I Unidad : Arquitectura TCP/IP
El Modelo TCP/IP es una descripción de
protocolos de red desarrollado por Vinton Cerf y Robert E. Kahn, en la década de 1970. Fue implantado en la red ARPANET, la primera red de área amplia (WAN), desarrollada por encargo de DARPA, una agencia del Departamento de Defensa de los Estados Unidos, y predecesora de Internet. A veces se denomina como: “modelo DoD” o “modelo DARPA”.
El modelo TCP/IP es usado para comunicaciones en
redes y, como todo protocolo, describe un conjunto de guías generales de
operación para permitir que un equipo pueda comunicarse en una red. TCP/IP
provee conectividad de extremo a extremo especificando cómo los datos deberían
ser formateados, direccionados, transmitidos, enrutados y recibidos por el
destinatario.
El modelo TCP/IP y los protocolos relacionados son
mantenidos por la Internet Engineering Task Force (IETF).
Para conseguir un intercambio fiable de datos entre
dos equipos, se deben llevar a cabo muchos procedimientos separados. El
resultado es que el software de comunicaciones es complejo. Con un modelo en
capas o niveles resulta más sencillo agrupar funciones relacionadas e
implementar el software modular de comunicaciones.
Las capas están jerarquizadas. Cada capa se
construye sobre su predecesora. El número de capas y, en cada una de ellas, sus
servicios y funciones son variables con cada tipo de red. Sin embargo, en
cualquier red, la misión de cada capa es proveer servicios a las capas
superiores haciéndoles transparentes el modo en que esos servicios se llevan a
cabo. De esta manera, cada capa debe ocuparse exclusivamente de su nivel
inmediatamente inferior, a quien solicita servicios, y del nivel inmediatamente
superior, a quien devuelve resultados.
- Capa
4 o capa
de aplicación: aplicación, asimilable a las capas: 5 (sesión), 6
(presentación) y 7 (aplicación), del modelo OSI. La capa de aplicación
debía incluir los detalles de las capas de sesión y presentación OSI.
Crearon una capa de aplicación que maneja aspectos de representación,
codificación y control de diálogo.
- Capa
3 o capa
de transporte: transporte, asimilable a la capa 4 (transporte) del
modelo OSI.
- Capa
2 o capa
de internet: Internet, asimilable a la capa 3 (red) del modelo OSI.
- Capa
1 o capa
de acceso al medio: acceso al medio, asimilable a la capa 2 (enlace de
datos) y a la capa 1 (física) del modelo OSI.
MODELO TCP/ IP
La Internet TCP/IP son una serie
de normas que detallan como deben comunicarse los ordenadores y el modo de
interconectar las redes para permitir que diferentes sistemas puedan cooperar
compartiendo sus recursos.
Fue desarrollado por una comunidad de investigadores
de una agencia gubernamental norteamericana: ARPA (Advanced Research Projects
Agency) bajo petición del Departamento de Defensa Norteamericana con objeto de
que los sistemas multifabricante de Defensa pudieran dialogar entre sí y se implementó
por primera vez en Diciembre del 69 denominándose ARPAnet.
El nombre TCP / IP Proviene de dos protocolos
importantes de la familia, el Transmission Control Protocol (TCP) y el Internet
Protocol (IP). Todos juntos llegan a ser más de 100 protocolos diferentes
definidos en este conjunto.
El TCP / IP es la base del Internet que sirve
para enlazar computadoras que utilizan diferentes sistemas operativos,
incluyendo PC, minicomputadoras y computadoras centrales sobre redes de área
local y área extensa. TCP / IP fue desarrollado y demostrado por primera vez en
1972 por el departamento de defensa de los Estados Unidos, ejecutándolo en el
ARPANET una red de área extensa del departamento de defensa.
Algunos de los motivos de su popularidad son:
·
Independencia
del fabricante
·
Soporta
múltiples tecnologías
·
Puede
funcionar en maquinas de cualquier tamaño
·
Estándar
de EEUU desde 1983
La arquitectura de un sistema en TCP/IP tiene una serie de metas:
§
La
independencia de la tecnología usada en la conexión a bajo nivel y la
arquitectura del ordenador
§
Conectividad
Universal a través de la red
§
Reconocimientos
de extremo a extremo
§
Protocolos
estandarizados
Del conjunto de protocolos TCP/IP algunos actúan a 'bajo nivel' como por
ejemplo: IP, TCP, UDP, etc. suministrando las funciones necesarias a otras
aplicaciones de 'alto nivel'.
Otros protocolos realizan tareas específicas como transferencias
de ficheros de correo electrónico, o sencillamente averiguar qué usuarios se
encuentran conectados a un sistema determinado.
Inicialmente TCP/IP se utilizó masivamente para
conectar minis con mainframes, lo que dio lugar a los servicios TCP/IP más
tradicionales.
Una red TCP/IP transfiere datos mediante el
ensamblaje de bloques de datos en paquetes, cada paquete comienza con una
cabecera que contiene información de control; tal como la dirección del
destino, seguido de los datos. Cuando se envía un archivo por la red TCP/IP, su
contenido se envía utilizando una serie de paquetes diferentes. El Internet
Protocol (IP), un protocolo de la capa de red, permite a las aplicaciones
ejecutarse transparentemente sobre redes interconectadas. Cuando se utiliza IP,
no es necesario conocer que hardware se utiliza, por tanto ésta corre en una
red de área local.
El Transmission Control Protocol (TCP); un
protocolo de la capa de transporte, asegura que los datos sean entregados, que
lo que se recibe, sea lo que se pretendía enviar y que los paquetes que sean
recibidos en el orden en que fueron enviados. TCP terminará una conexión si
ocurre un error que haga la transmisión fiable imposible.
En el modelo TCP/IP no es estrictamente necesario el uso de todas las capas
sino que, por ejemplo, hay protocolos de aplicación que operan directamente
sobre IP y otros que lo hacen por encima de IP. En la imagen se pueden
apreciar los 5 niveles de la arquitectura, comparados con los siete de OSI.
Descripción General de los
Protocolos TCP/IP
Modelo de Capas
En términos generales, el software TCP/IP está
organizado en cuatro capas conceptuales que se construyen sobre una quinta capa
de hardware. El siguiente esquema muestra las capas conceptuales así como la
forma en que los datos pasan entre ellas.
APLICACION
|
TRANSPORTE
|
INTERNET
|
INTERFAZ DE RED
|
HARDWARE
|
Es el nivel más alto, los usuarios llaman a una
aplicación que acceda servicios disponibles a través de la red de redes TCP/IP.
Una aplicación interactúa con uno de los protocolos de nivel de transporte para
enviar o recibir datos. Cada programa de aplicación selecciona el tipo de
transporte necesario, el cual puede ser una secuencia de mensajes individuales
o un flujo continuo de octetos. El programa de aplicación pasa los datos en la
forma requerida hacia el nivel de transporte para su entrega. Estos programas
están sustentados por una serie de protocolos que los proporcionan. Por
ejemplo, el protocolo SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), para el correo
electrónico, y el FTP que proporciona los servicios necesarios para la
transferencia de archivos entre dos computadoras.
En esta capa se encuentran los protocolos SMTP, FTP, etc.
El
protocolo simple de transferencia de correo se utiliza para transferir correo
electrónico. Transparente para el usuario, SMTP conecta distintas máquinas y
transfiere mensajes de correo, de una manera similar a como FTP transfiere
archivos.
FTP (File
Transfer Protocol)
El
protocolo de transferencia de archivos permite que un archivo de un sistema se
copie a otro sistema. No es necesario que el usuario se registre como usuario
completo en la máquina a la que desea tener acceso, como en el caso de Telnet,
en vez de ello se puede valer del programa FTP para lograr el acceso.
Capa de transporte.
La principal tarea de la capa de transporte es
proporcionar la comunicación entre un programa de aplicación y otro. Este tipo
de comunicación se conoce frecuentemente como comunicación punto a punto. La
capa de transporte regula el flujo de información. Puede también proporcionar
un transporte confiable, asegurando que los datos lleguen sin errores y en
secuencia. Para hacer esto, el software de protocolo de transporte tiene el
lado de recepción enviando acuses de recibo de retorno y la parte de envío
retransmitiendo los paquetes perdidos. El software de transporte divide el
flujo de datos que se está enviando en pequeños fragmentos (por lo general
conocidos como paquetes) y pasa cada paquete, con una dirección de destino,
hacia la siguiente capa de transmisión. Aun cuando en el esquema anterior se
utiliza un solo bloque para representar la capa de aplicación, una computadora
de propósito general puede tener varios programas de aplicación accesando la
red de redes al mismo tiempo. La capa de transporte debe aceptar datos desde
varios programas de usuario y enviarlos a la capa del siguiente nivel. Para
hacer esto, se añade información adicional a cada paquete, incluyendo códigos
que identifican qué programa de aplicación envía y qué programa debe recibir,
así como una suma de verificación para verificar que el paquete ha llegado
intacto y utiliza el código de destino para identificar el programa de
aplicación en el que se debe entregar.
En esta capa se encuentran los protocolos UDP y TCP.
UDP
(User Datagram Protocol)
El protocolo UDP (User Datagram Protocol) proporciona aplicaciones con
un tipo de servicio de datagramas orientado a transacciones. El servicio es muy
parecido al protocolo IP en el sentido de que no es fiable y no esta
orientado a la conexión. El UDP es simple, eficiente e ideal para aplicaciones
como el TFTP y el DNS. Una dirección IP sirve para dirigir el datagrama hacia
una maquina en particular, y el numero de puerto de destino en la cabecera UDP
se utiliza para dirigir el datagrama UDP a un proceso especifico localizado en
la cabecera IP. La cabecera UDP también contiene un numero de puerto origen que
permite al proceso recibido conocer como responder al datagrama.
Formato del mensaje.
El datagrama UDP contiene cuatro campos, que son Numero del Puerto de
Origen, Numero del Puerto de Destino, Longitud del mensaje y Checksum.
Formato del UDP
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
Octet +0
|
Octet +1
|
Octet +2
|
Octet +3
|
|||||||||||||||||||||||||||||
7
|
6
|
5
|
4
|
3
|
2
|
1
|
0
|
7
|
6
|
5
|
4
|
3
|
2
|
1
|
0
|
7
|
6
|
5
|
4
|
3
|
2
|
1
|
0
|
7
|
6
|
5
|
4
|
3
|
2
|
1
|
0
|
|
+0
|
Source Port
|
Destination Port
|
||||||||||||||||||||||||||||||
+4
|
Message Length
|
Checksum
|
||||||||||||||||||||||||||||||
UDP Data
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
TCP
(Transmission Control Protocol)
El protocolo TCP proporciona un servicio de comunicación que forma un
circuito, es decir, que el flujo de datos entre el origen y el destino parece
que sea continuo. TCP proporciona un circuito virtual el cual es llamado una
conexión.
Al contrario que los programas que utilizan UDP, los que utilizan el TCP
tienen un servicio de conexión entre los programas llamados y los que llaman,
chequeo de errores, control de flujo y capacidad de interrupción.
Interfaces TCP
Existen dos tipos de interfaces entre la conexión TCP y los otros
programas.
El primero es utilizar la pila de los programas de la capa de red. Como
en esta capa solo esta el protocolo IP, la interfaz la determina este
protocolo. El segundo tipo es el interfaz del programa de usuario. Esta
interfaz puede variar según el sistema operativo, pero en general tiene las
siguientes características.
La interfaz envuelve el programa de usuario llamando a una rutina que
introduce entradas en una estructura de datos llamada el bloque de control de
transmisión (TCB). Las entradas se realizan inicialmente en la pila de hardware
y transferidas al TCB por medio de una rutina de sistema. Estas entradas
permiten al TCP asociar un usuario con una conexión particular, de modo que
pueda aceptar comandos de un usuario y mandarlos a otro usuario en la otra
parte de la conexión.
Formato del mensaje TCP
|
||||||||
Msb
|
lsb
|
|||||||
7
|
6
|
5
|
4
|
3
|
2
|
1
|
0
|
|
T C P
H e a d e r
|
Source Port
|
|||||||
Destination Port
|
||||||||
Sequence Number
|
||||||||
Acknowledgement Number
|
||||||||
Header Length
|
Reserved
|
|||||||
RSV
|
Code Bits
|
|||||||
Window
|
||||||||
Checksum
|
||||||||
Urgent Pointer
|
||||||||
Options
|
||||||||
Padding
|
||||||||
TCP Data
|
||||||||
27
|
26
|
25
|
24
|
23
|
22
|
21
|
20
|
|
La capa Internet maneja la comunicación de una
máquina a otra. Ésta acepta una solicitud para enviar un paquete desde la capa
de transporte, junto con una identificación de la máquina, hacia la que se debe
enviar el paquete. La capa Internet también maneja la entrada de datagramas,
verifica su validez y utiliza un algoritmo de ruteo para decidir si el
datagrama debe procesarse de manera local o debe ser transmitido. Para el caso
de los datagramas direccionados hacia la máquina local, el software de la capa de
red de redes borra el encabezado del datagrama y selecciona, de entre varios
protocolos de transporte, un protocolo con el que manejará el paquete. Por
último, la capa Internet envía los mensajes ICMP de error y control necesarios
y maneja todos los mensajes ICMP entrantes. Los protocolos utilizados en esta
capa son:
- IP
- ICMP
- IGMP
- ARP
- RARP
- BOOTP
IP (Internet Protocol)
El Protocolo IP proporciona un sistema
de distribución que es poco fiable incluso en una base sólida. El protocolo IP
especifica que la unidad básica de transferencia de datos en el TCP/IP es el
datagrama.
Los datagramas pueden ser retrasados,
perdidos, duplicados, enviados en una secuencia incorrecta o fragmentados
intencionadamente para permitir que un nodo con un buffer limitado pueda
coger todo el datagrama. Es la responsabilidad del protocolo IP re ensamblar
los fragmentos del datagrama en el orden correcto. En algunas situaciones de
error los datagramas son descartados sin mostrar ningún mensaje mientras que en
otras situaciones los mensajes de error son recibidos por la maquina origen
(esto lo hace el protocolo ICMP).
El protocolo IP también define cual
será la ruta inicial por la que serán mandados los datos.
Cuando los datagramas viajan de unos
equipos a otros, es posible que atraviesen diferentes tipos de redes. El tamaño
máximo de estos paquetes de datos puede variar de una red a otra, dependiendo
del medio físico que se emplee para su transmisión. A este tamaño máximo se le
denomina MTU (Maximum Transmission Unit), y ninguna red puede transmitir
un paquete de tamaño mayor a esta MTU. El datagrama consiste en una cabecera y
datos.
Formato del Datagram IP
|
|||||||||
msb
|
lsb
|
||||||||
7
|
6
|
5
|
4
|
3
|
2
|
1
|
0
|
||
I
P H e a d e r |
Version
|
Header
Length
|
+0
|
||||||
Type of
Service
|
+1
|
||||||||
Total Length
|
+2
|
||||||||
+3
|
|||||||||
Identification
|
+4
|
||||||||
+5
|
|||||||||
Flags
|
Fragment
Offset
|
+6
|
|||||||
+7
|
|||||||||
Time to Live
|
+8
|
||||||||
Protocol
|
+9
|
||||||||
Header
Checksum
|
+10
|
||||||||
+11
|
|||||||||
Source
Address of Originating Host
|
+12
|
||||||||
+13
|
|||||||||
+14
|
|||||||||
+15
|
|||||||||
Destination
Address of Target Host
|
+16
|
||||||||
+17
|
|||||||||
+18
|
|||||||||
+19
|
|||||||||
Options
|
+20
|
||||||||
+21
|
|||||||||
+22
|
|||||||||
Padding
|
+23
|
||||||||
IP Data
|
+0
|
||||||||
+1
|
|||||||||
MSB
|
+n
|
||||||||
ICMP (Internet Control Message Protocol)
Internet es un sistema autónomo que no
dispone de ningún control central. El protocolo ICMP (Internet Control Message
Protocol), proporciona el medio para que el software de hosts y gateways
intermedios se comuniquen. El protocolo ICMP tiene su propio numero de
protocolo (numero 1), que lo habilita para utilizar el IP directamente. La
implementación de ICMP es obligatoria como un subconjunto lógico del protocolo
IP. Los mensajes de error de este protocolo los genera y procesa TCP/IP, y no
el usuario.
Formato
del mensaje ICMP
Cada
Mensaje ICMP está compuesto por los siguientes campos:
·
Tipo
·
Código
·
Checksum
·
Otras
variables
Tipos de mensaje ICMP
|
|
Tipo
|
Tipo de Mensaje
|
0
|
Respuesta
de Eco
|
3
|
Destino
Inalcanzable
|
4
|
Origen
saturado
|
5
|
Redirección
(cambiar ruta)
|
8
|
Solicitud
de eco
|
11
|
Tiempo
excedido para un datagrama
|
13
|
Problema
de parámetros en un datagrama
|
13
|
Solicitud
de fecha y hora
|
14
|
Respuesta
de fecha y hora
|
17
|
Solicitud
de máscara de dirección
|
18
|
Respuesta
de mascara de dirección
|
IGMP (Internet Group Management Protocol)
EL IGMP (Internet Group Management
Protocol) es un protocolo que funciona como una extensión del protocolo IP.
Se utiliza exclusivamente por los
miembros de una red multicast para mantener su status de miembros, o para
propagar información de direccionamiento.
Un Gateway
multicast manda mensajes una vez por minuto como máximo. Un Host receptor responde
con un mensaje IGMP, que marca al Host como miembro activo. Un Host
que no responde al mensaje se marca como inactivo en las tablas de
direccionamiento de la red multicast.
ARP
(Address Resolution Protocol)
El protocolo ARP (Address Resolution
Protocol), es el encargado de convertir las direcciones IP en direcciones de la
red fisica.
El funcionamiento del protocolo ARP es
bastante simple. Cuando una máquina desea enviar un mensaje a otra máquina que
está conectada a través de una red Ethernet se encuentra con un problema: la
dirección IP de la máquina en cuestión es diferente a la dirección física de la
misma. La máquina que quiere enviar el mensaje sólo conoce la dirección IP del
destino, por lo que tendrá que encontrar un modo de traducir la dirección IP a
la dirección física. Esto se hace con el protocolo ARP.
Este protocolo utiliza una tabla
denominada Tabla de Direcciones ARP, que contiene la correspondencia entre
direcciones IP y direcciones físicas utilizadas recientemente. Si la dirección
solicitada se encuentra en esta tabla el proceso se termina en este punto,
puesto que la máquina que origina el mensaje ya dispone de la dirección física
de la máquina destino.
Si la dirección buscada no esta en la
tabla el protocolo ARP envía un mensaje a toda la red. Cuando un ordenador
reconoce su dirección IP envía un mensaje de respuesta que contiene la
dirección física. Cuando la máquina origen recibe este mensaje ya puede
establecer la comunicación con la máquina destino, y esta dirección física se
guarda en la Tabla de direcciones ARP.
Formato
del mensaje ARP
El mensaje ARP esta formado por 28
octetos. En los campos que se describen a continuación se supone un Interfaz
Ethernet.
Formato del ARP
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
Octet +0
|
Octet +1
|
Octet +2
|
Octet +3
|
|||||||||||||||||||||||||||||
7
|
6
|
5
|
4
|
3
|
2
|
1
|
0
|
7
|
6
|
5
|
4
|
3
|
2
|
1
|
0
|
7
|
6
|
5
|
4
|
3
|
2
|
1
|
0
|
7
|
6
|
5
|
4
|
3
|
2
|
1
|
0
|
|
+0
|
Hardware
|
Protocol
|
||||||||||||||||||||||||||||||
+4
|
Length HW
Addr.
|
Protocol
Length
|
Operation
|
|||||||||||||||||||||||||||||
+8
|
Source
Hardware Address
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
+12
|
Source
Hardware Address
|
Source IP
Address
|
||||||||||||||||||||||||||||||
+16
|
Source IP
Address
|
Destination
Hardware Address
|
||||||||||||||||||||||||||||||
+20
|
Destination
Hardware Address
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
+24
|
Destination
IP Address
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
RARP (Reverse Address Resolution Protocol)
El protocolo RARP es el encargado de asignar una dirección IP a
una dirección física.
Formato
del Mensaje RARP
El
formato del RARP es similar al del ARP. El valor del codigo de operacion para
una solicitud es 3, y el valor para una respuesta es 4.
BOOTP
(Bootstrap Protocol)
En lugar de utilizar el protocolo ARP
una maquina que acaba de ponerse en funcionamiento por primera vez, puede
utilizar el protocolo bootstrap para obtener la dirección IP y
información sobre su sector de arranque. Este méodo tiene algunas ventajas
respecto al del protocolo ARP.
Formato
del mensaje
Descripción
de los campos:
· Tipo (Type): Este
campo identifica si el mensaje es una solicitud o una respuesta
· Cabecera (Header):
Este campo identifica el tipo de dirección de hardware.
· Longitud-H (H-Length):
Este campo identifica la longitud de la dirección de hardware en octetos
· Contador de saltos (Hop
count): Se utiliza cuando el protocolo BOOTP se utiliza a través de varios
Gateways. Cada paso por un Gateways aumenta en uno el contador.
· ID de Transacción (transaction
ID): Lo utiliza la estación de trabajo para asignar las respuestas a las
solicitudes
· Segundos (Seconds):
Se utiliza para calcular el tiempo transcurrido desde el envío de la solicitud
hasta la recepción de la respuesta.
· Dirección IP del Cliente (Client
IP address): Este campo lo completa el cliente, si la conoce. En otro caso
se pone a cero.
· Dirección IP del servidor (Server
IP address): Puede ser introducido por el cliente, si la conoce. Cuando el
valor es diferente de cero, solo el servidor especificado puede contestar a la
solicitud. Esta es una forma de forzar al servidor para que proporcione la
información de arranque.
· Dirección IP del Gateways
(Gateways IP address): Este campo lo pone a cero el cliente, y si la
solicitud la obtiene un Gateways, este escribe su dirección en este
campo.
· Dirección de Hardware
del cliente (Client Hardware Address): Este campo lo completa el cliente
· Nombre del servidor Host
(Server Host Name): Este campo es opcional, y puede ponerlo a cero tanto
el servidor como el cliente.
· Nombre del archivo de
arranque (Boot File Name): Puede ponerlo a cero el cliente, o poner un
nombre genérico. El servidor reemplazara este campo por la ruta completa del
archivo completo.
·
Área del
Fabricante (Vendor-specific area): Puede tener un código escrito por el
cliente.
Formato del mensaje BOOTP
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
Octet +0
|
Octet +1
|
Octet +2
|
Octet +3
|
||||||||||||||||||||||||||||
7
|
6
|
5
|
4
|
3
|
2
|
1
|
0
|
7
|
6
|
5
|
4
|
3
|
2
|
1
|
0
|
7
|
6
|
5
|
4
|
3
|
2
|
1
|
0
|
7
|
6
|
5
|
4
|
3
|
2
|
1
|
0
|
Type
|
Header Type
|
H-Length
|
Hop Count
|
||||||||||||||||||||||||||||
Transaction
ID
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
Seconds
|
Zero
|
||||||||||||||||||||||||||||||
Client IP Address
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
Response IP
Address
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
Server IP
Address
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
Gateways IP
Address
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
Client
Hardware Address (16 Octets)
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
Server Host
Name (64 Octets)
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
Boot File
Name (128 Octets)
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
Vendor-Specific
Area (64 Octets)
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
Este nivel se limita a recibir datagramas del nivel
superior (nivel de red) y transmitirlo al hardware de la red. El software
TCP/IP de nivel inferior consta de una capa de interfaz de red responsable de
aceptar los datagramas IP y transmitirlos hacia una red específica. Una
interfaz de red puede consistir en un dispositivo controlador (por ejemplo,
cuando la red es una red de área local a la que las máquinas están conectadas
directamente) o un complejo subsistema que utiliza un protocolo de enlace de
datos propios (por ejemplo, cuando la red consiste de conmutadores de paquetes
que se comunican con anfitriones utilizando HDLC). La interconexión de
diferentes redes genera una red virtual en la que las máquinas se identifican
mediante una dirección lógica. Sin embargo, a la hora de transmitir información
por un medio físico se envía y se recibe información de direcciones físicas. Un
diseño eficiente implica que una dirección lógica sea independiente de una
dirección física, por lo tanto, es necesario un mecanismo que relacione las
direcciones lógicas con las direcciones físicas. De esta forma podremos cambiar
nuestra dirección lógica IP conservando el mismo hardware, del mismo modo
podremos cambiar una tarjeta de red, la cual contiene una dirección física, sin
tener que cambiar nuestra dirección lógica IP.
En esta capa pueden utilizarse diversos protocolos: Frame
Relay, X.25, etc.
X.25
X.25 es
un conjunto de protocolos usados para establecer la conexión entre el equipo
terminal de datos (Data Terminal Equipment o DTE) y el equipo de terminación de
circuito de datos (Data Circuit Terminating Equipment o DCTE) de una red de
conmutación de paquetes (packet switched data network o PSDN). Es decir, X.25
se utiliza como protocolo en el interfaz de acceso a una red de conmutación de
paquetes.
X.25 trabaja sobre servicios basados en circuitos virtuales (VC). Un
circuito virtual o canal lógico es aquel en el cual el usuario percibe la
existencia de un circuito físico dedicado exclusivamente al ordenador o equipo
que el maneja, cuando en realidad ese circuito físico "dedicado" lo
comparten muchos usuarios. Mediante diversas técnicas de multiplexado
estadístico, se entrelazan paquetes de distintos usuarios dentro de un mismo
canal. Las prestaciones del canal son lo bastante buenas como para que el
usuario no advierta ninguna degradación en la calidad del servicio como
consecuencia del tráfico que le acompaña en el mismo canal, esta ventaja solo
es apreciada en el tráfico de voz ya que en audio y video a cierta degradación.
Para identificar las conexiones en la red de los distintos DTE, en X.25 se
emplean números de canal lógico (LCN). Pueden asignarse hasta 4095 canales
lógicos y sesiones de usuario a un mismo canal físico.
La norma
X.25 es el estándar para redes de paquetes recomendado por CCITT, el cual
emitió el primer borrador en 1974. Este original sería revisado en 1976, en
1978 y en 1980, y de nuevo en 1984, para dar lugar al texto definitivo
publicado en 1985. El documento inicial incluía una serie de propuestas
sugeridas por Datapac, Telenet y Tymnet, tres nuevas redes de conmutación de
paquetes. En la actualidad X.25 es la norma de interfaz orientada al usuario de
mayor difusión en las redes de paquetes de gran cobertura aunque no es
precisamente la más rápida.
FRAME RELAY
Frame Relay es una tecnología de conmutación rápida de tramas, basada en
estándares internacionales, que puede utilizarse como un protocolo de
transporte y como un protocolo de acceso en redes públicas o privadas
proporcionando servicios de comuni caciones.
Frame Relay ha evolucionado, proporcionando la integración en una única
línea de los distintos tipos de tráfico de datos y voz y su transporte por una
única red que responde a las siguientes necesidades:
- Alta velocidad y bajo retardo
- Soporte eficiente para tráficos a ráfagas
- Flexibilidad
- Eficiencia
- Buena relación coste-prestaciones
- Transporte integrado de distintos protocolos de voz y datos
- Conectividad "todos con todos"
- Simplicidad en la gestión
- Interfaces estándares
A partir de algunos principios básicos sobre la tecnología y el entorno
de conectividad en el que se utiliza, Frame Relay puede eliminar grupos
completos de funciones y obtiene sus principales ventajas. El protocolo Frame
Relay se basa en los tres principios siguientes:
·
El medio
de transmisión y las líneas de acceso están prácticamente libres de errores.
·
La
corrección de errores se proporciona por los niveles superiores de los
protocolos de las aplicaciones de usuario.
·
La red,
en estado normal de operación, no está congestionada, y existen mecanismos
estándares de prevención y tratamiento de la congestión .
Primer principio básico: muchos de los protocolos más antiguos, tales
como X.25, se diseñaron para operar a través de circuitos analógicos con
errores. Esto exigía al protocolo de comunicación el uso de procedimientos
complejos de control de errores y con firmación de información transmitida y
recibida correctamente. Con la aparición de líneas de transmisión digitales, se
redujo considerablemente la necesidad de estos procedimientos .
Esto permite el segundo principio básico de Frame Relay. Se requiere
menos carga de proceso en la red para asegurar que los datos se transportan de
manera fiable. Por tanto, es lógico el uso de procedimientos simplificados como
los de Frame Relay. Esta te cnología ofrece mejor velocidad y rendimiento,
porque realiza solamente un mínimo control de errores. Si se produce un error,
el protocolo se limita a desechar los datos. Cuando Frame Relay desecha datos
erróneos, puede hacerlo sin comprometer la fiabilid ad de los datos de usuario,
porque los niveles superiores de los protocolos transportados sobre FR
proporcionarán la corrección de errores.
El tercer principio básico de Frame Relay es que existe una congestión
limitada dentro de la red. Frame Relay supone que existe una cantidad ilimitada
de ancho de banda disponible. Si se produce una congestión, el protocolo
desecha los datos e incluye mec anismos para "notificar
explícitamente" al usuario final la presencia de congestión, y confía en
que reaccionará ante estas notificaciones explícitas.
Coincide aproximadamente con el
nivel físico de OSI. Define las características del medio, su naturaleza, el
tipo de señales, la velocidad de transmisión, la codificación, etc.
REFERENCIAS:
http://personal.redestb.es/cucho/Paginas/Curso/intro.htm
http://www.monografias.com/trabajos/protocolotcpip/protocolotcpip.shtml
http://www.um.es/~gtiweb/fjmm/ttsite-plan2/modelos.htm
http://www.lafacu.com/apuntes/informatica/tcpip/default.htm
http://docente.ucol.mx/al980347/public_html/modelo_tcp.htm
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