El modelo OSI (International Standarization organization)
Al comienzo de los años '80 se produjo un importante aumento en el tamaño de las redes. Las compañias que utilizaban computadoras advirtieron que podrian ahorrar dinero y ganar productividad usando la tecnologia de redes. Una vez instaladas las primeras redes se expandieron rapidamente a medida que se introducian nuevas tecnologias y productos. A mediados de los '80 se comenzaron a generar dificultades. Se hacia cada vez mas dificultoso que se comunicasen entre si. Las compañias sintieron la necesidad de salir, es decir eran propiedad de aquellos que lo habian desarrollado y por lo tanto eran los que controlaban sus licencias y sus costos, en computacion propietario es lo contrario de abierto. Propietario significa que una compañia o grupo de compañias controla el uso de las tecnologias. Abierto significa que esta disponible para todo publico, para solucionar el problema de las redes que eran incompatibles para comunicarce entre si la organizacion mundial de estandarizacion (ISO) investigo los distintos esquemas de redes y como resultado creo un modelo que permitio a los proveedores construir redes compatibles entre ellas.
Capa física
La capa física se ocupa de los medios mecánicos, eléctricos funcionales y de procedimientos que se requieren para la transmisión de datos de acuerdo con la definición del modelo OSI. Algunas características como los niveles de tensión, sincronización, frecuencia, distancia máxima de transmisión, conectores físicos y otros atributos similares son definidos por esta capa. el Estandar que define estas características es el llamado Ethernet.
Capa de vinculo de datos
De acuerdo con la norma OSI proporciona el control de la capa física, detecta y corrige los errores que pudieran ocurrir. es decir que en la practica es las responsable de la conexión de los errores ocurridos durante la transmisión de los datos. esta capa soluciona las interferencias ocurridas en las señales cuando son transmitidas por los medios físicos. estas interferencias ocurren por diversos motivos que van desde la acción de campos electromagnéticos hasta los rayos cosmiscos. Esta capa define el formato de los datos y el modo de acceso a la capa fisica. Para lograr el objetivo, arma bloques de información llamados paquetes o tramas a los que agrega la adhesion a la capa de enlace que no es mas ni menos que la dirección MAC
Capa de red
Proporciona el enrutamiento físico de los datos, determinando la ruta que seguirán los datos entre 2 Host. Es el tercer nivel del modelo OSI y su misión es conseguir que los datos lleguen desde el origen al destino aunque no tengan conecten directa. El crecimiento de Internet ha incrementado el numero de usuarios que acceden a información alrededor del mundo y esta capa se encarga de su conectividad, su tarea consiste en interconectar distintas subredes, encaminar los paquetes de datos y realizar un control de congestión.
Capa de enlace de red
Capa de transporte
Según el modelo OSI "Esta diseñada para trasferencia trasparente de datos del extremo fuente de un sistema abierto al extremo destino de un sistema abierto". La capa de transporte, mantiene, establece y termina la comunicación entre dos maquinas la capa de transporte verifica que los datos enviados sean los recibidos. Y en caso de error, es la encargada de realizar el reenvio de datos. Esta capa segmenta los datos que envía el emisor y también rearma los datos que recibe. Es decir que cuando se trasmiten grandes archivos la capa de transporte los divide en pequeños segmentos, a fin de que si hubiera problemas en la trasmisión, estos no afecten a la totalidad del archivo, y realiza el proceso inverso con los datos que recibe. La frontera, entre la capa de transporte y la capa de sesión (Mas alta) puede pensarse como el limite entre los protocolo de las aplicaciones y los protocolos del flujo de datos. Esta capa evita que las capas superiores deban ocuparse de los detalles del transporte de datos.
Capa de enlace de transporte
Capa de Sesión
Esta involucrada en la coordinación de las comunicaciones entre diferentes aplicaciones. Organiza y sincroniza el intercambio de datos de los procesos de las aplicaciones, en forma simplificada puede pensarse como una capa de control y sincronizacion. Por ejemplo en los servidores web hay muchos usuarios y por lo tanto muchos procesos de sincronizacion al mismo tiempo. Es importante mantener el control sobre cada usuario.
Capa de sesión
Capa de presentación
La tarea de las capas inferiores, es dar el formato de datos para cada aplicación. La capa de presentación convierte los datos de la aplicación a un formato común, conocido como forma canónica, (Canon == Ley), es decir que esta capa procesa y convierte los datos provenientes de la capa de aplicación (Superior), a un formato útil para las capas inferiores. En esta capa se pierden los formato de los archivos de la capa de aplicación incluso los formato de carácter ASCII.
Esta capa hace lo contrario para los datos de llegada, es decir, convierte los datos de llegada al formato especifico de cada aplicación.
Capa de presentación
Capa de aplicación
La capa de aplicación es la interfaz del sistema OSI son el usuario final, es allí donde los datos se despliegan en las distintas aplicaciones, como por ejemplo, los programas de las redes sociales, los navegadores, el correo electrónico, etc. El sentido contrario la capa de aplicación envía los datos del usuario a las capas inferiores.
Encapsulamientos
Cuando una aplicación genera datos, por ejemplo un servidor de correo electrónico enviando el mensaje 'Hola', estos no pueden ser enviados por si solos, ya que al igual que una carta escrita se necesitan mas datos para poder enviar exitosamente el mensaje. Una buena analogía para entender el proceso de encapsulación es justamente la utilización de una carta escrita en papel y que es enviada por el servicio tradicional de correo, donde la nota es colocada dentro de un sobre en el que se especifican las direcciones del destinatario y del remitente, además de indicar la forma en que se debe enviar dicha carta (Por ej: por avión). En ambos modelos la encapsulación difiere en algunos puntos pero en términos generales es parecida. La capa de aplicación genera el mensaje llamado, datos a seca. Cada capa tiene el llamado PDU.
El PDU de cada capa son:
* Aplicación: Datos.
* Presentación: Datos.
* Sesión: Datos.
* Transporte: Segmento.
* Red: Paquete.
* Enlace de Datos: Trama.
* Física: Bits.
Cuando la capa de aplicación genera el mensaje se encarga de pasarle esos datos a la siguiente capa del modelo, que de acuerdo al modelo OSI, es la de presentación que se encarga de la interpretación y semántica de los datos, esta capa le agrega la codificación y el formato. Sino existiese la capa de presentación Seria como enviar una carta escrita en español a una persona que solamente habla japones. La carta llegaría y haría todo el viaje, no perdería nada de su contenido original pero el destinatario no podría comprender lo que se escribió.
Cada capa agrega su propio encabezado (Header) a la PDU de la capa superior, con información específica única. Esto es parte de la encapsulación. Asi la capa de sesión, agrega su encabezado de sesión a los datos entregados por la capa de presentación. Cuando la capa de sesión entrega los datos a la capa de transporte, Los cuales ya vienen con los datos originales de la capa de aplicación, mas el encabezado de presentación, mas el encabezado de sesión, se agrega el encabezado de trasporte. Esto recibe el nombre de segmento. Dentro de la información que va en el encabezado va el tipo de protocolo de transporte (TCP, JDP, numero de puerto FCC). Luego al segmento se le agrega el encabezado de Red que es por lo general del tipo IP. Este encabezado incluye campos como la dirección de origen y destino, versión de protocolo IP, puede ser versión 4 o 6, u otros mas. En esta capa se habla de paquete que corresponde a la información contenida en un segmento mas el encabezado IP.
Este paquete completo se encapsula dentro de una trama cuando pasa a la capa 2. El hecho de encapsular
quiere decir, que todo el contenido del paquete de capa 3 será puesto en una trama en la cual se agruega un encabezado (Inicio de trama) y un trailer (Fin de la trama). Ver figura.
La trama en la cual se pondrá el paquete es dependiete del medio fisico por el cual se valla a enviar. Se se enviara por cable se trata de ehthernet, si el medio es el aire se puede optar por encapsular en una trama 802.11 que es WiFi, las capas puestas en estas se convierten en Bits y son enviados por el medio fisico correspondiente en forma de pulsos electricos, cableado, pulsos de luz por fibra optica u ondas electromagnéticas, a medida de que el mensaje viaja por la red desde el origen hasra el destino pasa por múltiples dispocitivos como routers, swicht, firewalls, y puertros, entre otros. Cada uno de estos dispositivos la trama entrante para encontrar la informacion deseada que le interesea sugun pronto funcionamiento, el router decencapsula hasta la capa 3, ya que le interesa ver la direccion ip de origen y destino mientras que el switch solamente abrirá la trama hasta determinar la direccion de la capa 2 y volverá a encapsular nuevamente para realizar la conmutacion.
Existen ciertas correspondencias entre las capas de cada una. Debido a esta correspondencia es que muchas veces se modifica el modelo tcpip, reemplazando la capa de red
por las capas fisicas y de enlace de datos del modelo OSI generando asi un modelo tcpip de 5 capas. La capa de internet del modelo tcp/ip cumple
con las mismas funciones que la capa de red del modelo osi, lo mismo sucede con la capa de transporte.
La capa de aplicacion del modelo tcp/ip cumple con las mismas funciones que las capas de presentacion, sesion y aplicacion del modelo OSI.
Esta capa realiza la transferencia de archivos y todas las actividades relativas a la red y a ethernet, dentro de las interfaces de aplicacion
(API's Aplication Programming Interface)
El componente ip, del protocolo TCP/IP determina la ruta por la cual se enviaran los paquetes de datos, basándose en su direccion de destino.
El IP como ya habiamos visto usa paquetes para transportar la informacion a travez de la red. La información se enviara desde la fuente hasta el destino
sin intercambio previo, las clases de direcciones fueron determinadas de aisgnacion de numeros ip, que se llama IANA - Internet Asigned Numbers Autority.
Clase A:
Las direcciones de Red Clase A, usan solamente el primer byte para indicar la direccion de la red. Los restantes bytes se usan para asignar direcciones a los hosts. En esta clase el priomer bit es siempre 0, es decir que una dirección clase A tiene 4 bytes. Por lo cual la cantidad de redes puede ir desde 0 a 127. Sin embargo,
Clase B:
La clase B usa 2 de los 4 bytes para la direcciones de red y el primer Byte comienza con 10(Esto asegura una separación con los niveles mas altos de la clase a). los restantes 6 Bytes y el primer bit pueden ser 0 y . por lo tanto el numero mas bajo para una dirección clase b es 128(10000000).y el mas alto es 191(10111111).
La clase C:
La clase c usa 3 de los 4 Bytes para identificar de la dirección de la red el Byte restante se usa para las direcciones de los host. el primer Byte siempre comienza con 110(lo que asegura una separación con los niveles mas altos de la clase B). Los restantes 5 bits del primer Byte pueden ser 0 o 1 por lo tanto el numero mas bajo para una dirección clase C es 192(11000000) y el mas alto es 223(110111111). cualquier dirección IP cuyo primer Byte esta comprendido 192 y 223 es una red clase c.
Clases D y E:
La clase d (Multiclas) y La clase e(experimental)se utilizan para fines cuyos alcances escapan a esta materia.
Ejercicio
Determinar Para las redes clases A,B y C la cantidad posible de redes y Host para cada una de ellas(hacer los cálculos)
la cantidad de redes posibles en la clase A son de 1 a 126 y la cantidad de Host son 16777215(2^24-1)
la cantidad de redes posibles en la clase B son de de 128.0 hasta 191.255 es un total de 16065((191-128)*255) y la cantidad de host es de
Ejercicio 1:
Ejercicios
Para la direccion IP 172.16.2.17 y la mascara de subred 255.255.255.240 indicar la direccion de subred, la direccion de broadcast y el rango de host.
DireccionIP: 10101100.00010000.00000010.00010001
+
Mascara de subred: 11111111.11111111.11111111.11110000
=
Direccion de subred: 10101100.00010000.00000010.00010000
Direccion de la red: 172 . 16 . 2 . 16
Direccion de broatcast: 172 . 16 . 2 . 31
Otro: IP 203.210.10.60 - Mascara sub red: 255.255.255.248.
DireccionIP: 11111111.11111111.11111111.00010001
+
Mascara de subred: 11111111.11111111.11111111.11110000
=
Direccion de subred: 10101100.00010000.00000010.00010000
Direccion de la red: 172 . 16 . 2 . 16
Direccion de broatcast: 172 . 16 . 2 . 31
Otro mas: para las siguientes direcciones IP indicar cuales son redes de host validas en la misma sub red, 255.255.255.240 mascara
172.16.12.64 - Red
172.16.12.57 - Host
172.16.12.49 - Host
172.16.12.48 - Red
172.16.12.53 - Host
172.16.12.45 - Host
172.16.12.0
172.16.12.1
172.16.12.14
172.16.12.15 - Broadcast
172.16.12.16
172.16.12.17
172.16.12.30
172.16.12.31 - Broadcast
172.16.12.32
172.16.12.33
172.16.12.46
172.16.12.47 - Broadcast
172.16.12.48
172.16.12.49
172.16.12.62
172.16.12.63 - Broadcast
172.16.12.64
Este paquete completo se encapsula dentro de una trama cuando pasa a la capa 2. El hecho de encapsular
quiere decir, que todo el contenido del paquete de capa 3 será puesto en una trama en la cual se agruega un encabezado (Inicio de trama) y un trailer (Fin de la trama). Ver figura.
La trama en la cual se pondrá el paquete es dependiete del medio fisico por el cual se valla a enviar. Se se enviara por cable se trata de ehthernet, si el medio es el aire se puede optar por encapsular en una trama 802.11 que es WiFi, las capas puestas en estas se convierten en Bits y son enviados por el medio fisico correspondiente en forma de pulsos electricos, cableado, pulsos de luz por fibra optica u ondas electromagnéticas, a medida de que el mensaje viaja por la red desde el origen hasra el destino pasa por múltiples dispocitivos como routers, swicht, firewalls, y puertros, entre otros. Cada uno de estos dispositivos la trama entrante para encontrar la informacion deseada que le interesea sugun pronto funcionamiento, el router decencapsula hasta la capa 3, ya que le interesa ver la direccion ip de origen y destino mientras que el switch solamente abrirá la trama hasta determinar la direccion de la capa 2 y volverá a encapsular nuevamente para realizar la conmutacion.
Capa de Internet del modelo TCP/IP
Existen ciertas correspondencias entre las capas de cada una. Debido a esta correspondencia es que muchas veces se modifica el modelo tcpip, reemplazando la capa de red
por las capas fisicas y de enlace de datos del modelo OSI generando asi un modelo tcpip de 5 capas. La capa de internet del modelo tcp/ip cumple
con las mismas funciones que la capa de red del modelo osi, lo mismo sucede con la capa de transporte.
La capa de aplicacion del modelo tcp/ip cumple con las mismas funciones que las capas de presentacion, sesion y aplicacion del modelo OSI.
Esta capa realiza la transferencia de archivos y todas las actividades relativas a la red y a ethernet, dentro de las interfaces de aplicacion
(API's Aplication Programming Interface)
Protocolo IP
El componente ip, del protocolo TCP/IP determina la ruta por la cual se enviaran los paquetes de datos, basándose en su direccion de destino.
El IP como ya habiamos visto usa paquetes para transportar la informacion a travez de la red. La información se enviara desde la fuente hasta el destino
sin intercambio previo, las clases de direcciones fueron determinadas de aisgnacion de numeros ip, que se llama IANA - Internet Asigned Numbers Autority.
Clase A:
Las direcciones de Red Clase A, usan solamente el primer byte para indicar la direccion de la red. Los restantes bytes se usan para asignar direcciones a los hosts. En esta clase el priomer bit es siempre 0, es decir que una dirección clase A tiene 4 bytes. Por lo cual la cantidad de redes puede ir desde 0 a 127. Sin embargo,
Clase B:
La clase B usa 2 de los 4 bytes para la direcciones de red y el primer Byte comienza con 10(Esto asegura una separación con los niveles mas altos de la clase a). los restantes 6 Bytes y el primer bit pueden ser 0 y . por lo tanto el numero mas bajo para una dirección clase b es 128(10000000).y el mas alto es 191(10111111).
La clase C:
La clase c usa 3 de los 4 Bytes para identificar de la dirección de la red el Byte restante se usa para las direcciones de los host. el primer Byte siempre comienza con 110(lo que asegura una separación con los niveles mas altos de la clase B). Los restantes 5 bits del primer Byte pueden ser 0 o 1 por lo tanto el numero mas bajo para una dirección clase C es 192(11000000) y el mas alto es 223(110111111). cualquier dirección IP cuyo primer Byte esta comprendido 192 y 223 es una red clase c.
Clases D y E:
La clase d (Multiclas) y La clase e(experimental)se utilizan para fines cuyos alcances escapan a esta materia.
Ejercicio
Determinar Para las redes clases A,B y C la cantidad posible de redes y Host para cada una de ellas(hacer los cálculos)
la cantidad de redes posibles en la clase A son de 1 a 126 y la cantidad de Host son 16777215(2^24-1)
la cantidad de redes posibles en la clase B son de de 128.0 hasta 191.255 es un total de 16065((191-128)*255) y la cantidad de host es de
Ejercicio 1:
Ejercicios
Para la direccion IP 172.16.2.17 y la mascara de subred 255.255.255.240 indicar la direccion de subred, la direccion de broadcast y el rango de host.
DireccionIP: 10101100.00010000.00000010.00010001
+
Mascara de subred: 11111111.11111111.11111111.11110000
=
Direccion de subred: 10101100.00010000.00000010.00010000
Direccion de la red: 172 . 16 . 2 . 16
Direccion de broatcast: 172 . 16 . 2 . 31
Otro: IP 203.210.10.60 - Mascara sub red: 255.255.255.248.
DireccionIP: 11111111.11111111.11111111.00010001
+
Mascara de subred: 11111111.11111111.11111111.11110000
=
Direccion de subred: 10101100.00010000.00000010.00010000
Direccion de la red: 172 . 16 . 2 . 16
Direccion de broatcast: 172 . 16 . 2 . 31
Otro mas: para las siguientes direcciones IP indicar cuales son redes de host validas en la misma sub red, 255.255.255.240 mascara
172.16.12.64 - Red
172.16.12.57 - Host
172.16.12.49 - Host
172.16.12.48 - Red
172.16.12.53 - Host
172.16.12.45 - Host
172.16.12.0
172.16.12.1
172.16.12.14
172.16.12.15 - Broadcast
172.16.12.16
172.16.12.17
172.16.12.30
172.16.12.31 - Broadcast
172.16.12.32
172.16.12.33
172.16.12.46
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172.16.12.48
172.16.12.49
172.16.12.62
172.16.12.63 - Broadcast
172.16.12.64
