INTRODUCCIÓN
La capa de aplicación es la capa superior de los modelos OSI y TCP/IP y es aquella en donde se realiza la interacción con el usuario, por lo tanto, es considerada una de las capas más importante, ya que gracias a ella, podemos acceder a determinadas aplicaciones, como por ejemplo a aplicaciones en internet, lo cual es muy utilizado en nuestro medio. El Internet se ha convertido en una herramienta fundamental para la sociedad de hoy en día, ya que las innumerables aplicaciones a las que podemos acceder, nos facilitan sobre todo el poder enviar y recibir información a grandes distancias. Además esta capa ofrece la posibilidad de acceder a los servicios de las demás capas y define los protocolos que utilizan las aplicaciones, estos protocolos varían según el modelo que se utilice. Un protocolo es un método estándar que permite la comunicación entre procesos los cuales se ejecutan en diferentes equipos, es decir, un protocolo es un conjunto de reglas y procedimientos que deben respetarse para el envío y la recepción de datos a través de la red. A lo largo de este presente ensayo, se dará a conocer un poco más a fondo sobre el funcionamiento de la capa de aplicación, sus componentes, así como los diversos protocolos que se utilizan para realizar las diversas actividades a través de las aplicaciones.
DESARROLLO
Considerando dos arquitecturas entre las que se encuentran la de los modelos OSI y el TCP/IP, están conformados por diferentes números de capas, sin embargo ambos poseen capa de aplicación por lo que en sí realizan las mismas funciones. La capa de aplicación, contiene toda la lógica necesaria para llevar a cabo las aplicaciones de usuario. Es la capa a través de la cual viajan los paquetes de datos antes de alcanzar su destino final. Para cada tipo específico de aplicación, por ejemplo para la transferencia de un fichero, se necesita un módulo particular dentro de esta capa, que es el punto de entrada que utilizan los programas para acceder al modelo OSI y utilizar los recursos de red. Esta capa se encarga de verificar la disponibilidad de los recursos necesarios para iniciar una sesión, vincular la aplicación al servicio o protocolo correcto y sincronizar la transmisión de datos entre la aplicación y su protocolo. La capa de aplicación es aquella en donde ocurre toda la interacción del usuario con la computadora, y por ejemplo, cualquier browser funciona aún sin el stack de TCP/IP instalado, sin embargo, los distintos navegadores que existen entre ellos google chrome, mozilla firefox, internet explorer, opera no son parte de la capa de aplicación, sino que constituyen los programas que se comunican con dicha capa. La mayoría de los protocolos en la capa aplicación proporcionan servicios que utilizan los programas para acceder a la red, como Simple Mail Transfer Protocol (SMTP), usado por muchos programas de correo electrónico para enviar mensajes de correo. En algunos casos, como en el caso del File Transfer Protocol (FTP), el protocolo de la capa aplicación es un programa en sí mismo. Los protocolos de la capa aplicación frecuentemente incluyen las funciones de las capas sesión y presentación. Por lo tanto, una pila de protocolos típica, está compuesta de cuatro protocolos distintos que corren en la capa de aplicación, transporte, red y enlace de datos. Por ejemplo, al hacer la consulta de un documento local de html con el browser no hay comunicación hacia el exterior, sin embargo, al hacer la consulta de un documento remoto se hace uso del protocolo http; o podemos transferir archivos por medio de FTP o por medio de TFTP. Cada vez que se solicita una comunicación de ese tipo, el browser interactúa con la capa de aplicación que a su
vez sirve de interface entre las aplicaciones del usuario y el stack de protocolos que le va a proveer la comunicación con ayuda de las capas inferiores. La capa de aplicación soporta el componente de comunicación de una aplicación. Dentro de las funciones de la capa de aplicación se encuentran:
-
Identificar y establecer la disponibilidad de comunicación del destino deseado Determinar los recursos para que exista esa comunicación. Sincronizar las aplicaciones. Establecer acuerdos con respecto a los procedimientos para la recuperación de errores.
-
Controlar la integridad de los datos. Acceso de archivo remoto. Acceso de la impresora remota. Comunicación entre procesos. Administración de la red. Servicios de directorio. Electrónica de mensajería. Redes virtuales terminales.
La determinación de los recursos constituye una de las tareas que cumple esta capa más importante debido a que algunos de los programas requieren más que recursos del escritorio, como por ejemplo una aplicación de red donde varios componentes colaboran para un objetivo común como las transferencias de archivos y correo electrónico, procesos cliente-servidor. Es importante recordar que la Capa de Aplicación es la interface con los programas de aplicación, como lo es por ejemplo con el Microsoft Outlook. Las funciones asociadas con los protocolos de la capa de Aplicación, permiten a la red humana comunicarse con la red de datos subyacente. Cuando abrimos un explorador Web o una ventana de mensajería instantánea, se inicia una aplicación, y el programa se coloca en la memoria del dispositivo donde se ejecuta. Cada programa ejecutable cargado a un dispositivo se denomina proceso. Dentro de la capa de Aplicación, existen dos formas de procesos o programas de software que proporcionan acceso a la red: aplicaciones y servicios.
La mayoría de las aplicaciones que operan en un entorno de red se clasifican como aplicaciones cliente/servidor. Estas tienen dos componentes que les permiten operar: el lado del cliente y el lado del servidor. El lado del cliente se encuentra ubicado en el computador local y es el que solicita los servicios. El lado del servidor se encuentra ubicado en un computador remoto y brinda servicios en respuesta al pedido del cliente. Una aplicación cliente/servidor funciona mediante la repetición constante de la siguiente rutina cíclica: petición del cliente, respuesta del servidor; petición del cliente, respuesta del servidor; etc. Por ejemplo, un navegador de Web accede a una página Web solicitando un Localizador de recursos uniforme (URL), el servidor de Web responde a la petición. Posteriormente, tomando como base la información recibida del servidor de Web, el cliente puede solicitar más información del mismo servidor de Web o puede acceder a otra página Web desde un servidor de Web distinto. El Soporte indirecto de red, corresponde a una función cliente/servidor. Si un cliente desea guardar un archivo en un servidor de red, el redirector permite que la aplicación se transforme en un cliente de red. El redirector es un protocolo que funciona con los sistemas operativos de los computadores. El proceso del redirector es el siguiente: *El cliente solicita que el servidor de archivos de la red permita que los archivos de datos se puedan guardar. *El servidor responde guardando el archivo en el disco o rechaza la petición del cliente. *Si el cliente solicita que el servidor de impresión de la red permita que los archivos de datos se impriman en una impresora, procesa la petición imprimiendo el archivo o rechaza la petición. Una ventaja de usar un redirector de red para un cliente local es que las aplicaciones del cliente nunca tienen que reconocer a la red.
Las aplicaciones son los software que utilizan las personas para comunicarse a través de la red. Algunas aplicaciones de usuario final son compatibles con la red, lo cual significa que implementan los protocolos de la capa de aplicación y pueden comunicarse directamente con las capas inferiores del stack de protocolos. Los clientes de correo electrónico y los exploradores Web son ejemplos de este tipo de aplicaciones. Otros programas pueden necesitar la ayuda de los servicios de la capa de Aplicación para utilizar los recursos de la red, como transferencia de archivos o cola de impresión en red. Aunque son transparentes para el usuario, estos servicios son los programas que se comunican con la red y preparan los datos para la transferencia. Diferentes tipos de datos, ya sea texto, gráfico o vídeo, requieren de diversos servicios de red para asegurarse de que estén bien preparados para procesar las funciones de las capas inferiores del modelo OSI. Cada servicio de red o aplicación utiliza protocolos que definen los estándares y formatos de datos a utilizarse. Sin protocolos, la red de datos no tendría una manera común de formatear y direccionar los datos. Para comprender la función de los distintos servicios de red, es necesario familiarizarse con los protocolos subyacentes que rigen su operación. Como ya se mencionó, la capa de Aplicación utiliza los protocolos implementados dentro de las aplicaciones y servicios. Mientras que las aplicaciones proporcionan a las personas una forma de crear mensajes y los servicios de la capa de aplicación establecen una interfaz con la red, los protocolos proporcionan las reglas y los formatos que regulan el tratamiento de los datos. Un único programa ejecutable debe utilizar los tres componentes e inclusive el mismo nombre. Por ejemplo: cuando analizamos "Telnet" nos podemos referir a la aplicación, el servicio o el protocolo. En el modelo OSI, se considera que las aplicaciones que interactúan directamente con las personas se encuentran en la parte superior del stack, al igual que las personas. Al igual que todas las personas dentro del modelo OSI, la capa de Aplicación se basa en la funciones de las capas inferiores para completar el proceso de comunicación. Dentro de la capa de aplicación, los protocolos especifican qué mensajes se intercambian entre los host de origen y de destino, la sintaxis de los comandos de control, el tipo y formato de los datos que se transmiten y los métodos adecuados para notificación y recuperación de errores. Los protocolos de la capa de
aplicación son utilizados tanto por los dispositivos de origen como de destino durante una sesión de comunicación. Para lograr que las comunicaciones sean exitosas, deben coincidir los protocolos de capa de aplicación implementados en el host de origen y destino. Los protocolos establecen reglas consistentes para intercambiar datos entre las aplicaciones y los servicios cargados en los dispositivos participantes. Los protocolos especifican cómo se estructuran los datos dentro de los mensajes y los tipos de mensajes que se envían entre origen y destino. Estos mensajes pueden ser solicitudes de servicios, mensajes de datos, mensajes de estado o mensajes de error. Los protocolos también definen los diálogos de mensajes, asegurando que un mensaje enviado encuentre la respuesta esperada y se invoquen los servicios correspondientes cuando se realiza la transferencia de datos. Muchos y diversos tipos de aplicaciones se comunican a través de las redes de datos. Por lo tanto, los servicios de la capa de Aplicación deben implementar protocolos múltiples para proporcionar la variedad deseada de experiencias de comunicación. Cada protocolo tiene un fin específico y contiene las características requeridas para cumplir con dicho propósito. Deben seguirse los detalles del protocolo correspondiente a cada capa, así las funciones en una capa se comunican correctamente con los servicios en la capa inferior. Las aplicaciones y los servicios también pueden utilizar protocolos múltiples durante el curso de una comunicación simple. Un protocolo puede especificar cómo se establece la conexión de redes y otro describir el proceso para la transferencia de datos cuando el mensaje se pasa a la siguiente capa inferior. Una única aplicación puede emplear diferentes servicios de la capa de Aplicación, así lo que aparece para el usuario como una solicitud para una página Web puede, de hecho, ascender a docenas de solicitudes individuales. Y, para cada solicitud, pueden ejecutarse múltiples procesos. Por ejemplo, un cliente puede necesitar de diversos procesos individuales para formular sólo una solicitud al servidor. Además, los servidores generalmente tienen múltiples clientes que solicitan información al mismo tiempo. Por ejemplo, un servidor Telnet puede tener varios clientes que requieren conectarse a él. Estas solicitudes individuales del cliente pueden manejarse en forma simultánea y separada para que la red sea exitosa. Los servicios y procesos de capa de Aplicación dependen del soporte de
las funciones de la capa inferior para administrar en forma exitosa las múltiples conversaciones. Los protocolos de capa de aplicación se utilizan para intercambiar los datos entre los programas que se ejecutan en los hosts de origen y destino. Existen muchos protocolos de capa de aplicación y siempre se desarrollan protocolos nuevos. La capa de aplicación del modelo TCP/IP maneja protocolos de alto nivel, aspectos de representación, codificación y control de diálogo. El modelo TCP/IP combina todos los aspectos relacionados con las aplicaciones en una sola capa y asegura que estos datos estén correctamente empaquetados antes de que pasen a la capa siguiente. TCP/IP incluye no sólo las especificaciones de Internet y de la capa de transporte, tales como IP y TCP, sino también las especificaciones para aplicaciones comunes. TCP/IP tiene protocolos que soportan la transferencia de archivos, e-mail, y conexión remota, además de los siguientes: FTP (File Transfer Protocol -Protocolo de transferencia de archivos): es un servicio confiable orientado a conexión que utiliza TCP para transferir archivos entre sistemas
que
admiten
la
transferencia
FTP.
Permite
las
transferencias
bidireccionales de archivos binarios y archivos ASCII. TFTP (Trival File Transfer Protocol-Protocolo trivial de transferencia de archivos): es un servicio no orientado a conexión que utiliza el Protocolo de datagrama de usuario (UDP). Es útil en algunas LAN porque opera más rápidamente que FTP en un entorno estable. NFS (Sistema de archivos de red): es un conjunto de protocolos para un sistema de archivos distribuido, desarrollado por Sun Microsystems que permite acceso a los archivos de un dispositivo de almacenamiento remoto, por ejemplo, un disco rígido a través de una red. SMTP (Protocolo simple de transferencia de correo): administra la transmisión de correo electrónico a través de las redes informáticas. No admite la transmisión de datos que no sea en forma de texto simple. TELNET (Emulación de terminal): Telnet tiene la capacidad de acceder de forma remota a otro computador. Permite que el usuario se conecte a un host de Internet
y ejecute comandos. El cliente de Telnet recibe el nombre de host local. El servidor de Telnet recibe el nombre de host remoto.
SNMP (Protocolo simple de administración de red): es un protocolo que provee una manera de monitorear y controlar los dispositivos de red y de administrar las configuraciones, la recolección de estadísticas, el desempeño y la seguridad. DNS (Sistema de denominación de dominio): es un sistema que se utiliza en Internet para convertir los nombres de los dominios y de sus nodos de red publicados abiertamente en direcciones IP. Para que la capa de aplicación realice procesos que después serán presentados al usuario, ésta necesita de un Software el cual examinará las aplicaciones reconocidas por la red, como por ejemplo los clientes de correo electrónico. Además brinda ayuda para la transferencia de archivos o cola de impresión en red, que son servicios solicitados por otros programas. Para que la capa de Aplicación
sea interactiva esta consta de un modelo cliente-servidor, al
dispositivo que solicita información se le denomina cliente y al que responde a la solicitud
se le llama servidor.
Entre ellos ocurre trasferencia de
datos,
cuando dichos datos pasan del cliente al servidor se conoce como subida y en donde los datos se transfieren del servidor al cliente se le denomina descarga. Las redes entre pares es la conexión de dos o más computadoras por medio de una red donde comparten recursos para funcionar como un servidor o como un cliente simultáneamente al enviar o recibir información. Ahora se muestran algunos protocolos específicos. *DNS (Sistema de nombres de Dominio). Define un servicio que coincide con nombres de recursos que tienen la dirección de red numérica solicitada, utiliza un formato simple llamado mensaje, el cual se utiliza para todos los tipos de solicitudes que hagan los clientes y da respuestas del servidor. El DNS mantiene registros de recursos que enumeran nombres de dominios que el servidor puede resolver, así como procesar solicitudes para servidores alternativos. *WWW Y HTTP (World Wide Web, Hypertext Transfer Protocol). Los exploradores Web son las aplicaciones que se usan por medio de las computadoras para
conectarse con la WWW y así poder accesar a las diferentes páginas que estén disponibles; para que esto pueda ser posible se debe escribir una dirección o URL en un explorador de internet, el cual utiliza el protocolo HTTP, éste especifica una actividad de solicitud-respuesta, por ejemplo cuando el cliente envía en un explorador web un mensaje de solicitud al servidor, HTTP define los tipos de mensajes que el cliente utiliza para solicitar la página y envía los mensajes que el servidor utiliza para responder, los cuales son: GET (solicitud de datos del cliente), POST (incluye los datos en el mensaje enviado al servidor) y PUT (carga los recursos o contenido al servidor web). *SMTP/POP (Protocolo Simple de Transferencia de Correo, Protocolo de Oficina de Correos) para que una persona pueda escribir mensajes de correo electrónico, utiliza una aplicación denominada Agente de Usuario de Correo (MUA) esto permite enviar los mensajes y colocar los recibidos en el buzón del cliente. Para recibir los e-mails desde un servidor el cliente del correo puede utilizar un POP. Al enviar el e-mail desde un cliente se utiliza el protocolo SMTP. En síntesis un cliente de correo electrónico proporciona la funcionalidad de los 2 protocolos dentro de una aplicación. Dentro del servidor de e-mail se llevan a cabo 2 procesos: MTA (Agente de Transferencia de Correo) el cual se utiliza para enviar correos electrónico, MDA (Agente de Entrega de Correos) recibe el correo entrante y lo coloca en los buzones de los usuarios, resuelve temas de entrega final como análisis de virus y correo no deseado. *DHCP (Protocolo de configuración dinámica de host) éste servicio permite a los dispositivos de red obtener las direcciones IP, por medio de un servidor DHCP el cual elije una dirección de un rango denominado “pool” y se le asigna al host por
un periodo determinado. Estos ayudan al host, por si llegara a ocurrir una falla en la red en que apagara o se desconectara, la dirección IP regresa al pool para utilizarse de nuevo; esto es para aquellos usuarios inalámbricos que entran y salen de la red. El servidor DHCP ordena una única dirección a cada usuario, lo que permite a los administradores de red configurar sencillamente la trayectoria IP del cliente. * SBM (El Bloque de mensajes del servidor) es un protocolo solicitud-respuesta que comparte archivos, el cual se comporta como cliente-servidor. Este mismo describe el acceso al sistema y la manera en que los clientes hacen solicitud de archivos, esto es mediante los mensajes los cuales pueden:
-Iniciar, autenticar y terminar sesiones. - Controlar el paso a archivos e impresoras -Permitir a una aplicación enviar o recibir mensajes hacia o desde otro dispositivo. *PROTOCOLO GNUTELLA Y SERVICIOS P2P Con las aplicaciones P2P basadas en el protocolo Gnutella, los usuarios pueden colocar archivos en discos rígidos para que otras personas los puedan descargar, de igual forma estas aplicaciones permiten buscar recursos compartidos entre puntos. Cinco tipos de paquetes diferentes definen al protocolo Gnutella; ping se utiliza para descubrir un dispositivo, pong da respuesta a un ping, consulta ubica un archivo, query hit da respuesta a una consulta y push es una solicitud de descarga. *PROTOCOLO Y SERVICIOS TELNET Telnet proporciona una forma de utilizar una computadora, conectada a través de la red, para acceder a un dispositivo de red como si el teclado y el monitor estuvieran conectados directamente al dispositivo. Utiliza comandos para mostrar: *Are You There (AYT): permite al usuario solicitar que aparezca algo en la pantalla del terminal para indicar que la sesión VTY está activa *Erase Line (EL): Elimina todo el texto de la línea *Interrupt Process (IP): Suspende, interrumpe, aborta o termina el proceso, el cual se conectó a la terminal virtual.
CONCLUSIONES
La capa de aplicación, es la encargada de ofrecer la posibilidad de acceder a los servicios de las demás capas, así como también debe definir los protocolos que utilizan las aplicaciones para intercambiar datos. Es además la capa que establece acuerdos de los procedimientos para la recuperación de errores. Entre las aplicaciones de red que soporta están las directas y las indirectas, además permite el sistema de denominación de dominio. Con respecto a los protocolos, estos establecen una descripción formal de los formatos que deberán presentar los mensajes para poder ser intercambiados por equipos de cómputo; además definen las reglas que estos deben seguir para lograrlo. Debido a que continuamente se desarrollan nuevas aplicaciones, el número de protocolos también crece imparablemente. Cada programa de aplicación selecciona el tipo de transporte necesario, el cual puede ser una secuencia de mensajes individuales o conjunto de ellos. Se debe dejar en claro que el usuario normalmente no interactúa directamente con el nivel de aplicación, más bien interactúa con programas que a su vez interactúan con el nivel de aplicación.
WEBGRAFÍA
http://ipref.wordpress.com/2008/09/17/la-capa-de-aplicacion/
http://www.mailxmail.com/curso-conceptos-basicos-redes/capa-aplicacion
http://www.elrinconcito.com/articulos/Sesiones/sesiones.pdf
http://support.microsoft.com/kb/103884/es
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