ASIR-PAR01.- TAREA. 1. Ejercicio 1 Investiga y enumera los protocolos más importantes estudiados en cada capa o nivel: en la arquitectura OSI en la arquitectura TCP/IP. El modelo OSI El modelo OSI es una jerarquía de protocolos que trabajan juntos para llevar a cabo la transmisión de los datos de un nodo a otro de la red. La Organización Internacional para la Normalización (ISO) desarrolló el modelo OSI dividiendo en siete capas el proceso de transmisión de la información entre equipos informáticos. De este modo cada capa se encargaría de ejecutar determinada parte del proceso global prestando servicio a su capa inmediatamente superior. Este marco de trabajo puramente conceptual se utiliza para describir y explicar el conjunto de protocolos reales que se utilizan para la conexión de sistemas. La capa Aplicación (7) Proporciona el interface y los servicios que soportan las aplicaciones de usuario y se encarga de ofrecer acceso general a la red. Servicios Web (HTTP), de correo (SMTP) así como aplicaciones especiales de BBDD cliente/servidor. La capa presentación (6) Convierte los paquetes de la capa Aplicación a un formato genérico que pueden leer todas las computadoras. También puede cifrar y/o comprimirlos. La capa Sesión (5) Establece el enlace de sesión entre nodos y lo gestiona. Ubica puntos de control para recuperar datos desde el último punto de «OSI Model v1» de Offnfopt Trabajo propio. Disponible bajo la licencia Dominio público vía Wikimedia Commons Página 1 de 11
control recibido en caso de fallos de sesión. La capa Transporte (4) Controla el flujo de datos entre nodos encargándose de que se entreguen sin errores y en la secuencia correcta. En su interior operan protocolos: orientados a la conexión: se ponen de acuerdo para la creación de puntos de control mantienen un diálogo durante la transferencia terminan la sesión simultáneamente no orientados a la conexión: proporciona las direcciones pertinentes para el envío de paquetes éstas permitirán que los paquetes lleguen a su destino TCP es un protocolo orientado a la conexión. UDP es un protocolo no orientado a la conexión. La capa Red (3) En esta capa tiene lugar el direccionamiento lógico. Se selecciona la mejor ruta hacia el destino mediante el uso de tablas de enrutamiento. Se encaminan los paquetes y se entregan. Direccionamiento, Encaminamiento y Control de congestión. Protocolo IP, RIP, IGRP. La capa Enlace de datos (2) Ubica los datos en tramas definidas por la arquitectura de red que se utilice (Ethernet, Token Ring..) Desplaza los datos por el enlace físico de comunicación hasta el nodo receptor. Controla la forma en que las computadoras acceden a las conexiones físicas de la red. Subcapa Control Lógico del Enlace (LLC): establece y mantiene el enlace entre los nodos y proporciona Puntos de acceso al Servicio. Subcapa Control de Acceso al Medio (MAC): determina cómo y dónde un nodo puede acceder a la red y enviar datos. La capa Física (1) Las tramas procedentes de la capa de Enlace de datos se convierten en una secuencia única de bits que pueden transmitirse por el entorno físico de la red. Los bits son transformados en pulsos eléctricos, en luz o en radiofrecuencia para ser enviados según el medio en que se propaguen. La capa física especifica también características tales como niveles de voltaje, tasas de transferencia de datos, distancias máximas de transmisión y conectores. Cada medio posee su propio ancho de banda y unidad máxima de transmisión (MTU). Página 2 de 11
Protocolo TCP/IP TCP/IP es el resultado de la investigación y desarrollo llevados a cabo en la red experimental de conmutación de paquetes ARPANET financiado por el departamento de Defensa de los EEUU. TCP/IP es un conjunto de protocolos que pueden ejecutarse en distintas plataformas de software y que casi todos los sistemas operativos de red lo soportan como protocolo de red predeterminado. Los protocolos que lo conforman no se corresponden perfectamente con las distintas capas del modelo OSI. Podemos dividir el conjunto en estas cinco capas. La capa Aplicación (5) Posibilita que las distintas aplicaciones de usuario puedan utilizar los servicios de red. Una comparación entre las arquitecturas de protocolo OSI y TCP/IP (Stallings William) La capa Transporte (4) Se asegura de que todos los datos lleguen al destino y en el orden correcto. Protocolo TCP La capa Internet (3) Proporciona procedimientos que permiten que los datos atraviesen las distintas redes interconectadas hasta alcanzar su destino. Protocolo IP La capa Acceso a la red (2) Es la responsable del intercambio de datos. La capa Física (1) Se encarga de la especificación de las características del medio de transmisión, la naturaleza de las señales, la velocidad de datos... Página 3 de 11
Protocolos más importantes FTP File Transfer Protocol. Proporciona una interfaz y los servicios necesarios para la transferencia de archivos en la red. SMTP Simple Mail Transfer Protocol. Proporciona servicios de correo electrónico en las redes Internet e IP. TCP Transfer Control Protocol. Protocolo de transporte orientado a la conexión. TCP se implementa sólo en los Conjunto de protocolos TCP en varias de las capas del modelo OSI sistemas finales; guarda un registro de los bloques de datos para asegurar que todos se entregan de forma segura a la aplicación apropiada. IP Internet Protocol. Protocolo orientado a la capa de red sin conexión. IP se implementa en todos los sistemas finales y dispositivos de encaminamiento. UDP User Datagram Protocol. Protocolo de transporte sin conexión que proporciona servicios en colaboración con TCP. ARP Address Resolution Protocol. Hace corresponder las direcciones IP con las direcciones MAC de hardware. A lo largo del temario también se mencionan otros protocolos: CSMA ALOHA NetBEUI / NetBIOS SLIP PPP LCP RARP ICMP IGMP HTTP DNS Telnet SSH POP3 IMAP ATM HDLC Página 4 de 11
2. Ejercicio 2 Dibuja una red LAN en la que al menos cinco equipos tengan acceso a Internet. (GNS3) Describe los elementos más importantes que aparezcan en ella. PC1, PC2, PC3 y PC4 Hosts conectados al router. Direcciones IP 192.168.1.101, 102, 103, 104 Cada uno con su correspondiente Dominio de colisión PC5 y PC6 Conectados al HUB1. Direcciones IP 192.168.1.105, 106 Comparten Dominio de colisión. HUB1 Conectado al router R1. Dispositivo de capa1 que se limita a regenerar la señal y repetirla a todos los hosts conectados a él. R1 Router: dispositivo de capa 3 Puerta de enlace: 192.168.1.1 Internet Salida a internet Página 5 de 11
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3. Ejercicio 3 Explica el mecanismo de direcciones IP del protocolo IPv4, especificando al menos: las clases en las que divide las direcciones los rangos de direcciones reservadas el número de equipos que se pueden identificar con cada clase de dirección. Añade una explicación del mecanismo de direcciones IP del protocolo IPv6 Direccionamiento IPv4 Para que dos nodos se puedan comunicar es necesario poder identificarlos claramente. Una dirección IPV4 es una secuencia de unos y ceros de 32bits: cuatro números decimales separados por puntos. Consta de dos partes: la primera identifica la red y la segunda identifica el sistema en particular de esa red. Existen tres tipos de direcciones IPv4: Dirección de red: la dirección en la que se hace referencia a la red Dirección de broadcast: dirección especial para enviar datos a todos los nodos de la red Dirección host: las direcciones asignadas a los dispositivos finales de red En una red IPv4 los nodos pueden comunicarse de tres modos diferentes: Unicast: se usa para la comunicación normal de nodo a nodo y está habilitado por defecto Broadcast: de un nodo a todos los nodos de la red Multicast: de un nodo a un grupo seleccionado de nodos Clases de direcciones IPv4: Clase A Rango: 1.0.0.0 a 127.0.0.0 Máscara: 255.0.0.0 Direcciones privadas: 10.0.0.0 a 10.255.255.255 Clase B Rango: 128.0.0.0 a 191.255.0.0 Máscara: 255.255.0.0 Direcciones privadas: 172.16.0.0 a 172.31.255.255 Página 7 de 11
Clase C Rango: 192.0.0.0 a 223.255.255.0 Máscara: 255.255.255.0 Direcciones privadas: 192.168.0.0 a 192.168.255.255 Clase D Rango: 224.0.0.0 a 239.255.255.255 Uso multicast Clase E Rango: 240.0.0.0 a 254.255.255.255 Uso experimental o científico Direcciones reservadas IPv4 Hay determinadas direcciones que no es posible asignar a los nodos por distintas razones: Direcciones de red y de broadcast: no es posible asignar la primera ni la última dirección a los nodos dentro de una red. Ruta predeterminada: 0.0.0.0 Se usa como ruta por defecto cuando no hay una ruta más específica. Loopback: dirección especial para dirigir el tráfico hacia uno mismo. Método de acceso directo para las aplicaciones y servicios TCP/IP que se ejecutan en el mismo dispositivo para comunicarse entre sí. Direcciones link local: direcciones que el sistema operativo puede asignar automáticamente al nodo local en entornos donde no se dispone de ninguna configuración IP. Desde 169.254.0.0 hasta 169.254.255.255. Número de equipos identificables según su clase Clase A: 127 redes 16.777.214 (2 24 2) direcciones IP Clase B: 16.384 redes 65.534 (2 16 2) direcciones IP Clase C: 2.097.152 redes 254 (2 8 2) direcciones IP Protocolo IPv6 La mayor razón en Internet para evolucionar a IPv6 es la necesidad de un mayor direccionamiento. La longitud de una dirección IPv6 es de 128 bits, lo que proporciona 2 128 direcciones IPv6 disponibles. Las direcciones IPv6 se representan en formato hexadecimal y separada cada parte por dos puntos, teniendo las 8 partes 16 bits cada una. Página 8 de 11
Un ejemplo: 2001:0001:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334 Este formato se puede optimizar de dos formas: todos los ceros a la izquierda se pueden omitir se pueden omitir los campos consecutivos de 0 con :: pero sólo una vez Ejemplo optimizado: 2001:1:85a3::8a2e:0370:7334 Los primeros 48 bits de una dirección IPv6 componen la dirección de red. Los siguientes 16 bits la dirección de subred. Los últimos 64 bits componen la dirección única del dispositivo. Existen tres tipos de direcciones: Unicast: identifica de manera única una interfaz cobertura global cobertura local Multicast: designa a un grupo de interfaces que pueden ubicarse en cualquier parte de Internet. Anycast: al igual que multicast designa un grupo de interfaces, pero sólo se envía a alguno de ellos. De tipo experimental. Página 9 de 11
4. Ejercicio 4 Dibuja y describe una instalación en la que se vea claramente: el subsistema de cableado Vertical el subsistema de cableado Horizontal. El estándar de cableado estructurado define dos partes básicas que debe tener un sistema de cableado estructurado en un edificio: cableado horizontal (distribución) cableado vertical (backbone) Página 10 de 11
1 Entrada de Servicios Incluye la acometida telefónica y todo lo necesario para conectar la red de área local con los servicios del exterior. 2 Cuarto de Equipos Aquí se concentran los equipos de red principales que funcionan para el cableado como punto de administración principal. En otras palabras, el cuarto en donde convergen las terminaciones de las distintas ramas del cableado. Las especificaciones relativas al cuarto de equipo se definen en la norma TIA/EIA 569 B. 3 Cableado Backbone o red dorsal Suministra la conexión entre los armarios de telecomunicaciones y el cuarto de equipo. 4 Cuarto de Telecomunicaciones Es la estructura (rack o gabinete) en donde termina el cableado backbone y comienza el cableado horizontal. Alberga el equipo necesario (paneles de parcheo, etc.) para realizar las interconexiones. 5 Cableado Horizontal Se extiende desde el punto de área de trabajo al cuarto de telecomunicaciones. Comprende el cable horizontal, la toma, la terminación de los cables y la interconexión. 6 Área de Trabajo Comprende los elementos que se encuentran entre la toma del usuario y el equipo terminal. Forman parte del área de trabajo la computadora, impresora, el cable de conexión y eventuales adaptadores. Cableado horizontal ( 5 y 6 ) Se reconocen tres tipos de cables para el sistema de cableado horizontal: Cables de par trenzado sin blindar (UTP) de 100 ohmios y cuatro pares. Cables de par trenzado blindado (STP) de 150 ohmios y cuatro pares. Cables de fibra óptica multimodo de 62.5/125 μm y dos fibras. Cableado vertical ( 1, 2, 3 y 4 ) El backbone de datos se puede implementar: con cables UTP y/o con fibra óptica. En el caso de decidir utilizar UTP, el mismo será de categoría 5e, 6 o 6A y se dispondrá un número de cables desde cada cuarto de telecomunicaciones al cuarto de equipos. Página 11 de 11