  • La transmissió del paquets es fa per broadcast (difusió). Aquest métode permet enviar un paquet per tota la xarxa i, mitjançant métodes d'adreçament, que aquest sigui recollit per la direcció corresponent. Per exemple, si tenin una LAN amb tres ordinadors A, B i C i l'ordinador A vol enviar un paquet a C, A enviará un paquet per broadcast per la LAN, arribará a B i C peró B no li fará cas.

  • Per millorar la rapidesa i fiabilitat de les LAN actualment s'utilitzen sistemes de conmutació i ATM.

Configuracions actuals de LANs

  • "Xarxes conmutades"
    • LANs Ethernet conmutades.
    • LAns ATM.
    • Canal de fibra òptica.
  • "Xarxes sense fils (Wireless)"
    • Es caracterizen per permetre una gran mobilitat als components informàtics i de comunicació
    • Tenen una gran facilitat d'instalació, donat per l'estalvi en cablejat.

(Daniel Martín)

Xarxes d'area metropolitana, MANs

Es tracta d'un tipus de xarxa que s'han creat fa poc i es tracta de xarxes de dimensions mitjes que fa massa costosa utilitzar tecnología WAN però que utilitza una tecnología evolucionada de les LANs.

Existeixen dos tipus, les MANs dissenyades per una estructura tipus campus universitari, d'alta velocitat i dissenyades per facilitar la implementació amb fibra òptica, de velocitat elevada, i les que son mes grans, dissenyades moltes vegades per sistemes inalàmbrics i am velocitat inferior o igual a 2Mps.

Font:
http://ciberhabitat.gob.mx/museo/cerquita/redes/fundamentos/02.htm

Ampliació: Tipus de connexions entre ISP i particulars.

Hi ha diverses tecnologíes per comunicar els particulars i els ISP (Internet Service Provider, els que ens connecten amb Internet):

ADSL
  • Consisteix en utilitzar l'ample de banda del cable de telèfon que no s'utilitza a la veu:
    • - La veu utilitza entre 300Hz i 3,200Hz. - Les dades utilitzen entre 25,875KHz i 1.130KHz.
    L'ample de banda de l'ADSL es divideix en 256 canals, de l'1 al 26 de pujada i del 27 al 256 de baixada (d'aquí el nom d'Asymetric).

    (1130-25,875)/256=4,3125KHz cada canal. Així, cada canal emet a 4Kbauds amb de 2 a 15 bits per cada senyal amb codificació QAM (2^15 > 32.000 senyals possibles a l'espai de codificació per cada senyal emesa). Nota: Quan més alta es la freqüència a la que viatja el canal més son les perturbacions amb el que la velocitat es veu reduïda. ( 26 canals de pujada ) * ( 4 Kbauds / canal i segon) * ( 15 bits / 1 baud ) = 1.560 Kbits/s de pujada. ( 230 canals de baixada - 2 canals de control) * ( 4 Kbauds / canal i segon) * ( 15 bits / 1 baud ) = 13.680 Kbits/s de baixada.

Valors usuals:

  • Baixada: 8 Mbps amb un cable d'uns 1,5 Km de llarg. Pujada: 1,5 Mbps amb un cable d'uns 1,5 Km de llarg.

XDSI / RDSI
  • No es transmet veu. Fins a 140KHz per transmetre l'RDSI. De 140 KHz a 1104 KHz per transmetre ADSL en 224 canals:
    • 32 canals de pujada que dona 1.920 Kbps màxim. 132 canals de baixada que dona 11.520 Kbps màxim.

ADSL 2
  • Es igual que l'ADSL però amb millores de tecnología de soroll, els canals de pujada son reversibles per el que s'ha d'utilitzar un cancel·lador d'eco per filtrar les senyals rebotades.
    • 256 canals=15.360 Kbps, aprox uns 12 Mbps amb uns 2,5 Km de cable.

ADSL 2+
  • Amb les millores de la tecnología s'ha aconseguit utilitzar més amplada de banda. Ara s'utilitza el doble d'amplada, de 25.875 KHz fins als 2.200 KHz en 512 canals amb les mateixes característiques que l'ADSL 2, amb el que obtenim justament el doble d'amplada de banda.
    • 512 canals=31.720 Kbps, aprox uns 24 Mbps amb 1,5 Km de cable. Esla tecnología utilitzada (be, que s'utilitzarà quan estigui instal·lada) als ADSLs que anuncïen a 20 Mbps.
    Per separar les senyals de veu o RDSI i d'ADSL s'utilitzen filtres:
    • Un filtre pasa-baixos pel microfiltre del telèfon
    • Un filtre para-baixos pels filtres d'entrada de l'aparell d'ADSL.

Fuente: Material de clase. (/Daniel Martín)

Protocols i arquitectures

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En el estudio de las comunicaciones entre computadores y las redes de computadores, son especialmente relevantes los dos conceptos siguientes:

  • Los protocolos
  • Las arquitecturas para comunicaciones entre computadores.

Para la comunicación entre dos entidades situadas en sistemas diferentes es necesario la definición y utilización de un protocolo. (Ejemplos de entidades son: los programas de aplicación de los usuarios, las utilidades para transferencia de ficheros..., ejemplos de sistemas son los computadores, los terminales y sensores remotos). En general, una entidad es cualquier cosa capaz de enviar y recibir información, y un sistema es un objeto físico que contiene a una o más entidades. Para que dos entidades se comuniquen con éxito, se requiere que "hablen el mismo idioma". Qué se comunica, Cómo se comunica y Cuándo se comunica debe seguir una serie de convenciones mutuamente aceptadas por las entidades involucradas, que es lo que llamamos protocolo.

Definimos entonces protocolo como el conjunto de reglas que rigen el intercambio de datos entre dos entidades.

Los puntos clave que definen o caracterizan a un protocolo son:

  • La sintaxis
  • La semántica
  • La temporización

Para definir el concepto de arquitectura para las comunicaciones, consideramos una estructura que consiste en un conjunto de módulos que realizan todas las funciones en vez de disponer de un solo módulo para todas las tareas involucradas en la comunicación. Esta estructura es lo que se denomina arquitectura de protocolos.

Figura 1: Una arquitectura simplificada para la transferencia de archivos Apuja una nova no disponible');">Archivo no disponible: «fig1.JPG»

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Model simple de tres capes

  • Tasca complexa:
    • Módul d’aplicació: Interfície i comandes d’usuari.
    • Módul de comunicacions: Connexió font-destinació i amb la font, divisió del fitxer en paquets i reconstrucció.
    • Módul d’accés a xarxa: Viatge pel medi de transmissió.
  • Implementació de les sub-tasques mitjançant móduls: Cada módul depèn només del següent (Capes).

(DavidSánchez)
Las comunicaciones involucran 3 agentes: aplicaciones,computadores y redes. Por este motivo el trabajo se organiza en 3 capas diferentes:
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  • Capa d’accés a la xarxa
    • Intercanvi de dades ordinador/xarxa
      • Ordinador identificat per adreça
      • Diferents nivells de servei (prioritat, velocitat, ...)
      • Depenent del tipus de xarxa
  • Capa de transport
    • Fiabilitat de l’intercanvi de dades
    • Independent del tipus de xarxa
    • Independent de l’aplicació
    • Suport a múltiples aplicacions
    • Identificació única de cada aplicació
  • Capa d’aplicació
    • Suport per a cada aplicació concreta a nivell d’usuari
    • Estructures de dades d’alt nivell (fitxers, email, ...)
    • Totalment independent de com viatgen les dades

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Figura 2: Modelo simple de 3 capas: Protocolos en una arquitectura simplificada Archivo no disponible: «fig2.JPG»

(DavidSánchez) ampli.
'Capa de acceso a la red'
Las características del software de la red dependera del tipo de red que se use.Así se han desarrollado diferentes estándares para commutación de circuitos, conmutación de paquetes, LAN's,etc. Así independiza las funciones de accesibilidad a la red.Eso implicará que todo software que esté por encima de la capa de acceso estara libre de ocuparse de las características específicas en que se use. Este software de las capas superiores adecuado e independientemente a la red local a la que el computador este conectado.
'Capa de trasnporte'
De forma independiente al intecambio dedatos, estos se tienen que trasmitir de una forma segura (tener la seguridad que llegan los datos al destino deseado y en el mismo orden en que fueron enviados).Estos procedimientos se conectan en una capa donde se comparan todas las aplicaciones, la capa de transporte.
'Capa de aplicaión

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Arquitectura de protocols

  • Té les tasques dividides en layers, i son les mateixes als dos sistemes que es comuniquen
  • La comunicació entre capes està regulada per un protocol.
  • Els protocols controlen:
    • Sintaxi dels missatges
    • Semàntica dels missatges
    • Seqüència dels missatges
  • La capa N-ésima proporciona serveis a la capa N + 1 (no en depèn) y, mitjançant una interfície funcional, a través d’un punt d’accés (SAP) es comunica, fent servir un protocol estàndard, amb capes de nivell N + 1 y fent ús a la seva implementació dels serveis oferts per la capa N - 1.
  • Adreçament:
    • Es necessiten dos nivells d’adreçament.
    • Cada ordinador necessita una adreça de xarxa única.
    • Cada aplicació dins d’un ordinador (multitasca) necessita una adreça única dins de l’ordinador.
    • Punt d’accés al servei (service access point - SAP)
    • Port

Flux de dades i PDUs
  • PDU: Protocol Data Units.
  • A cada capa el protocol afegeix dades de control (informació del protocol) a les dades de l’usuari, en forma de capçalera
  • Protocol de transport:
    • Fa una ragmentació de les dades d’usuari:
    • La PDU conté:
      • Port o punt d’accés al servei (SAP) de destí : () para saber a quién van destinados los datos.
      • Número de seqüència: () ya que se está enviando una secuencia de PDU, se numeraran secuencialmente para que si llegan desordenadas, la entidad de transporte destino sea capaz de ordenarlas.
      • Codi de detecció d’errors
  • Protocol de xarxa:
    • La capçalera de xarxa (PDU) conté:
      • Adreça de xarxa de l’ordinador de destí: La xarxa ha de conèixer a qui (Que computador de la xarxa) ha d'entregar les dades
      • Serveis sol·licitats (velocitat, prioritat, ...)

Arquitectura de protocolos TCP/IP

() Hay dos arquitecturas que han sido determinantes y básicas en el desarrollo de los estándares de comunicación: el conjunto de protocolos TCP/IP y el modelo de referencia OSI.

TCP/IP es la arquitectura más adoptada para la interconexión de sistemas, mientras que OSI se ha convertido en el modelo estándar para clasificar las funciones de comunicación.

TCP/IP es resultado de la investigación y desarrollo llevados a cabo en la red experimental de conmutación de paquetes ARPANET, financiada por DARPA (Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada para la Defensa).

Todas las tareas involucradas en la comunicación se puede organizar en cinco capas relativamente independientes:

  1. Capa física: Interfaz física entre el dispositivo de transmisión de datos y el medio de transmisión o red. Se encarga de la especificación de las características del medio de transmisión, la naturaleza de las señales, la velocidad de datos y cuestiones afines. (DanielMartín) Viene a ser un 'driver' de red y permite especificar niveles de señal, velocidad y características dependientes del medio. Se encarga de poner los bits de información en el canal. (/ DanielMartín)

  2. Capa de acceso a la red: se responsabiliza del intercambio de datos entre el sistema final y la red a la cual se está conectado. El emisor debe proporcionar a la red la dirección del destino (direccionamiento MAC) y puede requerir ciertos servicios, como por ejemplo solicitar una determinada prioridad, que pueden ser proporcionados por el nivel de red. Se han desarrollado diversos estándares para conmutación de circuitos, conmutación de paquetes (X.25), redes de área local (Ethernet), entre otros. (DanielMartín) Esta capa intercambia tramas de datos (frames), llamadas también PDU de red. El protocolo es también dependiente del tipo de red. A este nivel nada mas se intercambian datos entre ordenadores o elementos de red de la misma red. Para salir fuera de la red actual se ha de subir otro nivel.(/ DanielMartín)

  3. Capa Internet: En el caso en que dos dispositivos estén conectados a redes diferentes, se necesita un mecanismo que permita el encaminamiento de los datos a través de las distintas redes interconectadas. El protocolo Internet (IP, Internet Protocol) se utiliza en esta capa para ofrecer este servicio. Este protocolo se implementa tanto en los sistemas finales como en los "routers" intermedios. Un router es un dispositivo con capacidad de procesamiento que conecta dos redes y cuya función principal es retransmitir datos desde una red a otra siguiendo la ruta adecuada para alcanzar el destino. (DanielMartín) Es independiente del tipo de red y de hecho interconecta redes diferentes (LANs, fibra ópcica, xDSL, frame-relay...). Se encarga de los servicios de encaminamiento entre redes. Existen diversos protocolos implementados en esta capa, como son IP (fiable) e ICPM (no fiable). La PDU de este nivel se llama datagrama. Es en esta capa donde se define la dirección IP del ordenador.(/ DanielMartín)

  4. Capa de transporte: (Modificado DanielMartín)

    • Se encarga de realizar el intercambio de datos punto a punto entre procesos. Es el encargado de entregar los datos a la capa de aplicación. Existen dos protocolos principales:
    • TCP, Transmission Control Protocol, fiable. Esto es, asegura que todos los datos llegan a la aplicación destino y en el mismo orden en el que fueron enviados. Elimina errores, pérdidas, duplicados y mantiene el orden de los paquetes. Usa el protocolo IP de la capa IP.

    • UDP, User Datagram Protocol, no fiable. Esto es, no asegura nada. Simplementa se encarga de formar el paquete y enviarlo, incluso sin red. Se puede usar en ordenadores sin conexión a la red y seguirá sin dar error. No asegura ni órden, ni duplicados ni pérdidas. Usa el protocolo ICPM de la capa de Internet.
      La PDU en éste nivel se llama segmento.(/ Modificado DanielMartín)

  5. Capa de aplicación: Finalmente, esta capa contiene la lógica necesaria para posibilitar las distintas aplicaciones de usuario. Para cada tipo particular de aplicación, por ejemplo FTP, se necesitará un módulo bien diferenciado. (DanielMartín)Para ello utiliza protocolos de alto nivel, como son HTTP para webs, SMTP para correo, FTP, SNMP.... La información intercambiada y el protocolo dependen de la aplicación.(/ DanielMartín)

Figura3: Conceptos de TCP/IP: Archivo no disponible: «fig3.JPG»

(Font d'informació: Tota la informació que he introduit l'he tret de les transparències de classe i del llibre "comunicaciones y redes de computadores" de William Stallings)
(DanielMartín)Fuente: Transparéncias y conocimiento propio.(/ DanielMartín)

Open Systems Interconnection

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El modelo OSI está basado en la división en capas. Con esta metodología las funciones de comunicación se distribuyen en un conjunto jerárquico de capas en las cuales se realizan subconjuntos de tareas, relacionadas entre sí, para comunicarse con otros sistemas. Cada capa se sustenta en la capa inmediatamente inferior, que le proporciona servicios más sencillos y al mismo tiempo le oculta los detalles de funcionamiento de estos.

ISO estableció que la división de capas debería agrupar funciones a las funciones que fuesen conceptualmente próximas, en un número suficiente, para que la capa fuese lo suficientemente pequeña pero sin llegar a definir demasiadas para evitar sobrecargas en el funcionamiento. El modelo resultante quedó con 7 capas, como veremos a continuación.

Archivo no disponible: «modeloOSI.jpg» Modelo OSI vs TCP/IP.

El funcionamiento del modelo OSI podríamos resumirlo de la manera siguiente: Dos aplicaciones de dos sistemas diferentes quieren comunicarse. La aplicación X para poder mandar un mensaje a la aplicación Y, se dirige a la capa de aplicación de su sistema de comunicación, que establecerá una relación con la capa de aplicación del sistema de comunicación de la aplicación Y. La capa de aplicación necesitará los servicios de la capa inferior (la de presentación) y ésta a su vez solicitará los servicios de la inferior (sesión) así hasta llegar a la capa física. De esto podemos deducir que entre capas del mismo nivel no se establece ninguna relación directa, ni siquiera entre las capas físicas ya que podríamos utilizar algun sistema de conmutación de paquetes o circuitos. El traspaso de información entre capas es muy similar al que se utiliza en el modelo genérico de 3 capas: los datos originales se van completando a medida que bajan con cabeceras que solo entiende la capa que las añade y que contienen información referente a los servicios que se ejecutan en ese nivel.

Las capas de OSI

Capa física

La capa física se encarga de la interfaz física entre los dispositivos además de definir las reglas que rigen en la transmisión de bits. 4 características:

  • Mecánicas: Relacionadas con las propiedades físicas de la interfaz con el medio de transmisión. Una de ellas es la especificación del conector que transmite las señales a través de conductores.

  • Eléctricas: especifican cómo se representan los bits, es decir, que niveles de tensión se utilizarán, y su velocidad de transmisión.

  • Funcionales: especifican las funciones que realiza cada uno de los circuitos de la interfaz entre el sistema y el medio de transmisión.

  • De procedimiento: especifican las secuencia de eventos que se llevan a cabo en el intercambio del flujo de bits a través del medio físico.

Capa de enlace de datos

La principal funcion de la capa de enlace físico es preocuparse de que el enlace físico sea fiable además de activar, mantener y desactivar el enlace. Otro de los servicios que proporciona a las capas superiores es el de control y detección de errores. Con este servicio la capa superior tiene la sensación de que el enlace está libre de errores, pero esto solo será cierto cuando el enlace sea directo, en caso contrario la capa superior también deberá tener un control de errores.

Capa de red

La capa de red realiza la transferencia de información entre sistemas finales a través de algún tipo de red de comunicación. Libera a las capas superiores de la necesidad de tener conocimiento sobre la transmisión de datos suyacente y las tecnologías de conmutación utilizadas para conectar los sistemas. En esta capa, el computador establecerá un diálogo con la red para especificar la dirección de destino y solicitar ciertos servicios, como por ejemplo, la gestión de prioridades.

Capa de transporte

La capa de transporte proporciona un mecanismo para intercambiar datos entre sistemas finales. El servicio de transporte orientdo a conexión asegura que los datos se entregan libres de errores, en orden y sin pèrdidas ni duplicaciones. La capa de transporte también puede estar involucrada en la potimizaicón del uso de los servicios de red, y en proporcionar la calidad del servicio solicitada.

Capa de sesión

La capa de sesión porporciona los mecanismos para controlar el diálogo entre las aplicaciones de los sistemas finales. En muchos casos, los servicios de la capa de sesión son pracialmente, o incluso, totalmente prescindibles. No obstante, en algunas aplicaciones su utilización es ineludible. La capa de sesión proporciona los siguientes servicios:

  • Control del diálogo: éste puede ser simultáneo en los dos sentidos (full-duplex) o alternado en ambos sentidos (half-duplex).

  • Agrupamiento: el flujo de datos se puede marcar para definir grupos de datos.

  • Recuperación: la capa de sesión puede proporcionar un procedimiento de puntos de comprbación, de forma que si ocurre algún tipo de fallo entre puntos de comprobación, la entidad de sesión puee retransmitir todos los datos desde el último punto de comprobación.

Capa de presentación

La capa de presentación define el formato de los datos que se van a intercambiar entre las aplicaciones y ofrece a los programas de aplicación un conjunto de servicios de transformación de datos. La capa de presentación define la sintaxis utilizada entre las entidades de aplicación y proporciona los medios para seleccionar y modificar la representación utilizada. Algunos ejemplos de servicios específicos que se pueden realizar en esta capa son los de compresión y cifrado de datos.

Capa de aplicación

La capa de aplicación porporciona a los programas de aplicación un medio para que accedan al entorno OSI. A esta capa pertenecen las funciones de administración y los mecanismos genéricos necesarios para la implementación de aplicaciones distribuidas. Además, en esta capa también residen las aplicaciones de uso general como, por ejempolo, la transferencia de archivos, el correo electrónico y el acceso desde terminales a computadores remotos, etc.

Bibliografia "Comunicaciones y redes de computadores" William Stallings