TCP/IP. IRI 2 do cuatrimestre 2015

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1 TCP/IP IRI 2 do cuatrimestre 2015

2 Redes y Protocolos

3 Una red es un conjunto de computadoras o dispositivos que pueden comunicarse a través de un medio de transmisión en una red. Los pedidos y datos de una computadora pasan a través del medio de transmisión (que puede ser un cable de red o una línea telefónica) a otra computadora.

4 Una computadora interactúa con el mundo a través de una o más aplicaciones que llevan a cabo tareas específicas, entrada y salida. Si una computadora es parte de la red, alguna de la aplicaciones debe ser capaz de comunicanrse con aplicaciones de otra red de computadoras.

5 Un conjunto de protocolos de red es un sistema de reglas que ayuda a definir el proceso de transferencia de datos. Los datos viajan de una aplicación hacia el hardware de una computadora, a través del medio de transmisión al destino correcto, y suben a través de la computadora destino hacia la aplicación receptora.

6 Los protocolos de TCP/IP definen el proceso de comunicación y definen cómo debe ser una unidad de datos y qué información debe contener, de forma tal que la computadora receptora pueda interpretar el mensaje correctamente. TCP/IP y sus protocolos relacionados forman un sistema completo definiendo cómo se deben procesar los datos, cómo transmitirlos, y cómo deben ser recibidos en una red TCP/IP. Un sistema de protocolos relacionados, tales como the TCP/IP, se llama a conjunto de protocolos.

7 El formateo y procesamiento de las transmisiones de TCP/IP las lleva a cabo un componente de software que es conocido como implementación de TCP/IP. El propósito de los estándares TCP/IP es asegurar la compatibilidad de todas las implementaciones TCP/IP sin importar la versión o el fabricante.

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9 El desarrollo de TCP/IP El TCP/IP actual representa la síntesis de dos desarrollos que comenzaron en los 70 y han revolucionado el mundo de la computación: La Internet La red de área local

10 La Internet El diseño de TCP/IP es el resultado de su historia. La Internet creció a partir de la investigación llevada a cabo por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos. A fines de los 60, el Departamento de Defensa comenzó a notar que se acumulaban muchas computadoras diferentes. Alguna de ellas no estaban conectadas, y fueron agrupadas en redes pequeñas con protocolos incompatibles.

11 En Defensa comenzaron a pensar si sería posible que estas computadoras tan distintas compartieran información. De acuerdo a las normas de seguridad, pensaron que si fuera posible construir una red, sería un blanco de ataque. El requerimiento primario de esta nueva red sería ser descentralizada.

12 Los servicios críticos no deben concentrarse en un único y vulnerable punto de fallas. Como todo punto de falla es vulnerable en la era del misil, quisieron construir una red sin puntos de falla. Entonces crearon una red que se convirtió en ARPAnet, (Defense Department s Advanced Investigation Projects Agency (ARPA)). El sistema de protocolos que dan el soporte a esta red interconectable y descentralizada es TCP/IP.

13 Unos años después, cuando la National Science Foundation quiso construir una red para conectar instituciones de investigación, adoptaron ARPAnet y comenzaron a construir lo que conocemos como Internet.

14 Dos características importantes de TCP/IP son: Verificación de terminales: las dos computadoras que están comunicándose (llamadas terminales) son las responsables de recibir y verificar la transmisión. Todas las computadoras operan como iguales, y no hay un esquema central para las comunicaciones. Ruteo dinámico: los nodos están conectados a través de distintos caminos, y los ruteadores eligen un camino para los datos basándose en las condiciones del momento.

15 La red de área local (LAN) La red de área local (LAN) de desarrolló junto con la industria de la computación en respuesta a las necesidades de las empresas.

16 Los primeros protocolos LAN no accedían a Internet. Cuando las empresas necesitaron protocolos para conectar sus redes LAN incompatibles y no contiguas, encontraron TCP/IP. Cuando la Internet se hizo popular, los usuarios de las LAN quisieron acceder, entonces comenzaron a emerger soluciones. Gateways especializados con traducción de protocolos para acceder a Internet. TCP/IP creció alrededor de Unix, y las variantes de Unix están relacionadas con TCP/IP. Los más recientes son Linux, BSD, Solaris, y Android.

17 Gateway Un gateway a veces es simplemente un ruteador que conecta una LAN a otra red más grande, y a veces se usa para referirse al dispositivo de ruteo que lleva a cabo alguna forma de traducción de protocolo.

18 Características de TCP/IP El conjunto de protocolos TCP/IP usa: Direccionamiento lógico Ruteo Servicio de Nombres Control de errores y control de flujo Soporte de aplicaciones

19 Direccionamiento lógico Un adaptador de red tiene una dirección física única y permanente. La dirección física es un número que la fábrica le dio a la tarjeta. En una red de área local, los protocolos de bajo nivel entregan los datos a través de la red física, usando la dirección física del adaptador. El adaptador de red de cada computadora escucha toda transmisión en la red local para determinar si un mensaje es direccionado a su propia dirección física.

20 En redes grandes, la dirección física no es eficiente. Los administradores de red segmentan las redes usando ruteadores para reducir el tráfico. En redes ruteadas, los administradores necesitan subdividir en redes más más pequeñas (subredes).

21 TCP/IP brinda esta capacidad de subred a través del direccionamiento lógico. Una dirección lógica es una dirección configurada a través del software. En TCP/IP, la dirección lógica de una computadora se llama an dirección IP.

22 Ruteo Un ruteador es un dispositivo que puede leer información del direccionamiento lógico y direcciona datos a través de la red a su destino. Un ruteador divide la subred local de la más grande.

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24 Los datos direccionados a otra computadora o dispositivo en la subred local no pasa por el ruteador y no sale a la red. Si los datos se direccionan a una computadora fuera de la subred, el ruteador manda para adelante los datos. Las redes muy grandes tales como la Internet incluyen muchos ruteadores y ofrecen muchos caminos distintos del origen al destino.

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26 Resolución de Nombres Aunque la dirección IP es más amigable que la dirección física, es más para la computadora que para el usuario. La gente recordaría cosas tales como o ? TCP/IP, ofrece una estructura de nombres alfanuméricos, llamado nombres de dominio o DNS. Esta correspondencia de nombres-> dirección IP se llama Resolución de Nombres.

27 Las direcciones asociadas al o a la Web están expresados como DNS (por ejemplo, El Servicio de Nombres TCP/IP es una jerarquía de nombres de servidores que hace la correspondencia dirección IP -> nombre para todas las computadoras en la red. El usuario no necesita conocer la dirección IP.

28 DNS es el sistema de Resolución de Nombres para la Internet y el método más común. Las redes TCP/IP también soportan otros métodos para resolver nombres alfanuméricos a direcciones IP.

29 Control de Errores y Control de Flujo TCP/IP asegura la entrega confiable de los datos a través del red. Estas características incluyen chequeo de errores de transmisión (asegurar que los datos que llegan son los enviados) y asegurar la recepción del mensaje. La capa de Transporte de TCP/IP define muchas clases de control de errores, control de flujo, y ACK.

30 Soporte de aplicación Hay muchas aplicaciones ejecutando en la misma computadora. En TCP/IP, este interfaz de la red a las aplicaciones se lleva a cabo usando canales lógicos llamados puertos. Cada puerto tiene un número. TCP/IP también incluye un número de aplicaciones diseñados para asistir con varias tareas de red.

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33 Organizaciones estándares y RFCs Internet Advisory Board (IAB): establece políticas para Internet y vigila el desarrollo de estándares TCP/IP. Internet Research Task Force (IRTF): sucursal del IAB que esponsorea la investigación. Internet Engineering Task Force (IETF): sucursal del IAB que estudia y regula tareas de ingeniería. Está dividido en grupos de trabajo que estudian aspectos particulares de TCP/IP y de Internet, tales como aplicaciones, ruteo, administración de la red.

34 Internet Corporation For Assigned Names and Numbers (ICANN): Desde 1998 coordina la asignación de nombres de dominio de Internet, direcciones IP, y parámetros de protocolos como número de puertos. (www.icann.com). InterNIC: The Internet Information Service. Mantiene la lista de organizaciones acreditadas ICANN que pueden asignar nombres de dominio. Contacto

35 Preguntas 1. Cuál es la diferencia entre un protocolo estándar y la implementación de un protocolo? 2. Por qué los diseñadores de ARPAnet querían una red descentralizada? 3. Por qué la verificación de los terminales era importante en ARPAnet? 4. Por qué las redes grandes usan Resolución de Nombres?

36 Cómo trabaja TCP/IP TCP/IP es un sistema (o conjunto) de protocolos, y un protocolo es un sistema de reglas y procedimientos. El conocimiento de TCP/IP es esencial si se quiere bucear en la configuración y resolver problemas en redes.

37 TCP/IP debe: Dividir mensajes en conjuntos manejables de datos que pasen por el medio de transmisión. Interfaz con el adaptador de red hardware. Direccionamiento Ruteo Control de errores, control de flujo, y ACK Aceptar datos de una aplicación y pasarlos a la red. Recibir datos de la red y pasarlos a la aplicación.

38 TCP/IP se divide en componentes separados que funcionan independientemente. Cada componente es responsable del proceso de comunicación. La ventaja de este diseño es la adaptación al hardware y al Sistema Operativo.

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40 Capa de acceso a la red Interfaz con la red física Formatear los datos para el medio de transmisión y direccionar datos para direcciones de la subred física Control de errores Capa de Red Direcciones lógicas para que los datos pasen por las subredes con diferentes arquitecturas Ruteo para reducir tráfico Relaciona direcciones físicas con direcciones lógicas.

41 Capa de Transporte Control de flujo, control de errores, y ACK Interfaz para aplicaciones. Capa de Aplicación aplicaciones para solucionar problemas de la red y tranferencia de archivos, control remoto, etc. Programming Interfaces (APIs) que permiten que programas escritos para un sistema operativo accedan a la red.

42 TCP/IP y el Modelo OSI El modelo de siete niveles estándar se llama modelo Open Systems Interconnection (OSI). El modelo OSI representa el esfuerzo de ISO, la organización de estándares internacional, para estandarizar el diseño de los protocolos de red para mejorar la interconectividad y el desarrollo.

43 TCP/IP no está de acuerdo al modelo OSI. Los dos modelos tienen objetivos similares, y tienen compatibilidad. El modelo OSI influyó en el desarrollo de implementaciones, y es común ver la terminología OSI aplicada a TCP/IP.

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45 1. Capa física 2. Capa de enlace 3. Capa de red 4. Capa de transporte 5. Capa de sesión 6. Capa de presentación 7. Capa de aplicación 7 capas OSI

46 Capa física: Convierte los datos en señales eléctricas o pulsos que cruzan el medio de transmisión Capa de enlace Interfaz con el adaptador de red; mantiene los enlaces lógicos de la subred. Capa de red Direccionamiento lógico y ruteo. Capa de transporte Control de errores y control de flujo de la comunicación.

47 Capa de sesión Establece sesiones entre aplicaciones comunicantes entre las computadoras. Capa de presentación Traduce los datos a formato estándar; encripción y compresión de datos. Capa de aplicación Interfaz de red para aplicaciones; transferencia de archivos, comunicaciones, etc.

48 Paquete de datos Cada capa juega un rol en el proceso de comunicación. Cada capa pide servicios que son necesarios para que la otra capa cumpla su rol. Cada capa incluye una información llamada encabezado junto con los datos. El paquete de datos que contiene el encabezado y los datos baja hasta el primer nivel junto con los encabezados de cada nivel.

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50 El paquete de datos luce distinto en cada capa, y en cada capa tiene un nombre diferente. Los nombres del paquete de datos creados en cada capa son: En Aplicación se llama mensaje En Transporte se llama segmento (TCP) o datagrama (UDP) En Red se llama datagrama. En la Capa de Acceso se llama marco. Este marco se convierte a bitstream en la capa más baja.

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52 Preguntas Cuál es la principal ventaja del diseño modular de TCP/IP? Qué funciones provee la capa de acceso a la red? Qué capa OSI corresponde a la capa de Red de TCP/IP? Por qué la información de encabezado se incluye en cada capa del protocolo TCP/IP?

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