El modelo OSI
El modelo OSI Índice de contenido El modelo OSI.................................................................................................................................................1 OSI.................................................................................................................................................1 Licencia. ................................ ................................ ................................. .................................. ............................... ............. ....... ............ ...... 1 Introducción. ................................ ................................ .................................. .................................. .............................. ............ ....... ..... 1 El modelo de referencia OSI..................................................................................................................1 OSI ..................................................................................................................1 El concepto de protocolo. Representación y documentación. ............... ...................... .............. ............... ...................................3 ...........................3 Diagrama de secuencia......................................................................................................................3 secuencia ......................................................................................................................3 Diagrama de estados..........................................................................................................................3 estados..........................................................................................................................3 Tablas de estados...............................................................................................................................4 estados. ..............................................................................................................................4 Niveles del modelo OSI. ................................ ................................ .................................. .................................. ................... ............ ............. ...... 4 !sico......................................................................................................................................................4 !sico......................................................................................................................................................4 Enlace. "#$ y %%$..............................................................................................................................4 %%$. .............................................................................................................................4 E&emplo' $S"#($D.........................................................................................................................) $S"#($D.........................................................................................................................) Red.........................................................................................................................................................) Red.........................................................................................................................................................) E&emplo' I*.......................................................................................................................................+ I*.......................................................................................................................................+ Transmisión de datos....................................................................................................................+ datos ....................................................................................................................+ Direccionamiento........................................................................................................................., Direccionamiento ........................................................................................................................., Enrutado......................................................................................................................................., Enrutado......................................................................................................................................., I*sec.............................................................................................................................................I*sec.............................................................................................................................................E&emplo' protocolos de enrutado RI* y OS*. .................................................................................RI*............................................................................................................................................... RI*............................................................................................................................................... OS*............................................................................................................................................ OS*............................................................................................................................................ Transporte............................................................................................................................................1/ Transporte............................................................................................................................................1/ E&emplo' T$*..................................................................................................................................1/ T$*..................................................................................................................................1/ Establecimiento de la cone0ión..................................................................................................1/ cone0ión ..................................................................................................1/ Transmisión de datos..................................................................................................................11 datos ..................................................................................................................11 $ontrol de flu&o..........................................................................................................................11 flu&o ..........................................................................................................................11 Sesión...................................................................................................................................................11 Sesión...................................................................................................................................................11 *resentación.........................................................................................................................................1 *resentación .........................................................................................................................................1 #plicación............................................................................................................................................1 #plicación............................................................................................................................................1 E&emplo' 2TT*...............................................................................................................................1 2TT*...............................................................................................................................1 Introducción e istoria................................................................................................................1 istoria ................................................................................................................1 Direccionamiento.......................................................................................................................13 Direccionamiento .......................................................................................................................13 $omandos...................................................................................................................................13 $omandos...................................................................................................................................13 2TT*S.......................................................................................................................................14 2TT*S.......................................................................................................................................14 Análisis del modelo OSI. ................................ ................................ .................................. ................................. ....................... ................. ...... 14 $r!ticas.................................................................................................................................................14 $r!ticas.................................................................................................................................................14 #lternatias' T$*(I*............................................................................................................................1) T$*(I*............................................................................................................................1)
Licencia Este Este obra obra de 5es6s 5es6s 5im7 5im7ne ne88 2err 2erran an88 est9 est9 ba&o ba&o una una licencia licencia $reatie $reatie $ommons $ommons #tribución: #tribución: %icenciarIgual 3./ Espa;a. Espa;a.
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Introducción El modelo de referencia OSI %a comunicación entre sistemas es un proceso comple&o ?ue abarca diferentes etapas@ desde la codi codific ficac ació ión n el7c el7ctri trica ca de los los dato datoss ast astaa la coor coordi dina naci ción ón lógi lógica ca de todo todo el inte interca rcamb mbio io de 5es6s 5im7ne8 2erran8@ ttp'((oposcaib.=i>ispaces ttp'((oposcaib.=i>ispaces.com .com
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información@ adem9s de mucas otras gestiones como el control de errores@ la gestión de topolog!as de red comple&as@ etc. 2istóricamente@ todos estos aspectos eran lleados a cabo por cada fabricante@ por lo ?ue@ a medida ?ue las redes se fueron aciendo m9s comple&as@ suced!an dos cosas' ● %a comple&idad de implementación aumentaba al pretender abarcar todo el problema de la comunicación como un todo global %as soluciones de los diferentes fabricantes eran incompatibles entre s! ● *ara acer frente a esta problem9tica@ la organi8ación ISO propuso en los a;os 1,/ el modelo OSI AOpen Systems InterconnectionB@ un modelo de referencia com6n@ ?ue estableciese una serie de reglas comunes ?ue facilitasen la compartimentación de las tareas y estandari8asen las implementaciones@ proporcionando conectiidad entre sistemas independientemente de su tecnolog!a subyacente. #s!@ el modelo OSI es una descripción abstracta de referencia para describir la comunicación entre sistemas. *ara ello@ diide las tareas de cone0ión en , nieles o capas@ ordenados seg6n el niel de abstracción'
Equipo 1
Equipo 2
#plicación
#plicación
*resentación
*resentación
Sesión
Sesión
Transporte
Transporte
Red
Red
Enlace
Enlace
!sico
!sico
↕
↕
$anal
Cna capa es una colección de funciones conceptualmente similares ?ue proee de sericios a la capa inmediatamente superior@ mientras ?ue a su e8 utili8a los sericios de capas inferiores. %a capa superior es la m9s cercana al usuario@ mientras ?ue la inferior es la m9s pró0ima al medio f!sico. %os sericios de cada capa son implementados por los diferentes protocolos. El modelo OSI cumple tres propiedades' %a funcionalidad AprotocolosB se agrupa en capas &er9r?uicas ● $ada capa se comunica 6nicamente con las inmediatamente superior e inferior ● E0iste una simetr!a entre las capas de los diferentes sistemas ● Si bien el modelo OSI nunca a llegado a implementarse por completo@ se a establecido como referencia para comparar otros modelos como S# o T$*(I*. %a especificación OSI tiene dos componentes' ● El modelo de referencia' El modelo en s!@ donde se establece el sistema de nieles@ primitias y protocolos@ as! como las funciones de cada niel. ● Cn con&unto de protocolos de referencia ?ue implementan las funciones de cada capa. o obstante@ el modelo no obliga a utili8ar estos protocolos@ y permite el uso de cual?uier otro ?ue respete las normas del modelo. 5es6s 5im7ne8 2erran8@ ttp'((oposcaib.=i>ispaces.com
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%a unidad de información en OSI es la *DC A*rotocol Data CnitB@ ?ue representar!a el pa?uete de datos a eniar durante una comunicación. $ada niel tendr!a su propio formato de *DC en función de sus necesidades@ y as! el formato de *DC de una capa ser9 el de la capa inmediatamente superior@ con la información e0tra ?ue pueda ser necesaria a ese niel. En el e0tremo receptor@ el proceso ser9 inerso@ y as! se ir9 eliminando información seg6n sube la *DC entre los nieles@ asta llegar al niel superior. %a comunicación entre capas se ace mediante un interfa8 de operaciones llamadas primitias. $ada capa dispone de sus primitias@ y el con&unto de primitias ?ue implementa una capa se conoce como S#* ASerice #ccess *ointB.
El concepto de protocolo. Representación y documentación Cn protocolo es un con&unto de reglas ?ue rigen una comunicación. En el modelo OSI@ los protocolos son los encargados de implementar las primitias de cada capa. eneralmente@ un protocolo se compone de una serie de operaciones y un con&unto de estados. E0isten diferentes formas de documentar y representar un protocolo' Diagrama de secuencia
"uestra la secuencia temporal de eentos asociada a diferentes operaciones' Equipo 1
Equipo 2
GET
Datos ACK
Diagrama de estados
"uestra cómo ar!a el estado del sistema en función de los diferentes eentos@ as! como las acciones ?ue se llean a cabo en cada estado(cambio de estado. %a representación es en forma de grafo@ donde los nodos son los estados y las aristas representan los eentos' Inactivo
Petición datos
Fin transmisión
Cancelando
Transmitiendo
Error
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Tablas de estados
"uestra la misma información ?ue con un diagrama de estados@ pero en forma tabular. Es 6til para protocolos comple&os@ en los ?ue un eleado n6mero de estados dar!a lugar a un diagrama de estados confuso y poco legible.
Niveles del modelo OSI !sico El niel f!sico es el primer niel de la ar?uitectura OSI@ y es el ?ue est9 en contacto directo con el ard=are y el medio de transmisión. Define@ entre otras cosas' $aracter!sticas del medio ● $aracter!sticas meFanicas' Tipo de conectores@ cableado@ etc. ● Representación de la información y modulaciones ● Sincroni8ación de relo& ● %a unidad de información A*DCB en este niel es el bit.
Enlace. "#$ y LL$ Este niel se encarga de la transmisión de pa?uetes de ,1,4)-/datos entre nodos adyacentes de una red local. #lgunos de los aspectos ?ue se pueden gestionar en este niel son' Transferencia de datos ● $ontrol de flu&o ● estión de errores ● %a unidad de información en este niel es el pa?uete de datos@ y el direccionamiento identificar!a a los sistemas 6nicamente en la red local. Este niel se diide en dos subnieles' ● "#$ A"edia #ccess $ontrolB' $ontrol de acceso al medio@ es el encargado de coordinar el acceso ordenado al medio de transmisión por parte de diferentes sistemas. %%$ A%ogical %in> $ontrolB' $ontrol del enlace@ es el ?ue se encarga de la coordinación de ● la transmisión de datos@ y es el ?ue proporciona el direccionamiento@ la gestión de errores o el control de flu&o. Cn e&emplo de protocolo "#$ ser!a $S"#($D@ ?ue es el es?uema usado en Eternet para acceder al canal. $onsiste en una serie de reglas ?ue@ monitori8ando el canal y comparando lo le!do con lo eniado@ permiten detectar colisiones@ por tanto@ asegurar ?ue sólo un sistema transmite en un momento dado. Cn protocolo %%$ ser!a 2D%$@ ?ue es un protocolo de transmisión de datos ?ue permite el en!o confiable de pa?uetes de datos@ gestionando el troceado(ensambla&e@ la gestión de errores y el control de flu&o. 2D%$ es@ adem9s@ el protocolo oficial de OSI para el niel de enlace.
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Eem!lo" #S$A%#D
El es?uema $S"#($D A$arrier Sense "ultiple #ccess ( $ollission DetectionB es el est9ndar en redes eternet@ y es un e&emplo de protocolo "#$. En este es?uema cuando un nodo desea eniar algo por la red reali8a los siguientes pasos' 1. Escucar el canal. Si est9 ocupado@ esperar asta detectarlo inactio . Empe8ar la transmisión. %eer los datos al mismo tiempo ?ue se escriben@ en busca de diferencias. 3. Si los datos le!dos son diferentes de los eniados@ es ?ue otro nodo a empe8ado tambi7n a transmitir@ y se a producido una colisión' 1. Seguir transmitiendo un tiempo prefi&ado para asegurarse de ?ue la colisión es detectada por toda la red A&am signalB. . Detener el en!o@ y esperar un tiempo aleatorio 3. Goler al punto 1 4. Si por el contrario los datos le!dos son iguales ?ue los eniados@ la transmisión finali8a con 70ito. Dado ?ue el medio de transmisión es com6n@ todos los nodos reciben toda la información. El proceso de recepción@ por tanto@ ser!a' 1. Escucar el canal asta detectar el inicio de una trama . Recibir la trama 3. $omprobar el $R$ y ?ue el tama;o sea correcto 4. Si la dirección es la de la estación actual@ procesar la trama. Si no@ descartarla. El es?uema $S"#($D es muy simple de implementar@ y al mismo tiempo muy eficiente si el n6mero de nodos es moderado y se escogen con inteligencia los tiempos de espera de cada nodo en caso de colisión. o obstante@ es poco escalable@ y a medida ?ue la red crece el n6mero de colisiones puede acerse inaceptable@ ya ?ue con solo un 4/H de uso del medio la red puede olerse inusable por el eleado n6mero de colisiones. En esos casos@ se usan otros es?uemas como la eternet conmutada.
Red %a función del niel de red es permitir la comunicación entre nodos cuales?uiera de la red@ sean adyacentes o no e independientemente de la topolog!a de la red. #s!@ este niel proporciona' Enrutamiento de pa?uetes entre redes ● Direccionamiento global ● Cn e&emplo de protocolo de red ser!a I* ?ue@ por una parte@ define una nomenclatura omog7nea y un!oca para todos los nodos de la red Alas direcciones I*B@ mientras ?ue al mismo tiempo permite el en!o de información entre ellos@ encarg9ndose de enrutar los pa?uetes entre redes si corresponde. %a tarea de determinar cómo encaminar los pa?uetes para llegar a destino est9 a cargo de los protocolos de enrutado@ como por e&emplo RI* y OS*. Estos protocolos monitori8an el estado de la red buscando cambios en la topolog!a@ propagando esa información por toda la red de forma ?ue cada nodo(enrutador pueda construir sus tablas de enrutado y determinar@ por tanto@ la ruta óptima para llegar a cada nodo. RI* usa como criterio el n6mero de saltos AopsB entre origen y destino
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para determinar la calidad de una ruta@ mientras ?ue OS* tiene en cuenta la calidad de los enlaces y usa algoritmos de recorrido en grafos. El niel de red puede estar ac!o en el caso de redes locales@ en las ?ue el enrutamiento no es necesario. En el modelo OSI@ el protocolo de red oficial es .)@ mientras ?ue para el enrutado se usan los protocolos ES:IS y IS:IS' Eem!lo" I&
I* es un protocolo ?ue proporciona transmisión simple de información entre dos sistemas. Tiene las siguientes caracter!sticas' ● o es orientado a cone0ión ● *ermite fragmentar la información en fragmentos AdatagramasB de manera ?ue puede adaptarse al tama;o de pa?uete de diferentes redes f!sicas. #bstrae la topolog!a de la red de la transmisión@ encontrando as! la ruta correcta asta el ● destino independientemente de cómo(dónde est9 conectado. ● o reali8a control de errores@ de manera ?ue se acepta ?ue un pa?uete se pierda@ llegue mal o sus fragmentos lleguen desordenados ● o ay control de flu&o
%ransmisión de datos Cn datagrama I* se compone de los datos y una cabecera con información. Esta cabecera contiene@ entre otras@ las siguientes informaciones' Direcciones origen y destino ● $ec>sum' Sólo de la cabecera@ de los datos no se ace comprobación ● *rotocolo superior ?ue a generado la transmisión Ap. e&. T$*B ● ● Información de fragmentación' ID del fragmento@ flag indicador de 6ltimo fragmento@ etc. TOS' Type of Serice@ describe re?uerimientos de calidad de sericio como latencia ● m90ima@ trougput m!nimo@ prioridad@ etc. En mucas implementaciones no se usa. TT%' Time to lie@ es un contador ?ue a decreciendo conforme el pa?uete recorre la red. ● $uando llega a /@ se descarta el pa?uete. Timestamps' "arcas de tiempo ?ue indican el momento en ?ue se generó el pa?uete@ cu9ndo ● fue procesado por cada router@ etc. *ermiten reconstruir la ruta de un pa?uete y anali8ar el rendimiento. %a transmisión de un pa?uete implica generalmente su diisión en fragmentos m9s pe?ue;os@ a los ?ue se les asigna un identificador y@ en particular@ al 6ltimo se le asigna un flag de 6ltimo pa?uete. Cna e8 eniados@ cuando un router de la red detecta ?ue un pa?uete es un fragmento@ empie8a a acumular todos los fragmentos@ asta ?ue los a recibido todos@ momento en el cual reen!a el pa?uete entero@ refragment9ndolo si es necesario seg6n las caracter!sticas de la siguiente red. Si pasa un determinado tiempo y no se an recibido todos los fragmentos de un pa?uete@ se descarta por completo.
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&ireccionamiento El direccionamiento en I* se ace mediante direcciones de 3 bits@ indicadas como 4 bytes separados por puntos. *arte de esta dirección indica la subred a la ?ue pertenece la dirección. 2istóricamente@ la eolución en la forma de diidir estas dos partes a sido la siguiente' $lases' Inicialmente@ se diidió el espacio de direcciones en 4 tipos de direcciones@ en ● función de cu9ntos bits se dedicasen a la subred y cu9ntos al ost. Era un es?uema sencillo@ por?ue la información de subred estaba en la propia dirección Acon los 3 primeros bits se sab!a la clase de la I*B@ pero al acer saltos de un byte entero entre una clase y otra desperdiciaba mucas direcciones y@ a medida ?ue el tama;o de las redes creció@ proocó el agotamiento del espacio de direcciones. "9scaras de subred' 5unto con la I* se proporciona una m9scara de subred@ ?ue indica ?u7 ● bits de la dirección corresponden a la subred. *or e&emplo@ la I* 1.1+-./.1 puede llear asociada la m9scara de subred )).)).))./@ ?ue indica ?ue los 3 primeros bytes son la subred@ y el 6ltimo byte es el ost. Esto permite una creación de clases muco m9s fina@ adapt9ndose me&or a los casos y desperdiciando menos direcciones. ● $IDR' $lassless interdomain routing@ es el mismo concepto ?ue las m9scaras de subred@ pero con una notación m9s compacta. #s!@ los bits ?ue se usan para subred se indican con una barra al final de la dirección y el n6mero de bits. En el e&emplo anterior@ ser!a 1.1+-./.1(4 *ara solentar a6n m9s el problema del agotamiento de direcciones@ en 1+ se establecieron algunos rangos de I*s como direcciones priadas@ de forma ?ue subredes internas puedan utili8ar sus propias I*s@ y luego salir al e0terior usando una 6nica I*. %a traducción entre las I*s priadas y la I* p6blica se ace mediante #T Anet=or> address translationB@ ?ue es una t7cnica ?ue altera las I*s de los pa?uetes para cambiarlas seg6n el pa?uete est7 en la red interna o en el e0terior.
Enrutado I* llea a cabo el enrutado de pa?uetes@ determinando la me&or ruta asta el destino independientemente de la topolog!a de la red. *ara ello@ en cada router utili8a una tabla de enrutado ?ue le dice@ en función de la dirección destino del pa?uete@ cu9l es el siguiente salto ?ue debe tomar de entre todos los posibles. %as tablas de enrutado son generadas y mantenidas por protocolos espec!ficos de enrutado@ como RI* o OS*@ y contienen entradas con la siguiente información' ● Dirección destino' "arca para ?u7 dirección(subred son 9lidos los siguientes campos ● Interfa8 Dirección del siguiente router ● ● Información de elocidad del enlace An6mero de ops@ calidad@ etc.B #ntigJedad de la entrada' %as entradas e0piran con el tiempo para acer frente a cambios en ● la red. De esta forma@ para determinar el siguiente salto@ se buscar!a la dirección destino en la tabla de enrutado@ y se reeniar!a el pa?uete a la dirección del siguiente router.
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I'sec I*sec es una e0tensión de I* Aopcional en I*4@ pero obligatoria en I*+B ?ue a;ade caracter!sticas de seguridad a I*. # diferencia de otras soluciones similares como SS% o 2TT*S@ I*sec opera en la capa de red@ por lo ?ue no re?uiere soporte espec!fico de la aplicación o nieles superiores. I*sec ofrece' #utenticación' #segurar ?ue el pa?uete es de ?uien dice ser@ y ?ue no a sido modificado ● por el camino. Ctili8a ases criptogr9ficos para crear firmas de los datos del pa?uete. $ifrado' $ifrar la información de manera ?ue sólo pueda erla el receptor. Ctili8a sistemas ● de doble clae. I*sec puede funcionar en dos modos' Transporte' Sólo se cifran los datos del pa?uete@ de&ando la cabecera intacta ● ● Tunnelling' Se cifra el pa?uete entero@ encapsul9ndolo dentro de otro %a eolución del est9ndar I* actual AI*4B es I*+@ ?ue presenta como principales diferencias' Espacio de direcciones de 1- bits ● "enores comprobaciones para acelerar la transmisión. *. e&.@ se elimina la comprobación de ● cec>sum en la cabecera Inclusión for8osa de I*sec ● Eem!lo" !rotocolos de enrutado 'I& ( OS&)
$omo se a e0plicado anteriormente@ el protocolo I* es un protocolo de red@ ?ue por tanto permite el en!o de datos entre dos nodos cuales?uiera de la red@ independientemente de su ubicación. *ara saber el camino asta cada nodo@ utili8a las tablas de enrutado en cada router de la red con el fin de determinar la ruta correcta asta el destino. Si bien I* usa estas tablas@ la generación de las mismas est9 a cargo de diferentes protocolos de enrutamiento. En t7rminos generales@ una tabla de enrutado debe dar@ para una dirección destino@ el siguiente paso de la ruta óptima para poder llegar. %os criterios para establecer ?u7 ruta es la óptima son diersos@ y los protocolos de enrutado se agrupan en dos tipos' *or distancia' Establecen como medida el n6mero de routers intermedios AopsB ?ue ay ?ue ● atraesar para llegar. *or calidad de enlace' o sólo se usa el n6mero de routers intermedios@ sino ?ue se tienen en ● cuenta tambi7n otros aspectos@ como la elocidad del enlace@ la tasa de errores@ la latencia@ etc. %as necesidades de enrutado ar!an tambi7n dependiendo de la función ?ue llee a cabo el router en la red' Interior router' Interconecta dos subredes relatiamente cercanas@ tratando directamente con ● nodos de las mismas.
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RI' El protocolo RI* es un protocolo interior basado en la distancia. $oncretamente@ mide los enlaces seg6n el n6mero de ops necesario para llegar a destino. %a medición se llea a cabo mediante el en!o periódico de su tabla de enrutado@ en la forma de pa?uetes con la siguiente información' I* destino ● ● 6mero de ops necesarios para llegar a la I* Información adicional Atimestamp@ etc.B ● $uando un router lee un pa?uete RI* de un router adyacente@ lo retransmite aumentando en 1 el n6mero de ops. De esta forma@ cada router puede@ leyendo estos pa?uetes@ determinar el coste de llegar a otro nodo. *ara eitar bucles@ si el n6mero de ops es superior a 1+@ se descarta el pa?uete y se asume ?ue no se puede llegar a ese destino. %os dispositios RI* pueden ser' #ctios' Emiten pa?uetes regularmente ● *asios' Sólo escucan para actuali8ar sus tablas de enrutado ● Si bien RI* es muy simple@ presenta tambi7n numerosos inconenientes' enera muco tr9fico en la red ● Tiene problemas con bucles en la red. o son fatales@ pero puede pasar un tiempo ● considerable asta ?ue las tablas de enrutado se estabilicen Atiempo de conergenciaB ● o es iable para redes grandes@ en las ?ue pueda aber m9s de 1+ saltos *ese a estos problemas@ la simplicidad de RI* ace ?ue se utilice en redes %# r9pidas.
OS' OS* es un protocolo de estado de enlace@ por lo ?ue tiene en cuenta no sólo el n6mero de saltos asta el destino@ sino tambi7n par9metros como la elocidad o la tasa de errores del enlace. OS* se basa en la topolog!a de la red. #s!@ la información ?ue en!a un nodo OS* es una descripción sobre ?u7 otros nodos tiene conectados directamente@ &unto con una descripción de sus enlaces. $on esta información@ cada nodo puede construirse un grafo dirigido de toda la red@ y calcular el camino m!nimo a cual?uier otro nodo mediante algoritmos de recorrido de grafos. El c9lculo de camino m!nimo tiene en cuenta la calidad de los enlaces@ e incluso@ si ay dos caminos e?uialentes@ OS* obliga a balancear el tr9fico entre ambos. #dem9s@ OS* permite definir 9reas@ tanto para facilitar el enrutado y compactar las tablas como para poder establecer restricciones de seguridad en el acceso. %as enta&as de OS* respecto a RI* son' ● "9s funcionalidad' $alidad de sericio@ definición de 9reas@ etc. ● "enor tr9fico en la red' %a información de enrutado sólo se en!a cuando cambia la topolog!a de la red. *or contra@ OS* re?uiere m9s recursos en los routers para el mantenimiento de los grafos y el c9lculo de camino m!nimo.
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%ransporte El niel de transporte proporciona el en!o de información de forma confiable entre dos nodos de la red. Tiene dos funciones principales' ● *roporciona confiabilidad a la transmisión de datos ● Sire de frontera entre el ard=are y el soft=are Cn e&emplo de protocolo de transporte ser!a T$*@ ?ue funciona sobre I* Aprotocolo de redB@ a;adiendo la gestión de errores@ control de flu&o y gestión de la calidad de sericio ?ue I* no proporciona. El protocolo oficial de transporte de OSI es T*4@ de caracter!sticas similares a T$*. Eem!lo" T#&
T$* es uno de los protocolos centrales de T$*(I*. unciona sobre I*@ y ofrece las funcionalidades ?ue este 6ltimo no tiene@ como' Transferencias confiables' Se ace comprobación de cec>sum de los datos@ y se en!an ● respuestas positias para confirmar la recepción correcta. Establecimiento de cone0ión ● $ontrol de flu&o ● Transferencia en orden ● "ultiple0ación' Diferentes usuarios pueden compartir el mismo canal. ● T$* no est9 basado en pa?uetes@ sino en flu&os de bytes. T$* introduce el concepto de puertos y soc>ets. Cn puerto est9 asociado a un sericio concreto@ y consiste en un n6mero. %os puertos menores de 1/4 est9n asignados a sericios est9ndar Acomo 2TT*K-/B@ mientras ?ue los puertos superiores est9n disponibles para sericios de usuario. %a combinación de una I* y un n6mero de puerto se conoce como soc>et@ y es el enlace entre la aplicación ?ue lo a creado y la pila T$*(I*.
Esta(lecimiento de la cone)ión El establecimiento de una cone0ión se puede acer de dos maneras' #ctia' Iniciarla e0pl!citamente ● *asia' Esperar a una cone0ión entrante ● *ara establecer la cone0ión@ se ace un andsa>e de 3 !as@ ?ue consiste en el siguiente proceso' 1. El cliente en!a un pa?uete con el flag SL indicando ?ue desea conectar . El seridor responde con el flag SL:#$M 3. El cliente en!a el flag #$M al seridor@ y se considera establecida la cone0ión
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%ransmisión de datos %a transmisión de datos en T$* se ace en forma de segmentos@ ?ue son fragmentos del flu&o de bytes asociado al soc>et. $ada segmento tiene asociada la siguiente información' ● *uertos origen y destino ● 6mero de secuencia' Indica a ?u7 byte del flu&o de datos se corresponde el primer byte de datos del segmento #$M' 6mero de secuencia a confirmar@ por si la trama es de #$M ● lags' Diferentes indicadores de urgencia ACRB@ de #$M@ de fin de tranmisión AIB@ de ● establecimiento de cone0ión ASLB@ etc. $ec>sum de los datos ● Tama;o de entana recomendado para futuras transmisiones Aer control de flu&oB ● T$* ofrece transmisión de datos confiable. *ara asegurar ?ue un segmento a llegado correctamente@ cada byte del flu&o tiene asociado un n6mero de secuencia@ y se en!an confirmaciones positias. El es?uema ser!a el siguiente' Se en!a la información en forma de segmentos Apartes de la secuenciaB ● $uando llega un segmento@ el receptor e0amina a ?u7 parte de la secuencia se corresponde y ● responde con un #$M ?ue confirma ?ue se an recibido correctamente datos asta el n6mero de secuencia le!do. 2ay ?ue tener en cuenta ?ue la confirmación se ace en orden@ por lo ?ue si@ por e&emplo@ se an confirmado asta el byte )// y llegan los bytes ,//:-//@ no se eniar9 el #$M de -// asta aber recibido los bytes )//:,//. En su lugar@ al recibir los ,//:-// se reeniar9 el #$M de )//@ como forma de indicar al transmisor de ?ue faltan datos. En el caso del transmisor@ si e0pira un tempori8ador y no se reciben #$Ms@ se reeniar9 toda la información pendiente desde el 6ltimo #$M confirmado. o es el funcionamiento óptimo@ por?ue la p7rdida de un solo segmento puede proocar la retransmisión de mucos datos@ pero ace muy simple el protocolo. Cn es?uema opcional es el S#$M ASelectie #$MB@ ?ue permite acer #$M de partes espec!ficas de la secuencia@ de manera ?ue sólo sea necesario retransmitir lo estrictamente necesario. Si bien S#$M complica el protocolo@ por su utilidad la mayor parte de implementaciones lo utili8an.
$ontrol de flu*o El control de flu&o en T$* se ace mediante un sistema de entana adaptable. #s!@ al transmitir se llea un contador de bytes eniados y bytes confirmados. Si la diferencia entre estos dos alores supera un umbral Ael tama;o de entana de transmisiónB no se puede transmitir m9s@ ay ?ue esperar a ?ue se confirmen m9s bytes. El tama;o de entana se a a&ustando din9micamente seg6n diferentes algoritmos@ adem9s de utili8ar las recomendaciones ?ue el receptor en!a &unto con los #$Ms..
Sesión %a función del niel de sesión es proporcionar los mecanismos para establecer sesiones en la comunicación y gestionar la sincroni8ación en la comunicación. Cn e&emplo muy t!pico de uso del niel de sesión ser!a en el caso de una ideoconferencia@ en la ?ue interesa ?ue el audio y el !deo est7n correctamente sincroni8ados. $omo e&emplo@ el protocolo T$* proporciona funcionalidades del niel de sesión@ tanto mediante el establecimiento de cone0iones e0pl!citas como con el soporte de puertos@ ?ue son una 5es6s 5im7ne8 2erran8@ ttp'((oposcaib.=i>ispaces.com
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El modelo OSI
mecanismo de direccionamiento adicional ?ue permite multiple0ar cone0iones entre diferentes sistemas por el mismo canal.
'resentación %a capa de presentación se encarga de resoler las diferencias ?ue pueden e0istir entre los diferentes sistemas en cuanto a la representación de los datos. $oncretamente@ se ocupa de aspectos como' $odificación de caracteres' Nu7 representación se usar9 A#S$II@ E$
#plicación El niel de aplicación es la capa superior del modelo OSI@ y es el enlace con las aplicaciones y usuarios. *or tanto@ a?u! entran todos a?uellos protocolos ?ue se usan directamente desde una aplicación. #lgunos protocolos definidos por el modelo OSI son T#" Atransferencia de datos@ similar a T*B@ GT Aterminales irtualesB o $"I* Apara gestión de red@ tambi7n usado en T$*(I*B. Eem!lo" *TT&
Introducción e +istoria El protocolo 2TT* permite la recuperación de documentos de te0to entrela8ados entre ellos Aiperte0toB@ y supone la base de la . 2TT* fue desarrollado con&untamente por el $onsortium y el IET@ dando lugar a la ersión 2TT* 1.1@ ?ue es la igente oy d!a. 2TT* usa un es?uema cliente(seridor@ en el ?ue los clientes acen peticiones al seridor =eb. #un?ue 2TT* es un protocolo de aplicación@ y puede funcionar sobre cual?uier enlace de transporte@ la situación m9s com6n es ?ue funcione sobre T$*@ utili8ando el puerto -/. %a eolución de 2TT* a sido la siguiente' 2TT*(/. A11B' Sólo soporta el comando ET ● 2TT*(1./ A1+B' *rimera ersión de uso general@ soporta las principales caracter!sticas. ● ● 2TT*(1.1 A1B' Gersión en uso actualmente@ a;ade nueas caracter!sticas' ○ $one0iones persistentes' Reutili8ar luna cone0ión para m9s de un comando@ en e8 de cerrar la cone0ión en cada comando como ace 2TT*(1./. *ipelining de peticiones' *ermitir el en!o de nueos comandos antes de recibir la ○ respuesta del primero@ de forma ?ue se puedan ir procesando.
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El modelo OSI
&ireccionamiento %os documentos ?ue solicitan los clientes al seridor est9n referenciados por una CR% ACniform Resource %ocatorB@ ?ue es una cadena de te0to ?ue identifica un!ocamente a un documento. El formato de una CR% es' Pes?uemaQ'PdirecciónQ Donde es?uema indica el tipo de comunicación@ ?ue ser9 ttp para el caso de 2TT*@ y dirección es un locali8ador compuesto de una &erar?u!a de nombres separados por barras. *or e&emplo@ una CR% 9lida ser!a ttp'((===.google.com.
$omandos 2TT* es un protocolo relatiamente simple@ y funciona mediante comandos te0tuales. El formato siempre es el mismo' P*eticiónQ PCR%Q PGersión soportadaQ P$abecerasQ P$uerpoQ Donde *etición es el comando@ CR% el recurso a descargar@ las cabeceras indican par9metros e0tra al seridor y $uerpo es opcional@ y se refiere al contenido en comandos ?ue impli?uen el en!o de recursos. %os comandos disponibles son' ET' Solicita la descarga de la CR% dada. ● 2E#D' $omo ET@ pero no descarga nada@ simplemente permite obtener meta:información ● sobre el documento. *OST' En!a datos para ser procesados Ap. e&.@ un formulario 2T"%B. %os datos a eniar se ● incluyen en la propia petición@ despu7s de la CR%. ● *CT' Sube al seridor un recurso a la ruta indicada en la CR%. DE%ETE' Elimina del seridor el recurso referenciado. ● TR#$E' *ermite reconstruir la ruta de una petición@ para er la influencia de seridores ● intermedios. O*TIOS' *ermite saber los par9metros soportados por el seridor =eb. ● $OE$T' *ermite establecer una cone0ión cifrada. ● De estos comandos@ sólo son obligatorios ET y 2E#D@ el resto son opcionales. %os comandos 2E#D@ ET@ O*TIOS y TR#$E se consideran seguros@ ya ?ue 6nicamente solicitan información y@ por tanto@ no alteran en principio el estado del seridor como s! acen comandos como *CT o DE%ETE. %a respuesta del seridor incluye@ adem9s del contenido solicitado@ un con&unto de cabeceras de respuesta@ as! como una l!nea de estado ?ue contiene un código de respuesta y un te0to descriptio.
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%os códigos de respuesta m9s comunes son' // OM' Todo correcto ● 4/4 ot found' o se a encontrado el recurso solicitado. ● 4/3 orbidden' o est9 autori8ado a acceder a ese recurso. ● Cn e&emplo de comunicación ser!a el siguiente'
'etición del cliente GET /index.html HTTP/1.1 Accept-Language = es
Respuesta del servidor HTTP/1.1 200 O !ate" #$n% 1& #a' 200( 1(")&"1* G#T +e,e," Apache/2.0.1 nix $ntent-Length" 2)& $ntent-T'pe" text/html3 cha,set=T4-(
,%%'S 2TT*S es la combinación del protocolo 2TT* con caracter!sticas de cifrado y autenticación. El funcionamiento de 2TT*S consiste en encapsular la comunicación 2TT* sobre un canal SS% Ao su sucesor@ TS%B@ ?ue es un protocolo de transporte cifrado. El proceso para conectar ser!a el siguiente' El cliente se conecta y en!a al seridor una lista de m7todos de autenticación(cifrado ?ue ● soporta. El seridor compara los m7todos soportados por el cliente con los suyos propios@ elige el ● m9s potente de entre los comunes@ y lo notifica al cliente. El seridor en!a al cliente su certificado digital A?ue contiene su nombre@ su clae p6blica y ● el id de la autoridad de certificación ?ue garanti8a la eracidad de la informaciónB. El cliente erifica con la autoridad de certificación ?ue el certificado es correcto. ● ● El cliente genera una clae de cifrado aleatoria@ la cifra con la clae p6blica del seridor@ y se la en!a. # partir de ese momento@ esa ser9 la clae ?ue se usar9 para el cifrado. En 2TT*(1.1@ es posible cambiar una misma cone0ión de abierta a cifrada sin necesidad de desconectar. %as CR%s de 2TT*S empie8an por ttps'(( en lugar de por ttp'((.
#n-lisis del modelo OSI $r!ticas $r!ticas' Diferencia de grosor entre capas ● uncionalidad duplicada ● ● E0cesia comple&idad
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El modelo OSI
#lternativas %$'/I' %a alternatia eidente al modelo OSI@ m9s ?ue nada por?ue es la ?ue se a impuesto como est9ndar de facto@ es el modelo T$*(I* ?ue@ si bien al igual ?ue OSI se basa en nieles &er9r?uicos@ presenta diferencias fundamentales' %a diisión en nieles no es r!gida@ y se puede romper. Esto permite eitar la duplicidad de ● funcionalidades entre nieles@ y simplificar determinados tipos de comunicación. Simple. Se considera m9s importante mantener la simplicidad de los protocolos ?ue dar m9s ● funcionalidad "enos nieles. En lugar de los , nieles@ T$*(I* agrupa #plicación@ *resentación y Sesión ● en un 6nico niel@ y unifica tambi7n Enlace y !sico como una misma entidad@ para dar lugar a 4 nieles' TCP/IP
ISO/OSI
Aplicación FTP, TE!ET, "#TP, $TTP, "!#P TCP &IP, '"PF
%DP IP, IC#P
A&P, &A&P, Et)ernet
Transporte Internet Enlace
Aplicación Presentación "esión Transporte &ed Enlace F(sico
%a simplicidad de T$*(I* a eco ?ue sea f9cil de implementar@ y ?ue las infraestructuras necesarias sean económicas@ lo ?ue a dado lugar a su implantación como est9ndar. OSI@ por contra@ nunca a llegado a implementarse por completo@ y a ?uedado como un modelo de referencia teórico.
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