ESTÁNDARES Y PROTOCOLOS DE COMUNICACIONES

MODELOS DE REFERENCIA

1. MODELO OSI

   El modelo OSI identifica y describe los elementos que participan en el proceso de comunicación desde la aplicación de origen hasta la de destino. Tiene 7 capas.

   Se interpreta de abajo hacia arriba, es decir, la capa más básica es la capa física, y se llama Capa 1, y la capa de aplicación sería la Capa 7.

   

   1. CAPA 1. CAPA FÍSICA
      
      
      • Tipo de dato: Bit.
      • Dispositivos Nivel 1: repetidores, HUB (concentrador), amplificadores, modem, tarjeta de red.
   
   Define las características físicas del medio (conectores, señal, valores etc.), es decir la parte física, por donde se envían los datos. Por ejemplo, el bit se representa.
   
   
   • 100Base-T con conector RJ-45 (5 voltios para valor 1).
   • 1000Base-F con conector ST (pulsos de luz).
   
   Siendo el número la velocidad en Mb/s y la letra T par trenzado y la F fibra.
   2. CAPA 2. CAPA DE ENLACE
      
      
      • Tipo de dato: Trama.
      • Dispositivos Nivel 2: Switch (conmutador) y Bridge (puente).
      
      En está capa es donde se realiza el direccionamiento físico, es decir dónde están las direcciones MAC. Cada tarjeta de red tiene una MAC.

      Funciones de la capa:

      • Detectar y corregir errores.
      • Si no puede corregir entonces pide la retransmisión.
      • Elimina duplicados.
      • Controla que un emisor rápido no sature a uno lento.
      • Método de acceso al medio: usado en redes donde solo hay un medio compartido por dónde va la información. En Ethernet se usaba CSMA/CD

      Tecnologías:

      • Ethernet (direccionamiento MAC) IEEE 802.3.
      • Token Ring IEEE 802.5.
      • FDDI
   
   
   3. CAPA 3. CAPA DE RED
      
      
      • Tipo de dato: Paquete.
      • Dispositivos Nivel 3: Router (enrutador o encaminador).

      Se encarga de la transmisión de paquetes de datos entre 2 equipos de la red.

      • Trabaja con direcciones lógicas (IP).
      • Busca el camino óptimo y menos congestionado (enrutamiento IP).
      • Fragmenta el paquete si supera MTU (unidad de transmisión mínima) y luego en el host final lo juna en orden.
   4. CAPA 4. CAPA DE TRANSPORTE
      
      
      • Tipo de dato: segmento o datagrama.
      
      

      Funciones:

      • Multiplexa o divide conversaciones entre diferentes nodos (puertos de comunicaciones).
      • Entrega confiable en destino, pidiendo retransmisión de datos erróneos o perdidos si es necesario.
      • Fragmentación de datos en segmentos para enviar y que se reconstruyen en destino.
   
   
   5. CAPA 5. CAPA DE SESIÓN
      
      
      • Establece, gestiona y finaliza la conexión entre los extremos.
      • Establece modo de conversación (simplex, half-duplex y full-duplex).
      • Reanudación conexión si hay interrupción y transmite datos desde último recibido.
   
   
   6. CAPA 6. CAPA DE PRESENTACIÓN
      
      
      • Representa la información en el formato adecuado si los datos llegan en diferentes formatos (ASCII, Unicode).
      • Comprime los datos.
      • Codifica y encripta los datos (https).
   
   
   7. CAPA 7. CAPA DE APLICACIÓN
      
      
      • Tipo de Dato Nivel 5, 6 y 7: Datos.
      • Tipo de Dispositivos Nivel 5, 6 y 7: filtrado de contenido, analizadores de virus o cortafuegos.
      
      

      Funciones:

      • Trabaja directamente con los programas.
      • Cada programa usa su propio protocolo.


2. MODELO TCP/IP

   Es el estándar abierto de Internet, haciendo posible la comunicación de dos computadores en cualquier parte del mundo.

   El modelo TCP/IP tiene 4 capas:

   • Capa de aplicación.
   • Capa de transporte.
   • Capa de Internet.
   • Capa de acceso de red.
   
   

   Ventajas del modelo TCP/IP:

   • Independiente de fabricantes y marcas.
   • Múltiples tecnologías de redes.
   • Interconecta redes de diferentes tecnologías y fabricante.
   • Funciona en máquinas de cualquier tamaño, desde PC a móviles.
   • Estándar de comunicación en EEUU desde 1983.

PROTOCOLO TCP Y UDP

1. PROTOCOLO DE CONTROL DE TRANSFERENCIAS (TCP)

   El PDU del protocolo TCP se llama Segmento.

   ORIENTADO A LA CONEXIÓN

   TCP se encarga de la seguridad y la fiabilidad, ya que necesitamos que todos los segmentos lleguen correctamente al destino.

   TCP divide mensaje en partes pequeñas llamada segmentos. Estos segmentos se numeran secuencialmente y se pasan al proceso IP para hacer los paquetes y enviar al destino. Si el destino no da acuse de recibo con el número correcto de segmentos se supone que se han perdido, se pide retransmisión, enviando solo lo que se ha perdido. En el destino TCP une los segmentos y los pasa a la aplicación.

   Las funciones a nivel de capa de transporte se hacen a través de los puertos de comunicaciones.

   1. SERVICIOS QUE OFRECE
      
      
      • Multiplexación de conexiones a través de un puerto.
      • Fragmentación en segmentos.
      • Reordenación de segmentos.
      • Detección y retransmisión de segmentos.
      • Eliminación segmentos duplicados.
      • Entrega fiable y acuse de recibo.
   
   
   2. APLICACIONES QUE USAN TCP
      
      
      • HTTP Y HTTPS: protocolos para la transferencia de hipertexto en la web, donde HTTPS agrega una capa de seguridad mediante cifrado.
      • FTP: permite la transferencia de archivos entre dispositivos en una red.

2. PROTOCOLO DE DATAGRAMAS DE USUARIO (UDP)

   
   NO ORIENTADO A LA CONEXIÓN

   Es más sencillo que TCP/IP, y de esta forma UDP permite mayor velocidad de transferencia, pero es menos fiable, siendo útil para aplicaciones que funcionan en “tiempo real”, por ejemplo, en streaming.

   1. SERVICIOS QUE OFRECE EL PROTOCOLO

      • Multiplexación de envíos a través de puertos.
      • Detección de errores entre extremos para los datagramas.
      
      
   2. CARACTERÍSTICAS
      
      
      • PDU del UDP se llama datagrama (segmento en TCP).
      • Cada datagrama se envía de forma independiente.
      • UDP no tiene mecanismo para garantizar que todos los datagramas hayan llegado al destino.
      • Los datagramas se envían sin establecer un orden, por lo tanto, en el destino no se ordenan ni si han llegado duplicados.
      • No hay mecanismo que garantice la llegada ordenada de datagramas.
      • No hay mecanismo que evite congestiones.
      • No hay mecanismo de fragmentación y es la propia aplicación quien divide la información en fragmentos con el tamaño adecuado para ser encapsulados por UDP.
      
      
   3. APLICACIONES QUE USAN UDP
      
      
      • Protocolo DNS: traduce nombres de dominio en direcciones IP, facilitando el acceso a los sitios web sin necesidad de recordar direcciones numéricas.
      • Protocolo DHCP: asigna dinámicamente una dirección IP y otros parámetros de configuración de red a cada dispositivo en una red para que puedan comunicarse con otras redes IP.
      • Streaming de voz y video.
      • Difusión de datos.
      • Algunos juegos online.