1. Introducción
La Internet es una red de redes, miles de redes basadas en tecnologías heterogéneas se enlazan en la Internet ofreciendo un conjunto homogéneo de servicios. Mas aún en la Internet se encuentran ordenadores muy diversos con sistemas operativos diferentes, desde ordenadores de sobremesa PC o Macintosh hasta grandes sistemas IBM o Digital. Los protocolos de la familia TCP/IP son los que hacen posible que todos estos sistemas compartan información entre sí.Generalidades
- Es una familia de protocolos que abarca los 7 niveles OSI
- El protocolo TCP/IP es el mas utilizado en la INTERNET
- También se utiliza en redes no-INTERNET
- Adoptado por la red ARPANET del dpto. defensa USA a ppos. de los 70
- Incluido en la versión 4.2 del UNIX de BERKELEY en los primeros años 80
- Protocolo militar estandard en USA en 1983
- Independencia del fabricante
- Soporta múltiples tecnologías
- Puede funcionar en máquinas de todo tamaño (multiplataforma)
- Estándar en EE.UU. desde 1983
- Su destino está ligado a la INTERNET
2. Las redes locales
Las redes locales son comunes en las empresas y las organizaciones. Las redes locales permiten compartir recursos como impresoras, modem o disco de almacenamiento entre los ordenadores conectados a al red. Existen distintas tecnologías de red de área local encontrandose entre las mas extendidas la Ethernet, token Ring, SNA, DECNET.
La
tecnología de red local es el primer eslabón en la cadena de procesos que
producen el intercambio de información entre sistemas.
3. Protocolo Internet (IP)
El protocolo IP es el elemento que permite integrar distintas redes entre si. El protocolo IP enlaza las diferentes piezas (distintas redes: FDDI, RDSI, X.25, lineas dedicadas, token ring, ethernet, lineas telefónicas,...) de la Internet.
Cada máquina de la red Internet tiene una dirección IP única. Una dirección IP
es un número de 32 bits que normalmente se escribe como cuatro enteros entre 0
y 255 separados por puntos (192.112.36.5), la dirección IP permite el
encaminamiento de la información a través de la Internet.
En la terminología de comunicaciones el protocolo IP define una red de conmutación de paquetes. La información se fragmenta en pequeños trozos o paquetes (alrededor de 1500 caracteres) que se envían independientemente por la red. Cada paquete es enviado con la dirección del ordenador donde ha de ser entregado y, de forma similar a como funciona un sistema postal, cada paquete viaja independientemente de los demás por la red hasta alcanzar su destino.
Figura: Sobres IP
Dentro de una red local, el encaminamiento de la información es simple. En Ethernet por ejemplo todos los ordenadores 'escuchan' la red para detectar los paquetes que se le dirigen a ellos. En la Internet este procedimiento es inviable.
Los routers (antes llamados gateways) son los elementos encargados del encaminamiento de los mensajes IP. Los routers conocen las máquinas conectadas a la red y toman la decisión de como encaminar los paquetes de datos a través de unos enlaces u otros.
Cada router sólo necesita saber que conexiones están disponibles y cual es el mejor "próximo salto" para conseguir que un paquete este mas cerca de su destino (El paquete va "saltando" de router a router hasta llegar a su destino).
Las máquinas de la Internet, fuera del entorno de la red local, utilizan un
router para encaminar los paquetes. La dirección IP de esta máquina es la
única información que deben conocer, del resto se encargan los routers.
4. Protocolo resolución de direcciones (ARP)
El encaminamiento en el entorno de la red local utiliza el protocolo ARP que relaciona el nivel de red IP con los niveles inferiores. El protocolo ARP se usa para traducir las direcciones IP (lógicas) en direcciones de la red local.El funcionamiento del protocolo ARP es muy simple. Una máquina desea enviar un mensaje a otra conectada con ella a través de una red Ethernet. Cada máquina en la red Ethernet tiene una dirección única que se utiliza para dirigirle mensajes. Esta dirección no es conocida en principio por la máquina que origina el mensaje y que solo conoce la dirección IP de destino.
El originador de la llamada genera un mensaje de petición ARP que contiene la dirección lógica de la maquina destino. El mensaje se envía a todas las máquinas de la red utilizando una dirección de 'broadcast'.
Todas las máquinas reciben el mensaje. Solo aquella que reconozca la dirección IP como propia generará una respuesta.- La respuesta ARP contiene la dirección física y lógica del destinatario. La respuesta se enviará directamente al originador de la consulta ARP, que con esta información puede dirigir inmediatamente sus mensajes.
Las implementaciones del procolo ARP incorporan Buffers con las tablas de correspondencia entre direcciones IP y direcciones físicas de la red, de forma que se reduce el número de consultas que se deben realizar.
5. Clases direcciones Internet (IP)
Direccionamiento Internet (IP)
- Cada máquina en la Internet tiene una dirección única
- Esta dirección de 32 bits esta dividida en dos partes:
- - bits de Red
- - bits de Host
- Estas direcciones son asignadas por un organismo central (NIC, Network Information Center, [email protected])
Dirección
Las direcciones de clase A corresponden a redes que pueden direccionar hasta 16.777.214 máquinas cada una. Las direcciones de red de clase A tienen el primer bit a 0.0 Red (7 bits) Máquina (24 bits)Solo existen 124 direcciones de red de clase A.
Ejemplo:
0 Red Máquina 0 0001010 00001111 00010000 00001011 10 15 16 1110.15.16.11 (Notación decimal)
- Rangos:
Dirección clase B
Las direcciones de red de clase B permiten direccionar 65.534 máquinas cada una. Los primeros bits de una dirección de red de clase B son 0-1.01 Red (14 bits) Máquina (16 bits)Existen 16.382 direcciones de red de clase B.
Ejemplo:
01 Red Máquina 01 000001 00001010 00000010 00000011 129 10 2 3129.10.2.3 (Notación decimal)
Rangos:
128.001.xxx.xxx - 191.254.xxx.xxx
Dirección clase C
Las direcciones de clase C permiten direccionar 254 máquinas. Las direcciones de clase C empiezan con los bits 110110 Red (21 bits) Máquina (8 bits)Existen 2.097.152 direcciones de red de clase C.
Ejemplo:
110 Red Máquina 110 01010 00001111 00010111 00001011 202 15 23 11202.15.23.11 (Notación decimal)
Rangos:
192.000.001.xxx - 223.255.254..xxx
Dirección clase D
Las direcciones de clase D son un grupo especial que se utiliza para dirigirse a grupos de máquinas. Estas direcciones son muy poco utilizadas. Los primeros bits de una dirección de clase D son 1-1-1-0.1110 Dirección múltipleRangos:
224.000.000.000 hasta 239.255.255.254
clase rango nº redes nº máquinas/red
A 001.xxx.xxx. 126 ((256 x 256 x 256) - 2)
xxx - =16.777.214
126.xxx.xxx.
xxx
B 128.001.xxx. ((((191-128)+1) x 256) ((256 x 256) -2) = 65534
xxx - -2)=16.382
191.254.xxx.
xxx
C 192.000.001. ((((223-192)+1) x 256) x (256 -2 ) = 254
xxx - 256)-2)=2.097.152
223.255.254.
xxx
Direcciones de red reservadas:
Existen una serie de direcciones IP con significados especiales. Están son:000.xxx.xxx.xxx (1)
127.xxx.xxx.xxx (reservada como la propia máquina)
128.000.xxx.xxx (1)
191.255.xxx.xxx (2)
192.000.000.xxx (1)
223.255.255.xxx (2)
Direcciones de máquinas reservadas:
xxx.000.000.000 (1)
xxx.255.255.255 (2)
xxx.xxx.000.000 (1)
xxx.xxx.255.255 (2)
xxx.xxx.xxx.000 (1)
xxx.xxx.xxx.255 (2)
(1) se utilizan para identificar a la red propia
(2) se usa para enmascarar
6. DNS y direcciones IP
Cada máquina en la red Internet tiene asignado una "dirección IP"como ya hemos visto. Sin embargo las direcciones IP son difíciles de recordar y existe un mecanismo de direcciones simbólicas que asignan un nombre a cada máquinas. Los nombres son mas fáciles de usar y recordar que los números.Las direcciones simbólicas están formadas por nombres separados por puntos. Los nombres representan el nombre de la máquina, así como el nombre de los distintos dominios, cada vez de nivel mayor, en los que esta incluida la máquina.
dedalo.goya.eunet.es
uno.infase.es
Ya que se van a usar ambos tipos de direcciones para designar a una máquina se hace necesario que haya un mecanismo para pasar de uno al otro lado y viceversa: DNS(Domain Name System o servicio de nombres Internet) es el encargado de realizar esta transformación.
El DNS consiste, básicamente, en una base de datos distribuida de forma jerárquica por toda la Internet que es consultada por el usuario para llevar a cabo la traducción entre los nombres y las direcciones numéricas.
7. Protocolo de control de la transmisión (TCP)
En su transito por distintas redes y equipos encaminadores puede ocurrir que haya paquetes IP que se pierdan, lleguen duplicados o con errores en la información que contienen. El protocolo TCP se encarga de subsanar estas posibles deficiencias para conseguir un servicio de transporte de información fiable.TCP fragmenta la información a transmitir, de la misma forma que lo hace el protocolo IP. TCP numera cada uno de estos paquetes (!!! como se llama?) de manera que el receptor de la información pueda ordenarlos al recibirlos. Para pasar esta información a través de la red, TCP utiliza un sobre identificado con el número de secuencia de cada paquete. Los paquetes TCP se envían a su destino, independientemente unos de otros, utilizando el protocolo IP.
Figura: Encapsulación paquete TCP
En la parte receptora, el TCP recoge el paquete, extrae los datos, y los pone en el orden correcto. Si algunos sobres desaparecen, el receptor le pide al transmisor que retransmita los paquetes de nuevo. Cuando toda la información recogida esta en su orden, se pasan los datos a la capa de aplicaciones.
Esto es una visión ideal del TCP. En la práctica los paquetes no solamente se pueden perder, sino que pueden sufrir cambios en su transito por la red. TCP resuelve este problema colocando en el paquete que se envía lo que se denomina el "checksum". Cuando el paquete llega a su destino, el receptor TCP calcula que checksum debe ser y lo compara con el que se ha enviado. Si no son los mismos el TCP receptor entiende que ha habido un error en la transmisión y le pide al transmisor que reenvíe.
De esta forma el TCP ofrece un servicio fiable de transmisión de información. Todas las aplicaciones de la Internet utilizan los servicios de transporte TCP para el intercambio de información, de forma que pueden ignorar los problemas de envío de información a través de la red, o al menos muchos de ellos.
8. Protocolo UDP
Establecer una conexión TCP requiere gran cantidad de información en las cabeceras de los paquetes y en consecuencia retrasos en la transmisión; si se quiere enviar un paquete y no se requiere una particular precaución en el reparto del mismo entonces se pude usar otro protocolo que sea mas simple que el TCP (ver fig: encapsulación del paquete TCP), este es el caso del "protocolo de datagramas del usuario (UDP)que se utiliza en vez del TCP en algunas aplicaciones.UDP es mas simple que el TCP porque no se preocupa de mensajes que se pierdan, mantener el orden en los paquetes que se envían, etc... UDP se usa para programas que sólo envían mensajes cortos, y pueden reenviar el mensaje si una respuesta no se produce en período corto de tiempo. El UDP también se utiliza en el entorno de la red local donde la tasa de errores de transmisión es muy pequeña, y no es necesario el sofisticado control de errores del protocolo TCP.
