El modelo de referencia de interconexión de sistemas abiertos es una
representación abstracta en capas, creada como guía para el diseño
del protocolo de red. El modelo OSI divide el proceso de networking en
diferentes capas lógicas, cada una de las cuales tiene una única
funcionalidad y a la cual se le asignan protocolos y servicios
específicos.
Capa de Presentación
La capa de Presentación tiene tres funciones
primarias: • Codificación y conversión de datos de la
capa de aplicación para garantizar que los datos del
dispositivo de origen puedan ser interpretados por
la aplicación adecuada en el dispositivo de destino. •
Compresión de los datos de forma que puedan ser
descomprimidos por el dispositivo de destino. •
Encriptación de los datos para transmisión y descifre
de los datos cuando se reciben en el destino.
Software de la capa de
aplicación
Las funciones asociadas con los protocolos de capa de Aplicación permiten a la red humana
comunicarse con la red de datos subyacente. Cuando abrimos un explorador Web o una ventana de
mensajería instantánea, se inicia una aplicación, y el programa se coloca en la memoria del
dispositivo donde se ejecuta. Cada programa ejecutable cargado a un dispositivo se denomina
proceso.
Aplicaciones reconocidas por la red
Aplicaciones son los programas de software que utiliza la gente para comunicarse a través de la red.
Algunas aplicaciones de usuario final son compatibles con la red, lo cual significa que implementan
los protocolos de la capa de aplicación y pueden comunicarse directamente con las capas inferiores
del stack de protocolos. Los clientes de correo electrónico y los exploradores Web son ejemplos de
este tipo de aplicaciones.
Servicios de la capa de Aplicación
Otros programas pueden necesitar la ayuda de los servicios de la capa de Aplicación para utilizar los
recursos de la red, como transferencia de archivos o cola de impresión en red. Aunque son
transparentes para el usuario, estos servicios son los programas que se comunican con la red y
preparan los datos para la transferencia. Diferentes tipos de datos, ya sea texto, gráfico o vídeo,
requieren de diversos servicios de red para asegurarse de que estén bien preparados para procesar
las funciones de las capas inferiores del modelo OSI.
Aplicaciones del usuario, servicios y protocolos de la capa de aplicación
Como se mencionó anteriormente, la capa de Aplicación utiliza los protocolos implementados dentro de
las aplicaciones y servicios. Mientras que las aplicaciones proporcionan a las personas una forma de crear
mensajes y los servicios de la capa de aplicación establecen una interfaz con la red, los protocolos
proporcionan las reglas y los formatos que regulan el tratamiento de los datos. Un único programa
ejecutable debe utilizar los tres componentes e inclusive el mismo nombre. Por ejemplo: cuando
analizamos "Telnet" nos podemos referir a la aplicación, el servicio o el protocolo.
Funciones del protocolo de la capa de aplicación
Los protocolos de la capa de aplicación son utilizados tanto por los dispositivos de origen como de
destino durante una sesión de comunicación. Para que las comunicaciones sean exitosas, deben
coincidir los protocolos de capa de aplicación implementados en el host de origen y destino.
Toma de medidas para las aplicaciones y servicios
El modelo cliente – servidor
Cuando la gente intenta acceder a información en sus dispositivos, ya sean éstos una computadora
personal o portátil, un PDA, teléfono celular o cualquier otro dispositivo conectado a la red, los datos
pueden no estar físicamente almacenados en sus dispositivos. Si así fuere, se debe solicitar al
dispositivo que contiene los datos, permiso para acceder a esa información.
Modelo
cliente-servidor
En el modelo cliente-servidor, el dispositivo que solicita
información se denomina cliente y el dispositivo que
responde a la solicitud se denomina servidor. Los
procesos de cliente y servidor se consideran una parte de
la capa de Aplicación. El cliente comienza el intercambio
solicitando los datos al servidor, que responde enviando
uno o más streams de datos al cliente. Los protocolos de
capa de Aplicación describen el formato de las solicitudes
y respuestas entre clientes y servidores. Además de la
transferencia real de datos, este intercambio puede
requerir de información adicional, como la autenticación
del usuario y la identificación de un archivo de datos a
transferir.
Protocolo SMB y servicios para compartir archivos
El Bloque de mensajes del servidor (SMB) es un protocolo cliente-servidor para compartir archivos.
IBM desarrolló el Bloque de mensajes del servidor (SMB) a fines de la década del '80 para describir la
estructura de recursos de red compartidos, como directorios, archivos, impresoras y puertos seriales.
Es un protocolo de solicitud-respuesta. A diferencia del protocolo para compartir archivos
respaldado por FTP, los clientes establecen una conexión a largo plazo con los servidores. Una vez
establecida la conexión, el usuario del cliente puede acceder a los recursos en el servidor como si el
recurso fuera local para el host del cliente.
Protocolo Gnutella y servicios P2P
Aprendimos acerca de FTP y SMB como formas de obtener archivos; aquí presentamos otro
protocolo de aplicación. Compartir archivos en Internet se ha transformado en algo muy popular.
Con las aplicaciones P2P basadas en el protocolo Gnutella, las personas pueden colocar archivos en
sus discos rígidos para que otros los descarguen. El software del cliente compatible con Gnutella
permite a los usuarios conectarse con los servicios Gnutella en Internet, ubicarlos y acceder a los
recursos compartidos por otros pares Gnutella.
Protocolo y servicios Telnet
Mucho antes de que existieran las computadoras de escritorio con interfaces gráficas sofisticadas,
las personas utilizaban sistemas basados en textos que eran simplemente terminales conectadas
físicamente a una computadora central. Una vez que las redes estuvieran disponibles, las personas
necesitaban acceder en forma remota a los sistemas informáticos de la misma manera en que lo
hacían con las terminales conectadas en forma directa.
Capa de Sesión
Como lo indica el nombre de la capa de Sesión, las
funciones en esta capa crean y mantienen diálogos entre
las aplicaciones de origen y destino. La capa de sesión
maneja el intercambio de información para iniciar los
diálogos y mantenerlos activos, y para reiniciar sesiones
que se interrumpieron o desactivaron durante un periodo
de tiempo prolongado.
Servidores
En un contexto general de redes, cualquier dispositivo que responde a una solicitud de aplicaciones
de cliente funciona como un servidor. Un servidor generalmente es una computadora que contiene
información para ser compartida con muchos sistemas de cliente. Por ejemplo, páginas Web,
documentos, bases de datos, imágenes, archivos de audio y vídeo pueden almacenarse en un
servidor y enviarse a los clientes que lo solicitan. En otros casos, como una impresora de red, el
servidor de impresión envía las solicitudes de impresión del cliente a la impresora específica.
Protocolos y servicios de la capa de Aplicación
Una única aplicación puede emplear diferentes servicios de la capa de Aplicación, así lo que aparece
para el usuario como una solicitud para una página Web puede, de hecho, ascender a docenas de
solicitudes individuales. Y, para cada solicitud, pueden ejecutarse múltiples procesos. Por ejemplo,
un cliente puede necesitar de diversos procesos individuales para formular sólo una solicitud al
servidor.
Redes y aplicaciones entre pares (P2P, Peer-to-Peer)
Modelo Punto a Punto
Además del modelo cliente/servidor para redes, existe
también un modelo punto a punto. Las redes punto a
punto tienen dos formas distintivas: diseño de redes
punto a punto y aplicaciones punto a punto (P2P). Ambas
formas tienen características similares pero en la práctica
funcionan en forma muy distinta.
Redes entre pares
En una red entre pares, dos o más computadoras
están conectadas a través de una red y pueden
compartir recursos (por ejemplo, impresora y
archivos) sin tener un servidor dedicado. Cada
dispositivo final conectado (conocido como punto)
puede funcionar como un servidor o como un
cliente. Una computadora puede asumir el rol de
servidor para una transacción mientras funciona
en forma simultánea como cliente para otra
transacción. Los roles del cliente y el servidor se
configuran según las solicitudes.
Aplicaciones punto a punto
Una aplicación punto a punto (P2P), a diferencia de una red punto a
punto, permite a un dispositivo actuar como cliente o como servidor
dentro de la misma comunicación. En este modelo, cada cliente es un
servidor y cada servidor es un cliente. Ambos pueden iniciar una
comunicación y se consideran iguales en el proceso de comunicación. Sin
embargo, las aplicaciones punto a punto requieren que cada dispositivo
final proporcione una interfaz de usuario y ejecute un servicio en
segundo plano. Cuando inicia una aplicación punto a punto específica,
ésta invoca la interfaz de usuario requerida y los servicios en segundo
plano. Luego, los dispositivos pueden comunicarse directamente.
Protocolo y
servicios DNS
Como veremos más adelante, la capa de transporte utiliza un esquema
de direccionamiento que se llama número de puerto. Los números de
puerto identifican las aplicaciones y los servicios de la capa de Aplicación
que son los datos de origen y destino. Los programas del servidor
generalmente utilizan números de puerto predefinidos comúnmente
conocidos por los clientes. Mientras examinamos los diferentes servicios
y protocolos de la capa de Aplicación de TCP/IP, nos referiremos a los
números de puerto TCP y UDP normalmente asociados con estos
servicios. Algunos de estos servicios son: • Sistema de nombres de
dominio (DNS): puerto TCP/UDP 53. • Protocolo de transferencia de
hipertexto (HTTP, Hypertext Transfer Protocol): puerto TCP 80. • Protocolo
simple de transferencia de correo (SMTP, Simple Mail Transfer Protocol):
puerto TCP 25. • Protocolo de oficina de correos (POP): puerto UDP 110. •
Telnet: puerto TCP 23. • Protocolo de configuración dinámica de host:
puerto UDP 67. • P
DNS
En redes de datos, los dispositivos son rotulados con direcciones IP numéricas
para que puedan participar en el envío y recepción de mensajes a través de la
red. Sin embargo, la mayoría de las personas pasan mucho tiempo tratando de
recordar estas direcciones numéricas. Por lo tanto, los nombres de dominio
fueron creados para convertir las direcciones numéricas en nombres simples
y reconocibles.
Servicio WWW y HTTP
Cuando se escribe una dirección Web (o URL) en un explorador de Internet, el explorador establece
una conexión con el servicio Web del servidor que utiliza el proocolo HTTP. URL (o Localizador
uniforme de recursos) y URI (Identificador uniforme de recursos) son los nombres que la mayoría de
las personas asocian con las direcciones Web. El URL http://www.cisco.com/index.html es un ejemplo
de un URL que se refiere a un recurso específico: una página Web denominada index.html en un
servidor identificado como cisco.com (haga clic en las fichas de la figura para ver los pasos utilizados
por HTTP).
Servicios de e-mail y protocolos SMTP/POP
E-mail, el servidor de red más conocido, ha revolucionado la
manera en que nos comunicamos, por su simpleza y velocidad.
Inclusive para ejecutarse en una computadora o en otro
dispositivo, los e-mails requieren de diversos servicios y
aplicaciones. Dos ejemplos de protocolos de capa de aplicación
son Protocolo de oficina de correos (POP) y Protocolo simple de
transferencia
Procesos del servidor de e-mail: MTA y MDA
El servidor de e-mail ejecuta dos procesos individuales: • Agente de transferencia de
correo (MTA, Mail Transfer Agent). • Agente de entrega de correo (MDA, Mail Delivery
Agent). El proceso Agente de transferencia de correo (MTA) se utiliza para enviar
correos electrónicos. Como se muestra en la figura, el MTA recibe mensajes desde el
MUA u otro MTA en otro servidor de e-mail. Según el encabezado del mensaje,
determina cómo debe reenviarse un mensaje para llegar a destino. Si el correo está
dirigido a un usuario cuyo buzón está en el servidor local, el correo se pasa al MDA. Si
el correo es para un usuario que no está en el servidor local, el MTA enruta el e-mail al
MTA en el servidor correspondiente.