El modelo de referencia OSI(Open Systems Interconection) sirve para regular la comunicación entre  los sistemas heterogenios y es así como surge en el año de 1983 como el resultado  del la ISO(International Standart Organization) para la estandarización internacional de los protocolos  de comunicación.         Cada una de las capas desempeña funciones bien definidas.        Los servicios proporcionados por cada nivel son utilizados por el nivel superior.        Existe una comunicación virtual entre 2 mismas capas, de manera horizontal.        Existe una comunicación vertical entre una capa de nivel N y la capa de nivel N + 1.        La comunicación fí sica se lleva a cabo entre las capas de nivel 1. 

Figura: Arquitectura de red basada en el modelo OSI.

Las 7 capas del modelo OSI y sus funciones principales

 

                                                                            

1. Capa Física.         Transmisión de flujo de bits a través del medio. No existe estructura alguna.         Maneja voltajes y pulsos eléctricos.         Especifica cables, conectores y componentes de interfaz con el medio de transmisión.

2. Capa Enlace de Datos.         Estructura el flujo de bits bajo un formato predefinido llamado trama.         Para formar una trama, el nivel de enlace agrega una secuencia especial de bits al principio

y al final del flujo inicial de bits.         Transfiere tramas de una forma confiable libre de errores (utiliza reconocimientos y

retransmisión de tramas).         Provee control de flujo.         Utiliza la técnica de "piggybacking".

3. Capa de Red (Nivel de paquetes).

         Divide los mensajes de la capa de transporte en paquetes y los ensambla al final.         Utiliza el nivel de enlace para el enví o de paquetes: un paquete es encapsulado en una

trama.         Enrutamiento de paquetes.         Enví a los paquetes de nodo a nodo usando ya sea un circuito virtual o como datagramas.         Control de Congestión.

4. Capa de Transporte.         Establece conexiones punto a punto sin errores para el enví o de mensajes.         Permite multiplexar una conexión punto a punto entre diferentes procesos del usuario

(puntos extremos de una conexión).         Provee la función de difusión de mensajes (broadcast) a múltiples destinos.         Control de Flujo.

5. Capa de Sesión.         Permite a usuarios en diferentes máquinas establecer una sesión.         Una sesión puede ser usada para efectuar un login a un sistema de tiempo compartido

remoto, para transferir un archivo entre 2 máquinas, etc.         Controla el diálogo (quién habla, cuándo, cuánto tiempo, half duplex o full duplex).         Función de sincronización.

6. Capa de Presentación.         Establece una sintaxis y semántica de la información transmitida.         Se define la estructura de los datos a transmitir (v.g. define los campos de un registro:

nombre, dirección, teléfono, etc).         Define el código a usar para representar una cadena de caracteres (ASCII, EBCDIC, etc).         Compresión de datos.         Criptografí a.

7. Capa de Aplicación.         Transferencia de archivos (ftp).         Login remoto (rlogin, telnet).         Correo electrónico (mail).         Acceso a bases de datos, etc.

¿Qué es la dirección IP?

La Dirección IP es un número de identificación utilizado en todas las conexiones de red, ya sea inalámbrica, de cable local o en internet, para clasificar, diferenciar y autentificar los nodos o puntos desde los cuales nos conectamos e intercambiamos información.La dirección IP asignada a un equipo permite que este tenga una identidad única, para la cual se utiliza un formato numérico.En el protocolo IPv4 que es el más utilizado actualmente, la dirección IP se representa con cuatro grupos de números decimales, usando el formato: XXX.XXX.XXX.XXX.

Un ejemplo es: 164.12.123.65, el valor de cada grupo puede estar entre 0 y 255.Como se comprenderá las combinaciones posibles son muchas pero limitadas y llegará el momento que no alcancen para satisfacer la demanda, es por eso que está en desarrollo otro protocolo llamado IPv6, que suplirá dichas limitaciones.Existen dos grandes grupos de direcciones IP, las fijas o estáticas y las dinámicas.

Direcciones IP estáticas o fijas

La dirección IP estática es una combinación numérica única y se asigna a sitios de Internet que por su función necesitan estar conectados permanentemente a la red.Los servidores de correo, DNS, FTP públicos, y grandes servidores de páginas web necesariamente deben contar con una dirección IP fija o estática, ya que de esta forma se permite su localización de forma permanente.

Direcciones IP dinámicas

Para el otro grupo de equipos conectados a la red la dirección IP no es fija, se asigna una dirección diferente cada vez que se establece una conexión, es la llamada dirección IP dinámica o DHCP.¿Por qué funciona así?Generalmente los ISP, o proveedores de acceso a internet, que son las empresas dedicadas a ofrecer el servicio de internet a la población y entidades, cuentan con un número limitado de direcciones IP, es decir siempre el número de usuarios supera las conexiones disponibles, en algunas ocasiones en proporción hasta de 50 o 100 por 1.Pero lógicamente que todos los usuarios no se conectan al mismo tiempo, lo que permite que los ISP vayan ofreciendo las conexiones disponibles de forma alterna.Esta es la gran ventaja de las direcciones IP dinámicas.Lógicamente que siempre hay posibilidades de disponer de una dirección IP única al solicitar un servicio a cualquier proveedor, es lo que se conoce como direcciones IP dedicadas.Lógicamente el precio es prohibitivo para el usuario común, por lo

que tenemos que conformarnos con una dirección IP dinámica, cuyo precio siempre es varias veces menor.No se debemos confundirnos con el tipo de dirección que utilizamos, en

algunos casos esta se realiza a través de un Router, este no es más que un

intermediario entre nuestro equipo y el ISP, por lo que podrá tener una

dirección IP dinámica, pero entregarnos una de rango fijo que en este caso será

una dirección IP local.

La máscara de subred es una máscara de bits que determina la parte de sistema principal y la parte de red de una dirección IP (Protocolo Internet).

La máscara de subred es un entero de 32 bits exclusivo que define la parte de la red donde se conecta una interfaz. La máscara debe especificarse siempre conjuntamente con una dirección de red (IP).

La máscara tiene el formato xxx.xxx.xxx.xxx, en el que cada campo es la representación decimal de 1 byte (8 bits) de la máscara. Por ejemplo, la máscara de subred cuya representación hexadecimal es X'FFFFFF00', en notación decimal es 255.255.255.0. Los bits de la máscara que se establecen en 1 determinan las partes de red y subred de la dirección. Los bits que se establecen en 0 determinan la parte de sistema principal de la dirección.

La máscara de subred y la dirección IP permiten a IP determinar dónde debe enviar los datos que recibe. IP correlaciona lógicamente la máscara de subred con una dirección IP. Esta acción permite determinar qué bits de la dirección pertenecen a la parte de red y qué bits de la dirección pertenecen a la parte de sistema principal.

La máscara de subred permite dividir una red entre varias redes más pequeñas denominadas subredes. Las subredes representan una red dentro de otra red. Todas las direcciones IP que están en la misma subred, o red, tienen la misma máscara de subred. Estas direcciones incluyen el sistema principal y las direcciones de red o subred.

El Asesor calculador de subred le ayuda a determinar las direcciones IP de las nuevas subredes. Todo lo que debe hacer es teclear la dirección de la red y especificar cuántas subredes desea crear. El Asesor calculador de subred

visualiza la dirección IP de la red y del primer y último sistema principal de cada subred.

El decodificador de BCD a siete segmentos es un circuito combinacional que permite un código BCD en sus entradas y en sus salidas activa un display de 7 segmentos para indicar un dígito decimal.

El display de siete segmentos

El display está formado por un conjunto de 7 leds conectados en un punto común en su salida. Cuando la salida es común en los ánodos, el display es llamado de ánodo común y por el contrario, sí la salida es común en los cátodos, llamamos al display de cátodo común. En la figura 3.1.1.,se muestran ambos tipos de dispositivos. En el display de cátodo común, una señal alta encenderá el segmento excitado por la señal. La alimentación de cierta combinación de leds, dará una imagen visual de un dígito de 0 a 9.

Figura 3.3.1. Display de ánodo común y cátodo común

Interactividad 3.3.1. Display de 7 segmentos

Decodificador de BCD a Siete Segmentos

El decodificador requiere de una entrada en código decimal binario BCD y siete salidas conectadas a cada segmento del display. La figura 3.3.2. representa en un diagrama de bloques el decodificador de BCD a 7 segmentos con un display de cátodo común.

Figura 3.3.2. Diagrama de bloques de un decodificador BCD a siete segmentos

Suponiendo que el visualizador es un display de cátodo común, se obtiene una tabla cuyas entradas en código BCD corresponden a A, B, C y D y unas salidas correspondientes a los leds que se encenderían en cada caso para indicar el dígito decimal. La tabla 3.3.1. muestra el caso de ejemplo.

Valor decimal

Entradas Salidas

A B C D a b c d e f g

0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0

1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0

2 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1

3 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1

4 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1

5 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1

6 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1

7 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0

8 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1

9 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1

10 1 0 1 0 X X X X X X X

... .. .. .. .. X X X X X X X

15 1 1 1 1 X X X X X X X

Tabla 3.3.1. Tabla de verdad del decodificador BCD a siete segmentos.

Los valores binarios 1010 a 1111 en BCD nunca se presentan, entonces las salidas se tratan como condiciones de no importa.

La simplificación de la información contenida en la tabla 3.3.1. requiere de siete tablas de verdad, que se pueden separar para cada segmento. Por consiguiente, un 1 en la columna indica la activación del segmento y varios de estos segmentos activados indican visualmente el número decimal requerido.

Según la información de la tabla de verdad, se puede obtener la expresión para cada segmento en suma de productos o producto de sumas según la cantidad de unos y ceros presentes.

Salida a

En la columna a existen 3 ceros y 7 unos, entonces es más fácil obtener la función PDS:

a = (A+B+C+D’)·(A+B’+C+D)= A + D·(B+C) + B’·(D’+C) = A + A·B’ + A·C + A·D + B·A + B·C + B·D + C·A + C·B’+ C + C·D + D’·A + D’·B’ + D’·C

a = A + (A·B’+B·A)+(A·C+C·A)+ (A·D+D’·A)+( B·C+C·B’) + B·D + C + (C·D+D’·C) + D’·B’ = A + A +A·C + A+ C + B·D + C + C + D’·B’ = A + A.C + C + B·D + D’·B’

a = A + C + (B D)’

Figura 3.3.3. Circuito para la salida a del decodificador BCD a siete segmentos

Salida c

En la columna de la salida c se tiene un solo 0, entonces se emplea el PDS:

c = (A + B + C’ + D)

Figura 3.3.4. Circuito para la salida c del decodificador BCD a siete segmentos

Salida e

La columna correspondiente a esta salida tiene 4 unos y 5 ceros. Es mejor utilizar la representación SDP:

e = (A’·B’·C’·D’) + (A’·B’·C·D’) + (A’·B·C·D’) + (A·B’·C’·D’) ;factorizando el primer término con el cuarto y el segundo con el tercero:

e = B’·C’·D’ + A’·C·D’ = D’·(B’·C’+ A’·C)

Figura 3.3.5. Circuito para la salida e del decodificador BCD a siete segmentos

El resto de salidas se o

Dirección de red

La dirección de red es una manera estándar de hacer referencia a una red. Por ejemplo: se podría hacer referencia a la red de la figura como "red 10.0.0.0". Ésta es una manera mucho más conveniente y descriptiva de referirse a la red que utilizando un término como "la primera red". Todos los hosts de la red 10.0.0.0 tendrán los mismos bits de red.

Dentro del rango de dirección IPv4 de una red, la dirección más baja se reserva para la dirección de red. Esta dirección tiene un 0 para cada bit de host en la porción de host de la dirección.

 

Dirección de broadcast

La dirección de broadcast IPv4 es una dirección especial para cada red que permite la comunicación a todos los host en esa red. Para enviar datos a todos los hosts de una red, un host puede enviar un solo paquete dirigido a la dirección de broadcast de la red.

La dirección de broadcast utiliza la dirección más alta en el rango de la red. Ésta es la dirección en la cual los bits de la porción de host son todos 1. Para la red 10.0.0.0 con 24 bits de red, la dirección de broadcast sería 10.0.0.255. A esta dirección se la conoce como broadcast dirigido.

 

Direcciones host

Como se describe anteriormente, cada dispositivo final requiere una dirección única para enviar un paquete a dicho host. En las direcciones IPv4, se asignan los valores entre la dirección de red y la dirección de broadcast a los dispositivos en dicha red.

 

Prefijos de red

Una pregunta importante es: ¿Cómo es posible saber cuántos bits representan la porción de red y cuántos bits representan la porción de host? Al expresar una dirección de red IPv4, se agrega una longitud de prefijo a la dirección de red. La longitud de prefijo es la cantidad de bits en la dirección que conforma la porción de red. Por ejemplo: en 172.16.4.0 /24, /24 es la longitud de prefijo e indica que los primeros 24 bits son la dirección de red. Esto deja a los 8 bits restantes, el último octeto, como la porción de host. Más adelante en este capítulo, aprenderemos más acerca de otra entidad que se utiliza para especificar la porción de red de una dirección IPv4 en los dispositivos de red. Se llama máscara de subred. La máscara de subred consta de 32 bits, al igual que la dirección, y utiliza unos y ceros para indicar cuáles bits de la dirección son bits de red y cuáles bits son bits de host.

No siempre a las redes se le asigna un prefijo /24. El prefijo asignado puede variar de acuerdo con la cantidad de hosts de la red. Tener un número de prefijo diferente cambia el rango de host y la dirección de broadcast para cada red.

9.2.9.2 Direcciones de Broadcast

Las direcciones de broadcast o difusión son direcciones normales, con la parte de máquina en todos sus bits. Esto significa 'todas las máquinas de tu red'. Puedes calcularla fácilmente a partir de tu máscara de red y dirección: toma la dirección y pn un bit en ella por todos los bits que son cero al final de la máscara de red (la parte de máquina). La siguiente tabla lo ilustra:

Direccion IP LoopbackEs un interfaz de red virtual. Pueden ser redefinidas en los dispositivos,incluso con direcciones IP publicadas una practica comun en los routers,capacidad de probar la tarjeta interna si se estan enviando datos BGP.

Esta direccion suele utilizarse cuando una transmision de datos tiene como destino el propio host.Tambien en tareas de diagnostico de conectividad y validez del protocolo de comunicacion.