Protocolos y comunicaciones de red

Protocolos y comunicaciones de red

1. Protocolos y estándares de red

   • Protocolos
     • Reglas que rigen las comunicaciones
       • Se divide en capas,fisicas, de reglas y capa de contenido
         • La capa fisica son los objetos que interactuan
         • La capa de reglas, son los protocolos
         • La capa tres es el contenido de el mensaje
     • Protocolos de red
       • Definen un formato y un conjunto de reglas comunes para intercambiar mensajes entre dispositivos
     • Interacción de protocolos
       • HTTP
         • Rige la forma en que interactúan un servidor web y un cliente web
         • Define el contenido y el formato de las solicitudes y respuestas intercambiadas
       • TCP
         • Es responsable de controlar el tamaño y los intervalos a los que se intercambian los mensajes
         • Es el protocolo de transporte que administra las conversaciones individuales
         • TCP divide los mensajes HTTP en partes más pequeñas, llamadas “segmentos”.
       • IP
         • Es responsable de tomar los segmentos formateados del TCP
       • ETHERNET
         • Es un protocolo de acceso a la red que describe dos funciones
           • Comunicación y transmisión de datos
   • Suites de protocolos
     • Suites de protocolos y estándares del sector
       • Una suite de protocolos es un grupo de protocolos que trabajan en forma conjunta para proporcionar servicios
       • Algunos protocolos son exclusivos, lo que significa que una empresa o proveedor controla la definición del protocolo y cómo funciona
     • Desarrollo de TCP/IP
       • Tuvo su origen en 1969 al conectar PC centrales en cuatro ubicaciones
       • ARPANET fue fundada por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos
     • Conjunto del protocolo TCP/IP
       • Los protocolos individuales se organizan en capas mediante el modelo de protocolo TCP/IP: aplicación, transporte, Internet y capas de acceso a la red
       • La suite de protocolos TCP/IP se implementa como una pila de TCP/IP tanto en los hosts emisores como en los hosts receptores
         • Esto para proporcionar una entrega completa de las aplicaciones
     • Proceso de comunicación TCP/IP
       • Comienza por la preparacion del servidor web, el encabezado HTTP se agrega al frente de los datos HTML,el protocolo HTTP agrega los datos con formato HTML
         • Luego la informacion IP se agrega al frente de la información TCP,el protocolo Ethernet agrega informacion en ambos lados del paquete IP
           • Estos datos se transportan por medios y dispositivos intermedios,cada encabezado se procesa y se elimina en el orden inverso de como se agrago
             • La información se transfiere al software de navegacion web del cliente
   • Organizaciones de estandarización
     • Normas abiertas
       • Los estándares abiertos fomentan la interoperabilidad, la competencia y la innovación
       • son importantes para mantener una Internet abierta con especificaciones y protocolos de libre acceso que pueda implementar cualquier proveedor
       • Las organizaciones de estandarización generalmente son organizaciones sin fines de lucro y neutrales en lo que respecta a proveedores
     • Estándares de Internet
       • Distintas organizaciones tienen diferentes responsabilidades para promover y elaborar estándares para el protocolo TCP/IP.
         • Algunas de ellas son:Sociedad de internet(ISOC), Consejo de Arquitectura de Internet (IAB), Grupo de trabajo de ingeniería de Internet (IEFT). Grupo de trabajo de investigación de Internet (IRTF), Corporación de Internet para la Asignación de Nombres y Números (ICANN), Autoridad de Números Asignados de Internet (IANA)
     • Organizaciones de estandarización de comunicaciones y electrónica
       • Otras organizaciones tienen las responsabilidades de promocion y creación de estandares de comunicación y electronica
         • Instituto de Ingenieros en Electricidad y Electrónica (IEEE), Asociación de Industrias Electrónicas (EIA), Asociación de las Industrias de las Telecomunicaciones (TIA), Sector de Normalización de las Telecomunicaciones de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT-T)
   • Modelos de referencia
     • Beneficios del uso de un modelo en capas
       • Modelo de protocolo
         • Es un protocolo modelo porque describe las funciones que ocurren en cada capa de protocolos dentro de una suite
       • Modelo de referencia
         • El modelo OSI en un modelo de referencia de internetwork muy conocido, pero también es un modelo de protocolo para la suite de protocolo OSI
     • El modelo de referencia OSI
       • Proporciona una amplia lista de funciones y servicios que se pueden presentar en cada capa
       • También describe la interacción de cada capa con las capas directamente por encima y por debajo de él
     • El modelo de protocolo TCP/IP
       • Ss creó a principios de la década de los setenta y se conoce con el nombre de modelo de Internet.
       • Puesto que el modelo TCP/IP es un estándar abierto, una empresa no controla la definición del modelo
     • Comparación entre el modelo OSI y el modelo TCP/IP
       • Las similitudes mas obvias se encuentran en la capa de red, sin embargo los dos modelos se diferencian en el modo que se relacionan con las capas que estan por encima ypor debajo
       • Tanto el modelo TCP/IP como el modelo OSI se utilizan comúnmente en la referencia a protocolos en varias capas
       • Las capas 5, 6 y 7 del modelo OSI se utilizan como referencias para proveedores y desarrolladores de software

2. Las reglas

   • Establecimiento de reglas
     • Antes de comunicarse se deben establecer protocolos
     • Deben tener los siguienes requisitos para que el mensaje se comprenda
       • Un emisor y un receptor identificados
       • Idioma y gramática común
       • Velocidad y momento de entrega
       • Requisitos de confirmación o acuse de recibo
     • Definen los detalles sobre la forma en que el mensaje es transmitido por la red
   • Aspectos básicos de comunicaciones
     • Tiene 3 elementos
       • El origen del mensaje
       • El destino o receptor
       • El camino por el cual se envia
     • Comienza con un mensaje, o información, que se debe enviar desde un origen hasta un destino
     • Está regido por “protocolos”. Estos protocolos son específicos del tipo de método de comunicación
   • Codificación de los mensajes
     • La codificación es el proceso mediante el cual la información se convierte en otra forma aceptable para la transmisión
     • La decodificación revierte este proceso para interpretar la idea
   • Formato y encapsulamiento del mensaje
     • Cuando se envía un mensaje desde el origen hacia el destino, se debe utilizar un formato o estructura específicos.
     • Un mensaje contiene los siguientes elementos
       • Identificador de destinatario
       • Contenido del mensaje
       • Identificador de emisor
     • El proceso para colocar un mensaje dentro de otro es llamado "encapsulamiento"
       • Cuando el destinatario recibe el mensaje se produce el "desencapsulamiento"
     • Cada mensaje de computadora se encapsula en un formato especifico llamado "trama"
   • Tamaño del mensaje
     • Los mensajes que se envian normalmente estan divididos en fragmentos u oraciones
       • El tamaño de estas oraciones se ve limitado a lo que el receptor puede procesar por vez
       • Cuando se envia un mnsaje largo normalmente es fseparado en partes mas pequeñas
         • Las tramas que son demasiado largas o muy pequeñas no se entregan
         • Cada parte tendra su información de direcccion
           • Cuando estas llegan hacia el receptor se vuelven a unir
   • Sincronización del mensaje
     • Método de acceso
       • Determina en qué momento alguien puede enviar un mensaje
       • Si dos personas hablan al mismo tiempo se produce una colision
     • Control de lujo
       • La cantidad y velocidad a la cual se puede enviar un mensaje
     • Tiempo de espera para la respuesta
       • Es el lapso de espera de una respuesta, y la acción que se toma al pasar ese lapso
   • Opciones de entrega del mensaje
     • También puede ser que el emisor requiera de un mensaje de confirmación
       • Si no requiere ningún recibo se dice que el mensaje es sin acuse de recibo

3. Transferencia de datos en la red

   • Encapsulamiento de datos
     • Segmentación del mensaje
       • si falla un enlace en la infraestructura de la red interconectada durante la transmisión, el mensaje completo se perdería y tendría que retransmitirse completamente
       • Ningún otro dispositivo podrá enviar o recibir mensajes en la misma red mientras esta transferencia de datos está en progreso
       • Al enviar partes indibiduales mas pequeñas se pueden intercalar diversas conversaciones en la red
       • La segmentación puede aumentar la eficiencia de las comunicaciones de red
     • Unidades de datos de protocolo
       • La forma que adopta una porción de datos en cualquier capa se denomina unidad de datos del protocolo (PDU)
       • En cada etapa del proceso, una PDU tiene un nombre distinto para reflejar sus funciones nuevas
       • Mientras los datos de la aplicación bajan a la pila del protocolo y se transmiten por los medios de la red,
     • Cuando se envían mensajes en una red, el proceso de encapsulamiento opera desde las capas superiores hacia las capas inferiores
   • Acceso a los datos
     • Direcciones de red
       • La capa de red y la capa de enlace de datos son responsables de enviar los datos desde el dispositivo de origen hasta el dispositivo de destino
       • Direcciones de origen y de destino de la capa de red: son responsables de enviar el paquete IP desde el dispositivo de origen hasta el dispositivo final
       • Direcciones de origen y de destino de la capa de enlace de datos: son responsables de enviar la trama de enlace de datos
     • Direcciones de enlaces de datos
       • Su propósito es enviar la trama de enlace de datos desde una interfaz de red hasta otra interfaz de red en la misma red
         • Antes de que pueda enviarse a través de la red se debe encapsular la trama de modo que pueda transmitirse por un medio fidico
         • A medida que pasa por dispositivos intermedios se va encapsulando en una trama de datos de la misma red
       • Dirección de enlace de datos de origen: la dirección física de la NIC del dispositivo que envía la trama
       • Dirección de enlace de datos de destino: la dirección física de la NIC que recibe la trama de enlace
     • Dispositivos en la misma red
       • Porción de red: la sección más a la izquierda de la dirección que indica la red de la que es miembro la dirección IP
       • Porción de host: la sección restante de la dirección que identifica a un dispositivo específico en la red
       • Dirección IP de origen o emisor
       • Dirección IP de destino o receptor
       • En una red Ethernet, las direcciones de enlace de datos se conocen como direcciones MAC de Ethernet
         • Dirección MAC de origen, el dispositivo que envía la trama de enlace de datos
         • Dirección MAC de destino, es la dirección de enlace de datos del dispositivo receptor
     • Dispositivos en una red remota
       • Dirección IP de origen: la dirección IP del dispositivo emisor,
       • Dirección IP de destino: la dirección IP del dispositivo receptor
       • La trama de Ethernet se debe enviar a otro dispositivo conocido como router o gateway predeterminado
         • La trama de Ethernet con el paquete IP encapsulado ahora se puede transmitir a R1. R1
         • Ahora el paquete puede ser reenviado por el Router a otro o directamente al servidor si se encuentra conectado
       • Es importante que en la dirección IP del gateway predeterminado esté configurada en cada host de la red local