Trabajo No. 2

Martes 21 de febrero de 2001

Integrantes del Equipo No. 1

 

Graciela Ma. De Jesús Ramirez Alonso

No. Control: 97060594

Chelita4@terra.com.mx

Jonnathan Christian Medellin Ruiz

No. Control: 96060495

c.medellin@usa.net

Octavio Bonilla Santa Ana

No. Control: 97060524

 

Ingenieria Electrónica

Instituto Tecnologico de Chihuahua

 

 

 

 

 

 

 

Este trabajo, pretende lograr el entendimiento de los diferentes tipos de protocolos que existen actualmente. Conocer su operación, modos, ventajas y desventajas. Nos introduce de lleno al entendimiento de los diferentes tipos de protocolos y sus usos en los diferentes campos.

Con este resumen, nos acercamos mas al entendimiento de las redes y creemos que puede ofrecer un panorama de las mismas para posterior aplicación y uso. Nos acerca de manera significativa a los protocolos de internet y como es su funcionamiento.

Sabemos que este resumen fue mas largo de lo que esperábamos pero se trato de simplificarlo lo mas posible, sin dejar de lado la esencia del mismo.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

MODELOS DE REFERENCIA

 

 

 

El modelo de referencia de Interconexión de Sistemas Abiertos conocido como OSI (open system interconnection) sigue el esquema sugerido por la Organización Internacional de Normas, propuesta como un primer paso hacia la estandarización internacional de los protocolos que se usan en las diversas capas (Day y Zimmermann, 1983). Este modelo se ocupa de la conexión de sistemas que están abiertos a la comunicación con otros sistemas.

El modelo OSI tiene siete capas. Y los principios que se aplicaron para llegar a éstas son los siguientes:

  1. Se debe crear una capa siempre que se necesite un nivel diferente de abstracción
  2. Cada capa debe realizar una función bien definida
  3. La función de cada capa se debe elegir pensando en la definición de protocolos estandarizados internacionalmente.
  4. Los límites de las capas deben de elegirse a modo de minimizar el flujo de información a través de las interfaces
  5. La cantidad de capas debe ser suficiente para no tener que agrupar funciones distintas en la misma capa y lo bastante pequeña para que la arquitectura no se vuelva inmanejable
  6.  

    El modelo OSI en sí no es una arquitectura de red porque no especifica los servicios y protocolos que se han de usar en cada capa; solo dice lo que debe de hacer cada capa.

    A continuación daremos una descripción breve de cada una de las capas:

     

     

    1. La capa física.

    Esta tiene que ver con la transmisión de bits por un canal de comunicación. En las consideraciones de diseño se tiene que asegurar que cuando un lado envía un bit 1, se reciba en el otro lado como bit 1, no como bit 0. Aquí la pregunta será cuanto voltaje representará un 1 o cuanto para un 0; cuantos microsegundos dura un bit; si la transmisión se puede efectuar simultáneamente en ambas direcciones o no; como se establece la conexión inicial y cuando se interrumpe cuando ambos lados la han terminado; y cuantas puntas tiene el conector de la red y para que sirvan cada una.

     

    2. La capa de enlace de datos.

    Su tarea principal es tomar un medio de transmisión en bruto y transformarlo en una línea que parezca libre de errores de transmisión no detectados en la capa de la red. Esta tarea se cumple cuando el emisor divide los datos de entrada en marcos de datos, cuando los trasmite en forma secuencial y procese los marcos de acuse de recibido que devuelve el receptor. Si una ráfaga de ruido destruye por completo un marco, el software y la caída de enlace de datos de la máquina fuente puede retransmitir el marco. Sin embargo las transmisiones repetidas pueden introducir la posibilidad de duplicar marcos y a esta capa le corresponde resolver el problema por los marcos dañados, perdidos y duplicados y ofrece varias clases de servicio distintas a la capa de red cada una con diferente calidad y precio

     

     

     

     

    3. La capa de red.

    La capa de red se ocupa de controlar el funcionamiento de la subred. Una consideración clave de diseño es determinar como se encamina los paquetes de la fuente a su destino

    Sin la subred se encuentran presentes demasiados paquetes a la vez se estorbarán mutuamente formando cuellos de botella, el control de tal congestión pertenece a la capa de red.

    Cuando un paquete debe viajar de una red a otra para alcanzar su destino, pueden surgir varios problemas como los protocolos y otras cosas. La capa de red puede resolver estos problemas para lograr que se interconecten redes heterogéneas.

     

    4. La capa de trasporte.

    Su función básica es aceptar datos de la capa de sesión, dividirlos en unidades más pequeñas, pasarlos a la capa de red y asegurar que todos los pedazos lleguen correctamente al otro extremo, de manera eficiente y en forma que aísle a las capas superiores y a los cambios inevitables a la tecnología del hardware.

    En condiciones normales esta capa crea una conexión de red distinta para cada transmisión de transporte que requiera la capa de sesión. En resumen, la capa de transporte debe lograr que la multiplexión sea trasparente para la capa de sesión y determina el tipo de servicio que se proporcionará a esta última y finalmente a los usuarios de la red. El tipo más popular de conexión de transporte es un canal de punto a punto libre de errores que entrega mensajes o bytes en el orden en que se enviaron. Sin embargo, el tipo de servicio se determina al establecer la sesión.

    Además, la capa de transporte debe establecer y liberar conexiones a través de la red, de modo que un proceso de máquina pueda describir con quien conversar. También debe de existir un control de flujo para regular el flujo de información, a fin de que un nodo rápido no pueda saturar a uno lento.

     

    5. Capa de sesión

    Permite a los usuarios de máquinas diferentes establecer sesiones entre ellos, para el transporte ordinario de datos o para proporcionar servicios mejorados. Uno de los servicios es el de manejar el control del diálogo, permitiendo que el tráfico vaya en ambas direcciones al mismo tiempo, o solo en una dirección a la vez.

    Otro de los servicios es el manejo de fichas, en el cual solamente el lado que posea la ficha podrá efectuar una operación, con el fin de evitar que ambos lados intenten la misma operación al mismo tiempo.

    El servicio de sincronización ofrece una solución al problema en la trasferencia de archivos de larga duración en el tiempo de ruptura ya que inserta puntos de verificación en la corriente de datos, de modo que después de cada interrupción sólo se deban repetir los datos que se transfirieron después del último punto de verificación.

     

  7. La capa de presentación.
  8. Se ocupa de la sintaxis y la semántica de la información que se trasmite. Maneja estructuras de datos abstractos y las convierte de la representación que se usa dentro de la computadora a la representación estándar de la red y viceversa, con el fin de hacer posible la comunicación entre computadoras con representaciones diferentes.

     

     

     

  9. La capa de aplicación.

Contiene varios protocolos que resuelven los problemas de terminales incompatibles, ya que define una terminal virtual de red abstracta la cual los editores y otros programas pueden manejar sin ningún inconveniente.

Otra función es la trasferencia de archivos entre dos sistemas diferentes, aquí se resuelven los problemas de incompatibilidad que puedan existir.

El siguiente diagrama ilustra la localización de los diferentes protocolos en el modelo OSI

 

 

 

 

 

TCP/IP, acrónimo de Transmission Control Protocol/Internet Protocol, son protocolos usados para el control de la transmisión en Internet, la cual permite que diferentes tipos de computadoras se comuniquen a través de redes heterogéneas.

Se desarrolló originalmente para la comunicación de computadoras con sistema operativo UNÍX a través de Arpnet, pero ahora está disponible para establecer una conexión a través de Internet usando cualquier sistema operativo. TCP define distintos parámetros de transmisión de datos. IP define el modo en que los datos se dividen en bloques, denominados paquetes, y establece el camino que recorre cada paquete hasta su destino.

 

 

 

 

Cada máquina de la red Internet tiene una dirección IP única. Una dirección IP es un número de 32 bits que normalmente se escribe como cuatro enteros entre 0 y 255 separados por puntos (192.112.36.5), la dirección IP permite el encaminamiento de la información a través de la Internet.

Uno de los principales objetivos del DoD, fue que la red fuera capaz de sobrevivir la pérdida del hardware de subred sin que las conversaciones existentes se interrumpieran, y también la necesidad de una arquitectura flexible para las diferentes aplicaciones.

 

1.La capa de interred

Es el eje que mantiene unida toda la arquitectura, su misión es permitir que los nodos inyecten paquetes en cualquier red y los haga viajar de forma independiente a su destino.

Esta capa tiene un formato de paquete y protocolo oficial llamado IP (protocolo de interred), aquí la consideración más importante es el ruteo de los paquetes, y también evitar la congestión.

 

2. La capa de trasporte

Esta capa se diseñó para permitir que las entidades pares en los nodos de origen y destino lleven a cabo una conversación. Un protocolo que se define es el TCP (protocolo de control de transmisión) que está orientado a la conexión que permite que una corriente de bytes originada en una máquina se entregue sin errores en cualquier otra máquina de la interred. Este protocolo fragmenta la corriente entrante de bytes en mensajes discretos y pasa cada uno a la capa de interred. El receptor TCP reensambla los mensajes recibidos para formar la corriente de salida. El TCP también se encarga del control de flujo.

El segundo protocolo es el UDP(protocolo de datagrama de usuario),es un protocolo sin conexión, no confiable, para aplicaciones que no necesitan la asignación de secuencia ni el control de flujo del TCP y que desean utilizar los suyos propios. Se usa ampliamente en para consultas de petición y respuesta de una sola ocasión (cliente-servidor), y en las que la entrega pronta es más importante que la entrega precisa (voz o vídeo).

TCP ofrece un servicio fiable de transmisión de información. Todas las aplicaciones de la Internet utilizan los servicios de transporte TCP para el intercambio de información, de forma que pueden ignorar los problemas de envío de información a través de la red, o al menos muchos de ellos.

 

 

 

3. La capa de aplicación

Contiene todos los protocolos de alto nivel. El protocolo de terminal virtual TELNET permite que un usuario en una máquina ingrese en una máquina distante y trabaje ahí. El de trasferencia de archivos FTP ofrece un mecanismo para mover datos de una máquina a otra de forma eficiente. El correo electrónico SMTP es una clase de trasferencia de archivos. El DNS relaciona los nombres de los nodos con sus direcciones en la red; TNP, es el protocolo que transfiere artículos noticiosos; HTTP se usa para recuperar páginas en la World Wide Web y muchos otros.

 

 

En el modelo OSI, tres conceptos son fundamentales

Servicios. Esta definición dice lo que la capa hace

Interfaces. Aquí una capa les dice a los procesos de arriba cómo acceder a ella; especifica cuales son los parámetros y qué resultados esperar

Protocolos. Una capa puede usar los protocolos que quiera, siempre que consiga que se realice el trabajo, puede cambiar los protocolos a voluntad sin afectar el software de las capas superiores.

El modelo TCP/IP originalmente no distinguía en forma clara estos tres conceptos, en consecuencia en el modelo OSI se ocultan mejor los protocolos que en el TCP/IP y se pueden reemplazar con facilidad al cambiar la tecnología.

El modelo OSI se desarrolló antes de que se inventaran los protocolos, por lo que no se orientó hacia un conjunto específico de ellos, lo cual lo convirtió en algo muy general. Lo malo de ello es que los diseñadores no tenían mucha experiencia y no supieron bien cuál funcionalidad poner en cuál capa.

En cambio, con el modelo TCP/IP llegaron primero los protocolos y el modelo fue en realidad sólo una descripción de los protocolos existentes. El único problema fue que el modelo no se ajustaba a ninguna otra pila de protocolos, por lo que no fue de mucha utilidad para describir otras redes que no fueran TCP/IP.

Una diferencia obvia entre los dos modelos es la cantidad de capas, el modelo OSI tiene siete y el TCP/IP cuatro.

Otra es que el modelo OSI apoya la comunicación tanto sin conexión como la orientada a la conexión en la capa de red, pero en la de trasporte lo hace únicamente con la comunicación orientada a la conexión. El modelo TCP/IP solo tiene un modo en la capa de red (sin conexión) pero apoya ambos modos en la capa de transporte.

 

 

 

 

 

 

Mala sincronización

Los protocolos de TCP/IP ya se usaban ampliamente en universidades que hacían investigación cuando aparecieron los protocolos OSI. Antes de que llegara la ola de inversión, el mercado académico tenía el tamaño suficiente para que los proveedores empezaran a ofrecer con cautela los productos TCP/IP. Cuando OSI llegó, no quisieron apoyar una segunda pila de protocolos hasta que se les forzó, de modo que no hubo ofertas iniciales. Al estar cada compañía en espera de que otra tomara la iniciativa, ninguna lo hizo y OSI nunca sucedió.

Mala tecnología

En OSI, tanto el modelo como los protocolos son imperfectos. La capa de sesión tiene poco uso, y la capa de presentación casi esta vacía. En contraste las capas de enlace de datos y de red están tan llenas que en trabajos posteriores se dividieron en múltiples subcapas, cada una con funciones distintas.

Otro problema es que algunas funciones, como el direccionamiento, el control de flujo y el control de errores reaparecen una y otra vez en cada capa.

Otra crítica del estándar original es que ignoró los servicios y protocolos carentes de conexión; pero la más seria es que el modelo está dominado por una mentalidad de comunicaciones, por lo que muchas de las decisiones tomadas son completamente inapropiadas para la forma en que trabajan las computadoras y el software.

Malas instrumentaciones

Debido a la enorme complejidad del modelo y los protocolos, las implementaciones iniciales fueron enormes, inmanejables y lentas, por lo que la imagen de OSI empeoró.

Mala política

Ya que OSI se veía como una invención de los ministerios europeos de telecomunicaciones, se tenía la idea de que un montón de burócratas trataban de obligar a los investigadores y programadores que aceptaran un estándar técnicamente inferior; en consecuencia se ha hecho un esfuerzo débil para actualizar OSI.

 

 

Este modelo no distingue con claridad los conceptos de servicio, interfaz y protocolo, teniendo como consecuencia que este modelo no es una buena guía para diseñar redes nuevas utilizando tecnologías nuevas.

TCP/IP no es general y no resulta apropiado para describir cualquier pila de protocolos distinta a él.

La capa de nodo a red en realidad no es una capa, es una interfaz entre la red y las capas de enlace de datos, la distinción entre interfaz y capa es crucial.

El modelo TCP/IP no distingue entre la capa física y la de enlace de datos, las cuales son completamente diferentes.

  

Se diseñó para que lo usaran compañías que deseaban cambiar su mainframe por una red de PC la cual se basa en el modelo de cliente-servidor.

NetWare usa una pila de protocolos patentada que se basa en Xerox Network System pero con varias modificaciones.

  

Las capas física y de enlace de datos se pueden escoger entre Ethernet, el tokern ring de IBM y ARCnet. La capa de red utiliza un protocolo de interred no confiable, sin conexión, llamado IPX; el cual transfiere paquetes del origen al destino en forma trasparente.

Por encima de IPX esta un protocolo de transporte orientado a la conexión llamado NCPN (protocolo contra la red), que proporciona otros servicios y en realidad es el corazón de NetWare. Un segundo protocolo es SPX, pero solo proporciona transporte.

Al igual que TCP/IP, la clave de toda la arquitectura es el paquete de datagrama de interred sobre el cual se construye todo lo demás.

 

Aproximadamente cada minuto, cada servidor difunde un paquete con su dirección que indica cuales servicios ofrece, estas difusiones usan el SPA (protocolo de publicidad del servicio), los cuales usan la información contenida en los paquetes para construir bases de datos que indican cuáles servidores se ejecutan y dónde.

Un cliente emite una petición en la cual pregunta dónde esta el servidor más cercano, el enrutador local detecta la señal y busca el mejor servidor, luego se devuelve al cliente la dirección y establece una conexión NCP con el servidor en la que negocian el tamaño de paquete.

 

ARPA se creó en respuesta al lanzamiento del Sputnik de la Unión Soviética en 1957 y tuvo la misión de desarrollar tecnologías que pudieran ser útiles a la milicia.

La ARPA decidió que la red que se necesitaba consistía en una subred y computadoras hosts. La subred tendría microcomputadoras llamas IMP (procesadores interfaz de mensajes) conectadas por líneas de transmisión. Esta subred debería de ser de tipo detagrama, de modo que si algunas líneas resultaban destruidas, los mensajes se reencaminarían de forma automática a través de trayectorias alternas.

Cada nodo de la red consistiría en un IMP y una host en el mismo cuarto, el host podría enviar mensajes al IMP y los reenviaría a su destino de forma independiente; cada paquete se recibía en su totalidad antes de reenviarse, por lo que la subred fue la primera red electrónica de conmutación de paquetes de almacenar y reenviar.

ARPA concedió un contrato para construir la subred y escribir el software a la BBN. El software se dividió en dos partes: subred y host. El software de subred consistió en el extremo IMP de la conexión host-IMP, el protocolo IMP-IMP y un protocolo de IMP fuente a IMP destino diseñado para mejorar la confiabilidad.

Fuera de la subred también se necesitaba software, el extremo host de la conexión host-IMP, el protocolo host-host y el software de aplicación, sin embargo una red experimental entró en funciones en diciembre de 1969, la red creció rápidamente conforme se instalaron mas IMP.

Después el software se cambió para permitir que las terminales se conectaran de forma directa a un IMP especial llamado TIP (procesador de interfaz de terminal) sin tener que pasar por un host.

 

 

 

 

 

ARPA financió investigaciones sobre redes de satélites y redes de radio de paquetes móviles.

Para 1983 ARPANET gozaba de estabilidad y éxito, por lo que cedió el manejo de la red a la DCA para hacerla funcionar como una red de operaciones. Lo que hizo DCA fue separa la porción militar a una subred independiente MILNET. Para 1990 ARPANET había sido rebasada por redes más nuevas que ella misma había creado, de manera que se clausuró y desmanteló.

 

 

 

 

Mapa de la MILNET en Europa y EUA 1989

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A finales de 70ís la Fundación Nacional de Ciencia, NSF, estableció una red virtual CSNET, para que permitiera a científicos de todo el país compartir datos y colaborar en proyectos de investigación.

En 1984, la NSF construyó una red de bockbone o columna vertebral, para conectar sus seis centros de supercomputadoras, a cada una de ellas se le dio un hermanito que consistía en una microcomputadora a la que llamaron fuzzball; las cuales se conectaban para formar una subred.

La NSF financió redes regionales que se conectaron a la backbone para permitir a las universidades y centros de investigación acceder a cualquiera de las supercomputadoras y comunicarse entre sí. La red que incluía la backbone y las redes regionales se llamó NSFNET.

 

 

 

 

 

 

Debido al crecimiento de la NSF se formó una corporación no lucrativa llamada ANS (Advanced Network and Services) como un paso hacia la comercialización, y en 1990 se formó la ANSNET. Para 1995 la backbone NSFNET ya no era necesaria para interconectar las redes regionales de la NSF porque varias compañías operaban con redes comerciales IP. Para facilitar la transición y asegurar que cada red regional pudiera comunicarse con las otras redes, se estableció un NAP (punto de acceso a la red). Con este arreglo un paquete podía elegir entre varias portadoras de backbone para ir desde su NAP al NAP destino, en consecuencia se originó una competencia en la que las redes regionales escogían entre varias portadoras de backbone.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cuando la ARPNET y la NSFNET se interconectaron, el crecimiento de redes, máquinas y usuarios se hizo exponencial, a esto se le denominó Internet. Gran parte del crecimiento se debe a la conexión de redes existentes a la Internet.

El aglutinante de Internet es el modelo de referencia TCP/IP y la pila de protocolos de TCP/IP que hace posible el servicio universal.

Internet ha tenido cuatro aplicaciones principales que son:

Correo electrónico. La capacidad de redactar, enviar y recibir correo electrónico.

Noticias. Foros especializados en los que usuarios con intereses comunes pueden intercambiar mensajes

Sesión remota. Mediante el uso de Telnet, Rlogin u otros programas, los usuarios pueden ingresar en cualquier otra máquina que tengan una cuenta autorizada.

Transferencia de archivos. Con el programa FTP, es posible copiar archivos de una máquina en Internet a otra.

A finales de los 90ís la Internet se poblaba de investigadores académicos, del gobierno y la industria, pero una aplicación nueva, la WWW (red mundial), atrajo nuevos usuarios no académicos a la red.

  

 

 

 

  

 

Redes de Computadoras

Andrew S. Tanenbaum

3™ edición

Prentice Hall

Direcciones de Internet consultadas:

http://www.cybercursos.com.ar/tcp-ip.htm

http://www.cybergeography.org/atlas/historical.html

http://www.monografias.com/trabajos/protocolotcpip/protocolotcpip.shtml

http://gio.es/abonados/formacion/internet/tcpip.html#RTFToC14