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UNIVERSIDAD NACIONAL DE UCAYALIFACULTAD DE INGENIERIA DE SISTEMAS

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE SISTEMAS

¿Qué es una Red? – El Modelo de Referencia OSI

CURSO : TELEINFORMATICA II.

PROFESOR : Ing. Franklin Calle Zapata.

ALUMNOS: ABRAHAM VÁSQUEZ RODRÍGUEZ (100%)

abramingsite@hotmail.com

VASQUEZ CARDOZO ROMEL STEEP(100%)Líder

romerillo2@gmail.com

CARDENAS DAVILA PERCY(100%)

Perles_13@hotmail.com

BENAVENTE OLIVEIRA ROSA (80%)

CICLO : VIII

AÑO : 2008

PUCALLPA – UCAYALI

PERÚ

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Índice

1.1 Redes de Áreas Local(LAN)1.2 Redes e Interconexión de Redes1.3 Clientes y Servidores1.4 El Modelo de Referencia OSI1.4.1 Comunicación entre niveles1.4.2 Nivel Físico1.4.3 Nivel de enlace de Datos1.4.4 Nivel de Red1.4.5 Nivel de Transporte1.4.6 Nivel de Sesión1.4.7 Nivel de Presentación1.4.8 Nivel de Aplicación1.4.9 Pilas de protocolos

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Objetivos

• Entender el funcionamiento de las redes.

• Conocer el funcionamiento de los 7 niveles de modelo de referencia OSI.

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Contenido

¿Qué es una Red?

Una Red es un grupo de computadoras conectadas mediante cables o algún otro medio.

Una vez que la computadoras están conectadas entre si pueden compartir recursos con los demás, distribuyendo el procesamiento de una tarea particular e intercambiando mensajes.

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- Una Red de Área Local(LAN, Local Área Network), es un grupo de computadoras conectadas mediante un medio de transporte compartido, normalmente un cable.

- Una LAN generalmente tiene su zona de operación dentro de un edificio, campus.

- Una LAN es una red de banda base con conmutacion de paquetes.

Banda base frente a Banda anchaUna red de banda base es aquella en la que el cable o cualquier otro medio de transmisión puede llevar una única señal cada vez, mientras una red de banda ancha puede transportar muchas señales simultáneamente.

1.1 Redes de Áreas Local(LAN)

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Conmutación de Paquetes frente a conmutación de circuitos

Una LAN es una red de conmutacion de paquetes porque sus computadoras dividen los datos antes de ser transmitidos en pequeñas unidades separadas llamadas paquetes.

La conmutacion de circuitos es un sistema que establece un canal de comunicación hasta otro sistema antes de transmitir los datos.

Un ejemplo de conmutación de circuitos es el sistema publico de telefonía.

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1.2 Redes e Interconexión de RedesCableado y Topologías

En una LAN se conectan computadoras utilizando varios tipos de configuraciones de cableado llamadas topologías que dependen del tipo de cable usado y de los protocolos utilizados por los equipos. Las topologías mas comunes son.Bus.-Consiste en un cable que va desde una computadora hasta la siguiente.Estrella.-Usa un cable para cada computadora que llega a un nexo central llamado hub o concentrador el cual envia las señales.Bus en estrella.-Se unen varias redes en estrella usando un cable en bus para conectar los concentradores.Estrella Jerárquica.-Cuando se conecta el concentrador original a un segundo concentrador.Anillo.-Es una topologia en bus con los dos extremos conectados entre si , de modo que las señales viajan de una computadora a otra en forma circular.

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Control de Acceso al medio

Cuando varias computadoras están conectadas al mismo medio, tiene que haber un mecanismo de control de acceso al medio(MAC, Media Access Control), el cual ve el acceso a la red, para impedir que diversos sistemas transmitan datos al mismo tiempo.

Direccionamiento

Para que los sistemas de una red con medio de transmisión puedan comunicarse deben tener un método para identificarse entre si. La tarjeta de red(NIC, Network Interface Card), instalada en cada computadora viene con una dirección codificada.

Por ejemplo el protocolo TCP/IP requiere que se le asigne una

dirección única de IP a cada sistema.

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Repetidores, puentes, conmutadores y enrutadores

Se pueden conectar las LAN individuales entre si usando diferentes tipos de dispositivos, algunos extienden la LAN, mientras otros crean una interconexión de redes.

Repetidores.-Es un dispositivo eléctrico que extiende la distancia máxima que puede alcanzar un cable de LAN, amplificando las señales pasan por el.

Puentes.-Además de amplificar las señales, filtra selectivamente paquetes basándose en su dirección.

Conmutadores.-Son dispositivos que eliminan completamente el medio de transmisión compartido.

Enrutadores.-Es un dispositivo que conecta la LAN para formar una interconexión de redes

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Redes de Área Extensa(WAN)Una red de área extensa(WAN, Wide Area Network) es una colección de LAN, las cuales conectadas utilizan enlaces punto a punto que alcanzan distancias largas. Una conexión de WAN típica consiste en dos enrutadores, uno en cada LAN, conectados por medio de un enlace de larga distancia como una línea de teléfono.

Protocolos y estándaresLos protocolos definen las comunicaciones desde las señales transmitidas por los cables de red hasta los lenguajes.Los protocolos de hoy en día son estandarizados por algunos organismos siguientes:-Institute of Electrical and Electronic Engineers(IEEE).-International Organización for Standardization(ISO).-Internet Engineering Task Force(IETF).-Telecommunications Industry Association/Electronic Industry Association (TIA/EIA)

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1.3 Clientes y Servidores

- Las LAN se basan en el principio Cliente /Servidor, por el que los procesos necesarios para llevar a cabo una tarea particular se reparten entre las computadoras funcionando como clientes y servidores.

- Un servidor es una computadora que ejecuta un proceso que proporciona un servicio a otras computadoras cuando lo requieran.

- Un cliente es una computadora que ejecuta un programa que demanda un servicio al servidor.

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Sistemas Operativos y aplicacionesLa funcionalidad Cliente/Servidor mas basica que proporciona un sistema operativo de red(NOS, Newtork Operating System), es la de compartir unidades de disco e impresoras.

Windows 2000 viene con versiones Servidor y Profesional para estación de trabajo en el cual cualquier equipo puede acceder a los

recursos de otro.El servidor Novell NetWare puede compartir sus unidades de disco e impresoras pero no puede acceder a recursos compartidos de otras computadoras y los clientes NetWare tampoco pueden compartir sus recursos.

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El MODELO DE REFERENCIA OSI• Separa las comunicaciones de red en 7 niveles denominado pila de

protocolos

• Desarrollado en 2 proyectos independientes OSI e ITU-T unidos en 1983 cada uno de estos proyectos fueron desarrollados en 7 niveles cada uno formando el modelo OSI.

• Se planeo originalmente como el modelo para la creacion de un juego de protocolos que se ajuste exactamente a los 7niveles utilizado como herramienta de enseñanza referencia y comunicación.

• Este modelo divide un proceso complejo en unidades manejables que oportan un marco comun de referencia.

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Niveles del modelo OSI

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Comunicación entre niveles• Las redes funcionan enviando mensajes de un sitio a otro,El

modelo OSI define los componentes basicos necesarios para transmitir estos mensajes a sus destinos.

• Esto incluye tambien un conjunto de conversiones que transforman las llamadas a la interfaz de programacion de aplicaciones que efectuan los programas en cargas electricas, pulsos de luz u otro tipo de señales que se puedan transmitir por la red.

• Los protocoles de red sirven para empaquetar los datos generados de una aplicación adjuntarlo a una direccion y enviarlo a otra computadora de la red.

• Estos deben asegurarse de que las transmisiones alcanzen los destinos correctos y a su debido tiempo

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Comunicación entre niveles

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Encapsulación de datos• Los protocolos que operan en los diversos niveles funcionan conjuntamente para

proporcionar una calidad de servicio unificada.

• El trafico saliente pasa por diversas etapas de control necesaria para hacer el viaje a su destino comenzando por los protocolos mas altos y bajando por la pila de protocolos hasta el medio de transmision , cada nivel proporciona servicios de comunicación tanto a los que estan directamente por encima y por debajo del mismo.

• La informacion procesada toma la forma de encabezados o en algun caso de cola que envuelven los datos recibidos del nivel inmediatamente superior en un proceso denominado encapsulacion de datos.

• Una vez encapsulado por el protocolo del nivel de enlace el paquete completo denominado ahora trama es preparado para convertirse en el tipo de señal apropiado para su transmision por el medio.

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Trama encapsulado preparado para su transmisión

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Comunicaciones horizontales

• Los protocolos utilizados en cada nivel transmisor deben estar duplicados en el sistema receptor para asi poder invertir el proceso que se creo en el sistema receptor.

• La informacion que el sistema transmisor envia en el encabezado de cada protocolo es un mensaje que se transfiere al mismo protocolo del sistema destino.

• Los protocolos que operan en diversos niveles se comunican horizontalmente con sus homólogos en el otro sistema.

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Comunicaciones horizontales

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Comunicaciones verticales

• La informacion del encabezado permite tambien que cada nivel se comunique con los niveles por encima y por debajo .

• Por ejemplo cuando un sistema recibe un paquete los protocolos del nivel de enlace incluye un campo que identifica que protocolo del nivel de red debe usar el sistema para procesar el paquete a su vez el encabezado del nivel de red especifica un protocolo de los del nivel de transporte y los de transporte identifica la aplicación para la que los datos estan finalmente destinados.

• Si el paquete no tiene la informacion correcta en los encabezados este paquete no podra ser encaminado por la ruta correcta para llegar a su destino.

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Comunicaciones verticales

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Terminologia de encapsulacion• Paquete.-Se refiere a la unidad completa transmitida a travez del

medio de transmision.

• Trama .- Se refiera a una unidad de datos de tamaño variable que depende de la cantidad de datos que incluye.—cuando un protocolo del nivel de enlace de datos usa unidades de datos de tamaño uniforme como el modo de transferencia asincrono(ATM) se dice que trabaja con celdas.

• Datagrama.- Cuando los datos del nivel de transporte son encapsulados por el protocolo del nivel de red (IP o IPX)

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Nivel fisico• El modelo OSI define el medio fisico utilizado para transmitir datos de

una computadora a otra

• Cable electrico de cobre, fibra optica que se esta volviendo cada vez mas popular,Tambien un cierto numero de implementaciones que usan ondas de radio, radiacion infrarroja, luz láser, microondas y otras tecnologias.

• Este nivel codifica los datos binarios proporcionados por el nivel de enlace de datos, convirtiéndose en voltajes eléctricos, pulsos de luz u otros impulsos adecuados para su transmision por el medio fisico de la red.

• Este nivel define las medidas del cable coaxial Ethernet y de los conectores BNC utilizados.  Otro ejemplo de estándares relativos a esta capa son RS-232 para comunicaciones serie y X.21

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Señales en el nivel fisico• El componente activo en una instalacion del nivel fisico es el

transceptor que se encuentra en las tarjetas de red en los concentradores-repetidores y en otros dispositivos

• Encargado de recibir y transmitir señales por el medio fisico de la red toma los datos binarios recibidos del protocolo de enlace de datos y los convierte a señales de diversos voltajes, convierte los ceros y unos en voltajes, pulsos de luz, ondas de radio.

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NIVEL DE ENLACE DE DATOS

El protocolo del nivel de enlace de datos es in intermedio entre la red física y la pila de protocolo de la computadora.

• El formato de la trama que encapsula los datos del nivel de red.

• El mecanismo que regula el acceso al medio de transmisión compartido.

•Especificaciones para la Instalación del nivel físico de la red

DIRECCIONAMIENTO

La dirección utilizada en este nivel es la dirección hardware o dirección MAC, que en la mayor parte de los casos viene codificada de fábrica en el interfaz de red de cada computadora y enrutador.

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La capa de enlace puede considerarse dividida en dos subcapas:• Control lógico de enlace LLC("Logical Link Control") define la forma en que

los datos son transferidos sobre el medio físico, proporcionando servicio a las capas superiores.

• Control de acceso al medio MAC ("Médium Access Control").  Esta subcapa actúa como controladora del hardware subyacente (el adaptador de red).  De hecho el controlador de la tarjeta de red es denominado a veces "MAC driver", y la dirección física contenida en el hardware de la tarjeta es conocida como dirección MAC ("MAC address".  Su principal tarea (que le proporciona el nombre -control de acceso-) consiste en arbitrar la utilización del medio físico para facilitar que varios equipos puedan competir simultáneamente por la utilización de un mismo medio de transporte.  El mecanismo CSMA/CD ("Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection") utilizado en Ethernet es un típico ejemplo de esta subcapa.

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CONTROL DE ACCESO AL MEDIO

El control de acceso al medio es el proceso por el que el protocolo de enlace de datos arbitra el acceso al medio de transmisión.

• El Método de paso de testigo.

• Acceso Múltiple con detección de portadora y detección de colisiones.

INDICADOR DE PROTOCOLO

La mayor parte de las implementaciones del protocolo de enlace de datos se han diseñado para admitir, al mismo tiempo varios protocolos del nivel de red. Esto significa que hay varios posibles a través de la pila de protocolos de cada computadora.

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DETECCION DE ERRORES

Los protocolos incluyen una cola a continuación del campo de datos, esta cola contiene un campo denominado Secuencia de Comprobación de tramas, que utiliza el sistema receptor para detectar errores ocurridos durante la transmisión.

NIVEL DE RED

El protocolo del nivel de red realiza funciones de direccionamiento, enrutamiento por internet, fragmentación de paquetes, reensamblaje y comprobación de errores, entre el sistema de origen y el de destino.

Los protocolos más frecuentemente utilizados en esta capa son dos:  X.25 e IP ENRUTAMIENTO

Es de vital importancia para el rendimiento de la función principal del protocolo de red, una dirección que identifique las redes individuales de un modo único.

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FRAGMENTACION

Como los enrutadores pueden conectar redes que usan diferentes protocolos de enlace de datos, algunas veces es necesario que los sistemas intermedios dividan los datagramas en fragmentos para transmitirlos.

PROTOCOLOS CON CONEXIÓN Y SIN CONEXION

• Un protocolo con conexión es aquel en que se establece una conexión lógica entre los sistemas de origen y de destino antes que se transmitan datos de alto nivel.

• Un protocolo sin conexión empaqueta los datos y los transmite hacia su dirección de destino sin comprobar si el sistema de destino esta disponible, ni esperar confirmación de recepción de los paquetes.

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NIVEL DE TRANSPORTE

Los protocolos del nivel de transporte y superiores delegan completamente en los niveles de red y en lace de datos para los servicios de direccionamiento y de transmisión

FUNCIONES DEL PROTOCOLO DE TRANSPORTE

• El protocolo UDP es un servicio sin conexión que, en combinación con el protocolo IP, proporciona servicios mínimos para transacciones breves que no precisan de los servicios de un protocolo con conexión.

• Por otro lado TCP es un protocolo con conexión que proporciona una completa gama de servicios, aunque al costo de una sobrecarga mucho mayor.

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SEGMENTACION Y REENSAMBLAJELa segmentación de los datos y la numeración de los segmentos es un elemento crítico del proceso de transmisión, que además hace posible funciones como la corrección de errores.

La numeración de segmentos posibilita que el sistema receptor los reensamble en su orden original.

DETECCION Y CORRECION DE ERRORES

El documento del modelo OSI define dos formas de corrección de errores que pueden realizar los protocolos de transporte con conexión.

• Corrección a errores señalados.

• Corrección a errores no señalados.

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Nivel de sesion

El nivel de sesion proporciona mecanismos mediante los cuales se establece, mantiene y termina un dialogo entre computadoras.

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Nivel de presentacion

• Gestiona el uso de la sintaxis de transferencia admitida por las 2 computadoras conectadas de modo que sistemas terminales de tipos diferentes se pueden comunicar

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Nivel de aplicacion

• El protocolo del nivel de aplicación es la interfaz entre la aplicación demandante de servicios de red que se ejecuta en la computadora y la torre de protocolos que convierte esa demanda en las señales transmitidas por la red.

• protocolos utilizados por los programas de esta capa son HTTP, SMTP, POP, IMAP