Arquitectura de Protocolos

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Mariano Vázquez Rivero
hace 8 años
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2 Arquitectura de Protocolos Emisor Capa n Capa 2 Capa 1 Emisor Capa n Capa 2 Capa 1 Entorno de división del trabajo. Esquema de capas Modelo de cooperación. Cuántas capas? Cuál funcionalidad? Red OSI definió un Modelo de Capas TCP/IP surgió como una pila de protocolos

Esquema de capas Modelo de cooperación. Cuántas capas?

3 Arquitectura de Protocolos H3 XX Comunicación Virtual H2 H3 XX H1 H2 H3 XX Comunicación Real Técnica de encapsulado/desencpasulado. Técnica de encapsulado/desencpasulado. Mensaje + Header es Datos + Información de Control. Mensaje generado en A, XX, llegará al final inferior de la pila encapsulado como: (Encabezado1/Encabezado2/Encabezado3/XX). En el sistema B, al protocolo superior se entregará (Encabezado3/XX). Comunicación Real Vertical. Comunicación Virtual Horizontal.

Mensaje generado en A, XX, llegará al final inferior de la pila encapsulado como:

4 Modelo OSI Al estandarizar se generan Sistemas Interoperativos aún cuando provengan de diferentes fabricantes. Al estandarizar se estimula la economía en gran escala. Se trata de Sistemas Abiertos. Una única norma no es factible. Arquitectura. En1977 seformóunsubcomité de la ISO paradesarrollarunaarquitecturapara modelar la comunicación entre sistemas en una red. El modelo de referencia se llamó OSI: Open System Interconection. En el modelo OSI las funciones se distribuyen entre un Conjunto Jerárquico de Capas.

5 Modelo OSI Cada Capa apoya su funcionalidad en la de la Capa Inferior. Las Capas Inferiores realizan las funciones más primitivas. Las Capas Inferiores ocultan sus detalles a las Capas Superiores. El cambio de una capa no implica cambios de otras. Un gran problema se ve subdividido así en problemas más sencillos.

Las Capas Inferiores ocultan sus detalles a las Capas Superiores.

6 Modelo OSI ISO definió un conjunto de capas y un conjunto de servicios que cada capa debería cumplir. La división en capas debía ser tal que en una misma capa se agrupasen funcionalidades similares. El número total de capas no debía ser muy grande para que sea más sencilla la descripción. El número total de capas no debía ser muy grande para que el overhead generado no generara demasiado tiempo de procesamiento. Se debía cuidar el detalle que el reemplazo de una capa no afecte a las demás.

El número total de capas no debía ser muy grande para que sea más sencilla la descripción.

7 Modelo OSI Usuario Entorno User Soft S.O. Hard Medio Físico

8 Modelo OSI

9 Modelo OSI Elementos Clave: Especificación de Protocolo: Es la especificación del conjunto de reglas que rigen en la comunicación entre capas pares en sistemas diferentes. Debe especificarse con precisión ya que se trata de Sistemas Abiertos. Los campos del Header deben ser claramente definidos, así como su significado. Definición del Servicio: Es lo que cada capa ofrece a la inmediatamente por encima. Se define qué se ofrece, pero no cómo se hace. Direccionamiento: No es necesario que exista en todos los niveles pero sí puede existir en varios, sobre todo para poder ofrecer multiplexado (servicio a varios usuarios).

Los campos del Header deben ser claramente definidos, así como su significado.

10 Modelo OSI - Capa Física (bits) Capa 1. Especifica el tipo de medio a usar (coaxil, FO, UTP, STP, Wireless), el formatodetx, latopologíadelared,etc. Regulalatransmisióndebitsatravésdeenlacefísicoocanal decomunicación, definiendo tensiones, duración de los bits, tipo de transmisión (simplex, half duplex, full duplex), tipo de conectores (cantidad de pines y funciones de los mismos). Define características mecánicas (propiedades físicas de interfaz y del medio de Tx: conectores), eléctricas (niveles de tensión, velocidades de Tx), funcionales (definiciones de funciones de circuitos de interfaz) y de procedimientos (secuencia de eventos) de la interfaz física. X.21- RS232C/V.24- RS422/V.11

tipo de conectores (cantidad de pines y funciones de los mismos).

11 OSI - Capa de Enlace (tramas) Capa 2. Presenta a la capa superior (Capa de Red) un enlace físico seguro. Puede activar, desactivar y mantener el enlace. Se divide en dos subcapas: MAC (Medium Access Control) y LLC (Logical Link Control). Servicio seguro: control de errores y control de flujo, orden en la entrega (secuenciamiento), retx. Delimitación y sincronismo para reconocimiento de tramas. HDLC, IEEE 802.3, IEEE

Se divide en dos subcapas: MAC (Medium Access Control) y LLC (Logical Link Control).

12 OSI - Capa de Red (paquetes) Capa 3. Debe asegurar la transferencia de información a través de la red. Libera a las capas superiores del conocimiento de la tecnología subyacente pues es la capa que trata con ésta. Puede proveer los medios para establecer-mantener-liberar conexiones de red. Debe ocuparse de resolver diferencias cuando los paquetes atraviesan distintas redes: direccionamientos diferentes, longitudes de paquetes, protocolos. Ruteo, direccionamiento, prioridades, manejo de rutas óptimas. Router. IP

Puede proveer los medios para establecer-mantener-liberar conexiones de red.

13 OSI - Capa de Transporte (segmentos) Capa 4. Primer nivel end-to-end. Puede ofrecer un servicio orientado a la conexión (por fiabilidad) o sin conexión(esquema de transacciones). Mantiene un acceso uniforme a la red, independientemente del medio de comunicación disponible. Pretende "blindar" el nivel superior respecto de los mecanismos de redes subyacentes. Optimización de recursos para calidad de conexión: manejo de errores, retardo máximo permitido, prioridades de tráfico, probabilidades de falla, control de congestión, control de flujo. TCP,UDP.

Mantiene un acceso uniforme a la red, independientemente del medio de comunicación disponible.

14 OSI - Capa de Sesión Básicamenteofrecealosusuariosel accesoalared (previacodificacióndedatosque realiza el nivel superior) permitiendo el establecimiento y desconexión de una sesión (en el sentido de acceso remoto desde un terminal a un ordenador para transferencia de archivos, por ejemplo). Organiza-Sincroniza-Administra intercambio de información entre entidades de nivel 6. El diálogo entre entidades podía ser DUPLEX o HALF-DUPLEX. Checkpoints (puntos de comprobación) en caso de falla: servicio de sincronismo con marcas, si se detecta error se puede recomenzar desde un punto determinado. (Transacciones bancarias). Administración de tokens para diálogo ordenado.

Organiza-Sincroniza-Administra intercambio de información entre entidades de nivel 6. El diálogo entre entidades podía ser DUPLEX o HALF-DUPLEX.

15 OSI - Capa de Presentación Capa 6. Define Formato de datos que van a intercambiar las aplicaciones para resolución de diferencias sintácticas entre sistemas(ascii, EBCDIC, aritmética binaria, numeración de bytes) lo que implica la preservación de su significado. Funcionalidad: Pasaje de un código a otro. Sintaxis. Se solía asociar a esta capa las funcionalidades de Compresión y Criptografía.

sintácticas entre sistemas(ascii, EBCDIC, aritmética binaria, numeración de bytes) lo que implica

16 OSI - Capa de Aplicación NiveldeaccesoaentornoOSI. Responsable de la"semántica" de la información intercambiada. No todas las aplicaciones son susceptibles de estandardizar pero determinados procedimientos son comunes a todos los protocolos de aplicación (empezar/terminar una asociación entre procesos de aplicación). FTP, Telnet, SMTP, POP3, HTTP

No todas las aplicaciones son susceptibles de estandardizar pero determinados

17 Modelo OSI Conexión Directa

18 Modelo OSI Conexión Indirecta

19 Arquitectura TCP/IP Procesos de usuario Aplicación Aplicación Mensaje idéntico Transporte Paquete idéntico Transporte Kernel (sistema operativo) Internet Internet Datagrama idéntico Interfaz de red Trama idénticos Interfaz de red Red Física

Transporte Kernel (sistema operativo) Internet Internet

20 Arquitectura TCP/IP Aplicación Maneja los detalles de una aplicación en particular:telnet, FTP, SMTP, SNMP,etc. Transporte Suministra un flujo de datos entre dos hosts, para la aplicación de la capa superior: TCP y UDP. Internet Capa de red (network), maneja los movimientos de los datagramas alrededor de la red: IP,ICMP. Interfaz de red Capa de enlace (link o data-link), maneja los detalles del medio de comunicación. Ethernet, WiFi, etc. TCP/IP es una combinación de varios protocolos Internet Protocol Suite

Internet Capa de red (network), maneja los movimientos de los datagramas alrededor de la red: IP,ICMP.

21 Arquitectura TCP/IP Cabecera TCP Cabecera Cabecera IP TCP Cabecera Cabecera Cabecera Ethernet IP TCP Cabec. Aplic. Datos de usuario Datos de usuario Datos de Aplicación Segmento TCP Datos de Aplicación Datagrama IP Datos de Aplicación Cola Ethernet Trama Ethernet 4 46 a 1500 bytes Aplicación TCP IP Drive Ethernet Ethernet

22 Arquitectura TCP/IP Aplicación Mensaje idéntico Aplicación Paquete idéntico Transporte Transporte Router Internet Datagrama idéntico Internet Datagrama idéntico Internet Interfaz de red Trama idéntica Interfaz de red Trama idéntica Interfaz de red Red Física 1 Red Física 2

23 Arquitectura TCP/IP FTP Cliente Protocolo FTP Protocolo end-to-end FTP Servidor TCP IP Drive Ethernet Protocolo IP Protocolo hop-by-hop Protocolo Ethernet Protocolo TCP Protocolo end-to-end Drive Ethernet Router IP Protocolo IP Protocolo hop-by-hop Drive WiFi Protocolo WiFi TCP IP Drive Wifi Ethernet WiFi

24 Arquitectura TCP/IP Software fuera del sistema operativo Aplicación Transporte Internet Interfaz de red Uso de direcciones Hardware Dentro Protocolo 1 Protocolo 2 Protocolo 3 del S.O Direcciones IP Módulo IP Interfaz 1 Interfaz 2 Interfaz 3

25 Arquitectura TCP/IP Aplicación 1 Aplicación m Aplicación n Aplicación x Demux basado en valor de tipo de protocolo en la cabecera IP INTERFAZ DE RED ARP TCP CAPA DE TRANSPORTE ICMP IP Drive Ethernet IGMP Trama de entrada UDP CAPA DE RED RARP Demux basado en puerto destino Demux basado en tipo de trama en la cabecera Ethernet

26 Arquitectura TCP/IP MIME BGP FTP HTTP SMTP TELNET SNMP Protocolo de Transporte TCP UDP ICMP OSPF Protocolo Internet IP Protocolo de acceso de red IP: TCP: UDP: HTTP: SNMP: MINE: SMTP: ICMP: OSPF: BGP: FTP: Protocolo Otros Transmission File User Border HypterText Multi_Purpose Open Internet Simple protocolos Transfer Datagrama Internet Shortest Gateway Mail Network Control Protocol Control Transfer como: Path Internet Protocol Message Management First RSVP. Protocol Mail Protocol RTP, Extension Protocol etc.

27 Comparación

28 Bibliografía Comunicaciones y Redes de Computadores. William Stalling. 6º Edición. Capítulos 1 y 2. Redes de Computadoras. Andrew Tanenbaum. 3º Edición. Capítulo 1.

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