PDF de programación - Configuración básica de redes TCP/IP

Configuración básica de redes TCP/IP

1. MODELO OSI

Tecnologías y protocolos de red según el Modelo OSI
Nivel de aplicación DNS, FTP, HTTP, IMAP, IRC, NFS, NNTP, NTP,

POP3, SMB/CIFS, SMTP, SNMP, SSH, Telnet, SIP

de

de

Nivel
presentación
Nivel de sesión
Nivel
transporte
Nivel de red

Nivel de enlace

Nivel físico



ASN.1, MIME, SSL/TLS, XML

NetBIOS

SCTP, SPX, TCP, UDP

AppleTalk, IP, IPX, NetBEUI, X.25
ATM, Ethernet, Frame Relay, HDLC, PPP, Token
Ring, Wi-Fi, STP
Cable coaxial, Cable de fibra óptica, Cable de par
trenzado, Microondas, Radio, RS-232

El modelo de referencia de Interconexión de Sistemas Abiertos (OSI, Open System
Interconection) lanzado en 1984 fue el modelo de red descriptivo creado por ISO.

Historia

En sus inicios, el desarrollo de redes sucedió con desorden en muchos sentidos. A
principios de la década de 1980 se produjo un enorme crecimiento en la cantidad y el
tamaño de las redes. A medida que las empresas tomaron conciencia de las ventajas de
usar tecnología de networking, las redes se agregaban o expandían a casi la misma
velocidad a la que se introducían las nuevas tecnologías de red.

Para mediados de la década de 1980, estas empresas comenzaron a sufrir las
consecuencias de la rápida expansión. De la misma forma en que las personas que no
hablan un mismo idioma tienen dificultades para comunicarse, las redes que utilizaban
diferentes especificaciones e implementaciones tenían dificultades para intercambiar
información. El mismo problema surgía con las empresas que desarrollaban
tecnologías de networking privadas o propietarias. "Propietario" significa que una sola
empresa o un pequeño grupo de empresas controlan todo uso de la tecnología. Las
tecnologías de networking que respetaban reglas propietarias en forma estricta no
podían comunicarse con tecnologías que usaban reglas propietarias diferentes.

Para enfrentar el problema de incompatibilidad de redes, la Organización Internacional
para la Estandarización (ISO) investigó modelos de networking como la red de Digital
Equipment Corporation (DECnet), la Arquitectura de Sistemas de Red (SNA) y
TCP/IP a fin de encontrar un conjunto de reglas aplicables de forma general a todas
las redes. Con base en esta investigación, la ISO desarrolló un modelo de red que ayuda
a los fabricantes a crear redes que sean compatibles con otras redes.



Modelo de referencia OSI

Siguiendo el esquema de este modelo se crearon numerosos protocolos, como por
ejemplo X.25, que durante muchos años ocuparon el centro de la escena de las
comunicaciones informáticas. El advenimiento de protocolos más flexibles donde las
capas no están tan demarcadas y la correspondencia con los niveles no era tan clara
puso a este esquema en un segundo plano. Sin embargo sigue siendo muy usado en la
enseñanza como una manera de mostrar como puede estructurarse una "pila" de
protocolos de comunicaciones (sin importar su poca correspondencia con la realidad).

El modelo en sí mismo no puede ser considerado una arquitectura, ya que no especifica
el protocolo que debe ser usado en cada capa, sino que suele hablarse de modelo de
referencia. Este modelo está dividido en siete capas:

Capa Física (Capa 1)

La Capa Física del modelo de referencia OSI es la que se encarga de las conexiones
físicas de la computadora hacia la red, tanto en lo que se refiere al medio físico (medios
guiados: cable coaxial, cable de par trenzado, fibra óptica y otros tipos de cables;
medios no guiado: radio, infrarrojos, microondas, láser y otras redes inalámbricas);
características del medio (p.e. tipo de cable o calidad del mismo; tipo de conectores
normalizados o en su caso tipo de antena; etc.) y la forma en la que se transmite la
información (codificación de señal, niveles de tensión/intensidad de corriente eléctrica,
modulación, tasa binaria, etc.)

Es la encargada de transmitir los bits de información a través del 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 uni o bidireccional
(simplex, dúplex o full-duplex). También de aspectos mecánicos de las conexiones y
terminales, incluyendo la interpretación de las señales eléctricas/electromagnéticas.

Se encarga de transformar una trama de datos proveniente del nivel de enlace en una
señal adecuada al medio físico utilizado en la transmisión. Estos impulsos pueden ser
eléctricos (transmisión por cable); o electromagnéticos. Estos últimos, dependiendo de
la frecuencia /longitud de onda de la señal pueden ser ópticos, de micro-ondas o de
radio. Cuando actúa en modo recepción el trabajo es inverso; se encarga de transformar
la señal transmitida en tramas de datos binarios que serán entregados al nivel de
enlace.

Sus principales funciones se pueden resumir como:

• Definir el medio o medios físicos por los que va a viajar la comunicación: cable
de pares trenzados (o no, como en RS232/EIA232), coaxial, guías de onda, aire,
fibra óptica.

• Definir las características materiales (componentes y conectores mecánicos) y
eléctricas (niveles de tensión) que se van a usar en la transmisión de los datos
por los medios físicos.

• Definir

funcionales de
mantenimiento y liberación del enlace físico).

las características

la

interfaz

(establecimiento,

• Transmitir el flujo de bits a través del medio.

• Manejar las señales eléctricas/electromagnéticas

• Especificar cables, conectores y componentes de interfaz con el medio de

transmisión, polos en un enchufe, etc.

• Garantizar la conexión (aunque no la fiabilidad de ésta).

Codificación de la señal

El nivel físico recibe una trama binaria que debe convertir a una señal eléctrica, electro
magnética, óptica u otra dependiendo del medio, de tal forma que a pesar de la
degradación que pueda sufrir en el medio de transmisión vuelva a ser interpretable
correctamente en el receptor.

En el caso más sencillo el medio es directamente digital, como en el caso de las fibras
ópticas, dado que por ellas se transmiten pulsos de luz.

Cuando el medio no es digital hay que codificar la señal, en los casos más sencillos la
codificación puede ser por pulsos de tensión (PCM o Pulse Code Modulatión) (por
ejemplo 5 V para los "unos" y 0 V para los "ceros"), es lo que se llaman codificación
unipolar NRZ. Otros medios se codifican mediante presencia o ausencia de corriente.
En general estas codificaciones son muy simples y no apuran bien la capacidad de
medio. Cuando se quiere sacar más partido al medio se usan técnicas de modulación
más complejas, y suelen ser muy dependientes de las características del medio
concreto.

En los casos más complejos, como suelen ser las comunicaciones inalámbricas, se
pueden dar modulaciones muy sofisticadas, este es el caso de los estándares Wi-Fi, con
técnicas de modulación complejas de espectro ensanchado

Topología y medios compartidos

Indirectamente el tipo de conexión que se haga en la capa física puede influir en el
diseño de la capa de Enlace. Atendiendo al número de equipos que comparten un medio
hay dos posibilidades:

• Conexiones punto a punto: que se establecen entre dos equipos y que no

admiten ser compartidas por terceros

• Conexiones multipunto: en las que dos o más equipos pueden usar el medio.

Así por ejemplo la fibra óptica no permite fácilmente conexiones multipunto (sin
embargo, véase FDDI) y por el contrario las conexiones
inalámbricas son
inherentemente multipunto (sin embargo, véanse los enlaces infrarrojos). Hay
topologías como el anillo, que permiten conectar muchas máquinas a partir de una
serie de conexiones punto a punto.

Equipos adicionales

A la hora de diseñar una red hay equipos adicionales que pueden funcionar a nivel
físico, se trata de los repetidores, en esencia se trata de equipos que amplifican la señal,

pudiendo también regenerarla. En las redes Ethernet con la opción de cableado de par
trenzado (la más común hoy por hoy) se emplean unos equipos de interconexión
llamados concentradores (repetidores en las redes 10Base-2) más conocidos por su
nombre en inglés (hubs) que convierten una topología física en estrella en un bus
lógico y que actúan exclusivamente a nivel físico, a diferencia de los conmutadores
(switches) que actúan a nivel de enlace.

Capa de enlace de datos (Capa 2)

Cualquier medio de transmisión debe ser capaz de proporcionar una transmisión sin
errores, es decir, un tránsito de datos fiable a través de un enlace físico. Debe crear y
reconocer los límites de las tramas, así como resolver los problemas derivados del
deterioro, pérdida o duplicidad de las tramas. También puede incluir algún mecanismo
de regulación del tráfico que evite la saturación de un receptor que sea más lento que el
emisor.

La capa de enlace de datos se ocupa del direccionamiento físico, de la topología de la
red, del acceso a la red, de la notificación de errores, de la distribución ordenada de
tramas y del control del flujo.

Ejemplos: Ethernet, Token Ring, ATM, FDDI.

Capa de red (Capa 3)

El cometido de la capa de red es hacer que los datos lleguen desde el origen al destino,
aún cuando ambos no estén conectados directamente. Es decir que se encarga de
encontrar un camin