PDF de programación - Capítulo 2 Arquitectura de capas y modelo OSI - Redes de Computadores

IIC2512 - Redes de Computadores

Capítulo 2

Arquitectura de capas y modelo OSI

Alex Bustos G.

[email protected]

Saturday, March 19, 2011

Departamento de Ciencia de la Computación — 1 Semestre - 2011

http://iic2512.alexbustos.cl

Saturday, March 19, 2011

IIC2515 – Redes de Computadores — Alex Bustos G. Protocolos

Saturday, March 19, 2011

Toda comunicación está regida por
reglas

Dependen del medio

Comunicación entre host requiere
interacción de varios protocolos.
- Este grupo de protocolos

interralacionados se denomina
Suite de Protocolos.

Capa de
contenido

¿Dónde

está la cafetería?

Capa de
reglas

• Lenguaje común
• Espere su turno
• Señale cuando termine

Capa
física

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IIC2515 – Redes de Computadores — Alex Bustos G. Protocolos de red

Suite de protocolos debe definir reglas
- Requerimientos
- Interacciones
Qué cosas definimos?
- Formato o estructura del mensaje
- Información de redes y ruteo
- Mensajes de error
- Sesiones
Idealmente la suite de protocolos se compone de protocolos
estándares.
Ejemplo de uso de suite de protocolos: Browsers

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IIC2515 – Redes de Computadores — Alex Bustos G. Rol de protocolos

Formato

Pongámonos de acuerdo en que las partes

tengan 10 letras de largo

ok!

ok!

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IIC2515 – Redes de Computadores — Alex Bustos G. Rol de protocolos

Proceso

Acordemos que si uno de los enlaces deja de

funcionar notificaremos a todos

A

B

D

E

C

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IIC2515 – Redes de Computadores — Alex Bustos G. Rol de protocolos

Mensajes de error

A

B

D

E

C

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IIC2515 – Redes de Computadores — Alex Bustos G. Rol de protocolos

Mensajes de error

Cada vez que ocurra un error

utilizaremos un ID único

A

B

D

E

C

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IIC2515 – Redes de Computadores — Alex Bustos G. Rol de protocolos

Mensajes de error

B

C

D

E

Error ID:342

La Ruta A dejó de funcionar

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IIC2515 – Redes de Computadores — Alex Bustos G. Rol de protocolos

Mensajes de error

Error ID:343

La Ruta B está lenta

B

C

D

E

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IIC2515 – Redes de Computadores — Alex Bustos G. Rol de protocolos

Sesiones

Acordemos que si durante 60 segundos no me

entregas información se cierra la sesión

A

B

D

E

C

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IIC2515 – Redes de Computadores — Alex Bustos G. Rol de protocolos

Sesiones

A

B

D

E

C

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IIC2515 – Redes de Computadores — Alex Bustos G. Protocolos describen funciones

En general no describen cómo
realizarlas
- En qué lenguaje programamos el

browser?

- ¿Qué sistema operativo usamos?
- ¿Qué sofware debe tener mi

servidor web?

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IIC2515 – Redes de Computadores — Alex Bustos G. Arquitectura de Capas

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Capas

Busca lidear con la complejidad de la red.

Separa funciones — dividir para conquistar.

Cada capa tiene su labor especifica.

Jerarquia en comunicaciones.

Capas independientes escalan bien tecnológicamente

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IIC2515 – Redes de Computadores — Alex Bustos G. Interfaz

Interfaz

Protocolo

Una capa define un conjunto de funciones que intervienen en un
proceso de comunicación.

Entre capas adyacentes surge estructura cliente–servidor

Protocolos permiten conversar entre capas iguales

Muchas capas, muchas interfaces y muchos protocolos.

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IIC2515 – Redes de Computadores — Alex Bustos G. Capa n-1Capa nCapa n+1Capa n Encapsulación

Independencia de capas

Cada capa agrega información para sus fines
particulares.

Información como bloque de datos

“Paquete” crece en tamaño

Receptor reversa proceso

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IIC2515 – Redes de Computadores — Alex Bustos G. Sistema A

Sistema B

7

6

5

4

3

2

1

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7

6

5

4

3

2

1

IIC2515 – Redes de Computadores — Alex Bustos G. Data AData PData SData TData NData D1010010110110010001110101101011A Data P DataS DataT DataN DataD Data1010010110110010001110101101011HubSwitchRouter Modelo OSI

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Una torre de Babel moderna

Década de los 80s

Rápido crecimiento de la red

Muchas veces en desorden

Las redes crecían al igual que nuevas
tecnologías

Diferentes especificaciones e
implementaciones dificultan el
intercambio de información.

Necesidad por un lenguaje común.

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IIC2515 – Redes de Computadores — Alex Bustos G. Modelo de referencia OSI

OSI – Open System Interconnection
Nace en 1984 de manos de la ISO (International Organization for
Standardization).
Modelo de internetworking más ampliamente conocido.
Se utiliza para
- Diseño de redes de datos,
- Especificaciones de funcionamiento
- Resolución de problemas
No es considerado una implementación, no define los
protocolos a utilizar en cada capa.

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IIC2515 – Redes de Computadores — Alex Bustos G. Pautas para la creación del modelo

Cantidad de capas
Minimizar interacción de capas
Considerar proceso o tecnología empleado
Buscar cohesión funcional
Fronteras superior e inferior
Considerar historia/experiencia
Considerar tratamiento de la información

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IIC2515 – Redes de Computadores — Alex Bustos G. OSI - modelo de 7 capas

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IIC2515 – Redes de Computadores — Alex Bustos G. AplicaciónServicios de red a aplicacionesPresentaciónRepresentación de los datosSesiónComunicación entre dispositivos de redTransporteConexión extremo-extremo - fiabilidadRedDireccionamiento de rutaEnlaceDireccionamiento físico (MAC y LLC)FísicoSeñal y transmisión binaria Interconexión

Host A

Host B

Medio físico

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IIC2515 – Redes de Computadores — Alex Bustos G. AplicaciónPresentaciónSesiónTransporteRedEnlaceFísicoAplicaciónPresentaciónSesiónTransporteRedEnlaceFísico Capas del modelo OSI

Provee servicios a los usuarios de un
ambiente OSI. Por ejemplo, protocolo
de transferencia de archivos, gestión de
red, etc.

Esta capa provee el conjunto de APIs
para que las aplicaciones accedan a los
servicios de comunicación.

Saturday, March 19, 2011

IIC2515 – Redes de Computadores — Alex Bustos G. AplicaciónPresentaciónSesiónTransporteRedEnlaceFísico Capas del modelo OSI

Realiza transformaciones
(generalmente útiles) a los datos para
proveer una interfaz de aplicaciones
estandar y servicios de comunicación
comunes.

En esta capa encontramos
encriptación, compresión de texto y
reformateo.

Saturday, March 19, 2011

IIC2515 – Redes de Computadores — Alex Bustos G. AplicaciónPresentaciónSesiónTransporteRedEnlaceFísico Capas del modelo OSI

Proporciona la estructura de control
para la comunicación entre
aplicaciones. Establece, mantiene y
termina conexiones (sesiones) entre
aplicaciones.

Por ejemplo, una sesión de FTP no
anónimo.

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IIC2515 – Redes de Computadores — Alex Bustos G. AplicaciónPresentaciónSesiónTransporteRedEnlaceFísico Capas del modelo OSI

Provee de un transporte confiable y
transparente de datos entre los puntos
extremos de la comunicación.

Posee mecanismos de recuperación de
errores extremo–extremo y control de
flujo.

Sólo existe en los extremos de la red.

Saturday, March 19, 2011

IIC2515 – Redes de Computadores — Alex Bustos G. AplicaciónPresentaciónSesiónTransporteRedEnlaceFísico Capas del modelo OSI

Provee independencia a las capas
superiores de la tecnología de
conmutación y transmisión de datos
usadas para conectar sistemas.

Esta capa es responsable de establecer,
mantener y liberar conexiones,
encaminando adecuadamente la
información.

Es la tapa de la red, el usuario no ve la
red propiamente tal.

Saturday, March 19, 2011

IIC2515 – Redes de Computadores — Alex Bustos G. AplicaciónPresentaciónSesiónTransporteRedEnlaceFísico Capas del modelo OSI

Tiene como tarea la transmisión
confiable de datos a través del enlace
físico.

Envía bloques de datos cuidando la
sincronización, control de errores y
control de flujo.

Realiza la misma labor que la capa de
red pero entre nodos.

Saturday, March 19, 2011

IIC2515 – Redes de Computadores — Alex Bustos G. AplicaciónPresentaciónSesiónTransporteRedEnlaceFísico Capas del modelo OSI

Esta capa tiene como misión el colocar
el flujo de bits en el medio físico.

En este punto se definen parámetros
como voltaje o duración de los bits.

Aquí definimos las características
mecánicas, eléctricas y de
procedimiento para el establecimiento,
mantención y liberación del enlace
físico.

Aquí se realiza el trabajo sucio.

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IIC2515 – Redes de Computadores — Alex Bustos G. AplicaciónPresentaciónSesiónTransporteRedEnlaceFísico Perspectivas del modelo OSI

Orientado al

usuario

Orientado a la conexión

extremo – extremo

Punto a punto

Orientado al enlace

Capas usuarias de servicios

de transporte

Servicios de red

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IIC2515 – Redes de Computadores — Alex Bustos G. AplicaciónPresentaciónSesiónTransporteRedEnlaceFísico TCP / IP

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TCP/IP

TCP/IP no es un protocolo, es un conjunto de ellos.
Referencia a los dos protocolos más importantes
- TCP (Transmission Control Protocol)
- IP (Internet Protocol)
El modelo TCP/IP define 4 capas (RFC 1122)
- Network Interface Layer
- Internet Layer
- Transport Layer
- Application Layer

Saturday, March 19, 2011

IIC2515 – Redes de Computadores — Alex Bustos G. Modelo de capas en TCP/IP

Responsable de formatear paquetes y
ponerlos en el medio físico.
Equivalente a las capas físicas y de enlace
del modelo OSI.

Saturday, March 19, 2011

IIC2515 – Redes de Computadores — Alex Bustos G. AplicaciónTransporteInternetInte