modelo osi

Ing. Jos Martn Calixto CelyCCAI Cisco Certified Academy [email protected]

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULASANTANDER

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULASANTANDER

MODELO DE REF. OSIMODELO DE REF. OSIDE LA ISODE LA ISO

Revisin del Modelo

Open Systems InterconnectedReference Model

El Modelo OSI

ISO crea OSI por simplicidad en 1984!!!

ISO = International Organization forStandardization

OSI = Open Systems Interconnection

Planteamiento del problema

RETOMEMOS EL PROBLEMA DE INTERNET... La interconexin de ordenadores es un problema tcnico de

complejidad elevada. Requiere el funcionamiento correcto de equipos (hardware) y

programas (software) desarrollados por diferentes equiposhumanos.

El correcto funcionamiento de A con B y de B con C nogarantiza el correcto funcionamiento de A con C

Estos problemas se agravan ms an cuando seinterconectan equipos de distintos fabricantes.

La solucin

La mejor forma de resolver un problema complejo esdividirlo en partes.

En telemtica dichas partes se llaman capas y tienenfunciones bien definidas.

El modelo de capas permite describir el funcionamientode las redes de forma modular y hacer cambios demanera sencilla.

El modelo de capas ms conocido es el llamado modeloOSI de ISO (OSI = Open Systems Interconnection).

Y estandarizar su funcionamiento para que todos lohagamos igual y nos entendamos ...

Porqu un Modelo en Capas?

Reduce la complejidad Estandariza las interfaces Facilita ingeniera modular Garantiza tecnologoa

interoperable Acelera la evolucin Simplifica la enseanza y el

aprendizaje

ApplicacinPresentacin

SesinTransporte

RedEnlace de Dato

Fsica

Ejemplo de 2 artistas quequieren intercambiar opinin ...

RUSO

VALENCIANO

?

Ejemplo de comunicacinmediante el modelo de capas

Dos artistas, uno en Mosc y el otro en Valencia,mantienen por va telegrfica una conversacinsobre pintura. Para entenderse disponen detraductores ruso-ingls y valenciano-ingls,respectivamente. Los traductores pasan el textoescrito en ingls a los telegrafistas que lotransmiten por el telgrafo utilizando cdigoMorse.

Ejemplo de comunicacinmediante el modelo de capas

Telegrafista

Telgrafo

Traductor

Artista

Telegrafista

Telgrafo

Traductor

Artista

Capa

1

2

3

4

Mosc Valencia

Comunicacinvirtual

Comunicacinreal

Protocolos e Interfaces

Telegrafista

Telgrafo

Traductor

Artista

Telegrafista

Telgrafo

Traductor

Artista

Capa

1

2

3

4

Mosc Valencia

Pintura

Ingls

Morse

Impulsos elctricos

Ruso Valenciano

Texto escrito Texto escrito

Manipulador Manipulador

Protocolos Interfaces

Qu es un protocolo? El lenguaje utilizado dentrode cada capa para entenderse entre ellas.

MAS OBSTACULOS

Ahora ms difcil todava...Se ha estropeado el telgrafo entre Mosc y Valencia

Mosc Valencia

Comunicacin indirectamediante el modelo de capas

Pero como somos tan buenos los valencianos, leavisamos que hemos encontrado otra medio decomunicin de forma indirecta por la ruta:

Mosc Copenague: telgrafo por cableCopenague Pars: radiotelgrafoPars Valencia: telgrafo por cable

Telgrafo por cable

Radiotelgrafo

Valencia

Pars

CopenhagueMosc

Telegrafista

Telgrafo

Traductor

Artista

Telegrafista

Telgrafo

Traductor

Artista

Comunicacin indirecta entredos artistas a travs de unared de telgrafos

Mosc Valencia

Pintura

Ingls

Morse

Impulsoselctricos

Telegrafista

Telgrafo

Telegrafista

Telgrafo

Ondasde radio

ParsCopenhague

MorseMorse

Impulsoselctricos

Modelo de capas

Actualmente todas las arquitecturas de red sedescriben utilizando un modelo de capas.

El ms conocido es el denominado Modelo deReferencia OSI (Open Systems Interconnection) deISO (International Standarization Organization), quetiene 7 capas.

Principios del modelo de capas El modelo de capas se basa en los siguientes principios:

La capa n ofrece sus servicios a la capa n+1. La capa n+1solo usa los servicios de la capa n.

La comunicacin entre capas se realiza mediante una interfaz Cada capa se comunica con la capa equivalente en el otro

sistema utilizando un protocolo caracterstico de esa capa(protocolo de la capa n).

El protocolo forma parte de la arquitectura, la interfaz no. El conjunto de protocolos que interoperan en todos los

niveles de una arquitectura dada se conoce como pila deprotocolos o protocol stack. Ejemplo: la pila de protocolosOSI, SNA, TCP/IP, etc.

Conceptos del modelo de capas

Entidad: elemento activo se cada capa, que implementa servicios paraofrecer a la capa superior. Proceso o tarea en ejecucin del sistemaoperativo.

SAP (Service Access Point): punto de acceso al servicio o lugar dondese ofrece el servicio

Interfaz: conjunto de reglas que gobiernan el intercambio deinformacin por un SAP. Las unidades de datos intercambiadas por lainterfaz se llaman IDU (Interface Data Unit). Las IDU estn formadaspor informacin de control local y la SDU (Service Data Unit), unidad dedatos para el servicio. La SDU es enviada a la entidad de la misma capadel ordenador extremo. La SDU se fragmenta en PDUs (Protocol DataUnit) que viajan por la red e implementan el propio protocolo.

IDU SDUPDU PDUPDU PDUPDU PDU

Info de control

The OSI Model

All 7 - Application People 6 - Presentation Seem 5 - Session To 4 - Transport Need 3 - Network Dominos 2 - Data Link Pizza 1 - Physical

Host Layers vs. Media Layers

ApplicationPresentation

SessionTransportNetwork

Data-LinkPhysical

Capas de HostsProprocionan una entregaprecisa de los datos entre

computadores

ApplicacinPresentacin

SesinTransporte

Host Layers vs. Media Layers



Data-LinkPhysical

Capas de MediosControlan la entrega fsica demensajes a travs de la red

RedEnlace de Dato

Fsica

Capa de Aplicacin

Provee los servicios de red alas aplicaciones del usuario.

Ej. Un computador puedeguardar los archivos en unservidor de red utilizandonetwork redirector de un NOScomo Novell.

Network redirectors permiten alas aplicaciones como Word aver los recursos de la red.



Data-LinkPhysical

Capa de Aplicacin La Capa 7 o de Aplicacin soporta el componente de comunicacin

de las aplicaciones.

Responsabilidades:

Identificar y Establecer la disponibilidad de lossocios de la comunicacin deseada

Sincronizar las aplicaciones de cooperacin Establecer acuerdos con respecto a los procedimientos

para la recuperacin de errores Controlar la Integridad de los datos

Determina si existen suficientes recursos para establecer lacomunicacin.

Capa de Aplicacin

La capa de aplicacin no suministra servicios a ninguna delas dems capas del modelo OSI.

Da Servicios a los procesos de aplicacin (Word, Excel)que se encuentran fuera del modelo OSI.

Proporciona:

Interfaz Directa para el resto del modelo OSI, medianteel uso de aplicaciones de red (WWW, E-mail, FTP, Telnet)

Interfaz Indirecta, mediante el uso de aplicacionesindependientes (Word, Excel, Redirectores de red).

Aplicaciones Cliente/Servidor

En general las aplicaciones de red directas operan en unentorno cliente/servidor.

El cliente (computador local) solicita los servicios. El servidor (computador remoto) brinda servicios.

peticin del cliente, respuesta del servidor Un ejemplo particular son los servidores de Web y los

navegadores o browsers. Internet Explorer y Netscape Navigator son

probablemente las aplicaciones de red directa que msse utilizan. (Ej. Control Remoto TV)

Aplicaciones de Red Indirectas Son parte de un entorno cliente/servidor.

Ej. Guardar un archivo desde Word a un servidor de red.

El redirector permite que la aplicacin se transforme en un cliente dered.

El redirector es un protocolo que funciona con los SistemasOperativos de los servidores y clientes de la red.

Protocolo de Archivos Apple

Interfaz de Usuario NetBIOS extendida(NetBEUI)

Protocolo IPX/SPX de Novell

Sistema de Archivos de Red (NSF)

Proceso del Redirector El cliente solicita al servidor de archivos guardar los datos. El servidor responde almacenando el archivo o rechazando

la solicitud. Igual proceso se tiene ante un peticin de impresin en una

impresora de red.

El redirector permite asignar recursos remotos anombres lgicos en el cliente (computador local).

El redirector enva la peticin especificando al servidorel correspondiente nombre lgico. Para la aplicacin elrecurso es local.

Procesos de Comunicacin

n La conexin con el servidor se mantiene slo durante eltiempo en que se procesa la transaccin. Los navegadoresson ejemplos vlidos. Al completarse el procesamiento, se trmina la

conexin. Se debe establecer nuevamente para que lasiguiente peticin se pueda llevar a cabo.

o Un segundo mtodo para la comunicacin cliente/servidores establecer una conexin con el servidor y mantenerlahasta ejecutar todo el proceso. (Ej. TELNET, FTP) El cliente (computador local) finaliza la conexin

cuando el usuario lo determina.

El uso de IPs ?

Internet se basa en el esquema IP de Capa 3. Esto permiteel enrutamiento basado en direcciones lgicamenteagrupadas.

Sin embargo para los usuarios sera terrible recordar 4octetos para cada direccin que desee visitar.

Esto se elimina gracias al sistema denominado Domain NameSystem o DNS. De esta manera se agrupa a computaores enun dominio asociados por su ubicacin geogrfica, tipode actividad. Un nombre de un dominio es una serie de

caracteres, que representa la direccinnumrica de un sitio de Internet.

Dominioswww.ufps.edu.co

La ltima parte es el primer nivel del dominio de Internet, y corresponde alPas.

.us: United States (Estados Unidos)

.co: Colombia El segundo nivel agrupa el tipo de actividad

.edu: educacin

.com: comercial

.gov: gobiernos El tercero corresponde a la institucin

.ufps: Universidad Francisco de Paula Santander El ltimo identifica a cada equipo en particular

.org: sin fines de lucro

.net: servicio de red

.mil: milicia

Servidor DNS

El servidor de DNS o Domain Name Server administralos nombres de dominio y responde las peticiones de losclientes para transformar un nombre en la direccin IPasociada .

El sistema de servidores DNS se basa en una jerarquade servidores DNS

Si un servidor DNS conode la IP asociada a un nombredevuelve el resultado. Si no, transfiere la peticin alservidor DNS de nivel superior.

Este proceso se repite hasta alcanzar el nivel de DNSms elevado, y si no se resuelve se considera comoerror.

Aplicaciones de Internet

Se debe distinguir entre aplicaciones de Internet y losprotocolos de capa de aplicacin de OSI.

Las aplicaciones de Internet (IE, Navigator, Gozzila) seclasifican fuera de la capa 7 del modelo OSI.

Slo cuando las aplicaciones realizan peticiones y solicitan losservicios de red tratan con los protocolos de la Capa 7 (POP3,DNS, HTTP, FTP).

Los programas hacen la interfaz con los protocolos de lacapa de aplicacin del modelo OSI.

E-mail

El remitente envia un documento por correo electrnico a undestinatario. Este va primero a oficina de correos del remitente.Esta se encarga de enviar el documento a la oficina de correos deldestinatario. El cliente del destinatario obtiene de su oficina decorreos el documento.

Las direcciones de e-mail constan de 2 partes:[email protected]

el nombre del usuario destinatario (se ubica antes del@)

la direccin del servidor de correo del destinatario El servidor de correo del destinatario es el nico que verifica que exista

el usuario al que se quiere enviar el documento.

Para enviar y recibir correctamente archivos adjuntados(attachments), los esquemas de codificacin deben ser losmismos en el computador emisor y receptor.

Los dos formatos ms usados son Extensin de CorreoMultipropsito para Internet (MIME) y UUencode (Unautilidad Unix).

E-mail

E-mail

Funcin DNS

Siempre que un cliente desea comunicarse con un servidorremoto, solicita a un servidor DNS, que traduzca losnombres de dominio a sus direcciones IP asociadas.

Esto permite la segmentacin y el encapsulamientocorrecto en la capa de transporte.

Funcin DNS

Telnet

El software de emulacin de terminal (Telnet) tiene lacapacidad de acceder de forma remota a otro computador.Le permite conectarse a un host de manera remota.

Se considera al cliente de Telnet como una mquina localy al servidor de Telnet, como un host remoto.

El Telnet no utiliza la capacidad de procesamiento delhost local. Transmite los comandos al host remoto, esteprocesa la informacin y enva el resultado de regreso alhost local.

Telnet

Si la conexin se pide a un nombre de un host remoto,telnet empieza con una peticin DNS.

Funciona principalmente en las 3 capas superiores deOSI: Aplicacin (comandos), Presentacin (formatos,ASCII) y Sesin (transmisiones).

Los datos siguirn el proceso de encapsulamiento de lascapas inferiores a ambos lados de la comunicacin.

Telnet

FTP

El protocolo de transferencia de archivos permite cargar odescargar archivos desde un host remoto.

Una sesin FTP se establece hasta que el cliente terminela comunicacin, el servidor detecte un time out o seproduzca algn tipo de error de comunicacin. En esesentido es similar al Telnet

Una vez que se establece una conexin FTP, se debeproporcionar un identificador de conexin (usuario) y unaclave (password). Es muy utilizado el usuario"anonymous (annimo), el cual debe estar habilitadoen el servidor remoto.

Segn los atributos del usuario le permitir crear/borrarcarpetas, borrar y cargar/descargar archivos y otrasfunciones relacionadas con la administracin de archivos.

Cuando los archivos se copian a/desde un servidor, FTPestablece una segunda conexin (un enlace de datos),entre los computadores, a travs del cual se transfierenlos datos.

La transferencia se puede realizar en modo ASCII o enmodo binario, lo cual determinan la forma de transferenciade los archivos.

FTP

HTTP (HyperText Transfer Protocol)

La Web es la parte de crecimiento ms rpido y ms utilizada deInternet debido a la facilidad con la que se puede acceder a lainformacin.

Un navegador de Web es tambin una aplicacin cliente/servidor.

Un navegador presenta datos en formato de texto, grficos, sonido yvdeo. Las pginas Web se crean con el Lenguaje de Etiquetas porHipertexto (HTML).

HTML indica al navegador el aspecto de la pgina de formaespecfica.

Especifica los archivos y objetos que se debentransferir desde el servidor al Web browser.

Los HiperVnculos hacen que la Web sea fcil denavegar.

HiperVnculo es un objeto (palabra, frase o imagen)que cuando se hace clic en l, lo transfiere a otrapgina locacin. Est locacin es una ubicacin dedireccin que se denomina Localizador de RecursosUniforme (URL).


El Navegador utiliza la funcin DNS para determinar la direccin IP delservidor de Web.

Las capas de transporte, de red, de enlace de datos y fsica iniciarnla sesin con el servidor de Web.

El servidor responde a la peticin enviando el texto y eventualmentelos archivos de grficos, audio, y vdeo, al cliente Web.

El navegador del cliente reensambla la informacin para crear unavista de la pgina Web y luego termina la sesin.


Capa de Presentacin

Provee representacin dedatos y formateo de cdigos.

Code formatting incluyecompresin y encripcin

Garantiza que los datos quellegan desde la red puedan serutilizados por la aplicacin y quela informacin enviada por laaplicacin se pueda transmitir atravs de la red



Data-LinkPhysical

Capa 6: Funciones

La capa de presentacin se encarga de la presentacin de los datos de forma queel destino pueda comprender.

Acta como traductor de los dispositivos que deben comunicarse dentro de unared.

3 funciones principales:

Formateo de Datos (Presentacin)

Cifrado de datos

Compresin de datos Despus de recibir los datos de la capa de aplicacin, la capa de presentacin

ejecuta una o todas sus funciones, con los datos antes de enviarlos a la capa desesin. En el destino ejecuta el proceso inverso.

Capa 6: Estndares

El uso de formatos estndares permiten el intercambio de datos de aplicacinentre diferentes Sistemas Operativos.

Para texto se tiene las siguientes representaciones:

ASCII (Cdigo americano normalizado para el intercambio de lainformacin)

EBCDIC (Cdigo ampliado de caracteres decimales codificados en binario)

Las imgenes grficas tienen sus estndares de capa 6:

PICT: Formato de imagen utilizado para transferir grficos QuickDraw entreprogramas MAC OS

TIFF (Formato de archivo de imagen etiquetado): Formato para imgenescon asignacin de bits de alta resolucin

JPEG (Grupo conjunto de expertos fotogrficos): Formato grfico utilizadopara comprimir imgenes fijas de ilustraciones o fotografas complejos

Otros estndares de la Capa 6 regulan la presentacin de sonido ypelculas. Entre estos estndares tenemos:

MIDI: (Interfaz digital para instrumentos musicales) para msicadigitalizada

MPEG (Grupo de expertos en pelculas): Estndar para lacompresin y codificacin de vdeo con movimiento para elalmacenamiento en CD y digital

QuickTime: Estndar para el manejo de audio y vdeo para losprogramas del sistema operativo MAC.

MP3: Estndar para el manejo y compresin de audio paraalmacenamiento digital

Capa 6: Estndares

Formatos de Archivo

ASCII y EBCDIC se utilizan para formatear texto.

Los archivos de texto ASCII contienen datos de caracteres simplesy sin comandos de formato de texto. Generalmente estos archivostienen la extensin .txt.

El cdigo EBCDIC es muy similar al cdigo ASCII, ya que tampocoutiliza ningn formato sofisticado. EBCDIC se utiliza en sistemasmainframe y el cdigo ASCII en PC.

Otro formato de archivo comn es el formato binario en cuyo casolos datos codificados especiales que slo se pueden leer conaplicaciones de software especficas.

Programas como FTP pueden utilizar el tipo de archivo ascii obinario para transferir archivos.

Capa 6: Estndares

Formatos de Archivo

Internet utiliza 2 formatos de archivo binario para imagen:

Formato de intercambio grfico (GIF),

Grupo conjunto de expertos fotogrficos (JPEG).

Cualquier computador con un lector de archivo GIF y JPEG puede leerestos archivos.

Los lectores son programas diseados para mostrar imagen, algunosprogramas pueden leer mltiples tipos de imagen y convertir archivosde un tipo a otro. Los navegadores de Web pueden mostrar archivosgrficos JPEG y GIF.

El formato de archivo multimedios es otro tipo de archivo binario, quealmacena sonidos, msica y vdeo.

Formatos de Archivo

Los archivos de sonido operan en una de dos formas:

Se descargan completamente y luego se escuchan, o

Se pueden escuchar mientras se estn descargando.

Windows usa el formato WAV (sonido) y el AVI (animacin).

Formatos de vdeo comunes: MPEG, MPEG2, QuickTime.

El ltimo mtodo se conoce como audio fluido.

Otro tipo de formato de archivo es el lenguaje de etiquetas el cualacta como un conjunto de instrucciones que le indican al navegadorde Web cmo mostrar y administrar los documentos.

El Lenguaje de Etiquetas por Hipertexto (HTML) es el lenguaje deInternet. (HyperTextMarkupLanguage)

Formatos de Archivo

Cifrado y Compresin deDatos

La capa 6 tambin es responsable por el cifrado de datos.

El cifrado de los datos protege la informacin durante la transmisin.Las transacciones financieras por ej. utilizan el cifrado para proteger lainformacin confidencial.

Se utiliza una clave de cifrado para cifrar los datos en el lugar origen yluego descifrarlos en el lugar destino.

La capa de presentacin tambin se ocupa de la compresin de losarchivos.

La compresin funciona mediante el uso de algoritmos para reducir eltamao de los archivos.

El algoritmo busca patrones de bits repetidos en el archivo y losreemplaza con un token. Un token es un patrn de bit mucho mscorto que representa el patrn largo.

Cifrado y Compresin deDatos

Capa de Sesin

Provee comunicacin inter-host porestablecer, mantener y terminarsesiones.

Usa dialog control y dialog separationpara manejar la sesin

Algunos protocoles de Sesin: NFS (Network File System) SQL (Structured Query Language) RCP (Remote Call Procedure) ASP (AppleTalk Session Protocol) SCP (Session Control Protocol) X-window



Data-LinkPhysical

Despus de que los paquetes de datos provenientes delas cuatro capas inferiores se transportan a travs de lacapa de transporte, son transformados en sesiones por elprotocolo de capa 5 o capa de sesin del modelo OSI.Esto se logra implementando varios mecanismos decontrol.

Esto incluye un control a nivel de la contabilidad y laconversacin, es decir, determinar quin debe hablar y enqu momento y negociaciones relativas a los parmetrosde sesin.

Capa de Sesin

Supongamos que acaba de tener una discusin conun amigo. Ahora se est comunicando (a lo que sehace referencia aqu como "sesin") con ese amigo,para discutir su situacin. Est utilizando la opcinde Mensajes Instantneos de America On Line(AOL) o una charla relay de Internet (IRC). Sinembargo, existen dos problemas que puedeninterferir con su sesin. El primer problema es quesus mensajes se pueden cruzar durante laconversacin.

Capa de Sesin (Ejemp.)

Es posible que los dos escriban mensajesexactamente al mismo tiempo, interrumpindosede esta manera mutuamente. El segundo problemaes la necesidad de hacer una pausa (para guardarsu conversacin actual como archivo), de verificarla conversacin anterior de la otra persona (paradescubrir lo que caus la discusin) o deresincronizar su comunicacin luego de unainterrupcin.

Capa de Sesin (Ejemp.)

Capa de Sesin: Descripcin

La capa de sesin establece, mantiene y termina la sesin de comunicacinentre aplicaciones

Existen 2 problemas que pueden interferir con su sesin:

Sus mensajes se pueden cruzar durante la conversacin.Posiblemente los dos escriban mensajes exactamente al mismotiempo (colisiones).

Soluciones:

comunicacin alternada de dos vas. comunicacin simultnea de dos vas.

Se puede necesitar hacer pausas (para guardar su conversacin),verificar la conversacin anterior o resincronizar su comunicacinluego de una interrupcin.

En este caso origen y destinodebern enviarse mutuamente unpunto de referencia. Esto sedenomina sincronizacin.

Dos puntos de referencia muyimportantes son el principio y el finalde la conversacin. Esto se conocecomo inicio y terminacin ordenadade la conversacin.


La capa de sesin establece, administra y termina las sesiones entrelas aplicaciones.

Esto incluye iniciar, terminar y resincronizar dos computadoras queestn manteniendo una "sesin".

La capa de sesin coordina las aplicaciones mientras interactan endos hosts que se comunican.

Establece entonces gran cantidad de miniconversaciones, (redesconmutadas por paquetes), en ellas cada host tiene un doble rol: el desolicitar el servicio, (cliente) y el de contestar con servicio (servidor).

La determinacin del rol que estn desempeando en un precisomomento se denomina control de dilogo.


Protocolos de Capa de Sesin

La Capa 5 tiene una serie de protocolos importantes.

Los siguientes son ejemplos de protocolos de la Capa de Sesin:

Sistema de archivos de red (NFS)

Lenguaje de consulta estructurado (SQL)

Llamada de procedimiento remoto (RPC)

Sistema X-Window

Protocolo de sesin AppleTalk (ASP)

Protocolo de control de sesin de arquitectura de reddigital (DNA SCP)

Capa de Transporte Provee confiabilidad, control de flujo

y correccin de errores a travs del usode TCP.

TCP segmenta los datos, aadiendo unheader con control de informacin parasecuencia y confirmacin de los paquetesrecibidos.

El header del segmento tambin incluyenlos puertos (ports) de origen y destinopara las aplicaciones de capas superiores

TCP es connection-oriented y usawindowing.

UDP es connectionless. UDP noconfirma la recepcin de paquetes.



Data-LinkPhysical

La Capa 1 crea y transporta las corrientes de bits; La Capa 2 encapsula los paquetes de datos en tramas,

y posibilita as su entrega en las LAN; La Capa 3 empaqueta los datos de las capas superiores

en paquetes y permite el enrutamiento y entrega enlas WAN.

Pero se ha tomado medidas para garantizar que losdatos viajen de manera confiable de extremo aextremo.

La Capa 4 ejecuta mltiples funciones para brindaresta "calidad de servicio."

Sus funciones principales son transportar y regular elflujo de informacin desde el origen hasta el destinode manera confiable y precisa.

Capa de Transporte

La frase "calidad del servicio" se usa a menudo para describir elpropsito de la Capa 4, la capa de transporte. Sus funcionesprincipales son: Transportar y regular el flujo de informacindesde el origen hasta el destino de manera confiable y precisa.El control de extremo a extremo, que suministran las ventanasdeslizantes, y la confiabilidad proporcionada por el uso denmeros de secuencia y acuses de recibo son las funcionesprincipales de Capa 4.

Para comprender la confiabilidad y el control de flujo, piense enun estudiante que ha estudiado un idioma extranjero duranteun ao. Ahora imagine que este estudiante visita el pas dondese habla ese idioma. Durante las conversaciones, deber pedirlea la gente que repitan lo que han dicho (para confiabilidad) yque hablen despacio, para que pueda entender las palabras(control de flujo).

Capa de Transporte

Capa de Transporte:Propsito

Principales funciones de la capa de Transporte: Control de de flujo: extremo a extremo Multiplexaje: datos de distintas aplicaciones

transmitidos de manera simultnea mediante unmedio fsico nico

Administracin de circuitos virtuales Verificacin y recuperacin de errores.

Protocolos de la Capa deTransporte

El protocolo TCP/IP de la Capa 4 del modelo OSI consta de dosprotocolos: TCP y UDP.

TCP ofrece un circuito virtual entre aplicaciones de usuariofinal

Caractersticas:

Orientado a conexin

Confiable

Divide los mensajes salientes en segmentos

Reensambla los mensajes en la estacin destino

Vuelve a enviar lo que no se ha recibido

Reensambla los mensajes a partir de segmentosentrantes.

UDP transporta datos de manera no confiable entre hosts.

Caractersticas:

No orientado a la conexin

Poco confiable

Transmite mensajes (llamados datagramasdel usuario)

No ofrece verificacin de software para laentrega de segmentos (poco confiable)

No reensambla los mensajes entrantes

No usa acuses de recibo

No proporciona control de flujo


TCP/IP es una combinacin de dos protocolos individuales:TCP e IP. IP es un protocolo de Capa 3, un servicio noorientado a conexin que brinda entrega de mximoesfuerzo a travs de una red. TCP es un protocolo deCapa 4: un servicio orientado a conexin que suministracontrol de flujo y confiabilidad. La reunin de ambosprotocolos les permite ofrecer una gama de servicios msamplia. Juntos, representan la totalidad del conjunto.TCP/IP es el protocolo de Capa 3 y Capa 4 en el que sebasa Internet.


Comparacin entre TCP e IP

Partimos de una premisa, TCP/IP es una combinacin de dosprotocolos individuales: TCP e IP.

IP es un protocolo de la Capa 3, un servicio no orientado aconexin cuyos intentos de entrega son de mximoesfuerzo.

TCP es un protocolo de la Capa 4: un servicio orientado aconexin que suministra control de flujo y confiabilidad.

Juntos, TCP/IP son los protocolos de Capa 3 y Capa 4 en losque se basa Internet.

Comparacin entre TCP e IP

El Protocolo de control detransmisin (TCP) es un protocolode la Capa 4 (la capa detransporte).

Es orientado a conexin.

Datos en rfagas Confiabiliadad Control de Flujo eficiente Operacin Full Duplex Multiplexaje

TCP forma parte de la pila deprotocolos TCP/IP

TCP

UDP Protocolo de Datagramade usuario

Es el protocolo de transporte no orientado a conexin de la pila deprotocolo TCP/IP.

UDP es un protocolo simple que intercambia datagramas, sin acusede recibo ni entrega garantizada.

El procesamiento de errores y retransmisin deben ser manejados porotros protocolos de capa superior.

UDP est diseado para las aplicaciones que no necesitan agruparsecuencias de segmentos.

Entre los protocolos que usan UDP se incluyen: TFTP, SNMP, DHCP,DNS

UDP, por lo tanto es una interfase entre IP y los procesos de capassuperiores.

Nmeros de Puerto

Tanto TCP como UDP usan nmeros de puerto para enviarinformacin a las capas superiores.

Permiten mantener un seguimiento de las distintasconversaciones que atraviesan la red al mismo tiempo.

Los desarrolladores de software han acordado utilizar los #de puerto conocidos definidos en RFC1700.

FTP utiliza el nmero de puerto estndar 21. Las aplicaciones que no tienen un # de puerto predefinido se

les asignan un # de puerto un intervalo especfico. Estosnmeros de puerto se usan como direcciones origen y destinoen el segmento TCP.

Nmeros de Puerto

Algunos puertos se reservan tanto en TCP como en UDP

Los nmeros de puerto tienen los siguientes intervalos asignados:

Los nmeros inferiores a 255 se usan para aplicacionespblicas.

Los nmeros del 255 al 1023 son asignados a empresaspara aplicaciones comercializables

Los nmeros superiores a 1023 no estn regulados. Los sistemas finales usan nmeros de puerto para seleccionar las

aplicaciones adecuadas.

Los nmeros de puerto origen son asignados dinmicamente por elhost origen; normalmente es un nmero mayor que 1023.

Los servicios orientados a conexin se dividen en 3 fases, seles conoce como saludo en tres direcciones o intercambio deseales de tres vias.

Fase de establecimiento de la conexinFase de establecimiento de la conexin: Determinauna ruta nica entre origen y destino. Los recursos quedanreservados para garantizar un servicio constante.

Fase de transferencia de datosFase de transferencia de datos: Los datos setransmiten secuencialmente siguiendo la ruta establecida,llegando a su destino en el orden en que se enviaron.

Fase de terminacin de la conexinFase de terminacin de la conexin: Termina laconexin entre el origen y el destino cuando ya no senecesita.

Saludo de 3 Vas TCP

Ventana deslizante Permite un uso ms eficiente del ancho de banda.

El tamao de ventana determina la cantidad de datos que sepueden transmitir antes de recibir una confirmacin desdeel destino.

Cuanto mayor sea el tamao de ventana (bytes), mayor serla cantidad de datos que el host puede transmitir.

TCP usa acuses de recibo de expectativa, lo que significaque el nmero de confirmacin se refiere al siguiente octetoesperado.

La parte "deslizante" de la ventana deslizante, se refiere alhecho de que el tamao de la ventana se negocia de formadinmica durante la sesin TCP.

El uso de ventanas es un mecanismo de control de flujo querequiere que el origen reciba una confirmacin desde eldestino despus de transmitir una cantidad determinada dedatos.

Si el origen no recibe un acuse de recibo, sabe que losoctetos se deben retransmitir, y que la velocidad detransmisin (tamao de ventana) debe reducirse.

TCP proporciona secuenciamiento de segmentos, cadadatagrama se numera antes de la transmisin.

En el host de destino el TCP reensambla los segmentoshasta formar un mensaje completo.

Si falta algn nmero de secuencia en la serie, esesegmento se vuelve a transmitir.

Ventana deslizante

Capa de Red

Responsable por eldireccionamiento lgico delpaquete y la determinacin deruta.

Addressing es hecho por routedprotocols tales como IP, IPX,AppleTalk, and DECnet.

Path Selection es hecho porrouting protocols tales como RIP,IGRP, EIGRP, OSPF, and BGP.

Routers operan en la Capa deRed



Data-LinkPhysical

A network layer. Why?

Network layer

Segment network and control flow of traffic. Move data through a set of networks. Logical Addressing, use a hierarchical addressing

scheme.

Network segmentation. Why?

Network segmentation

Control network traffics and reduce broadcasttraffics.

Separate computer networks is managed by asingle administration - Autonomous systems.

Communication among networks

Networks operate in much the same manner.

Router

Routers connect separate networks. Routers make best path decisions based on Layer 3

information. Routers actually switch packets from incoming ports

to appropriate outgoing ports.

Data relaying

Path determination

Path determination is the process that the routeruses to choose the next hop in the path for thepacket to travel to its destination based on the linkbandwidth, hop, delay ...

Network layer addressing

Network address + Host address: HierarchicalAddressing Schemes.

Flat Addressing Scheme

1

2

3

4

5

6

A B

1 A12 A23 A3

1 A2 A3 A4 B5 B6 B

Hierarchical Addressing Scheme

A1

A2

A3

B1

B2

B3

A B

1 A12 A23 A3

A LocalB Switch to B

Hierarchical Addressing Scheme

InternationalGateway

DomesticSwitch

LocalSwitch

84 8 9321044

Network address

The network address helps the router identify a pathwithin the network cloud.

The router uses the network address to identify thedestination network of a packet within aninternetwork.

Network address is assigned by higher-leveladministrator. Host address is assigned manually orautomatically by manager of that network.

Internetworking

Path determination

Path determination is the process that the routeruses to choose the next hop in the path for thepacket to travel to its destination based on the linkbandwidth, hop, delay ...

Router

A router is a type of internetworking device thatpasses data packets between networks, based onLayer 3 addresses.

A router has the ability to make intelligent decisionsregarding the best path for delivery of data on thenetwork.

IP addresses

IP addresses are implemented in software, and referto the network on which a device is located.

IP addressing scheme, according to theirgeographical location, department, or floor within abuilding.

Because they are implemented in software, IPaddresses are fairly easy to change.

Capa de Enlace de Datos

Provee acceso al medio Maneja notificacin de errores, la

topologa de red, control de flujo ydireccionamiento fsico de la trama(frame).

Media Access Control a travs de ... Deterministicatoken passing No-deterministicabroadcast

topology (dominios de colisin)



Data-LinkPhysical

Limitations of Layer 1

Cannot organize streams of bits. Cannot name or identify computers. Cannot communicate with the upper-level layers. Cannot decide which computer will transmit binary

data.

Layer 2

Layer 2 uses framing to organize or group the bits. Layer 2 uses an addressing process to identify

computers. Layer 2 uses Logical Link Control (LLC) to

communicate with the upper-level layers. Layer 2 uses Media Access Control (MAC) to decide

which computer will transmit.

OSI and various LAN standard

IEEE

The Institute of Electrical and ElectronicEngineers.

LAN standards: 802.1d: Spanning tree. 802.2: LLC. 802.3: MAC ~ Ethernet. 802.5: MAC ~ Token ring. 802.11: Wireless LAN.

IEEE LAN Standard

Logical Link Control(LLC): Transitions up tothe network layer.

Media Access Control(MAC): Transitionsdown to media.

Two Sub-layers WHY ?

LLC serves to communicate upward to Network layer,independent of the specific LAN technology used andUpper layer.

MAC serves to access and communicate downward tothe technology-specific Physical layer.

MAC

Naming. Framing. Media access control rules.

Packet

Packet

Packet Packet

802.3 802.5

4 Concepts of Layer 2

1. Layer 2 uses framing to organize or group the data.2. Layer 2 uses a flat addressing convention.3. Layer 2 communicates with the upper-level layers

through LLC.4. Layer 2 uses MAC to choose which computer will

transmit binary data, from a group in which allcomputers are trying to transmit at the same time.

HEXADECIMAL

NUMBERS

Base 16 system

Exercise: DEC HEX BIN

203

?

11001011

Exercise: DEC HEX BIN

159

9F

?

Exercise: HEX BIN DEC

B9

?

?

Exercise: BIN DEC HEX

11101001

?

?

MAC ADDRESSING

MAC Address

Every computer has a unique way of identifyingitself : MAC address or physical address.

The physical address is located on the NetworkInterface Card (NIC).

MAC addresses have no structure, and areconsidered flat address spaces.

MAC address format

The first six hexadecimaldigits, which are administered

by the IEEE, identify themanufacturer or vendor.

The remaining sixhexadecimal digits comprisethe interface serial number.

MAC address

MAC addresses are sometimes referred to asburned-in addresses (BIAs) because they are burnedinto read-only memory (ROM) and are copied intorandom-access memory (RAM) when the NICinitializes.

0000.0c12.3456 or 00-00-0c-12-34-56.

Using MAC addresses

A DData A DData A DDataA DData

Source AddressDestination Address

Encapsulation

Limitation of MAC

Flat, does not work well in internetwork. Hardware dependent.

FRAMING

Encoding

Encoding is the process of converting informationinto a form that can travel on a physical link.

Why framing is necessary?

Which computers are communicating with oneanother.

When communication between individual computersbegins and when it terminates.

A record of errors that occurred during thecommunication.

Whose turn it is to talk in a computerconversation.

Frame format diagram

The frame format diagram shows differentgroupings of bits (fields) that perform otherfunctions.

Read them from left to right.

Generic frame format

There are many different types of frames describedby various standards.

Start frame field

The Start Frame field tells other deviceson the network that a frame is comingdown the wire.

Address field

The Address field stores the source anddestination MAC addresses.

Length/Type field

The Type/Length field is an optional fieldused by some protocols to either statewhat type of data is coming or possiblythe length of the frame.

Data field

The Data field is the actual informationbeing sent by the upper layer protocols.Therefore, it will be all upper layer data.

Stop frame field

The Stop Frame field, also called theFrame Trailer, is an optional field that isused when the length of the frame wasnot specified in the Type/Length field.

MEDIA ACCESS CONTROL

MAC

Definition MAC

Specified by the technology being used. Determine who can transmit and when. Two types:

Deterministic: Lets take turns.

Token-Ring, FDDI.

Non-deterministic: First come, first serve.

Ethernet : CSMA/CD.

Definition MAC

Deterministic MAC protocol

Non-deterministic MAC protocol

Carrier Sense Multiple Access with CollisionDetection (CSMA/CD).

CSMA/CD

LAN Technologies

Ethernet: logicalbroadcast topology

Token Ring: logical tokenring topology

FDDI: logical token ringtopology

Capa Fsica

Proporciona los medioselctricos, mecnicos, deprocedimiento y funcionalespara activar y mantener elenlace fsico entre sistemas.

Incluye el medio a travs del cuallos bits fluyen... Cable CAT 5 Cable Coaxial Cable de Fibra Optica La Atmsfera



Data-LinkPhysical

Encapsulation

ComunicacionesPeer-to-Peer

Tabla de Contenido

Comunicaciones de Igual a Igual La capas se comunican usando su propia PDU. Por Ej., la

capa de red del origen y destino son iguales y usan lospaquetes para comunicarse respectivamente. (Peer-to-Peer)

Aplicacin ApplicationPresentacin Presentation

Sesin SessionTransporte Transport

Red NetworkEnlace Datos Data-Link

Fsica Physical

Data

Segments

Packets

Frames

Bits

DataData

Encapsulamiento y PDUs

Layer PDUs 7 - Application ------------| 6 - Presentation Data 5 - Session ------------| 4 - Transport Segments 3 - Network Packets 2 - Data Link Frames 1 - Physical Bits

Ejemplo de Encapsulamiento

Si uno escribe un mensaje deemail, SMTP toma los datos y lopasa a la capa de Presentacin.

Presentacin codifica los datosusando ASCII.

Sesin establece una coneccincon el destino con el propsito detransportar los datos.



Data-LinkPhysical

Ejemplo de Encapsulamiento

Transporte segmenta los datosutilizando TCP y lo enva a laCapa de Red para sudireccionamiento

Red direcciona el paqueteutilizando IP.

Enlace de Datos encapsula elpaquete en una trama y lodirecciona para su envo en la redlocal (MACs)

La capa Fsicia enva los bitshacia el medio (cable).



Data-LinkPhysical

ENCAPSULAMIENTO DE DATOS

Encapsulamiento y PDUs

PDUs Layer

Do Data 5-7

Sergeants Segments 4Pay Packets 3For Frames 2Beer? Bits 1

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDERUNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDERRevisin del ModeloEl Modelo OSIPlanteamiento del problemaLa solucinPorqu un Modelo en Capas?Ejemplo de 2 artistas que quieren intercambiar opinin ...Ejemplo de comunicacin mediante el modelo de capasMAS OBSTACULOSComunicacin indirecta mediante el modelo de capasModelo de capasPrincipios del modelo de capasConceptos del modelo de capasThe OSI ModelHost Layers vs. Media LayersHost Layers vs. Media LayersCapa de AplicacinCapa de AplicacinCapa de AplicacinAplicaciones Cliente/ServidorAplicaciones de Red IndirectasProceso del RedirectorProcesos de ComunicacinEl uso de IPs ?Dominioswww.ufps.edu.coServidor DNSAplicaciones de InternetE-mailE-mailE-mailFuncin DNSFuncin DNSTelnetTelnetTelnetFTPFTPHTTP (HyperText Transfer Protocol)Capa de PresentacinCapa 6: FuncionesCapa 6: EstndaresFormatos de ArchivoCifrado y Compresin de DatosCapa de SesinCapa de Sesin: DescripcinCapa de Sesin: DescripcinCapa de Sesin: DescripcinProtocolos de Capa de SesinCapa de TransporteCapa de TransporteCapa de TransporteCapa de Transporte: PropsitoProtocolos de la Capa de TransporteProtocolos de la Capa de TransporteProtocolos de la Capa de TransporteComparacin entre TCP e IPComparacin entre TCP e IPTCPUDP Protocolo de Datagrama de usuarioNmeros de PuertoNmeros de PuertoSaludo de 3 Vas TCPVentana deslizanteVentana deslizanteCapa de RedA network layer. Why?Network layerNetwork segmentation. Why?Network segmentationCommunication among networksRouterData relayingPath determinationNetwork layer addressingFlat Addressing SchemeHierarchical Addressing SchemeHierarchical Addressing SchemeNetwork addressInternetworkingPath determinationRouterIP addressesCapa de Enlace de DatosLimitations of Layer 1Layer 2OSI and various LAN standardIEEEIEEE LAN StandardTwo Sub-layers WHY ?MAC4 Concepts of Layer 2HEXADECIMAL NUMBERSBase 16 systemExercise: DEC HEX BINExercise: DEC HEX BINExercise: HEX BIN DECExercise: BIN DEC HEXMAC ADDRESSINGMAC AddressMAC address formatMAC addressUsing MAC addressesEncapsulationLimitation of MACFRAMINGEncodingWhy framing is necessary?Frame format diagramGeneric frame formatStart frame fieldAddress fieldLength/Type fieldData fieldStop frame fieldMEDIA ACCESS CONTROLMACDefinition MACDefinition MACDeterministic MAC protocolNon-deterministic MAC protocolCSMA/CDLAN TechnologiesCapa FsicaEncapsulationComunicaciones de Igual a IgualEncapsulamiento y PDUsEjemplo de EncapsulamientoEjemplo de EncapsulamientoENCAPSULAMIENTO DE DATOSENCAPSULAMIENTO DE DATOSEncapsulamiento y PDUs

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