Capas del Modelo de Referencia OSI.

        El modelo OSI establece los lineamientos para que el software y los dispositivos de diferentes fabricantes funcionen juntos. Aunque los fabricantes de hardware y los de software para red son los usuarios principales del modelo OSI, una comprensión general del modelo llega a resultar muy benéfica para el momento en que se expande la red o se conectan redes para formar redes de área amplia (WAN).

        Capa 7.- La capa de Aplicación funciona como el acceso a los servicios que proporciona la red, así como de proporcionar al sistema operativo servicios como el de la transferencia de archivos.

        Capa 6.- La función de la capa de Presentación es la de proveer una interfase para realizar la transferencia de datos que sea idéntica de la tecnología para representarlos. Los datos pueden representarse en varias formas, lo que define como usar los datos y como mostrarlos es la arquitectura del sistema, así que la capa de presentación se encarga de esto.

        Capa 5.- La capa de sesión tiene la responsabilidad de asegurar la entrega correcta de la información. Esta capa tiene que revisar que la información que recibe este correcta; para esto, la capa de sesión debe realizar algunas funciones:

La detección y corrección de errores.

El controlar los dialogos entre dos entidades que se esten comunicando y definir los mecanismos para hacer las llamadas a procedimientos remotos (Remote Procedure Control - RPC).

        Hasta aquí, las tres primeras capas son denominadas "Capas de host" o las capas mas dependientes de la computadora o del anfitrión local (o incluso dentro del mismo programa). Las últimas tres capas estan orientadas hacia la comunicación (hacia la red).

        El TCP ejecuta funciones importantes en la capa de sesiín, así como lo hace el NCP de Novell.

        Capa 4.- La capa de transporte vincula las capas de host con las capas orientadas a la red; permite la cohesión entre el host y la red, su función es la de asegurar una entrega confiable de la información a traves de la red.

        Los estándares que pertenecen a la capa de transporte incluyen el protocolo de transporte (TP) de la Organización Internacional de Estándares (ISO) y el protocolo de intercambio de paquetes en secuencia (SPX) de Novell. Otros estándares que ejecutan funciones importantes en la capa de transporte incluyen el protocolo de control de transmisión (TCP) del Departamento de la Defensa, que es parte del TCP/IP, y el NCP de Novell.

        Capa 3.- Incluye dos cosas fundamentales: la capa de Red se encarga de determinar las rutas adecuadas para llevar la información de un lado a otro (proporciona el enrutamiento); además, su funcionalidad es la de proporcionar una interfase para que la transferencia de datos sea identica de la tecnología del enlace de datos.

        Los estándares que se refieren a la capa de red incluyen el protocolo de intercambio de paquetes entre redes (IPX) de Novell, el protocolo de Internet (IP) y el protocolo de entrega de datagramas (DDP) de Apple. El IP es parte del estándar de protocolo TCP/IP, generado por el Departamento de la Defensa de Estados Unidos y utilizado en Internet. El DDP fue diseñado para computadoras Apple, como la Macintosh. Los enrutadores operan en la capa de red.

        Capa 2.- La función de la capa dos es la de asegurar la transferencia de datos libres de error entre nodos adyacentes (sincronización a nivel de datos), ademas establece el control de acceso al medio. La capa de enlace de datos está dividida en dos subcapas: el control de acceso al medio (MAC) y el control de enlace lógico (LLC). Los puentes (bridges) operan en la capa MAC.

Control de enlace lógico.

o IEEE 802.2 (enlace lógico).

o Punto a Punto (PPP).

MAC.

o IEEE 802.3 - CSMA/CD.

o IEEE 802.5 - Token Ring.

o ANSI FDDI - Token Ring (fibra).

        Capa 1.- Define las caracteristicas físicas del medio de transmisión; de tipo mecánico, eléctrico y óptico (esto es, el tipo de medio a utilizar, el tamaño o forma de los conectores, el grosor del cable, el tipo de cable, el tipo de aislante, el voltaje de la interfase, la imperancia - resistencia - nominal, etc.), ademas esta la señalización de la interfase (es decir, el como representar la información como un 0 y 1, por ejemplo, un 0 puede representarse como una señal entre 0 y 5 volts, y un 1 en una señal de entre 1 y -5 volts, por ejemplo).

 

  |     :    |

  |  Capa 5  |   Mensajes

  +----------+

  |  Capa 4  |   Segmentos

  +----------+               /  Encabezados

  |  Capa 3  |   Paquetes   <

  +----------+               \  Capa util               / Datos Usr.

  |  Capa 2  |   Macro de datos (estructura de datos)  <  Encabezado

  +----------+                                          \ Terminación.

  |  Capa 1  |   Manejo de bits/bytes

  +----------+

 

        La capa física también maneja los tipos y las especificaciones de cables, incluyendo los cables Ethernet 802.3 del IEEE (Thick Ethernet - Ethernet denso o estándar -, Thin Ethernet - Ethernet estrecho o delgado - y UTP), el estándar de interfaz de datos distribuidos por fibra óptica (FDDI) del Instituto Nacional de Estándares Americanos (ANSI) para el cable de fibra óptica y muchos otros.

MODELO OSI

CAPA  Associated Protocols

Connectivity Devices

7 APLICACIÓN

NFS

X.400

X.500

Shell

Redirector

 

6 PRESENTACIÓN RFS

SMB

NCP

 

NFS

5 SESIÓN

TCP

IPX

NetBIOS

FTP/Telnet

SMPT

TFTP

RPC

SNMP

 

4 TRANSPORTE

TCP

UDP

SPX/IPX

Gateway (Enrutador)

3 CAPA DE RED

IP

IPX

ICMP

X.25

Enrutador

2B ENLACE DE DATOS LLC

IEEE 802.2

ODI

LABP

NDIS

Drivers

 

2A ENLACE DE DATOS MAC

IEEE 802.3

IEEE 802.5

CSMA/CD

Token

SwitchPuente (Bridge)

1 FÍSICA IEEE 802.3

IEEE 802.4

IEEE 802.5

RS-232

RS-449

Repetidor

Transceptor

MAU

Hub

NIC

V.35

Topologias

Cableado

Protocolo: Es el conjunto de normas y reglas, organizadas y convenidas de mutuo acuerdo entre todos los participantes en una comunicación.

Su misión es: hacer que la comunicación entre todos los ordenadores de una red que están usando ese protocolo sea compatible y regular algún aspecto de la misma. Estos protocolos son estandarizados por las asociaciones u organizaciones de estandarización, y los fabricantes toman en cuenta estos estándares para la realización de dispositivos tele-informáticos.

 

Que son las capas??

Capas: Las redes de ordenadores, proveen al usuario de una serie de servicios, e internamente poseen unas funciones. Todo esto es realizado por las capas o niveles de la arquitectura que posee el tipo de red. Las arquitecturas de las redes tienen una serie de capas superpuestas, una encima de otra, en la que cada una desempeña su función.

Funciones y características de las capas:-Permiten fraccionar el desarrollo del prottocolo, que usa.-Las capas facilitan el entendimiento del ffuncionamiento global de un protocolo.-Facilitan las compatibilidades, tanto de ssoftware como hardware de los distintos ordenadores conectados.-Las arquitectura o estructuras de capas soon flexibles a la hora de modificarlas.

 

Introducción

 

•En lugar de usar el hardware de red directamente, las redes usan módulos de software que ofrecen interfaces de alto nivel para desarrollar aplicaciones.

Los Protocolos de red: son un conjunto de reglas que especifican el formato de los mensajes y las acciones apropiadas en cada caso para transferir información entre computadores.

 

Necesidad de protocolos

 

Las familias de protocolos ocurre cuando En lugar de tener un solo protocolo gigante que especifique todos los detalles de todas las formas posibles de comunicación El problema de la comunicación entre computadores es divido en subpartes. Así los protocolos son más fáciles de diseñar, analizar, implementar, y probar. (Esta es básicamente la aplicación de la idea de diseño estructurado de software. También se puede aplicar al hardware)

•Esta partición el problema da origen a un conjunto de protocolos relacionados llamados Familias de Protocolos.

 

PLAN PARA DISEÑO DE PROTOCOLOS

Se han diseñado varias herramientas para ayudar a los diseñadores de protocolos a entender las partes del problema de comunicación y planear la familia de protocolos. Una de estas herramientas y la mas importante es el modelo de capas esto es solo una manera de dividir el problema de la comunicación en partes llamadas capas. La familia de protocolos puede diseñarse especificando un protocolo que corresponda a cada capa.

La organización internacional de Normalizacion OSI definio uno de los modelos mas importantes y el mas utilizado el modelo de siete capas.

 

Aplicación Capa 7 Presentación Capa 6

Sesion Capa 5 Transportación Capa 4

Red Capa 3 Enlace de datos Capa 2

fisica Capa 1

 

LAS SIETE CAPAS

Aunque los conceptos sobre el diseño de protocolos han cambiado en los 20 años transcurridos desde el desarrollo del modelo OSI y muchos protocolos modernos no encajan en el modelo anterior, prevalece buena parte de la terminología de la OSI.

El modelo OSI es conocido porque ofrece una explicación sencilla de la relación entre los complejos componentes de hardware y de protocolo de red. En el modelo OSI, la capa inferior corresponde al hardware y las capas sucesivas al software que usa la red.

 

EL SOFTWARE DE RED consiste en programas informáticos que establecen protocolos, o normas, para que las computadoras se comuniquen entre sí. Estos protocolos se aplican enviando y recibiendo grupos de datos formateados denominados paquetes. Los protocolos indican cómo efectuar conexiones lógicas entre las aplicaciones de la red, dirigir el movimiento de paquetes a través de la red física y minimizar las posibilidades de colisión entre paquetes enviados simultáneamente.

 

7 APLICACIÓN Se entiende directamente con el usuario final, al proporcionarle el servicio de información distribuida para soportar las aplicaciones y administrar las comunicaciones por parte de la capa de presentación.

6 PRESENTACIÓN Permite a la capa de aplicación interpretar el significado de la información que se intercambia. Esta realiza las conversiones de formato mediante las cuales se logra la comunicación de dispositivos.

5 SESIÓN Administra el diálogo entre las dos aplicaciones en cooperación mediante el suministro de los servicios que se necesitan para establecer la comunicación, flujo de datos y conclusión de la conexión.

4 TRANSPORTE Esta capa proporciona el control de extremo a extremo y el intercambio de información con el nivel que requiere el usuario.

Representa el corazón de la jerarquía de los protocolos que permite realizar el transporte de los datos en forma segura y económica.

3 RED Proporciona los medios para establecer, mantener y concluir las conexiones conmutadas entre los sistemas del usuario final. Por lo tanto, la capa de red es la más baja, que se ocupa de la transmisión de extremo a extremo.

2 ENLACE Asegura con confiabilidad del medio de transmisión, ya que realiza la verificación de errores, retransmisión, control fuera del flujo y la sequenciación de la capacidades que se utilizan en la capa de red.

1 FISICO Se encarga de las características eléctricas, mecánicas, funcionales y de procedimiento que se requieren para mover los bits de datos entre cada extremo del enlace de la comunicación.

 

 

Pilas: software en capas

Cuando se diseña de acuerdo con un modelo de capas, el protocolo se apega a la organización en capas. El protocolo de cada computadora se divide e modulos, de los que cada uno corresponde a una capa. Es mas, las capas determinan la sinteraccioenes entre los modulos: en teoria, cuando

el software de protocolo envia o recibe datos, cada modulo solo se comunica con el modulo de la siguiente capa mas alta y el de la siguiente mas baja. Asi los datos de salida pasan hacia abajo en cada capa y los de entrada suben por cada capa.

 

Sibujos staks

Como se muestra en la figura cada computadora contiene el software de una familia de protocolos. Los proveedores usan el termino pila para referirse a este software, puesto que el modelo de capas del que se construye muchas veces se dibuja como un grupo de rectángulos.

A continuación se enlistan seis pilas de protocolos conocidas 

proveedor pila

Novell corporation NETWARE

Banyan systems corporation VINES

Apple computer corporation APPLE TALK

Digital Euipment corporation DECNET

iBM SNA

Varios proveedorres TCP/IP

 

 

 

 

•Debido a la estructura de capas, es común referirse al modelo de capas como (pila).

•Debido a que cada pila fue diseñada independientemente, protocolos de diferentes pilas no pueden interactuar con los de otro.

 

Funcionamiento del software en capas

Como se ha dicho con anterioridad cada capa de software de protocolo resuelve una parte del problema de comunicación, para hacerlo, el software de cada capa de la computadora transmOSIra también agrega información a los datos de salida y el software de la misma capa de la computadora receptora usa la información adicional para procesar los datos de entradas.

 

Cabeceras multiples anidadas

En general, cada capa one información adicionalen la cabecera antes de enviar los datos a una capa inferior, por lo tanto un cuadro que Viaja por una

red contiene una serie de cabeceras anidadas como se ilustra continuación

MODELO OSI

Durante los años 60 y 70 se crearon muchas tecnologías de redes, cada una basada en un diseño específico de hardware. Estos sistemas eran construidos de una sola pieza, una arquitectura monolítica. Esto significa que los diseñadores debían ocuparse de todos los elementos involucrados en el proceso, estos elementos forman una cadena de transmisión que tiene diversas partes: Los dispositivos físicos de conexión,  los protocolos software y hardware usados en la comunicación.

Los programas de aplicación realizan la comunicación y la interfaz hombre-máquina que permite al humano utilizar la red.  Este modelo, que considera la cadena como un todo monolítico, es poco práctico, pues el más pequeño cambio puede implicar alterar todos sus elementos.

El diseño original de Internet del Departamento de Defensa Americano disponía un esquema de cuatro capas, aunque data de los 70 es similar al que se continúa utilizando:

Capa Física o de Acceso de Red: Es la responsable del envío de la información sobre el sistema hardware utilizado en cada caso, se utiliza un protocolo distinto según el tipo de red física.

Capa de Red o Capa Internet: Es la encargada de enviar los datos a través de las distintas redes físicas que pueden conectar una máquina origen con la de destino de la información.  Los protocolos de transmisión, como el IP están íntimamente asociados a esta capa.

Capa de Transporte: Controla el establecimiento y fin de la conexión, control de flujo de datos, retransmisión de datos perdidos y otros detalles de la transmisión entre dos sistemas.  Los protocolos más importantes a este nivel son TCP y UDP (mutuamente excluyentes).

Capa de Aplicación: Conformada por los protocolos que sirven directamente a los programas de usuario, navegador, e-mail, FTP, TELNET, etc.

Respondiendo a la teoría general imperante el mundo de la computación, de diseñar el hardware por módulos y el software por capas, en 1978 la organización ISO (International Standards Organization), propuso un modelo de comunicaciones para redes al que titularon "The reference model of Open Systems Interconnection", generalmente conocido como MODELO OSI. 

Su filosofía se basa en descomponer la funcionalidad de la cadena de transmisión en diversos módulos, cuya interfaz con los adyacentes esté estandarizada. Esta filosofía de diseño presenta una doble ventaja: El cambio de un módulo no afecta necesariamente a la totalidad de la cadena, además, puede existir una cierta inter-operabilidad entre diversos productos y fabricantes hardware/software, dado que los límites y las interfaces están perfectamente definidas. 

Esto supone por ejemplo, que dos softwares de comunicación distintos puedan utilizar el mismo medio físico de comunicación.

El modelo OSI tiene dos componentes principales:

Un modelo de red, denominado modelo básico de referencia o capa de servicio.

Una serie de protocolos concretos.

El modelo de red, aunque inspirado en el de Internet no tiene más semejanzas con aquél.  Está basado en un modelo de siete (7) capas, mientras que el primitivo de Internet estaba basado en cuatro (4).  Actualmente todos los desarrollos se basan en este modelo de 7 niveles que son los siguientes:  1 Físico;  2 de Enlace;  3 de Red; 4 de Transporte; 5 de Sesión; 6 de Presentación y 7 de Aplicación. Cada nivel realiza una función concreta, y está separado de los adyacentes por interfaces conocidas, sin que le incumba ningún otro aspecto del total de la comunicación.

Generalmente los dispositivos utilizados en las redes circunscriben su operación a uno o varios de estos niveles. Por ejemplo, un hub (concentrador) que amplifica y retransmite la señal a través de todos sus puertos está operando exclusivamente en la capa 1, mientras que un conmutador (switch) opera en las capas 1 y 2;  un router opera en las capas 1, 2 y 3.  Finalmente una estación de trabajo de usuario generalmente maneja las capas 5, 6 y 7.

En lo que respecta al software, hay que señalar que cada capa utiliza un protocolo específico para comunicarse con las capas adyacentes, y que añade a la cabecera del paquete cierta información adicional.

Capas del modelo OSI

La descripción de las diversas capas que componen este modelo es la siguiente:

1. Capa física

Es la encargada de transmitir los bits de información por la línea o medio utilizado para la transmisión. Se ocupa de las propiedades físicas y características eléctricas de los diversos componentes,  de la velocidad de transmisión, si esta es unidireccional o bidireccional (simplex, duplex o flull-duplex). 

También de aspectos mecánicos de las conexiones y terminales, incluyendo la interpretación de las señales eléctricas.

Como resumen de los cometidos de esta capa, podemos decir que se encarga de transformar un paquete de información binaria en una sucesión de impulsos adecuados al medio físico utilizado en la transmisión. Estos impulsos pueden ser eléctricos (transmisión por cable), electromagnéticos (transmisión Wireless) o luminosos (transmisón óptica). Cuando actúa en modo recepción el trabajo es inverso, se encarga de transformar estos impulsos en paquetes de datos binarios que serán entregados a la capa de enlace.

2. Capa de enlace

Puede decirse que esta capa traslada los mensajes hacia y desde la capa física a la capa de red. Especifica como se organizan los datos cuando se transmiten en un medio particular. Esta capa define como son los cuadros, las direcciones y las sumas de control de los paquetes Ethernet.

Además del direccionamiento local, se ocupa de la detección y control de errores ocurridos en la capa física, del control del acceso a dicha capa y de la integridad de los datos y fiabilidad de la transmisión. Para esto agrupa la información a transmitir en bloques, e incluye a cada uno una suma de control que permitirá al receptor comprobar su integridad. Los datagramas recibidos son comprobados por el receptor. Si algún datagrama se ha corrompido se envía un mensaje de control al remitente solicitando su reenvío.

La capa de enlace puede considerarse dividida en dos subcapas:

Control lógico de enlace LLC: 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: 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. Su principal 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.

3. Capa de Red

Esta capa se ocupa de la transmisión de los datagramas (paquetes) y de encaminar cada uno en la dirección adecuada tarea esta que puede ser complicada en redes grandes como Internet, pero no se ocupa para nada de los errores o pérdidas de paquetes. Define la estructura de direcciones y rutas de Internet. A este nivel se utilizan dos tipos de paquetes: paquetes de datos y paquetes de actualización de ruta. Como consecuencia esta capa puede considerarse subdividida en dos:

Transporte: Encargada de encapsular los datos a transmitir (de usuario).  Utiliza los paquetes de datos.  En esta categoría se encuentra el protocolo IP.

Conmutación: Esta parte es la encargada de intercambiar información de conectividad específica de la red.  Los routers son dispositivos que trabajan en este nivel y se benefician de estos paquetes de actualización de ruta.  En esta categoría se encuentra el protocolo ICMP responsable de generar mensajes cuando ocurren errores en la transmisión y de un modo especial de eco que puede comprobarse mediante ping.

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

4. Capa de Transporte

Esta capa se ocupa de garantizar la fiabilidad del servicio, describe la calidad y naturaleza del envío de datos. Esta capa define cuando y como debe utilizarse la retransmisión para asegurar su llegada. Para ello divide el mensaje recibido de la capa de sesión en trozos (datagramas), los numera correlativamente y los entrega a la capa de red para su envío. 

Durante la recepción, si la capa de Red utiliza el protocolo IP, la capa de Transporte es responsable de reordenar los paquetes recibidos fuera de secuencia. También puede funcionar en sentido inverso multiplexando una conexión de transporte entre diversas conexiones de datos.  Este permite que los datos provinientes de diversas aplicaciones compartan el mismo flujo hacia la capa de red.

Un ejemplo de protocolo usado en esta capa es TCP, que con su homólogo IP de la capa de Red, configuran la suite TCP/IP utilizada en Internet, aunque existen otros como UDP, que es una capa de transporte utilizada también en Internet por algunos programas de aplicación.

5. Capa de Sesión

Es una extensión de la capa de transporte que ofrece control de diálogo y sincronización, aunque en realidad son pocas las aplicaciones que hacen uso de ella.

6. Capa de Presentación

Esta capa se ocupa de garantizar la fiabilidad del servicio, describe la calidad y naturaleza del envío de datos. Esta capa define cuando y como debe utilizarse la retransmisión para asegurar su llegada.  Para ello divide el mensaje recibido de la capa de sesión en trozos (datagramas), los numera correlativamente y los entrega a la capa de red para su envío. 

Durante la recepción, si la capa de Red utiliza el protocolo IP, la capa de Transporte es responsable de reordenar los paquetes recibidos fuera de secuencia.  También puede funcionar en sentido inverso multiplexando una conexión de transporte entre diversas conexiones de datos.  Este permite que los datos provinientes de diversas aplicaciones compartan el mismo flujo hacia la capa de red.

Esta capa se ocupa de los aspectos semánticos de la comunicación, estableciendo los arreglos necesarios para que puedan comunicar máquinas que utilicen diversa representación interna para los datos. Describe como pueden transferirse números de coma flotante entre equipos que utilizan distintos formatos matemáticos.

En teoría esta capa presenta los datos a la capa de aplicación tomando los datos recibidos y transformándolos en formatos como texto imágenes y sonido.  En realidad esta capa puede estar ausente, ya que son pocas las aplicaciones que hacen uso de ella.  

7. Capa de Aplicación

Esta capa describe como hacen su trabajo los programas de aplicación (navegadores, clientes de correo, terminales remotos, transferencia de ficheros etc).  Esta capa implementa la operación con ficheros del sistema. Por un lado interactúan con la capa de presentación y por otro representan la interfaz con el usuario, entregándole la información y recibiendo los comandos que dirigen la comunicación.

Algunos de los protocolos utilizados por los programas de esta capa son HTTP, SMTP, POP, IMAP etc.

En resumen, la función principal de cada capa es:

AplicaciónEl nivel de aplicación es el destino final de los datos donde se proporcionan los servicios al usuario.

PresentaciónSe convierten e interpretan los datos que se utilizarán en el nivel de aplicación.

SesiónEncargado de ciertos aspectos de la comunicación como el control de los tiempos.

TransporteTransporta la información de una manera fiable para que llegue correctamente a su destino.

RedNivel encargado de encaminar los datos hacia su destino eligiendo la ruta más efectiva.

EnlaceEnlace de datos. Controla el flujo de los mismos, la sincronización y los errores que puedan producirse.

FísicoSe encarga de los aspectos físicos de la conexión, tales como el medio de transmisión o el hardware.

 

IP (PROTOCOLO DE INTERNET):

Cada computador que se conecta a Internet se identifica por medio de una dirección IP. Ésta se compone de 4 campos comprendidos entre el 0 y el 255 ambos inclusive y separados por puntos.

No está permitido que coexistan en la Red dos computadores distintos con la misma dirección, puesto que de ser así, la información solicitada por uno de los computadores no sabría a cual de ellos dirigirse.

Dicha dirección es un número de 32 bit y normalmente suele representarse como cuatro cifras de 8 bit separadas por puntos.

La dirección de Internet (IP Address) se utiliza para identificar tanto al computador en concreto como la red a la que pertenece, de manera que sea posible distinguir a los computadores que se encuentran conectados a una misma red.

Con este propósito, y teniendo en cuenta que en Internet se encuentran conectadas redes de tamaños muy diversos, se establecieron tres clases diferentes de direcciones, las cuales se representan mediante tres rangos de valores:

Clase A: Son las que en su primer byte tienen un valor comprendido entre 1 y 126, incluyendo ambos valores. Estas direcciones utilizan únicamente este primer byte para identificar la red, quedando los otros tres bytes disponibles para cada uno de los computadores que pertenezcan a esta misma red. Esto significa que podrán existir más de dieciséis millones de ordenadores en cada una de las redes de esta clase. Este tipo de direcciones es usado por redes muy extensas, pero hay que tener en cuenta que sólo puede haber 126 redes de este tamaño.

Clase B: Estas direcciones utilizan en su primer byte un valor comprendido entre 128 y 191, incluyendo ambos. En este caso el identificador de la red se obtiene de los dos primeros bytes de la dirección, teniendo que ser un valor entre 128.1 y 191.254 (no es posible utilizar los valores 0 y 255 por tener un significado especial). Los dos últimos bytes de la dirección constituyen el identificador del host permitiendo, por consiguiente, un número máximo de 64516 ordenadores en la misma red.

Clase C: En este caso el valor del primer byte tendrá que estar comprendido entre 192 y 223, incluyendo ambos valores. Este tercer tipo de direcciones utiliza los tres primeros bytes para el número de la red, con un rango desde 192.1.1 hasta 223.254.254. De esta manera queda libre un byte para el computador, lo que permite que se conecten un máximo de 254 computadores en cada red. Estas direcciones permiten un menor número de computadores que las anteriores, aunque son las más numerosas pudiendo existir un gran número redes de este tipo (más de dos millones).

Clase D: Las direcciones de esta clase estan reservadas para multicasting que son usadas por direcciones de computadores en areas limitadas.

Clase E: Son direcciones que se encuentran reservadas para su uso futuro.

Tabla de direcciones IP de Internet.

Clase Primer byte Identificación de red

Identificación de hosts

Número de redes

Número de hosts

A 1 .. 126 1 byte 3 byte 126 16.387.064

B 128 .. 191 2 byte 2 byte 16.256 64.516

C 192 .. 223 3 byte 1 byte 2.064.512 254

En la clasificación de direcciones anterior se puede notar que ciertos números no se usan. Algunos de ellos se encuentran reservados para un posible uso futuro, como es el caso de las direcciones cuyo primer byte sea superior a 223 (clases D y E, que aún no están definidas),

mientras que el valor 127 en el primer byte se utiliza en algunos sistemas para propósitos especiales.

También es importante notar que los valores 0 y 255 en cualquier byte de la dirección no pueden usarse normalmente por tener otros propósitos específicos.

El número 0 está reservado para las máquinas que no conocen su dirección, pudiendo utilizarse tanto en la identificación de red para máquinas que aún no conocen el número de red a la que se encuentran conectadas, en la identificación de computador para máquinas que aún no conocen su número dentro de la red, o en ambos casos.

El número 255 tiene también un significado especial, puesto que se reserva para el broadcast. El broadcast es necesario cuando se pretende hacer que un mensaje sea visible para todos los sistemas conectados a la misma red. Esto puede ser útil si se necesita enviar el mismo datagrama a un número determinado de sistemas, resultando más eficiente que enviar la misma información solicitada de manera individual a cada uno. Otra situación para el uso de broadcast es cuando se quiere convertir el nombre por dominio de un ordenador a su correspondiente número IP y no se conoce la dirección del servidor de nombres de dominio más cercano.

Lo usual es que cuando se quiere hacer uso del broadcast se utilice una dirección compuesta por el identificador normal de la red y por el número 255 (todo unos en binario) en cada byte que identifique al computador. Sin embargo, por conveniencia también se permite el uso del número 255.255.255.255 con la misma finalidad, de forma que resulte más simple referirse a todos los sistemas de la red.

El broadcast es una característica que se encuentra implementada de formas diferentes dependiendo del medio utilizado, y por lo tanto, no siempre se encuentra disponible.

IP (Internet Protocol) versión 6:

La nueva versión del protocolo IP recibe el nombre de IPv6, aunque es también conocido comúnmente como IPv6 (Protocolo de Internet de Nueva Generación). El número de versión de este protocolo es el 6 frente a la versión 4 utilizada hasta entonces, puesto que la versión 5 no pasó de la fase experimental. Los cambios que se introducen en esta nueva versión son muchos y de gran importancia, aunque la transición desde la versión 4 no debería ser problemática gracias a las características de compatibilidad que se han incluido en el protocolo. IPv6 se ha diseñado para solucionar todos los problemas que surgen con la versión anterior, y además ofrecer soporte a las nuevas redes de alto rendimiento (como ATM, Gigabit Ethernet y otros)

Una de las características más llamativas es el nuevo sistema de direcciones, en el cual se pasa de los 32 a los 128 bit, eliminando todas las restricciones del sistema actual. Otro de los aspectos mejorados es la seguridad, que en la versión anterior constituía uno de los mayores problemas. Además, el nuevo formato de la cabecera se ha organizado de una manera más efectiva, permitiendo que las opciones se sitúen en extensiones separadas de la cabecera principal.

Formato de la cabecera:

El tamaño de la cabecera que el protocolo IPv6 añade a los datos es de 320 bit, el doble que en la versión 4. Sin embargo, esta nueva cabecera se ha simplificado con respecto a la anterior. Algunos campos se han retirado de la misma, mientras que otros se han convertido en opcionales por medio de las extensiones. De esta manera los routers no tienen que procesar parte de la información de la cabecera, lo que permite aumentar de rendimiento en la transmisión. El formato completo de la cabecera sin las extensiones es el siguiente:

Versión: Número de versión del protocolo IP, que en este caso contendrá el valor 6. Tamaño: 4 bit.

Prioridad: Contiene el valor de la prioridad o importancia del paquete que se está enviando con respecto a otros paquetes provenientes de la misma fuente. Tamaño: 4 bit.

Etiqueta de flujo: Campo que se utiliza para indicar que el paquete requiere un tratamiento especial por parte de los routers que lo soporten. Tamaño: 24 bit.

Longitud: Es la longitud en bytes de los datos que se encuentran a continuación de la cabecera. Tamaño: 16 bit.

Siguiente cabecera: Se utiliza para indicar el protocolo al que corresponde la cabecera que se sitúa a continuación de la actual. El valor de este campo es el mismo que el de protocolo en la versión 4 de IP. Tamaño: 8 bit.

Límite de existencia: Tiene el mismo propósito que el campo de la versión 4, y es un valor que disminuye en una unidad cada vez que el paquete pasa por un nodo. Tamaño:8 bit.

Dirección de origen: El número de dirección del host que envía el paquete. Su longitud es cuatro veces mayor que en la versión 4. Tamaño: 128 bit.

Dirección de destino: Número de dirección de destino, aunque puede no coincidir con la dirección del host final en algunos casos. Su longitud es cuatro veces mayor que en la versión 4 del protocolo IP. Tamaño: 128 bit.

Organización de la cabecera IPv6.

Versión

Prioridad

Etiqueta de flujo

Longitud

Siguiente cabecera

Límite de existencia

Dirección de origen

Dirección de destino

       

 

Las extensiones que permite añadir esta versión del protocolo se sitúan inmediatamente después de la cabecera normal, y antes de la cabecera que incluye el protocolo de nivel de transporte.

Los datos situados en cabeceras opcionales se procesan sólo cuando el mensaje llega a su destino final, lo que supone una mejora en el rendimiento. Otra ventaja adicional es que el tamaño de la cabecera no está limitado a un valor fijo de bytes como ocurría en la versión 4.

Por razones de eficiencia, las extensiones de la cabecera siempre tienen un tamaño múltiplo de 8 bytes. Actualmente se encuentran definidas extensiones para routing extendido, fragmentación y ensamblaje, seguridad, confidencialidad de datos, etc.

Direcciones en la versión 6:

El sistema de direcciones es uno de los cambios más importantes que afectan a la versión 6 del protocolo IP, donde se han pasado de los 32 a los 128 bit (cuatro veces mayor).

Estas nuevas direcciones identifican a un interfaz o conjunto de interfaces y no a un nodo, aunque como cada interfaz pertenece a un nodo, es posible referirse a éstos a través de su interfaz.

El número de direcciones diferentes que pueden utilizarse con 128 bits es enorme. Teóricamente serían 2128 direcciones posibles, siempre que no apliquemos algún formato u organización a estas direcciones. Este número es extremadamente alto, pudiendo llegar a soportar más de 665.000 trillones de direcciones distintas por cada metro cuadrado de la superficie del planeta Tierra. Según diversas fuentes consultadas, estos números una vez organizados de forma práctica y jerárquica quedarían reducidos en el peor de los casos a 1.564 direcciones por cada metro cuadrado, y siendo optimistas se podrían alcanzar entre los tres y cuatro trillones.

Existen tres tipos básicos de direcciones IPv6 según se utilicen para identificar a un interfaz en concreto o a un grupo de interfaces. Los bits de mayor peso de los que componen la dirección IPv6 son los que permiten distinguir el tipo de dirección, empleándose un número variable de bits para cada caso. Estos tres tipos de direcciones son:

Direcciones unicast: Son las direcciones dirigidas a un único interfaz de la red. Las direcciones unicast que se encuentran definidas actualmente están divididas en varios grupos. Dentro de este tipo de direcciones se encuentra también un formato especial que facilita la compatibilidad con las direcciones de la versión 4 del protocolo IP.

Direcciones anycast: Identifican a un conjunto de interfaces de la red. El paquete se enviará a un interfaz cualquiera de las que forman parte del conjunto. Estas direcciones son en realidad direcciones unicast que se encuentran asignadas a varios interfaces, los cuales necesitan ser configurados de manera especial. El formato es el mismo que el de las direcciones unicast.

Direcciones multicast: Este tipo de direcciones identifica a un conjunto de interfaces de la red, de manera que el paquete es enviado a cada una de ellos individualmente.

Las direcciones de broadcast no están implementadas en esta versión del protocolo, debido a que esta misma función puede realizarse ahora mediante el uso de las direcciones multicast.

MOTIVOS DEL SURGIMIENTO DE LA IP VERSION 6:

El motivo básico para crear un nuevo protocolo fue la falta de direcciones. IPv4 tiene un espacio de direcciones de 32 bits, en cambio IPv6 ofrece un espacio de 128 bits. El reducido espacio de direcciones de IPv4, junto al hecho de falta de coordinación para su asignación durante la década de los 80, sin ningún tipo de optimización, dejando incluso espacios de direcciones discontinuos, generan en la actualidad, dificultades no previstas en aquel momento.

Otros de los problemas de IPv4 es la gran dimensión de las tablas de ruteo en el backbone de Internet, que lo hace ineficaz y perjudica los tiempos de respuesta.

Debido a la multitud de nuevas aplicaciones en las que IPv4 es utilizado, ha sido necesario agregar nuevas funcionalidades al protocolo básico, aspectos que no fueron contemplados en el análisis inicial de IPv4, lo que genera complicaciones en su escalabilidad para nuevos requerimientos y en el uso simultáneo de dos o más de dichas funcionalidades.

Entre las más conocidas se pueden mencionar medidas para permitir la Calidad de Servicio, Seguridad y movilidad.

FUNCIONAMIENTO DE LA CAPA DE RED EN EL MODELO OSI:

La capa de red proporciona sus servicios a la capa de transporte, siendo una capa compleja que proporciona conectividad y selección de la mejor ruta para la comunicación entre máquinas que pueden estar ubicadas en redes geográficamente distintas.

Es la responsable de las funciones de conmutación y enrutamiento de la información (direccionamiento lógico), proporcionando los procedimientos necesarios para el intercambio de datos entre el origen y el destino, por lo que es necesario que conozca la topología de la red (forma en que están interconectados los nodos), con objeto de determinar la ruta más adecuada.

Sus principales funciones son:

Dividir los mensajes de la capa de transporte (segmentos) en unidades más complejas, denominadas paquetes, a los que asigna las direcciones lógicas de los computadores que se están comunicando.

Conocer la topología de la red y manejar el caso en que la máquina origen y la máquina destino estén en redes distintas.

Encaminar la información a través de la red en base a las direcciones del paquete, determinando los métodos de conmutación y enrutamiento a través de dispositivos intermedios (routers).

Enviar los paquetes de nodo a nodo usando un circuito virtual o datagramas. Ensamblar los paquetes en el computador destino.

En esta capa es donde trabajan los routers, dispositivos encargados de encaminar o dirigir los paquetes de datos desde el origen hasta el destino a través de la mejor ruta posible entre ellos.

FUNCIONAMIENTO DE LA IP DENTRO DEL MODELO OSI:

El protocolo de IP es la base fundamental de Internet. Hace posible enviar datos de la fuente al destino. El nivel de transporte parte el flujo de datos en datagramas. Durante su transmisión se puede partir un datagrama en fragmentos que se montan de nuevo en el destino

Paquetes de IP:

Versión. Es la 4. Permite las actualizaciones. IHL. La longitud del encabezamiento en palabras de 32 bits. El valor

máximo es 15, o 60 bytes.

Tipo de servicio. Determina si el envío y la velocidad de los datos es fiable. No usado.

Longitud total. Hasta un máximo de 65.535 bytes. Identificación. Para determinar a qué datagrama pertenece un

fragmento. DF (Don't Fragment). El destino no puede montar el datagrama de

nuevo. MF (More Fragments). No establecido en el fragmento último. Desplazamiento del fragmento. A qué parte del datagrama pertenece

este fragmento. El tamaño del fragmento elemental es 8 bytes. Tiempo de vida. Se decrementa cada salto. Protocolo. Protocolo de transporte en que se debiera basar el

datagrama. Las opciones incluyen el enrutamiento estricto (se especifica la ruta completa), el enrutamiento suelto (se especifican solamente algunos routers en la ruta), y grabación de la ruta

La operación técnica en la que los datos son transmitidos a través de la red se puede dividir en dos pasos discretos, sistemáticos. A cada paso se realizan ciertas acciones que no se pueden realizar en otro paso. Cada paso incluye sus propias reglas y procedimientos, o protocolo.

Los pasos del protocolo se tienen que llevar a cabo en un orden apropiado y que sea el mismo en cada uno de los equipos de la red.

En el equipo origen, estos pasos se tienen que llevar a cabo de arriba hacia abajo. En el equipo de destino, estos pasos se tienen que llevar a cabo de abajo hacia arriba.

El equipo origen:

Los protocolos en el equipo origen:

1. Se dividen en secciones más pequeñas, denominadas paquetes. 2. Se añade a los paquetes información sobre la dirección IP, de forma que el

equipo de destino pueda determinar si los datos le pertenecen. 3. Prepara los datos para transmitirlos a través de la NIC y enviarlos a través del

cable de la red.

El equipo de destino:

Los protocolos en el equipo de destino constan de la misma serie de pasos, pero en sentido inverso.

1. Toma los paquetes de datos del cable y los introduce en el equipo a través de la NIC. 2. Extrae de los paquetes de datos toda la información transmitida eliminando la

información añadida por el equipo origen. 3. Copia los datos de los paquetes en un búfer para reorganizarlos enviarlos a la

aplicación.

Los equipos origen y destino necesitan realizar cada paso de la misma forma para que los datos tengan la misma estructura al recibirse que cuando se enviaron.

¿COMO SE PROCESAN LOS PAQUETES TCP/IP EN EL MODELO OSI?

Los protocolos como TCP/IP determinan cómo se comunican las computadoras entre ellas por redes como Internet. Estos protocolos funcionan conjuntamente, y se sitúan uno encima de otro en lo que se conoce comúnmente como pila de protocolo. Cada pila del protocolo se diseña para llevar a cabo un propósito especial en la computadora emisora y en la receptora. La pila TCP combina las pilas de aplicación, presentación y sesión en una también denominada pila de aplicación.

En este proceso se dan las características del envasado que tiene lugar para transmitir datos:

La pila de aplicación TCP formatea los datos que se están enviando para que la pila inferior, la de transporte, los pueda remitir. La pila de aplicación TCP realiza las operaciones equivalentes que llevan a cabo las tres pilas de OSI superiores: aplicaciones, presentación y sesión.

La siguiente pila es la de transporte, que es responsable de la transferencia de datos, y asegura que los datos enviados y recibidos son de hecho los mismos, en otras palabras, que no han surgido errores durante él envió de los datos. TCP divide los datos que obtiene de pila de aplicación en segmento.

Agrega una cabecera contiene información que se usará cuando se reciban los datos para asegurar que no han sido alterados en ruta, y que los segmentos se pueden volver a combinar correctamente en su forma original.

La tercera pila prepara los datos para la entrega introduciéndolos en data gramas IP, y determinando la dirección Internet exacta para estos. El protocolo IP trabaja en la pila de Internet, también llamada pila de red. Coloca un envase IP con una cabecera en cada segmento. La cabecera IP incluye información como la dirección IP de las computadoras emisoras y receptoras, la longitud del data grama y el orden de su secuencia.

El orden secuencial se añade porque el data grama podría sobrepasar posiblemente el tamaño permitido a los paquetes de red, y de este modo necesitaría dividirse en paquetes más pequeños. Incluir el orden secuencial les permitiría volverse a combinar apropiadamente.

CONCLUSION

Una de las necesidades más acuciantes de un sistema de comunicaciones es el establecimientos de estándares, sin ellos sólo podrían comunicarse entre si equipos del mismo fabricante y que usaran la misma tecnología.

La conexión entre equipos electrónicos se ha ido estandarizando paulatinamente, el Modelo OSI es la principal referencia para las comunicaciones por red. Aunque existen otros modelos, en la actualidad la mayoría de los fabricantes de redes relacionan sus productos con el modelo OSI, especialmente cuando desean enseñar a los usuarios cómo utilizar sus productos.

Los fabricantes consideran que es la mejor herramienta disponible para enseñar cómo enviar y recibir datos a través de una red.

El modelo de referencia OSI permite que los usuarios vean las funciones de red que se producen en cada capa. Es un modelo entendible para los usuarios.

Además en el trabajo se definió y explico la IP tanto en su versión 4 como en su nueva versión, IP versión 6. Entendiendo que la necesidad de la creación de la nueva versión radica en el agotamiento de las direcciones de la IP anterior.

Se explico el modelo OSI y se hizo énfasis en la capa 3, debido a que en esta capa funciona u opera el protocolo de Internet, es decir, el protocolo IP, En esta capa se establece las comunicaciones y determina el camino que tomarán los datos en la red.

BIBLIOGRAFIA

Douglas E. Comer.Internetworking with TCP/IP. Principles, Protocols and Architecture.1era Edición Prentice-Hall, 1988.

Douglas E. Comer and David L. Stevens.Internetworking with TCP/IP. Volume II.2da Edición Prentice-Hall, 1991.

GRALLA, P. COMO FUNCIONAN LAS INTRANETS1era Edición. Prentice-Hall, 1991.

PROTOCOLOS [ON LINE].

Disponible en: http://www.protocols.com/