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UNIVERSIDAD YACAMBU ESCUELA DE POST-GRADO DE LA ARMADA CURSO TÁCTICO NAVAL MODALIDAD VIRTUAL
PROTOCOLOS (PTC 111)
CAP (EJ) ANIBAL JOSE LANZ PADRÓN C.I.No 11.510.350
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PROTOCOLOS
Protocolo Conjunto de reglas que posibilitan la transferencia de datos entre dos o más computadores. Arquitectura de Niveles El propósito de la arquitectura de niveles es reducir la complejidad de la comunicación de datos agrupando lógicamente ciertas funciones en áreas de responsabilidad (niveles). Características · Cada nivel provee servicios al nivel superior y recibe servicios del nivel inferior. · Un mensaje proveniente de un nivel superior contiene una cabecera con información a ser usada en el nodo receptor. · El conjunto de servicios que provee un nivel es llamado Entidad y cada entidad consiste en un manejador (manager) y un elemento (worker). ESTANDARES
OSI ( International Standards Organization) IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) OSI ( International Standards Organization) En este modelo, el propósito de cada nivel es proveer servicios al nivel superior, liberándolo de los detalles de implementación de cada servicio. La información que se envía de un computador a otro debe pasar del nivel superior al nivel inferior atravesando todos los demás niveles de forma descendente, dentro del computador que origina los datos. A su paso por cada nivel a los datos se les adiciona información que será removida al llegar a su destino. La información adicionada se clasifica en: Información de Control, dirigida a su nivel correspondiente en el computador de destino. Cada nivel se comporta como si estuviera comunicándose con su contraparte en el otro computador. Información de Interface, dirigida al nivel adyacente con el cual se está interactuando. El objeto de esta información es definir los servicios provistos por el nivel inferior, y como deben ser accesados estos servicios. Esta información tras ser empleada por el nivel adyacente es removida.
El modelo OSI se estructura en 7 niveles:
En este nivel se define la forma de conectarse el cable a las tarjetas de red, cuanto pines debe tener cada conector y el uso funcional de cada uno de ellos. Define también la técnica de transmisión a emplear para el envío de los datos sobre el medio empleado. Se encarga de activar, mantener y desactivar un circuito físico. Este nivel trata la codificación y sincronización de los bits y es el responsable de hacer llegar los bits desde un computador a otro.
IEEE
El modelo desarrollado por IEEE, también conocido como el proyecto 802, fue orientado a las redes locales. Este estándar esta de acuerdo, en general con el modelo ISO, difieren principalmente en el nivel de enlace de datos. Para IEEE este nivel está dividido en dos subniveles: MAC (Medium Access Control): subnivel inferior, provee el acceso compartido de las tarjetas de red al medio físico, es decir, define la forma en que se va a acceder al medio físico empleado en la red para el intercambio de datos. LLC (Logical Link Control): subnivel superior, maneja la comunicación de enlace de datos y define el uso de puntos de interfaz lógico, llamado SAP (Service Access Points) de manera que otros computadores puedan emplear el mismo formato para la comunicación con los niveles superiores independientemente del MAC empleado.
Clasificación de los Protocolos de Enlace de Datos De acuerdo a su estructura Protocolos Orientados a Bit: son aquellos protocolos en los cuales los bits por si solos pueden proveer información, son protocolos muy eficientes y trabajan en tramas de longitud variable. Protocolos Orientados a Byte: son aquellos en los que la información viene provista por la conjunción de bytes de información y bytes de control.
De acuerdo a su disciplina de comportamiento Protocolos de Sondeo Selección: son aquellos que utilizan un DTE como nodo principal de canal. Este nodo primario controla todas las demás estaciones y determina si los dispositivos pueden comunicarse y, en caso afirmativo, cuando deben hacerlo. Protocolos Peer to Peer: son aquellos en los cuales ningún nodo es el principal, y por lo general todos los nodos poseen la misma autoridad sobre el canal. La base de Internet, y razón principal de su éxito, son sus protocolos. Dentro de cada nivel se utilizan distintas normas o protocolos, llegando incluso a depender, dentro de un nivel, la norma utilizada del servicio a prestar
Nivel de transporte
El protocolo de nivel de transporte original era el Network Control Protocol, NCP, diseñado para ARPANET, funcionó hasta que el sucesivo crecimiento con otras redes dio lugar a ARPA Internet y además provocó que se fuera degradando la fiabilidad extremo a extremo de la red, forzando la necesidad de un nuevo protocolo para el nivel de transporte, el Protocolo de Control de transmisión, TCP, diseñado especialmente para tolerar subredes no fiables. un protocolo orientado a la conexión queda establecida cuando un nodo determinado comienza a enviar paquetes a otro nodo. Todos los paquetes entre los dos nodos pasan por la misma ruta durante todo el tiempo que dura la conexión. Son protocolos orientados a conexión. Al tener una ruta fija y única durante el tiempo que dura la conexión si en un momento dado alguno de los enlaces o enrutadores involucrados en formar el circuito virtual tiene algún problema, la conexión entre los nodos origen y destino queda rota. Los servicios como correo electrónico, transferencia de ficheros o acceso remoto, necesitan que los caracteres que se van tecleando en un extremo vayan llegando al otro extremo conservando el orden en que se han introducido, o que el fichero que estamos transfiriendo no pierda o duplique partes del mismo. Necesitamos un protocolo que nos proporcione un flujo de bytes fiable para los dos sentido de la conexión. Nuestro protocolo es el TCP, que nos garantiza que los bytes que salen del nodo origen son entregados en el nodo destino en el mismo orden y sin duplicados es un protocolo orientado a conexión. Cuando lo que se necesita transmitir es voz o vídeo en tiempo real, es más importante transmitir con una alta velocidad que el garantizar que llegan absolutamente todos los paquetes, con el orden adecuado y sin duplicados. En esta situación, nuestras necesidades son mejor satisfechas por el protocolo de nivel de transporte llamado Protocolo de Datagramas de Usuario, UDP, que se caracteriza por ser un protocolo no orientado a conexión, es decir, puede que algunos de los paquetes enviados con este protocolo no lleguen nunca, lo hagan varias veces o lleguen en desorden. Cada paquete lleva suficiente información como para alcanzar el destino, reencaminándose el flujo en el caso de que falle algún nodo o enlace.
Nivel de interred A principios de los ochenta se introdujo un nuevo protocolo de nivel de interred, el Protocolo de Internet, IP. Se trata de un protocolo no orientado a conexión, encargado de las cuestiones relativas a direccionamiento de los paquetes que le suministra la capa de transporte. De esta forma, el protocolo que principalmente se identifica con Internet es el Transmission Control Protocol / Internet Protocol, TCP/IP, si bien la parte fundamental de la estructura, en la que se basan todas las aplicaciones, es la establecida por la norma IP, encargado de determinar los procedimientos de direccionamiento y encaminamiento que deben seguir todas las informaciones transmitidas, independientemente de la red física que se utilice para la conexión. Como cada servicio tiene sus propias necesidades, existen diferentes protocolos de niveles superiores que usan IP. Aunque el protocolo IP establece las normas para que los paquetes alcancen su destino, lo que no se garantiza es cuándo lo van a alcanzar, cuántos o en qué orden, es decir, ofrece un servicio no orientado a conexión.
Entre los conceptos aportados por el protocolo IP están las denominadas direcciones IP, encargadas de identificar de manera única cada máquina o nodo dentro Internet. Las direcciones Internet son números de 32 bits, es decir, cubre desde 0 a 2^32, aunque en lugar de usarse un espacio de direcciones plano del tipo: 1,2,3,... se eligió establecer una estructura en las direcciones, de forma que una dirección IP consta de cuatro números separados por puntos. Como para la representación de cada número se han destinado ocho bits, estos pueden ir de 0 a 255, es la denominada notación numérica con puntos. Así, por ejemplo, la dirección Internet “195.76.188.1” se corresponde de forma única con un nodo dentro de la red, de forma que todo paquete que lleve este destino sólo acabará su viaje felizmente si llega a él. Se establecieron cinco clases de direcciones IP, denominadas clase A, B, C, D y E. La forma más sencilla de diferenciarlas es mirando el primer número de la dirección. En la figura podemos ver las distintas clases, su estructura y rangos. Se detallan los campos dedicados a identificador de red (redID), identificador de host u ordenador (hostID) e identificador de grupo de multidifusión (multicasting group ID, en inglés), conjunto de ordenadores al que quiero enviar algo.
Este formato de dirección facilita que se puedan aplicar máscaras que permitan diferenciar direcciones de nuestra red con direcciones fuera de ese ámbito, así como posibles tratamientos de la misma mediante rápidas comparaciones a nivel de bit. Estamos ante lo que se denominan subredes (subnet en inglés), establecidas por al administrador de cada red en concreto, con objeto de facilitar las labores de enrutamiento, disminuyéndose el tamaño de las tablas de encaminamiento intermedias.
Usuarios y dominios Las direcciones IP son tratadas por los diversos nodos que deba atravesar nuestro paquete de información , sin embargo existe un modo alternativo de direccionamiento utilizando el concepto de dominio como alias de una dirección IP pura. A cada usuario en Internet se le asocia una dirección Internet única, formada por el identificador de usuario y el identificador del ordenador o dominio en que se encuentra, separados ambos por el carácter arroba (@).La sintaxis general de cualquier dirección Internet es : USERID@DOMINIO. Hay que tener especial cuidado con la distinción entre mayúsculas y minúsculas, dado que se consideran letras distintas y, por tanto, direcciones distintas, así como con la no presencia de espacios en blanco dentro de la dirección. Las distintas partes que forman el dominio reciben el nombre de subdominios. El subdominio más a la derecha es el de carácter más general, denominándose dominio de nivel alto. Existen dos tipos de dominios de nivel más alto aunque en algunos países se ha definido también un subdominio que les permita diferenciar el tipo de organización, como por ejemplo “ac” para instituciones académicas o “co” para las organizaciones comerciales. Dominios de organización:
Se basan en el plan de
direccionamiento creado antes de que Internet fuese una red internacional.
Contienen definiciones del tipo de organización a la que pertenece el
ordenador (educativa, comercial, militar, etc.). Cuando Internet se expandió
fue necesario definir nuevos dominios de nivel alto que cubrieran esta
situación.
Por ejemplo: En la dirección [email protected], el identificador de usuario es “ayuda” y el dominio “nodo50.org”. Su dominio de nivel más alto, “org”, nos dice que el servidor pertenece a una organización sin ánimo de lucro. Por último, el subdominio que está más a la izquierda (a la derecha de la @), nos dice el nombre concreto del ordenador que utiliza ese usuario, “nodo50”.
Dominios geográficos Dominios de nivel alto que definen la localización geográfica. A continuación,algunos ejemplos :
Sistema de nombres de dominio Las direcciones que valen son las IP, puesto que cuando utilizamos direcciones de dominio, necesitamos disponer de un servicio denominado Sistema de Nombre de Dominios (Domain Name System, DNS), que es un servicio TCP/IP que se encarga de establecer las correspondencias entre los nombres de dominios y sus correspondientes direcciones IP. Gracias al servicio de DNS, son equivalentes las direcciones : [email protected] y [email protected] Al ser un servicio, para utilizarlo puede que necesitemos indicar a nuestros programas dónde encontrar al servidor correspondiente, información que el proveedor de acceso a Internet. Normalmente, especialmente para conexiones realizadas por vía telefónica, la dirección IP que se asigna a nuestra máquina es dinámica, es decir, en el proceso de conexión, el servidor de nuestro proveedor nos asigna una dirección IP temporalmente, válida durante esa conexión concreta y que cambiará la próxima vez que nos conectemos. Sin embargo, nuestra dirección Internet no se ve alterada. El servidor DNS de nuestro proveedor se preocupará de traducir en cada ocasión la parte de dominio de nuestra dirección Internet a la dirección IP que tengamos asignada en ese momento. La asignación de los números IP no se hace por el capricho de cada usuario, sino que es el Centro de Información de la Red Internet (InterNIC) delegado el encargado de tomar estas decisiones. En el caso europeo, los registros de Internet (Internet Registry, IR) los lleva el Centro de Coordinación de Red (Network Coordination Center, NCC) del RIPE (Reseaux IP Européens), que, a su vez, ha delegado la responsabilidad a organizaciones nacionales dentro de cada país. En el estado español, se encarga RedIRIS, actuando como NIC delegado para la asignación de direcciones en España (ES-NIC dominio de nivel alto .es). Estos organismos toman las decisiones relativas a los identificadores de red (redID), mientras que la parte de la dirección dedicada a los ordenadores o hosts depende del administrador de cada red, quien tomará igualmente las decisiones relativas a la creación de subredes. Para registrar un dominio o un número IP, lo habitual es que se encargue de ello el proveedor de acceso a Internet, aunque siempre existe la posibilidad de rellenar una serie de formularios necesarios para registrarse. Estos formularios se encuentran disponibles en el nodo rs.internic.net, en el directorio template. Se puede acceder mediante FTP anónimo. Para realizar la solicitud, si es a nivel europeo, basta con enviarlo relleno a [email protected], en caso contrario, la dirección es [email protected]. En el estado español, se puede obtener más información o los formularios correspondientes en la dirección ftp.rediris.es, dentro del directorio /infoiris/ip. Si queremos realizar alguna consulta, podemos dirigirnos a [email protected] o a [email protected].
Números de puerto ¿Cómo podemos diferenciar a qué servicio se está refiriendo un cliente que se dirige a una dirección IP dada?.
La respuesta viene a través
del número de puerto (PORT NUMBER). Se trata de un concepto proviniente del
mundo UNIX, nuevamente. Tanto TCP como UDP identifican una aplicación
mediante un número de puerto de 16 bits. Así, los servidores, que son
aplicaciones, tienen asignado igualmente un número de puerto. Existe un
número de puerto típico para cada servicio, de forma que se dice que una
aplicación servidora está “escuchando” en el puerto que se le ha asignado,
su puerto típico normalmente, a la espera de peticiones de clientes. Cuando
éstas llegan, se atienden, bien de forma secuencial o bien de forma
concurrente. Las aplicaciones clientes también usan números de puerto en nuestra máquina, son aplicaciones usando TCP también, sólo que no son puertos específicos sino que sólo necesitan ser únicos mientras los use el cliente, por ello se denominan puertos efímeros. Igualmente, hay procesos del sistema que usan puertos, denominados puertos reservados. La forma en que se establece el puerto al que nos dirigimos, caso de no ser el puerto por defecto, consiste en especificarlo tras la dirección IP, separado por dos puntos, por ejemplo: 195.76.188.2:21. Caso de tener que utilizar algún número de puerto en especial este deberá sernos comunicado por el proveedor del servicio.
Para acceder a cada servicio
de Internet , necesitamos un programa capaz de interpretar los estándares de
cada servicio de Internet. La evolución de Internet, junto con el desarrollo
del servicio Web, han provocado que los programas que se usan para acceder a
páginas Web, los denominados navegadores o exploradores, asuman cada vez más
funciones, o lo que es lo mismo, sean capaces de acceder a más servicios, de
forma que nos permiten realizar transferencias de ficheros, uso del correo o
participación en grupos de noticias además de sus primigenias funciones de
presentación de páginas con hipertexto. Nivel de red/enlace En los protocolos usados en Internet, según nos acercamos al medio físico, la diversidad de los mismos provoca que existan varios protocolos a nivel de red/enlace para adaptarse a las peculiaridades de cada medio físico. Un usuario conectándose por una línea serie, tenemos la posibilidad de que se trata de una línea de la red telefónica conmutada (RTC) o una línea punto a punto. Ambos casos fueron contemplados, definiéndose sendos estándares para cada uno de ellos. Así, se definió el protocolo de Internet para líneas serie (Serial Line Internet Protocol, SLIP) y el protocolo para líneas punto a punto (Point to Point Protocol, PPP) destinados a implementar la funcionalidad del nivel de red y enlace sobre los citados medios físicos. De estos dos protocolos el primero de ellos, SLIP. Si bien el protocolo SLIP está específicamente diseñado para el transporte de tráfico TCP/IP, la tendencia actual es hacia el uso cada vez mayor del protocolo PPP, ya que, aunque su nombre pueda despistarnos, también es apto para líneas telefónicas conmutadas, las normales en nuestra casa u oficina, siempre que nuestro proveedor de Internet disponga de un servidor PPP para atender nuestra llamada.
El protocolo PPP posee
algunas características que lo hacen más interesante:
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INFOGRAFIA
http://www.uca.edu.sv/investigacion/tutoriales/tcp-ip.html Trabajo de investigación. Los protocolos están presentes en todas las etapas necesarias para establecer una comunicación entre equipos de cómputo, desde aquellas de más bajo nivel.
www.nodo50.org/manuales/internet/protocolos.htm
Este sitio contiene diferentes Manuales de
Protocolos Nivel de transporte
http://personales.igu.net.mx/luisenriquecr/ Sitio elaborado por la Universidad de Guadalajara donde obtendrás conocimientos de diseño e implementación de los protocolos TCP/IP para instalar, configurar y desarrollar aplicaciones en redes de computadoras.
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