2)arquitectura tcp ip

INTRODUCCIN A TCP/IP

11

INTRODUCCIN A TCP/IP (1)INTRODUCCIN A TCP/IP (1) TCP/IP es una abreviatura de Protocolo de

Control de Transmisin/Protocolo InternetControl de Transmisin/Protocolo Internet. El conjunto de protocolos TCP/IP, fue

d ll d t d l i ti idesarrollado como parte de la investigacin,realizada por la Agencia de Proyectos deI ti i A d d D f (DARPA)Investigacin Avanzada de Defensa (DARPA)de USA, para la red ARPANET.

En un principio enlazaba a organismosmilitares de los EEUU y algunas

i id duniversidades Posteriormente TCP/IP fue incluida con el

Berkeley Software Distribution (BSD) of UNIX. 22

INTRODUCCIN A TCP/IP (2) EXIT En cada una de las 4 capas del modelo de

referencia TCP/IP se incluyen un jerarqua dereferencia TCP/IP se incluyen un jerarqua deprotocolos, lo que da lugar a la ArquitecturaTCP/IPTCP/IP.

Los protocolos TCP/IP pueden ser utilizadosi t d l ipara comunicar a travs de cualquier

conjunto de redes interconectadas. Sonf t t d d t tperfectamente adecuados tanto para

comunicaciones LAN como WAN. La red Internet utiliza TCP/IP.

33

INTRODUCCIN A TCP/IP (3)INTRODUCCIN A TCP/IP (3) Todas las especificaciones son publicadasTodas las especificaciones son publicadas

como un conjunto de Request ForComments (RFC)Comments (RFC).

No est asociado a un sistema operativo nid d ti lvendedor en particular.

Permite una sencilla conectividad entresistemas heterogneos con un conjunto deaplicaciones comunes.ap cac o es co u es

El modelo y arquitectura TCP/IP se defineen 4 capasen 4 capas.

44

QU ES UN RFC?Q

RFC = Request for CommentsRFC Request for Comments Pero no deje que el nombre le engae...

Documento que define alguna aplicacin o Documento que define alguna aplicacin o protocolo del conjunto TCP/IP.

E l t d Es el estndar. Define la totalidad de las funciones a

i l t l t l dimplantar o los usos contemplados. Se espera que cualquier implantacin del

t l i l t d l f iprotocolo incluya todas las funcionesdefinidas en el RFC.

55

INTRODUCCIN A TCP/IP (4) EXIT

66

INTRODUCCIN A TCP/IP (4)INTRODUCCIN A TCP/IP (4)Modelo de Niveles Conceptuales

Aplicacin7

Referencia OSI TCP/IP

Presentacin

Sesin

6

5

Aplicacin 4

Sesin

Transporte

5

4 Transporte 3

Red

Enlace

3

2

Internet 2

Ethernet, 802.3,

Fsico1

Interfaz de Red

802.5, FDDI, etc..

ARQUITECTURAARQUITECTURA TCP/IPTCP/IP

88

INTERCONECTIVIDAD DE REDES (1)INTERCONECTIVIDAD DE REDES (1)INTERCONECTIVIDAD DE REDES (1)INTERCONECTIVIDAD DE REDES (1)

L t l TCP/IP d t l t Los protocolos TCP/IP son usados actualmenteen la evolucin de la red ARPANET, denominadaINTERNETINTERNET.

Internet est formada por una coleccin dedistintas redes fsicas interconectadas entre sdistintas redes fsicas interconectadas entre s.

Ante el usuario Internet aparenta ser una nicagran red virtual la cual se la visualiza formadagran red virtual, la cual se la visualiza formadapor varios hosts que ejecutan aplicaciones,conectados a una subred de comunicacionesconectados a una subred de comunicacionesque se encarga de intercambiar informacinentre ellos.

99


Red 1 Una Red VirtualRouter Red 2

Dos redes interconectadas por un ruteador igual Internet A

Router Router

Dos redes interconectadas por un ruteador igual Internet A

Red 1 Red 2 Red 3

Mltiples redes interconectadas por un ruteador tambin I t t

1010son una Internet


HostsHosts

Subred deComunicaciones

1111

INTERCONECTIVIDAD DE REDES (4)INTERCONECTIVIDAD DE REDES (4)INTERCONECTIVIDAD DE REDES (4)INTERCONECTIVIDAD DE REDES (4)HOST HOSTSubred de comunicaciones

(ruteadores)Aplicacin Aplicacin

(ruteadores)

Transporte

Internet Internet Internet

Transporte

InternetInternet

Interfaz dered

Internet

Interfaz dered

Internet

Interfaz dered

Internet

Interfaz deredred red red red

Red Fsica Red Fsica Red Fsica

Una red de computadores, como Internet, se la analiza enb d l t tifi d b t

Red Fsica Red Fsica

base a un modelo estratificado en capas, una sobre otra,donde cada capa ofrece servicios a capas superiores. 1212

CAPAS Y PROTOCOLOS EN CAPAS Y PROTOCOLOS EN TCP/IPTCP/IP

La mayora de las arquitecturas de red pueden versey q pcomo mltiples capas, donde cada capa esresponsable de diferentes funciones.

Cada capa se comunica con la correspondiente capaen otro sistema. Uno o ms protocolos son usadosen cada capa dando el nombre comn de stack deen cada capa, dando el nombre comn de stack deprotocolos para el total del conjunto de capas.

Cada capa tiene su propia funcin dentro de estaCada capa tiene su propia funcin dentro de estaestructura

Las capas superiores funcionalmente dependen dep p plas inferiores para formar un protocolo completo decomunicaciones.

1313

SERVICIOS EN EL MODELO DE SERVICIOS EN EL MODELO DE REFERENCIA TCP/IPREFERENCIA TCP/IP

El modelo de referencia El modelo de referenciaTCP/IP define tres tipos deservicios relacionados entreServicios de servicios relacionados entres. En el nivel inferior ofrece un

ser icio no confiable de

aplicacin

servicio no confiable deentrega de paquetes sinconexin y que permite que el

j t TCP/IP

Servicio de transporteextremo a extremo

conjunto TCP/IP seaadaptable a un nmeroimportante de topologas de

d

Servicio de entrega de datagramasno confiable

red. Sobre este nivel ofrece el

servicio de transporteservicio de transporteextremo a extremo, que es labase para los servicios deaplicacin.

1414

ENCAPSULAMIENTO DE DATOSENCAPSULAMIENTO DE DATOSENCAPSULAMIENTO DE DATOSENCAPSULAMIENTO DE DATOS Cada capa de la pila

Capa de aplicacinCada capa de la pilaTCP/IP adicionainformacin de

DATOS

informacin decontrol (un header)para asegurar la

Capa de transporte

DATOSHeaderpara asegurar laentrega correcta del d t

Capa Internet

DATOSHeader

los datos. Cuando se recibe, la Capa de Acceso de Red

DATOSHeaderHeader

informacin decontrol se retira.

Capa de Acceso de Red

Header DATOSHeaderHeader

1515

ENCAPSULAMIENTO DE DATOS ENCAPSULAMIENTO DE DATOS -- EJEMPLOEJEMPLO

PDUsPDUs en TCP/IPen TCP/IPPDUsPDUs en TCP/IPen TCP/IPFlujo de bytes de aplicacin

Cabecera Cabecera Cabecera D t li i iNA IP TCP/UDP Datos aplicacin usuario

segmento TCP/UDP

paquete IP

PDU de la capa host-red

1717

PROTOCOLOS DE LA PROTOCOLOS DE LA ARQUITECTURA TCP/IP (1)ARQUITECTURA TCP/IP (1)

El conjunto de protocolos TCP/IP se estructura encuatro capas:

A li i Aplicacin Transporte Internet Interfaz de red

nicamente los Hosts utilizan en su comunicacinlas cuatro capas del modelo TCP/IP.

Un ruteador requiere nicamente las dos capasinferiores.

1818

PROTOCOLOS DE PROTOCOLOS DE LA LA ARQUITECTURAARQUITECTURA TCP/IPTCP/IP (2)(2)ARQUITECTURA ARQUITECTURA TCP/IP TCP/IP (2)(2)

1919

PROTOCOLOS PROTOCOLOS DE DE DEDE LA LA ARQUITECTURA TCP/IP ARQUITECTURA TCP/IP (3)(3)

2020

CAPA APLICACIN (1)CAPA APLICACIN (1)CAPA APLICACIN (1)CAPA APLICACIN (1)

CAPA APLICACIN (2)CAPA APLICACIN (2)CAPA APLICACIN (2)CAPA APLICACIN (2)

CAPA APLICACIN (3)CAPA APLICACIN (3)CAPA APLICACIN (3) CAPA APLICACIN (3) Capa Aplicacin: Interacta con la capa

transporte, entregndole y recibiendo de sta losmensajes requeridos por la aplicacin. Algunasd l li i tili dde las aplicaciones ms utilizadas son: TELNET (Acceso remoto)

FTP (Transferencia de Archivos) FTP (Transferencia de Archivos) DNS (Nombres de dominio)

SMTP (Correo Electrnico) SMTP (Correo Electrnico) NNTP (Grupos de Noticias) HTTP (Transferencia de documentos de Hipertexto)HTTP (Transferencia de documentos de Hipertexto),

etc.

2323

CAPA APLICACIN (4)CAPA APLICACIN (4)CAPA APLICACIN (4) CAPA APLICACIN (4)

2424

CAPA TRANSPORTE (1)CAPA TRANSPORTE (1)CAPA TRANSPORTE (1)CAPA TRANSPORTE (1)

CAPA TRANSPORTE (2)CAPA TRANSPORTE (2)CAPA TRANSPORTE (2)CAPA TRANSPORTE (2)

CAPA TRANSPORTE (3)CAPA TRANSPORTE (3)( )( )

CAPA TRANSPORTE (4)CAPA TRANSPORTE (4)( )( ) Capa Transporte: establece la comunicacin

t t t dextremo a extremo entre procesos pares decapa aplicacin en hosts diferentes.

TCP (T i i C t l P t l) TCP (Transmission Control Protocol):Protocolo orientado a conexin que aseguraque los datos lleguen a su destino sin erroresque los datos lleguen a su destino sin erroresy en una secuencia correcta UDP (User Datagram Protocol): Protocolo no UDP (User Datagram Protocol): Protocolo no

orientado a conexin, no confiable, que envalos datos de un host a otro sin garantizar sulos datos de un host a otro sin garantizar sucorrecta recepcin.

2828

CAPA INTERNET(1)CAPA INTERNET(1)( )( )

CAPA INTERNET(2)CAPA INTERNET(2)CAPA INTERNET(2)CAPA INTERNET(2)

Internet Protocol (IP)Aplicacin

( )

Internet Control MessageProtocol (ICMP)

Transporte

Internet

tInternet Group ManagementProtocol (IGMP)Interfaz de

Red

El nivel de red OSI corresponde al nivel

Red

El nivel de red OSI corresponde al nivel Internet TCP/IP

CAPA INTERNET(3)CAPA INTERNET(3)CAPA INTERNET(3)CAPA INTERNET(3) Capa Internet o Red: responsable delp p

movimiento de los paquetesprocedentes de la capa transporte deprocedentes de la capa transporte deuna mquina a otra a travs de la red.

Se encarga de aislar a las capassuperiores de la tecnologa de redsupe o es de a ec o og a de edutilizada debajo de ellas.Para el usuario hace que Internet Para el usuario, hace que Internetaparezca como una red nica.

3131

CAPA INTERNET(4)CAPA INTERNET(4)CAPA INTERNET(4)CAPA INTERNET(4)

3232

CAPA INTERNET (5)CAPA INTERNET (5)CAPA INTERNET (5)CAPA INTERNET (5) En esta capa se define: IP (Internet Protocol): protocolo no orientado IP (Internet Protocol): protocolo no orientado

a conexin, no confiable. Su unidad detransferencia de datos es el Datagrama. Elgservicio de entrega de datagramas sinconexin, no confiable y con el mejoresfuerzo es la base del modelo TCP/IPesfuerzo es la base del modelo TCP/IP. ICMP (Internet Control Message Protocol):

usado por IP para intercambiar mensajes deusado por IP para intercambiar mensajes decontrol y error entre nodos. IGMP (Internet Group Management( p gProtocol): utilizado por Host para informar aun ruteador local que desea recibir paquetesmulticastmulticast.

3333

CAPA INTERFAZ A RED (1)CAPA INTERFAZ A RED (1)( )( ) Tambin se la denomina capa enlace o

capa Host redcapa Host red. Es la encargada de establecer la verdadera

interfaz con el hardware de red. El modelo TCP/IP no define ningng

protocolo especfico para esta capa, nicaractersticas del medio de transmisin,caractersticas del medio de transmisin,sobre el cual se implemente estaarquitectura.arquitectura.

nicamente indica que se utilice algnprotocolo especfico y medio deprotocolo especfico y medio detransmisin, tal que le permita enviardatagramas IP sobre l

3434

CAPA INTERFAZ A RED (2)CAPA INTERFAZ A RED (2)CAPA INTERFAZ A RED (2)CAPA INTERFAZ A RED (2) La libertad de eleccin del protocolo y medio

de transmisin tiene gran ventaja ya quede transmisin tiene gran ventaja, ya quepermite comunicarse entre s a todo tipo deequipos en forma transparente mediante elequipos en forma transparente mediante elempleo de redes (LAN, MAN, WAN) queutilizan distintas tecnologas (Ethernet Tokenutilizan distintas tecnologas (Ethernet, TokenRing, ATM, Frame Relay, FDDI, RedTelefnica, ISDN, X.25, etc.) utilizandoTelefnica, ISDN, X.25, etc.) utilizandodistintos medios de transmisin.

El Host utiliza una tarjeta de interfaz de red El Host utiliza una tarjeta de interfaz de reddentro del computador y su correspondientecontrolador dentro del sistema operativocontrolador dentro del sistema operativodependiendo del tipo de red fsica a la queest conectado.

3535

CAPA INTERFAZ A RED (3)CAPA INTERFAZ A RED (3)CAPA INTERFAZ A RED (3)CAPA INTERFAZ A RED (3) Se emplean dos protocolos de bajo nivel: ARP (Address Resolution Protocol): realiza la

conversin entre direcciones IP y direcciones fsicasen redes que soporten difusinen redes que soporten difusin. RARP (Reverse Address Resolution Protocol):

cumple la funcin inversa de ARP. Se utilizan otros protocolos tales como PPP

(Point to Point Protocol) o SLIP (Serial Line IP)en caso de que se utilicen enlaces serialescomo medios fsicos de transmisin.

La informacin completa de los protocolos delmodelo TCP/IP est publicada en los RFC.

3636

CAPA HOST CAPA HOST -- REDRED

3737

Medios de Transmisin (1)Medios de Transmisin (1) EXIT La seleccin del medio de transmisin est

determinado por algunos factores, entre ellos latopologa, capacidad, confiabilidad, naturaleza dedatos.Pueden emplearse cables fsicos o medios Pueden emplearse cables fsicos o mediosinalmbricos.

Medios de transmisin guiados Medios de transmisin guiados UTP STP Cable coaxial de banda base Cable coaxial de banda ancha

Fib ti Fibra ptica

3838

Medios de Transmisin (2)Medios de Transmisin (2) EXIT

UTP VentajasExiste una gran base instalada y su tecnologa es Existe una gran base instalada y su tecnologa esfamiliar

Es relativamente baratoEs relativamente barato La mayora de tecnologas LAN son capaces de

funcionar sobre l.funcionar sobre l. UTP desventajas

Una alta eficiencia demanda un estricto cumplimiento de Una alta eficiencia demanda un estricto cumplimiento delas normas de instalacin

Es ms sensible a EMI que otros mediosEs ms sensible a EMI que otros medios Redes LAN de alta velocidad que utilicen este medio

estn limitadas a pequea cobertura (tpico 100 m.)estn limitadas a pequea cobertura (tpico 100 m.)

3939


STP VentajasProporciona mejor rendimiento que UTP en Proporciona mejor rendimiento que UTP enambientes con altos niveles de ruido y de EMI.Mayor capacidad de transmisin que UTP Mayor capacidad de transmisin que UTP

STP desventajas Ms caro que el UTP No todas las redes LAN pueden funcionar sobre

este tipo de cable De mayor tamao y peso que el cable UTP. Requiere de una correcta instalacin a tierra.

4040


Cable coaxial VentajasEs menos susceptible a interferencia y radiacin que el Es menos susceptible a interferencia y radiacin que elcable UTP.

Alta capacidad de transmisinAlta capacidad de transmisin Cable coaxial Desventajas

E isten m chos tipos los c ales no f ncionan sobre la Existen muchos tipos, los cuales no funcionan sobre lamayora de redes LAN.Es ms caro que otros tipos de cables Es ms caro que otros tipos de cables

Dependiendo de su tamao y peso su instalacin es msdificultosadificultosa.

Requiere de una correcta instalacin a tierra.

4141


Fibra ptica: Puede ser monomodo o multimodo Ventajas Ventajas

Presenta menos prdidas que las seales elctricas atravs del cobre. Esto se traduce en una menoratenuacin y ms gran ancho de banda que el cobre,permitiendo mayores distancias y mayores velocidades.E l t i id d EMI l l Excelente inmunidad a EMI ya que las seales sonenviadas como luz y no como energa elctrica.

Desventajas Desventajas Debido a la conversin electro ptica, se requiere

incluir ms componentes electrnicos, lo que hace quec u s co po e tes e ect cos, o que ace quese considere una solucin ms costosa que la de cobre.

4242


Medios inalmbricos: Pueden ser enlacesinfrarrojos o de radioinfrarrojos o de radio

Ventajas Pueden ser usados en situaciones donde es difcil oPueden ser usados en situaciones donde es difcil o

imposible instalar cable. Proporciona acceso a redes LAN a usuarios que

requieren movilidad. Desventajas

Tpicamente estos sistemas no satisfacen demandas deperfomance en redes grandes o de alta ocupacin.La transmisin puede ocurrir solamente sobre distancias La transmisin puede ocurrir solamente sobre distanciaslimitadas y a velocidades menores.

4343

AdaptadoresAdaptadores en el en el InterfazInterfaz de Red de Red EXIT(1)(1)

Todo comp tador q e desea formar parte Todo computador que desea formar partede una red debe disponer de un interfaz,que le permita transferir datos a otrosdispositivos de la red.p

El interfaz de red ms comn es unatarjeta adaptadora conectada al bus detarjeta adaptadora conectada al bus deexpansin de la computadora y a un cablede red. Esta tarjeta se denomina tarjeta dered (NIC).( )

4444

AdaptadoresAdaptadores en el en el InterfazInterfaz de Red de Red (2)(2)

EXIT

(2)(2) La tarjeta de red ha sido normalmente unLa tarjeta de red ha sido normalmente un

dispositivo independiente que se puedeinsertar y extraer de la computadorainsertar y extraer de la computadora.

Actualmente los nuevos sistemas integranl t j t d d l i b dla tarjeta de red en el mainboard.

El adaptador de red junto con elcontrolador, implementan el protocolo dela capa enlace de datos utilizado por elp pcomputador, tal como Ethernet o TokenRing, as como parte del nivel fsico.g, p

4545

Funciones de la TarjetaFunciones de la Tarjeta de Red de Red EXITjj(1) (1)

Proporciona el vnculo entre elprotocolo de capa red (implementadop p ( pen el sistema operativo), y el medio detransmisintransmisin.

Al adquirir una NIC se debe considerar: Especificacin del Protocolo de capa

enlace Tipo de medio de transmisin que emplea Tipo de ranura de expansin (slot) Tipo de ranura de expansin (slot)

disponible en la computadora. 4646

Funciones de la Tarjeta de Red Funciones de la Tarjeta de Red ( )( )

EXIT

(2)(2) La NIC y su controlador ejecutan funciones bsicas

para que la computadora acceda a la redpara que la computadora acceda a la red. El proceso de transmitir datos consta de los

siguientes siete pasos:siguientes siete pasos: Transferencia de Datos: de la memoria de la PC

a la NIC Almacenamiento de Datos: buffers que permitan

procesar una trama entera a la vezConstruccin de la Trama: se encapsula el Construccin de la Trama: se encapsula elpaquete de capa 3 en la trama y viceversa.

Control de Acceso al Medio: para evitar quep qvarios sistemas transmitan al mismo tiempo. Noes necesario para el trfico entrante.

4747

Funciones de la Tarjeta de Red Funciones de la Tarjeta de Red (3)(3)

EXIT

(3) (3) Conversin Serie-Paralelo: La NIC toma los

bits del bus de la computadora losbits del bus de la computadora, losalmacena y los convierte en un flujo serialde bits para su transmisin En recepcin elde bits para su transmisin. En recepcin elproceso se invierte.

Codificacin / Decodificacin de Datos: laCodificacin / Decodificacin de Datos: lacodificacin de lnea se realiza en forma deimpulsos elctricos (cable de cobre) o

l d l (fib i )pulsos de luz (fibra ptica). Transmisin / Recepcin de Datos: la NIC

t l d t difi d d l l ltoma los datos codificados, da a la seal laamplitud apropiada y los transmite por elmediomedio.

4848

Funciones de la Tarjeta de Red Funciones de la Tarjeta de Red EXIT(4) (4)

La NIC proporciona la direccin MAC del La NIC proporciona la direccin MAC delnivel de enlace de datos, la cual permiteidentificar el sistema dentro de la redidentificar el sistema dentro de la red.

Cada tarjeta tiene su propia direccin MACque la identifica en la red no necesariamenteque la identifica en la red, no necesariamenteidentifica toda la computadora.IEEE i i d f b i d IEEE mantiene un registro de fabricantes detarjetas de red y les asigna un identificador

i ti i (OUI)organizativo nico (OUI).

4949

ESTRUCTURA DE LAS DIRECCIONES ESTRUCTURA DE LAS DIRECCIONES MACMACMACMAC

00 01 02 12 34 56

L 3 i b t i di l f b i t (1

00 01 02 12 34 563 COM Nmero de

Tarjeta Los 3 primeros bytes indican al fabricante (1

bloque)Porcin conocida como OUI (Organizationally Unique Porcin conocida como OUI (Organizationally UniqueIdentifier).

Se utiliza no slo para ETHERNET sino para variastecnologas LAN supervisadas por el IEEE.

Los siguientes 3 bytes identifican a cada tarjeta (224bl )por bloque).

Los OUI son administrados y asignados por el IEEE(R i t ti A th it IEEE St d d(Registration Authority, IEEE StandardsDepartment). 5050

2)arquitectura tcp ip

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