Capa de Transporte Del Modelo OSI

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Capa de Transporte del Modelo OSI Comunicaciones I

Presentado por: 

Azenón Flores, José Mauricio

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Castro Martínez, Juan Carlos

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Contreras Cruz, Héctor Héctor Fernando Fernando

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Flores Rodríguez, David Romeo

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Martínez Gutiérrez, David Arturo

Capa de Transporte del Modelo OSI

La necesidad de la capa de transporte La capa de transporte es muy necesaria porque se encarga de generar la comunicación entre host origen y destino, teniendo como responsabilidad la segmentación de los datos (en el origen) para facilitar su transferencia a las capas inferiores así como en la red. La segmentación sirve para evitar que la comunicación entre host se limite a una sola función ya que en red existe muchos usuarios que la están utilizando, con la segmentación da lugar a la multiplexión en la cual múltiples sesiones pueden utilizar la misma red enviando o recibiendo datos al mismo tiempo. En el host destino controla el orden de los segmentos que recibe; controlando el flujo de datos para evitar el agotamiento de recursos mandando un mensaje al host que está enviando los datos para que disminuya la velocidad y si existe un error en un segmento pide el reenvío de este, además se encarga de ensamblar los segmentos de acuerdo al número de segmento para que la aplicación adecuada los muestre a los usuarios. Cabe recordar que la función principal de la capa de Transporte es administrar los datos de aplicación para las conversaciones entre hosts. Los dos protocolos más comunes de la capa de Transporte del conjunto de protocolos TCP/IP son el Protocolo de control de transmisión (TCP) y el Protocolos de datagramas de usuario (UDP). Ambos protocolos gestionan la comunicación de múltiples aplicaciones. Las diferencias entre ellos son las funciones específicas que cada uno implementa.

Función de la capa de transporte

La capa de transporte prepara los datos para transmitirse a través de la de red y procesa los datos de la red para su utilización por parte de las aplicaciones, la función principal de la capa de Transporte es administrar los datos de aplicación para las conversaciones entre hosts.

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La capa de Transporte permite la segmentación de datos y brinda el control necesario para re ensamblar las partes dentro de los distintos streams de comunicación. Las responsabilidades principales que debe cumplir son: • Seguimiento de la comunicación individual entre aplicaciones en los hosts origen

y destino. • Segmentación de datos y gestión de cada porción. • Re ensamble de segmentos en flujos de datos de aplicación. • Identificación de las diferentes aplicaciones.

Debido a que las distintas aplicaciones poseen distintos requerimientos, existen varios protocolos de la capa de Transporte. Hay algunas aplicaciones en las cuales los segmentos tienen que llegar de forma ordenada y con una determinada secuencia para que estos sean válidos y se puedan procesar de forma correcta por las aplicaciones a las cuales van destinadas. El envío de streams completos podría provocar que no se dé ninguna otra comunicación ya que este envió utilizaría todo el ancho de banda por lo que se utiliza la segmentación para dividir los datos en partes pequeñas y el envío de estas partes desde el origen hacia el destino permiten que se puedan entrelazar (multiplexar) distintas comunicaciones en la misma red, la capa de transporte divide los datos en segmentos más fáciles de administrar y transportar. Las funciones principales especificadas por todos los protocolos de la capa de Transporte incluyen:

Multiplexión de conversaciones: conversaciones:

Pueden

existir

varias

aplicaciones

o

servicios

ejecutándose en cada host de la red. A cada una de estas aplicaciones o servicios se les asigna una dirección conocida como puerto para que la capa de Transporte pueda determinar con qué aplicación o servicio se identifican los datos. Además de utilizar la información contenida en los encabezados para las funciones básicas de segmentación y re ensamblaje de datos, algunos protocolos de la capa de Transporte proveen:

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• Conversaciones orientadas a la conexión. • Entrega confiable. • Reconstrucción ordenada de datos. • Control del flujo.

Función de los protocolos de la capa de Transporte TCP/IP, TCP Y UDP Los servicios que realiza el protocolo TCP sirven para enviar y recibir la información de forma segura ya que es un protocolo para manejar conexiones de extremo a extremo es decir de maquina a máquina a través de la red. Tales conexiones pueden existir a través de una serie de conexiones punto a punto, por lo que estas conexiones extremo a extremo. Entre las características más importantes del protocolo TCP está que es orientado a la conexión eso quiere decir que dos computadoras establecen una conexión para intercambiar datos. Otra utilidad que da el protocolo TCP está relacionado con los acuses de recibo que se utilizan principalmente para que el host origen sepa que el host destino recibió la información que le fue enviada ya que el host destino le notifica al host origen que a recibido la información información

por medio de un acuse de recibo. Si Si los paquetes paquetes no son

notificados, el transmisor puede reenviar los paquetes o terminar la conexión si el transmisor cree que el receptor no está más en la conexión. También el protocolo TCP se encarga de controlar el flujo de la información entre servidor y cliente dentro de la red esto se hace mediante los acuses de recibo que si son recibidos por parte del host origen pueden seguir enviando la información faltante al host destino o se le puede informar al host origen de la información que falta o que se perdió durante la transmisión para que la reenvié nuevamente

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UDP es un protocolo del nivel de transporte basado en el intercambio de datagramas y que no es orientado a la conexión esto quiere decir que no le interesa saber si el host destino recibió la información sino que simplemente sigue enviándola y no se preocupa por ordenarla en el host destino, se utiliza principalmente para enviar la información de una forma más rápido en una red y sobre todo en los videos y audios que se envían en la red. El datagrama posee la suficiente información de direccionamiento en su cabecera para que se transmita por la red y llegue a su destino. Tampoco tiene confirmación ni control de flujo, por lo que los paquetes pueden adelantarse unos a otros; y tampoco se sabe si ha llegado correctamente, ya que no hay confirmación de entrega o recepción. Su uso principal es para protocolos como DHCP, BOOTP, DNS. Y por último cabe mencionar que un datagrama UDP contiene 8 bytes mientras que un segmento TCP consta de 20 bytes todo esto por la información de acuses de recibo entre otra que posee el protocolo TCP.

Principales funciones de la capa de transporte (confiabilidad, el direccionamiento direccionam iento de puertos y la segmentación) La función principal de la capa de transporte es proporcionar transporte de datos confiable desde un host emisor hasta el host receptor. La confiabilidad de la transferencia de datos se basa en tres operaciones básicas: 

Seguimiento de datos



Acuse de recibo de los datos recibidos



Retransmisión de datos sin acuse de recibo.

En la transferencia de datos se la da seguimientos a estos, de manera que si no se recibe un acuse de recibo el dato será enviado nuevamente hasta que este sea recibido y sea notificada su recepción. El direccionamiento de puertos es indicar en los datagramas o segmentos el puerto por donde sale y el puerto a donde llegaran. Los puertos lógicos asignados son relacionados

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con la aplicación que origina la comunicación, lo cual es igual para el puerto destino que está relacionado con la aplicación del destino. La asignación estándar de puertos está regida por la IANA (autoridad de números asignados de internet). Esta organización los clasifica en tres tipos: 

Puertos bien conocidos (0 a 1023) que son asignados a servicios y aplicaciones.



Puertos registrados (1024 a 49151) que son asignados a procesos o aplicaciones de usuarios.



Puertos dinámicos o privados (49152 a 65535) asignados de manera dinámica a los clientes cuando se inicia una conexión.

La segmentación es dividir los datos de manera que su transmisión sea más sencilla y efectiva, puesto que si se envía un dato sin división y este se pierde será necesario reenviar todo el dato en cambio si se segmenta y uno de los segmentos no llega a su destino solo será reenviado ese fragmento de los datos. Para que su ensamblaje sea exitoso se le agrega al encabezado de segmento un número de secuencia el cual indica a la aplicación receptora como ensamblar los datos segmentados.

Manera en que TCP y UDP manejan funciones de confiabilidad, direccionamiento direccionam iento de puertos y la segmentación. TCP

TCP asegura la transmisión de los datos, transmitiendo además de la información acuses de recibos o avisos de recepción, para saber qué y cuándo transmiten los dos o más equipos que se estén comunicando. Cada vez que le router transmisor envía algo...también envía un mensaje al router receptor diciendo que se envía al llegar la información al router receptor este envía un mensaje al transmisor.

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Entrega confiable y de control de flujo Algunas de las funciones principales de TCP en el control de flujo son: 

Segmentación de los datos de aplicación de la capa superior



Establecimiento de operaciones de inicio a fin



Envío de segmentos de un host final a otro host final



Asegurar la fiabilidad de los datos



Proporcionar control de flujo

Los servicios basados en TCP mantienen un seguimiento de las varias aplicaciones que se comunican. Para diferenciar los segmentos y datagramas para cada aplicación, el protocolo TCP cuenta con campos de encabezado que pueden identificar de manera exclusiva estas aplicaciones. Estos identificadores únicos son los números de los puertos. Cuando una aplicación de cliente envía una solicitud a una aplicación de servidor, el puerto de destino contenido en el encabezado es el número de puerto que se asigna al daemon de servicio que se ejecuta en el host remoto. El software del cliente debe conocer el número de puerto asociado con el proceso del servidor en el host remoto. Este número de puerto de destino se puede configurar, ya sea de forma predeterminada o manual. Gestionar la segmentación segmentación En la capa de transporte existe la necesidad de multiplexión por varias razones. Por ejemplo, si en un host sólo se dispone de una dirección de red, todas la conexiones de transporte de esa máquina tendrán que utilizarla. Cuando llega una TPDU, se necesita algún mecanismo para saber a cuál proceso asignarla o para la utilización de circuitos virtuales, que dan más ancho de banda cuando se reasigna a cada circuito una tasa máxima de datos.

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Reensamblaje de segmentos TCP y Confirmación de recepción de segmentos Si los hosts y los enrutadores están sujetos a caídas, la recuperación es fundamental. Si la entidad de transporte está por entero dentro de los hosts, la recuperación de caídas de red. Si la capa de red proporciona servicio de datagramas, la capa de transporte espera pérdidas todo el tiempo, y saben cómo manejarla. Si la capa de red proporciona servicio orientado a la conexión, entonces la pérdida de un circuito virtual se maneja estableciendo otro nuevo y sondeando la entidad de transporte remota para saber cuáles ha recibido y cuáles no. UDP

Un problema que puede darse con el protocolo UDP en la capa de transporte es que origina que los datagramas pueden llegar duplicados y/o desordenados a su destino. Por estos motivos el control de envío de datagramas, si existe, debe ser implementado por las aplicaciones que usan UDP como medio de transporte de datos, al igual que el reensamble de los mensajes entrantes. Reensamblaje de datagramas de UDP Cuando se envían datagramas múltiples a un destino, puede tomar diferentes rutas y llegar en el orden equivocado, ya que UDP no mantiene un seguimiento de secuencia y no es capaz de reordenar por sí mismo los datagramas en el orden de transmisión. Simplemente re ensambla los datos en el orden que se recibieron y los envía a la aplicación si es necesario. Procesos y solicitudes del servidor UDP Al igual que las aplicaciones en TCP, las aplicaciones UDP se les asignan números de puertos. Cuando se ejecutan estas aplicaciones o procesos se aceptan los datos que coincidan con el número de puerto asignado. Cuando UDP recibe un datagrama destinado

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a uno de esos puertos, envía los datos de aplicación a la aplicación adecuada en base a su mismo número de puerto Una vez iniciada la conexión se selecciona al zar un número de puerto del rango dinámico de números de puerto y lo utiliza como origen para la conversación, asignándole seguridad al proceso.

En conclusión: El momento adecuado para utilizar TCP se da cuando se requiera que el mismo orden de envío sea el mismo orden de entrega, que la entrega sea confiable (es decir, que se notifique si se reciben o no los paquetes) y que haya un control de flujo. Utilizar UDP es conveniente cuando se desee proveer la entrega de datos sin consumir muchos recursos y sin acuse de recibo.

Ejemplos de aplicaciones que utilizan cada protocolo Protocolo TCP

UDP

Protocolo simple de transferencia de correo (SMTP) Telnet Shell segura (SSH) Protocolo de transferencia de noticias de red (NNTP) Protocolo de transferencia de hipertexto (HTTP) Protocolo de acceso a mensajes de Internet (IMAP) Protocolo de acceso de audio digital digital (DAAP)

Protocolo de Transferencia de Ficheros Trivial (TFTP) Sistema de Nombres de Dominio (DNS) Llamada a Procedimiento Remoto (RPC) Sistema de Computación de Redes (NCS) Protocolo de Gestión Simple de Redes (SNMP) Windows Internet Naming Service (WINS) L2TP - Servicio Servicio VPN de Mac OS X Server Server

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Glosario Sesión: es la duración de una conexión empleando una capa de sesión de un protocolo de red, o la

duración de una conexión entre un usuario y un servidor, generalmente involucrando el intercambio de múltiples paquetes de datos entre la computadora del usuario y el servidor. Acuses de recibo: mensaje de retorno que avisa que otro mensaje ha llegado a destino, y en ciertas

ocasiones, si ha llegado sin errores. Socket: es la combinación del número de puerto de la capa de Transporte y de la dirección IP de la

capa de Red asignada al host identifica de manera exclusiva un proceso en particular que se ejecuta en un dispositivo host específico. Datagrama: es un fragmento de paquete que es enviado con la suficiente información como para

que la red pueda simplemente encaminar el fragmento hacia el equipo destino, de manera independiente a los fragmentos restantes. Streaming: consiste en la distribución de audio o video por Internet. Se refiere a que se trata de

una corriente continua de video o audio sin interrupción en la cual el usuario puede escuchar o ver en el momento que quiera. Trade off: es una expresión que define una situación en la cual hay conflicto de decisiones. Se

caracteriza en una acción para resolver un problema, pero que en el intento aparece un nuevo problema, obligando escoger una. Encabezado: es una parte del paquete o un segmento, en el cual viaja la información referente al

origen y destino del paquete, como lo son las direcciones ip y las direcciones físicas físicas entre otras. Checksum: es una suma de verificación que es una forma de control de redundancia, una medida

muy simple para proteger la integridad de datos, verificando que no hayan sido corruptos. Puertos dinámicos o privados: También conocidos como puertos efímeros, suelen asignarse de

manera dinámica a aplicaciones de cliente cuando se inicia una conexión. No es muy común que un cliente se conecte a un servicio utilizando un puerto dinámico o privado. Netstat: es una herramienta de línea de comandos que muestra un listado de las conexiones

activas de un ordenador, tanto entrante como saliente. Existen versiones de este comando en varios sistemas como Unix, GNU/Linux, Mac OS X, Windows.

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