INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DE ESCARCEGA Organismo Público Descentralizado de la A dministración Pública del Estado de Campeche
INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES
Materia: Desarrollo y Gestión de Servicios de Internet. Investigación: Modelos OSI y TCP. PROFESOR: Luis Tun.
Realizaron: Br. Franklin Díaz Silva. Br. Viridiana Guadalupe Kantún Tzeek. Br. Jessica Esmeralda García Barrancos. Br. Silvia Patricia Boot Hernández.
Semestre: 8 Grupo: ISMA ESCÁRCEGA, CAMPECHE A 13 DE FEBRERO DE 2013
Índice Introducción ....................................................................................................2 Historia de los modelos ................................................................................... 3 Modelo TCP/IP ............................................................................................. 3 Modelo OSI ..................................................................................................4 Capas de los modelos ...................................................................................... 4 Modelo TCP/IP ............................................................................................. 4 Modelo OSI ..................................................................................................7 Aplicaciones .................................................................................................. 10 Mapa conceptual........................................................................................... 12 Resumen ....................................................................................................... 13 Bibliografía .................................................................................................... 13
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Introducción Internet se desarrolló para brindar una red de comunicación que pudiera continuar funcionando en tiempos de guerra. Aunque la Internet ha evolucionado en formas muy diferentes a las imaginadas por sus arquitectos, todavía se basa en un conjunto de protocolos TCP/IP. El diseño de TCP/IP es ideal para la poderosa y descentralizada red que es Internet. Es muy útil conocer los modelos OSI y TCP/IP para comprender como se produce la comunicación de los distintos dispositivos. Cada modelo ofrece su propia estructura para explicar cómo funciona una red, pero los dos comparten muchas características. Todo dispositivo conectado a Internet que desee comunicarse con otros dispositivos en línea debe tener un identificador exclusivo. El identificador se denomina dirección IP. Una dirección IP es un número que identifica de manera lógica y jerárquica a una interfaz de un dispositivo dentro de una red que utilice el protocolo IP (Internet Protocol), que corresponde al nivel de red o nivel 3 del modelo de referencia OSI. IPv4, la versión actual de IP, se diseñó antes de que se produjera la explosión de internet, lo que produjo una gran demanda de direcciones IP, que hizo que las cuatro mil millones de direcciones posibles fueran insuficientes. La división en subredes, la Traducción de direcciones en red (NAT) y el direccionamiento privado se utilizan para extender el direccionamiento IP sin agotar el suministro. Otra versión de IP conocida como IPv6 mejora la versión actual proporcionando un total de 340 trillones de trillones, integrando o eliminando los métodos utilizados para trabajar con los puntos débiles del IPv4. Además de la dirección física MAC, cada computador necesita de una dirección IP exclusiva, a veces llamada dirección lógica, para formar parte de la Internet. Varios son los métodos para la asignación de una dirección IP a un dispositivo. Algunos dispositivos siempre cuentan con una dirección estática, mientras que otros cuentan con una dirección temporaria que se les asigna cada vez que se conectan a la red. Cada vez que se necesita una dirección IP asignada dinámicamente, el dispositivo puede obtenerla de varias formas.
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Historia de los modelos Modelo TCP/IP A principios de los años 60, varios investigadores intentaban encontrar una forma de compartir recursos informáticos de una forma más eficiente. En 1961, Leonard Klienrock introdujo el concepto de conmutación de paquetes. La idea comprendía en que la comunicación entre se dividiera en paquetes para una mejor comunicación. En 1969 la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada (Defense Advanced Research Projects Agency o DARPA) del Ejército de los EEUU desarrolla la ARPAnet. La finalidad de la creación de esta red es que resistiera un ataque de la URSS. De este modo no importaba si algún ordenado se destruiría y la red seguiría funcionando. Esta red no era tan buena como se creía pues esta estaba sujeta a periódicas caídas del sistema. Entonces se empezó a crear un conjunto de protocolos de uso fácil para ella. Dicha búsqueda finalizó, a mediados de los 70, con el desarrollo de TCP/IP. El TCP/IP adquirió muchas ventajas en conmoración entre otros protocolos, alguno de ellos es que consume pocos recursos de red. Gracias a esto TCP/IP empezó a tener gran popularidad. En 1983, TCP/IP se integró al sistema UNIX de Berkeley y su integración comercial de UNIX llego pronto. En ese momento TCP/IP se convirtió en un protocolo estándar de Internet. Hoy en día el protocolo TCP/IP es utilizado entre la comunicación de la mayoría de los ordenadores y ofrece una gran comunicación en protocolos de la red. Una de esta es que puede trabajar con varios hardwares y sistemas operativos. Gracias a esto la comunicación entre una Mac, PC compatibles y Servidores Novell es más fácil.
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Modelo OSI El modelo OSI fue lanzado en 1984 fue el modelo descriptivo creado por OSI, esto es, un marco de referencias de arquitecturas de interconexión de sistemas de comunicaciones. Este fue creado por que al mismo tiempo que las redes y las empresas crecían, con esto las empresas empezaron a tener problemas con la rápida expansión de la red y al tratar de comunicarse entre ellas. Para enfrentar los problemas de incompatibilidad de redes, la Organización Internacional para la Estandarización (ISO) investigo la red de Digital Equipment Corporation (DECnet), la Arquitectura de Sistemas de Red (SNA) y TCP/IP a fin de encontrar un conjunto de reglas universales para aplicarlas en todas la redes. Gracias a esto la OSI desarrollo un protocolo para ayudar a las empresas a poder comunicarse y tener compatibilidad en las redes creadas.
Capas de los modelos Modelo TCP/IP Normalmente, los tres niveles superiores del modelo OSI (Aplicación, Presentación y Sesión) son considerados simplemente como el nivel de aplicación en el conjunto TCP/IP. Como TCP/IP no tiene un nivel de sesión unificado sobre el que los niveles superiores se sostengan, estas funciones son típicamente desempeñadas (o ignoradas) por las aplicaciones de usuario. La diferencia más notable entre los modelos de TCP/IP y OSI es el nivel de Aplicación, en TCP/IP se integran algunos niveles del modelo OSI en su nivel de Aplicación. Una interpretación simplificada de la pila TCP/IP se muestra debajo:
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El nivel Físico (capa 1)
El nivel físico describe las características físicas de la comunicación, como las convenciones sobre la naturaleza del medio usado para la comunicación (como las comunicaciones por cable, fibra óptica o radio), y todo lo relativo a los detalles como los conectores, código de canales y modulación, potencias de señal, longitudes de onda, sincronización y temporización y distancias máximas.
El nivel de Enlace de datos (capa 2)
El nivel de enlace de datos especifica cómo son transportados los paquetes sobre el nivel físico, incluyendo los delimitadores (patrones de bits concretos que marcan el comienzo y el fin de cada trama). Ethernet, por ejemplo, incluye campos en la cabecera de la trama que especifican que máquina o máquinas de la red son las destinatarias de la trama. Ejemplos de protocolos de nivel de enlace de datos son Ethernet, Wireless Ethernet, SLIP, Token Ring y ATM.
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El nivel de Internet (capa 3)
Como fue definido originalmente, el nivel de red soluciona el problema de conseguir transportar paquetes a través de una red sencilla. Ejemplos de protocolos son X.25 y Host/IMP Protocol de ARPANET. Con la llegada del concepto de Internet, nuevas funcionalidades fueron añadidas a este nivel, basadas en el intercambio de datos entre una red origen y una red destino. Generalmente esto incluye un enrutamiento de paquetes a través de una red de redes, conocida como Internet.
El nivel de Transporte (capa 4)
Los protocolos del nivel de transporte pueden solucionar problemas como la fiabilidad ("¿alcanzan los datos su destino?") y la seguridad de que los datos llegan en el orden correcto. En el conjunto de protocolos TCP/IP, los protocolos de transporte también determinan a qué aplicación van destinados los datos. Los protocolos de enrutamiento dinámico que técnicamente encajan en el conjunto de protocolos TCP/IP (ya que funcionan sobre IP) son generalmente considerados parte del nivel de red; un ejemplo es OSPF (protocolo IP número 89).
El nivel de Aplicación (capa 5)
El nivel de aplicación es el nivel que los programas más comunes utilizan para comunicarse a través de una red con otros programas. Los procesos que acontecen en este nivel son aplicaciones específicas que pasan los datos al nivel de aplicación en el formato que internamente use el programa y es codificado de acuerdo con un protocolo estándar. Algunos programas específicos se considera que se ejecutan en este nivel. Proporcionan servicios que directamente trabajan con las aplicaciones de usuario. Estos programas y sus correspondientes protocolos incluyen a HTTP (HyperText Transfer Protocol), FTP (Transferencia de archivos), SMTP (correo electrónico), SSH (login remoto seguro), DNS (Resolución de nombres de dominio) y a muchos otros.
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Modelo OSI El modelo de referencia de Interconexión de Sistemas Abiertos (OSI, Open System Interconnection) lanzado en 1984 fue el modelo de red descriptivo creado por ISO; esto es, un marco de referencia para la definición de arquitecturas de interconexión de sistemas de comunicaciones.
Capa Física (Capa 1)
La Capa Física del modelo de referencia OSI es la que se encarga de las conexiones físicas de la computadora hacia la red, tanto en lo que se refiere al medio físico (medios guiados: cable coaxial, cable de par trenzado, fibra óptica y otros tipos de cables; medios no guiados: radio, infrarrojos, microondas, láser y otras redes inalámbricas); características del medio (p.e. tipo de cable o calidad del mismo; tipo de conectores normalizados o en su caso tipo de antena; etc.) y la forma en la que se transmite la información (codificación de señal, niveles de tensión/intensidad de corriente eléctrica, modulación, tasa binaria, etc.) Es la encargada de transmitir los bits de información a través del medio utilizado para la transmisión. Se ocupa de las propiedades físicas y características 7
eléctricas de los diversos componentes; de la velocidad de transmisión, si ésta es uni o bidireccional (símplex, dúplex o full-dúplex). También de aspectos mecánicos de las conexiones y terminales, incluyendo la interpretación de las señales eléctricas/electromagnéticas. Se encarga de transformar una trama de datos proveniente del nivel de enlace en una señal adecuada al medio físico utilizado en la transmisión. Estos impulsos pueden ser eléctricos (transmisión por cable) o electromagnéticos (transmisión sin cables). Estos últimos, dependiendo de la frecuencia / longitud de onda de la señal pueden ser ópticos, de micro-ondas o de radio. Cuando actúa en modo recepción el trabajo es inverso; se encarga de transformar la señal transmitida en tramas de datos binarios que serán entregados al nivel de enlace. Capa de enlace de datos (Capa 2)
La capa de enlace de datos se ocupa del direccionamiento físico, de la topología de la red, del acceso a la red, de la notificación de errores, de la distribución ordenada de tramas y del control del flujo. Se hace un direccionamiento de los datos en la red ya sea en la distribución adecuada desde un emisor a un receptor, la notificación de errores, de la topología de la red de cualquier tipo. La tarjeta NIC (Network Interface Card, Tarjeta de Interfaz de Red en español o Tarjeta de Red) que se encarga que tengamos conexión, posee una dirección MAC (control de acceso al medio) y la LLC (control de enlace lógico). Los Switches realizan su función en esta capa. Capa de red (Capa 3)
El cometido de la capa de red es hacer que los datos lleguen desde el origen al destino, aun cuando ambos no estén conectados directamente. Los dispositivos que facilitan tal tarea se denominan en castellano encaminadores, aunque es más frecuente encontrar el nombre inglés routers y, en ocasiones enrutadores. Adicionalmente la capa de red lleva un control de la congestión de red, que es el fenómeno que se produce cuando una saturación de un nodo tira abajo toda la red (similar a un atasco en un cruce importante en una ciudad grande). La PDU de la capa 3 es el PAQUETE. Los routers trabajan en esta capa, aunque pueden actuar como switch de nivel 2 en determinados casos, dependiendo de la función que se le asigne. Los firewalls actúan sobre esta capa principalmente, para descartar direcciones de máquinas.
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En este nivel se determina la ruta de los datos (Direccionamiento lógico) y su receptor final IP Capa de transporte (Capa 4)
Su función básica es aceptar los datos enviados por las capas superiores, dividirlos en pequeñas partes si es necesario, y pasarlos a la capa de red. En resumen, podemos definir a la capa de transporte como: Capa encargada de efectuar el transporte de los datos (que se encuentran dentro del paquete) de la máquina origen a la de destino, independizándolo del tipo de red física que se esté utilizando. La PDU de la capa 4 se llama SEGMENTOS. Capa de sesión (Capa 5)
Esta capa establece, gestiona y finaliza las conexiones entre usuarios (procesos o aplicaciones) finales. Ofrece varios servicios que son cruciales para la comunicación. En conclusión esta capa es la que se encarga de mantener el enlace entre los dos computadores que estén trasmitiendo archivos. Los firewalls actúan sobre esta capa, para bloquear los accesos a los puertos de un computador. En esta capa no interviene el administrador de red. Capa de presentación (Capa 6)
Podemos resumir definiendo a esta capa como la encargada de manejar las estructuras de datos abstractas y realizar las conversiones de representación de datos necesarias para la correcta interpretación de los mismos. Esta capa también permite cifrar los datos y comprimirlos. En pocas palabras es un traductor. Capa de aplicación (Capa 7)
Ofrece a las aplicaciones (de usuario o no) la posibilidad de acceder a los servicios de las demás capas y define los protocolos que utilizan las aplicaciones para intercambiar datos, como correo electrónico (POP y SMTP), gestores de bases de datos y servidor de ficheros (FTP).
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Cabe aclarar que el usuario normalmente no interactúa directamente con el nivel de aplicación. Suele interactuar con programas que a su vez interactúan con el nivel de aplicación pero ocultando la complejidad subyacente.
Aplicaciones Aplicación del modelo OSI
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Aplicación del modelo TCP/IP
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Mapa conceptual Modelos OSI
TCP/IP
El modelo de referencia de Interconexión de Sistemas Abiertos (OSI, Open System Interconnection)
El TCP/IP es la base de Internet, y sirve para enlazar computadoras que utilizan diferentes sistemas operativos.
Capas
Capas
Describe las características
Señal y transmisión binaria
físicas de la comunicación.
Físico
Físico Direccionamiento Físico (MAC y
Direccionamiento Físico (MAC y
LLC)
LLC
Nivel de Enlace de
Enlace de Datos
Datos
Determinación de Ruta IP (Direccionamiento Lógico) Soluciona el problema de conseguir transportar paquetes a través de una red sencilla.
Red Conexión extremo a extremo y
Nivel de Red
fiabilidad de datos.
Conexión extremo a extremo y
Transporte
fiabilidad de datos TCP,UDP.
Comunicación entre dispositivos
Nivel de Transporte
de red
HTTP, FTP, POP3, TELNET, SSH...
Sesión Representación de los datos
Nivel de Aplicación Presentación
Servicios de red a Aplicaciones.
A licación
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Resumen Modelo TCP/IP
TCP/IP es un conjunto de protocolos. La sigla TCP/IP significa "Protocolo de control de transmisión/Protocolo de Internet" y se pronuncia "T-C-P-I-P". Proviene de los nombres de dos protocolos importantes del conjunto de protocolos, es decir, del protocolo TCP y del protocolo IP. En algunos aspectos, TCP/IP representa todas las reglas de comunicación para Internet y se basa en la noción de dirección IP, es decir, en la idea de brindar una dirección IP a cada equipo de la red para poder en rutar paquetes de datos. Debido a que el conjunto de protocolos TCP/IP originalmente se creó con fines militares, está diseñado para cumplir con una cierta cantidad de criterios, entre ellos:
Dividir mensajes en paquetes; Usar un sistema de direcciones; En rutar datos por la red; Detectar errores en las transmisiones de datos.
El conocimiento del conjunto de protocolos TCP/IP no es esencial para un simple usuario, de la misma manera que un espectador no necesita saber cómo funciona su red audiovisual o de televisión. Sin embargo, para las personas que desean administrar o brindar soporte técnico a una red TCP/IP, su conocimiento es fundamental. Para poder aplicar el modelo TCP/IP en cualquier equipo, es decir, independientemente del sistema operativo, el sistema de protocolos TCP/IP se ha dividido en diversos módulos. Cada uno de éstos realiza una tarea específica. Además, estos módulos realizan sus tareas uno después del otro en un orden específico, es decir que existe un sistema estratificado. Ésta es la razón por la cual se habla de modelo de capas. El término capa se utiliza para reflejar el hecho de que los datos que viajan por la red atraviesan distintos niveles de protocolos. Por lo tanto, cada capa procesa sucesivamente los datos (paquetes de información) que circulan por la red, les agrega un elemento de información (llamado encabezado ) y los envía a la capa siguiente. El modelo TCP/IP es muy similar al modelo OSI (modelo de 7 capas) que fue desarrollado por la Organización Internacional para la Estandarización (ISO) para estandarizar las comunicaciones entre equipos.
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Como puede apreciarse, las capas del modelo TCP/IP tienen tareas mucho más diversas que las del modelo OSI, considerando que ciertas capas del modelo TCP/IP se corresponden con varios niveles del modelo OSI. Las funciones de las diferentes capas son las siguientes:
Capa de acceso a la red: especifica la forma en la que los datos deben
enrutarse, sea cual sea el tipo de red utilizado; Capa de Internet: es responsable de proporcionar el paquete de datos (datagrama); Capa de transporte: brinda los datos de enrutamiento, junto con los mecanismos que permiten conocer el estado de la transmisión; Capa de aplicación : incorpora aplicaciones de red estándar (Telnet, SMTP, FTP, etc.).
A continuación se indican los principales protocolos que comprenden el conjunto TCP/IP: Aplicaciones de red TCP o UDP IP, ARP, RARP FTS, FDDI, PPP, Ethernet, Red de anillos Modelo OSI
OSI significa Interconexión de sistemas abiertos. Este modelo fue establecido por ISO para implementar un estándar de comunicación entre equipos de una red, esto es, las reglas que administran la comunicación entre equipos. De hecho, cuando surgieron las redes, cada fabricante contaba con su propio sistema (hablamos de un sistema patentado), con lo cual coexistían diversas redes incompatibles. Por esta razón, fue necesario establecer un estándar. La función del modelo OSI es estandarizar la comunicación entre equipos para que diferentes fabricantes puedan desarrollar productos (software o hardware) compatibles (siempre y cuando sigan estrictamente el modelo OSI). El objetivo de un sistema en capas es dividir el problema en diferentes partes (las capas), de acuerdo con su nivel de abstracción. Cada capa del modelo se comunica con un nivel adyacente (superior o inferior). Por lo tanto, cada capa utiliza los servicios de las capas inferiores y se los proporciona a la capa superior.
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El modelo OSI es un modelo que comprende 7 capas, mientras que el modelo TCP/IP tiene sólo 4. En realidad, el modelo TCP/IP se desarrolló casi a la par que el modelo OSI. Es por ello que está influenciado por éste, pero no sigue todas las especificaciones del modelo OSI. Las capas del modelo OSI son las siguientes:
La capa física define la manera en la que los datos se convierten
físicamente en señales digitales en los medios de comunicación (pulsos eléctricos, modulación de luz, etc.). La capa de enlace de datos define la interfaz con la tarjeta de interfaz de red y cómo se comparte el medio de transmisión. La capa de red permite administrar las direcciones y el enrutamiento de datos, es decir, su ruta a través de la red. La capa de transporte se encarga del transporte de datos, su división en paquetes y la administración de potenciales errores de transmisión. La capa de sesión define el inicio y la finalización de las sesiones de comunicación entre los equipos de la red. La capa de presentación define el formato de los datos que maneja la capa de aplicación (su representación y, potencialmente, su compresión y cifrado) independientemente del sistema. La capa de aplicación le brinda aplicaciones a la interfaz. Por lo tanto, es el nivel más cercano a los usuarios, administrado directamente por el software.
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Bibliografía http://modelos-osi-y-tcp-ip-anica.blogspot.mx/
http://www.textoscientificos.com/redes/tcp-ip/comparacion-modelo-osi
http://los9mm.over-blog.es/article-28570706.html
http://es.wikipedia.org/wiki/Familia_de_protocolos_de_Internet
http://www.oocities.org/dralkzta/osi.htm
http://es.kioskea.net/contents/internet/tcpip.php3
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