Universidad politecnica de chiapas.

Ingenieria Mecatrónica.

Redes Industriales.

Investigación: Capas y protocolos del modelo OSI.

MIDS. Yolanda Pérez Pimentel.

Alumno:

Alexander Gómez Pérez

8vo. “c”

CAPAS DEL MODELO OSI

Modelo OSI

A finales de la decada de 1970 la ISO propuso que las redes de computadoras fueran organizadas en siete capas, en lo que se vino a denominar modelo OSI (Open Systems Interconection). El modelo OSI tomó forma cuando los protocolos que se convertirian en protocolos de internet esaban en su infancia y eran simplemente uno de los muchos conjuntos de protocolos diferentes que estaban en desarrollo.

El modelo básico de referencia OSI, o simplemente modelo OSI, afronta el problema de las comunicaciones de datos y las redes informaticas dividiendolo en niveles.

El modelo OSI pretendia ser un modelo basico de referencia, un marco para el desarrollo de estandares que permitieran la interoperbilidad completa.

Las siete capas del modelo de referencia OSI, (mostrado en la figura 1), son las siguientes:

Capa de aplicación. Capa de presentaciòn. Capa de sesiòn. Capa de transporte. Capa de red. Capa de enlace de datos. Capa fìsica.

Figura 1: Capas del modelo OSI (torre OSI, o modelo básico de referencia OSI).

Capas del modelo OSI

a. Capa de aplicación.

La capa de aplicación es donde residen las aplicaciones de red y sus protocolos. La capa de aplicación de Internet incluye muchos protocolos, tales como el protocolo HTTP (que permite la solicitud y transferencia de documentos web), SMTP (que permite la transferencia de mensajes de correo electrónico) y FTP (que permite la transferencia de archivos entre dossistemas terminales). Determinadas funciones de red, como la traducción de los nombres legibles que utilizamos las personas para los sistemas terminales de Internet (por ejemplo, www.UPChiapas.edu.mx) en direcciones de red de 32 bits se realiza también con la ayuda de un protocolo específico de la capa de aplicación, en concreto, el Sistema de nombres de dominio (DNS, Domain Name System).Un protocolo de la capa de aplicación está distribuido a lo largo de varios sistemas terminales, estando la aplicación en un sistema terminal que utiliza el protocolo para intercambiar paquetes de información con la aplicación de otro sistema terminal. A este paquete de información de la capa de aplicación lo denominaremos mensaje.

b. Capa de presentaciòn.

La función de la capa de presentación es la de proporcionar servicios que permitan a las aplicaciones que se comunican interpretar el significado de los datos intercambiados. Estos servicios incluyen la compresión y el cifrado de los datos, así como la descripción de los datos.El nivel de presentación se encarga de conseguir que las diferentes plataformas (sistemas operativos, procesadores, etc.) se puedan entender al conectarse por medio de una misma red. Dicho de otra manera, soluciona el problema de la hetereogeneidad definiendo una manera universal de codificar la información.

c. Capa de sesiòn.

La capa de sesión permite delimitar y sincronizar el intercambio de datos, incluyendo los medios para crear un punto de restauración y un esquema de recuperación.en teoría, el encargado de gestionar las conexiones de larga duración, la recuperación de caídas de red de manera transparente y los protocolos de sincronía entre aplicaciones.

d. Capa de transporte.

La capa de transporte de Internet transporta los mensajes de la capa de aplicación entre los puntos terminales de la aplicación. En Internet, existen dos protocolos de transporte, TCP y UDP, pudiendo cada uno de ellos transportar los mensajes de la capa de aplicación. TCP ofrece a sus aplicaciones un servicio orientado a la conexión. Este servicio proporciona un suministro garantizado de los mensajes de la capa de aplicación al destino y un mecanismo de control del flujo (es decir, adaptación de las velocidades del emisor y el receptor). TCP también divide los mensajes largos en segmentos más cortos y proporciona un mecanismo de control de congestión, de manera que un emisor regula su velocidad de transmisión cuando la red está congestionada. El protocolo UDP proporciona a sus aplicaciones un servicio sin conexión. Es un servicio básico que no ofrece ninguna fiabilidad, ni control de flujo, ni control de congestión.

e. Capa de red.

La capa de red de Internet es responsable de trasladar los paquetes de la capa de red, conocidos como datagramas, de un host a otro. El protocolo de la capa de transporte (TCP o UDP) de Internet de un host de origen pasa un segmento de la capa de transporte y una dirección de destino a la capa de red, al igual que damos al servicio de correo postal una carta con una dirección de destino. Luego, la capa de red proporciona el servicio de suministrar el segmento a la capa de transporte del host de destino.

La capa de red de Internet incluye el conocido protocolo IP, que define los campos del datagrama, así como la forma en que actúan los sistemas terminales y los routers sobre estos campos. Existe un único protocolo IP y todos los componentes de Internet que tienen una capa de red deben ejecutar el protocolo IP. La capa de red de Internet también contiene los protocolos de enrutamiento que determinan las rutas que los datagramas siguen entre los orígenes y los destinos. Internet es una red de redes y, dentro de una red, el administrador de la red puede ejecutar cualquier protocolo de enrutamiento que desee.

f. Capa de enlace

La capa de red de Internet encamina un datagrama a través de una serie de routers entre el origen y el destino. Para trasladar un paquete de un nodo (host o router) al siguiente nodo de la ruta, la capa de red confía en los servicios de la capa de enlace. En concreto, en cada nodo, la capa de red pasa el datagrama a la capa de enlace, que entrega el datagrama al siguiente nodo existente a lo largo de la ruta. En el siguiente nodo, la capa de enlace pasa el datagrama a la capa de red. Los servicios proporcionados por la capa de enlace dependen del protocolo de la capa de enlace concreto que se emplee en el enlace. Por ejemplo, algunos protocolos de la capa de enlace proporcionan una entrega fiable desde el nodo transmisor, a través del enlace y hasta el nodo receptor. Observe que este servicio de entrega fiable es diferente del servicio de entrega fiable de TCP, que lleva a cabo una entrega fiable desde un sistema terminal a otro. Entre los ejemplos de protocolos de la capa de enlace se incluyen Ethernet, WiFi y el Protocolo punto a punto (PPP, Point-to-Point Protocol). Puesto que normalmente los datagramas necesitan atravesar varios enlaces para viajar desde el origen hasta el destino, un datagrama puede ser manipulado por distintos protocolos de la capa de enlace en los distintos enlaces disponibles a lo largo de la ruta. Por ejemplo, un datagrama puede ser manipulado por Ethernet en un enlace y por PPP en el siguiente enlace. La capa de red recibirá un servicio diferente por parte de cada uno de los distintos protocolos de la capa de enlace.

g. Capa fìsica.

Mientras que el trabajo de la capa de enlace es mover las tramas completas de un elemento de la red hasta el elemento de red adyacente, el trabajo de la capa física es el de mover los bits individuales dentro de la trama de un nodo al siguiente. Los protocolos de esta capa son de nuevo dependientes del enlace y, por tanto, dependen del medio de transmisión del enlace (por ejemplo, cable de cobre de par trenzado o fibra óptica monomodo). Por ejemplo, Ethernet dispone de muchos protocolos de la capa física: uno para cable de cobre de par trenzado, otro para cable coaxial, otro para fibra, etc.

CAPA DEL MODELO OSI DESCRIPCIÒN

Aplicación.La capa de aplicación es donde residen las aplicaciones de red y sus protocolos.

Presentacion.

Proporciona servicios que permitan a las aplicaciones que se comunican interpretar el significado de los datos intercambiados.

Sesiòn.Sesión permite delimitar y sincronizar el intercambio de datos.

Transporte.Transporta los mensajes de la capa de aplicación entre los puntos terminales de la aplicación.

Red.

Es responsable de trasladar los paquetes de la capa de red, conocidos como datagramas, de un host a otro.

Enlace.Encamina un datagrama a través de una serie de routers entre el origen y el destino.

Fìsica .

Mueve los bits individuales dentro de la trama de un nodo al siguiente.dependen del medio de transmisión del enlace como pueden ser: cable de cobre de par trenzado o fibra óptica.

Resumen.

Protocolos del modelo OSI.

Protocolo FTP

El protocolo FTP define la manera en que los datos deben ser transferidos a través de una red TCP/IP.El objetivo del protocolo FTP es:

permitir que equipos remotos puedan compartir archivos

permitir la independencia entre los sistemas de archivo del equipo del cliente y del equipo del servidor

permitir una transferencia de datos eficaz.

El protocolo FTP está incluido dentro del modelo cliente-servidor, es decir, un equipo envía órdenes (el cliente) y el otro espera solicitudes para llevar a cabo acciones (el servidor).

Durante una conexión FTP, se encuentran abiertos dos canales de transmisión:

Un canal de comandos (canal de control)

Un canal de datos

DTP (Proceso de transferencia de datos) es el proceso encargado de establecer la conexión y de administrar el canal de datos. El DTP del lado del servidor se denomina SERVIDOR DE DTP y el DTP del lado del cliente se denomina USUARIO DE DTP.PI (Intérprete de protocolo) interpreta el protocolo y permite que el DTP pueda ser controlado mediante los comandos recibidos a través del canal de control. 

Protocolo SMTP

El protocolo SMTP (Protocolo simple de transferencia de correo) es el protocoloestándar que permite la transferencia de correo de un servidor a otro mediante una conexión punto a punto. 

Éste es un protocolo que funciona en línea, encapsulado en una trama TCP/IP. El correo se envía directamente al servidor de correo del destinatario. El protocolo SMTP funciona con comandos de textos enviados al servidor SMTP (alpuerto 25 de manera predeterminada). A cada comando enviado por el cliente (validado por la cadena de caracteres ASCII CR/LF, que equivale a presionar la tecla Enter) le sigue una respuesta del servidor SMTP compuesta por un número y un mensaje descriptivo. 

Protocolo TCP

TCP (que significa Protocolo de Control de Transmisión) es uno de los principales protocolos de la capa de transporte del modelo TCP/IP. En el nivel de aplicación, posibilita la administración de datos que vienen del nivel más bajo del modelo, o van hacia él, (es decir, el protocolo IP). Cuando se proporcionan los datos al protocolo IP, los agrupa en datagramas IP, fijando el campo del protocolo en 6 (para que sepa con anticipación que el protocolo es TCP). TCP es un protocolo orientado a conexión, es decir, que permite que dos máquinas que están comunicadas controlen el estado de la transmisión. Las principales características del protocolo TCP son las siguientes:

TCP permite colocar los datagramas nuevamente en orden cuando vienen del protocolo IP.

TCP permite que el monitoreo del flujo de los datos y así evita la saturación de la red.

TCP permite que los datos se formen en segmentos de longitud variada para "entregarlos" al protocolo IP.

TCP permite multiplexar los datos, es decir, que la información que viene de diferentes fuentes (por ejemplo, aplicaciones) en la misma línea pueda circular simultáneamente.

Por último, TCP permite comenzar y finalizar la comunicación amablemente.

Protocolo UDP

El grupo de protocolos de Internet también maneja un protocolo de transporte sin conexiones, el UDP (User Data Protocol, protocolo de datos de usuario). El UDP ofrece a las aplicaciones un mecanismo para enviar datagramas IP en bruto encapsulados sin tener que establecer una conexión.

Muchas aplicaciones cliente-servidor que tienen una solicitud y una respuesta usan el UDP en lugar de tomarse la molestia de establecer y luego liberar una conexión. El UDP se describe en el RFC 768. Un segmento UDP consiste en una cabecera de 8 bytes seguida de los datos. La cabecera se muestra a continuación. Los dos puertos sirven para lo mismo que en el TCP: para identificar los puntos terminales de las máquinas origen y destino. El campo delongitud UDP incluye la cabecera de 8 bytes y los datos. La suma de comprobación UDP incluye la misma pseudocabecera de formato, la cabecera UDP, y los datos, rellenados con una cantidad par de bytes de ser necesario.

Protocolo de internet (IP)

El protocolo de IP (Internet Protocol) es la base fundamental de la Internet. Porta datagramas de la fuente al destino. El nivel de transporte parte el flujo de datos en datagramas. Durante su transmisión se puede partir un datagrama en

fragmentos que se montan de nuevo en el destino. Las principales características de este protocolo son:

Protocolo orientado a no conexión. Fragmenta paquetes si es necesario. Direccionamiento mediante direcciones lógicas IP de 32 bits. Si un paquete no es recibido, este permanecerá en la red durante un

tiempo finito. Realiza el "mejor esfuerzo" para la distribución de paquetes. Tamaño máximo del paquete de 65635 bytes. Sólo ser realiza verificación por suma al encabezado del paquete, no a

los datos éste que contiene.

El Protocolo Internet proporciona un servicio de distribución de paquetes de información orientado a no conexión de manera no fiable. La orientación a no conexión significa que los paquetes de información, que será emitido a la red, son tratados independientemente, pudiendo viajar por diferentes trayectorias para llegar a su destino. El término no fiable significa más que nada que no se garantiza la recepción del paquete.

La unidad de información intercambiada por IP es denominada datagrama. Tomando como analogía los marcos intercambiados por una red física los datagramas contienen un encabezado y una área de datos. IP no especifica el contenido del área de datos, ésta será utilizada arbitrariamente por el protocolo de transporte.

Protocolo ARP

El protocolo ARP es un protocolo estándar específico de las redes. Su status es electivo.

El protocolo de resolución de direcciones es responsable de convertir las dirección de protocolo de alto nivel(direcciones IP) a direcciones de red físicas. Primero, consideremos algunas cuestiones generales acerca de Ethernet. 

ARP se emplea en redes IEEE 802 además de en las viejas redes DIX Ethernet para mapear direcciones IP a dirección hardware. Para hacer esto, ha de estar estrechamente relacionado con el manejador de dispositivo de red. De hecho, las especificaciones de ARP en RFC 826 sólo describen su funcionalidad, no su implementación, que depende en gran medida del manejador de dispositivo para el tipo de red correspondiente, que suele estar codificado en el microcódigo del adaptador.

Si una aplicación desea enviar datos a una determinado dirección IP de destino, el mecanismo de encaminamiento IP determina primero la dirección IP del siguiente salto del paquete (que puede ser el propio host de destino o un "router") y el dispositivo hardware al que se debería enviar. Si se trata de una red 802.3/4/5, deberá consultarse el módulo ARP para mapear el par <tipo de protocolo, dirección de destino> a una dirección física.

El módulo ARP intenta hallar la dirección en su caché. Si encuentra el par buscado, devuelve la correspondiente dirección física de 48 bits al llamador(el manejador de dispositivo). Si no lo encuentra, descarta el paquete (se asume que al ser un protocolo de alto nivel volverá a transmitirlo) y genera un broadcast de red para una solicitud ARP.

Bibliografia.

REDES DE COMPUTADORAS. Un enfoque descendente.James F. Kurose. Quinta edicion.Editorial Pearson.

REDES DE COMPUTADORAS.Andrew S. Tanenbaum.Cuarta edicion.Editorial Pearson.