CORPORACION UNIVERSITARIA AUTONOMA DEL CAUCA

REDES DE DATOS

MODELO TCP/IP

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INTRODUCCION El proceso de apertura actual, conlleva a lograr un estado de

conectividad que permita disponer de valor agregado de información con los que se pueda alcanzar competitividad.

Finales de 60s DARPA auspicio el proyecto ARPANET cuyo objetivo era el compartimiento de recursos computacionales. A través de enlaces de 56 Kbps, interconectando sitios gubernamentales, académicos e industriales. Se mostró los beneficios de utilizar redes de paquetes conmutados.

Años 70s, DARPA fue el principal patrocinador de la investigación de las redes de conmutación de paquetes. Adicional; interconexión punto a punto, se probaron redes de Radio paquetes y enlaces satelitales. A mediados de los 70s se inicio el proceso de unificación de tecnologías, con el fin de proveer un ambiente de red Homogéneo.El resultado mas importante fue la Serie de Protocolos TCP/IP, adoptada en forma definitiva por ARPANET

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INTRODUCCION... DARPA, libera una implementación TCP/IP a un costo muy bajo

para ser incorporada a las versiones del Sistema Operativo BSD UNIX (Berkeley Software Distribution).

Esto originó la difusión masiva de TCP/IP en redes instaladas con BSD UNIX.

1983, todos los computadores conectados ARPANET utilizaban los protocolos TCP/IP, y muchos sitios que no estaban con ARPANET lo adoptaron para el desarrollo de sus redes internas.

A partir de la experiencia de ARPANET, la NFS (National Science Foundation) decide adoptar TCP/IP para desarrollar Internet.

“Internet es un conjunto de redes que incluye las redes ARPANET y NSFNet, las redes militares Estadounidenses, las redes institucionales de un gran numero de universidades y centros de investigación del mundo. El termino Internet, se usa para describir este conjunto de redes y es intercambiable con el termino TCP/IP ”.

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CARACTERISTICAS TCP/IP Protocolo Extremo a Extremo (End to End), opera en un

amplio rango de enlace de comunicaciones (Desde líneas dedicadas hasta circuitos de paquetes conmutados). Esto permite la integración de múltiples plataformas y que cualquier aplicación transfiera datos entre LANs y WAN independiente del tipo de tecnología utilizada.

Política de direcciones universalmente reconocida... Capa mensaje transmitido llega una dirección destino con su dirección origen.... Permitiendo el enrutamiento.

Generalidad de los servicios ofrecidos independiente de la plataforma de implementación.(correo, ftp, etc..).

Cobertura: va desde el mas pequeño PC hasta el mas grande supercomputador. Esto permite múltiples proveedores. Y es asociado comúnmente con Ethernet.

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PRINCIPIOS GENERALESEl protocolo TCP/IP corresponde a una serie de desarrollos de largo tiempo, pero los principios generales se mantienen:

Modelo Cliente/ServidorRecursos CompartidosModularidad a nivel de protocolos estratificadosComunicación entre procesosConexiones lógicasEficiencia y Confiabilidad

Estas características pueden corresponder actualmente a otros protocolos de CX, lo cierto es que TCP/IP es pionero en este ámbito.

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SERVICIOS TCP/IP ofrece una amplia gama de Servicios, entre estos están; Secuenciamiento de paquetes Control de errores Servicios de enlace para el nivel superior como lo son:• FTP• TELNET• SMTP ...

Todas las anteriores aplicaciones se encuentran en cualquier implementación de TCP/IP.

El modelo de los Servicios se realiza a través de un Modelo C/S.

Otros Servicios: Sistemas de Archivos para redes, Impresión Remota, Ejecución Remota, Servidor de Nombres, Servidor de terminales, etc...

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INTERNETWORKINGEl objetivo inicial de TCP/IP fue lograr una interconexión de redes, para proporcionar un servicio universal de CX, Internet.

Para poder interconectar dos redes es necesario un computador (Equipo) que este conectado a las dos redes y que pueda enviar paquetes en los dos sentidos desde una red a otra, dichas maquinas se denominan GATEWAYS. Un conjunto de redes interconectadas, puede apreciarse como una única red virtual.

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Red A

Red B

Red Virtual

GATE

WAY

INTERNET

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ARQUITECTURA Y PROTOCOLOS DE TCP/IP La arquitectura de TCP/IP – Internet esta representada en cuatro

niveles funcionales con sus correspondientes protocolos.

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1. TELNET• Protocolo de Acceso Remoto• Login Remoto• Hace que una terminal física de un sistema local se vea como

una terminal Lógica de un sistema remoto2. FTP• File Transfer Protocol• Sesión entre dos maquinas heterogéneas 3. SMTP• Simple Mail Transfer Protocol• Protocolo para la transferencia de correo electrónico entre dos

maquinas.• Especifica el formato de los mensajes de control que interactúan

para transferir correo.

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ARQUITECTURA Y PROTOCOLOS DE TCP/IPNivel de APLICACIONESSon procesos de Usuario cooperando con otros o en el mismo Host.

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ARQUITECTURA Y PROTOCOLOS DE TCP/IPNivel de APLICACIONES4. RPC• Remote Procedure Call• Protocolo para llamadas a procedimientos remotos• Cliente / Servidor• Llamadas a los procedimientos construidos o especificados por

los clientes y ejecutados en los Servidores.• Los resultados se retornan a los Clientes a través de la Red.

5. NFS• Network File System• Protocolo desarrollado por SUN Microsystems.• Sistema de archivos distribuidos.• Sistemas de Archivos Remotos como locales.

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ARQUITECTURA Y PROTOCOLOS DE TCP/IPNivel de APLICACIONES6. XDR• eXternal Data Representation• Protocolo para la representación de datos externos.• Estándar para la representación de una estructura de datos

independiente de la maquina• Desarrollado por SUN microsystems.• El TX traslada su representación de la maquina local a la

representación externa estándar.• El Rx traslada desde la representación externa a su representación de

maquina local.

7. NFS• Network File System• Protocolo desarrollado por SUN Microsystems.• Sistema de archivos distribuidos.• Sistemas de Archivos Remotos como locales.

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ARQUITECTURA Y PROTOCOLOS DE TCP/IPNivel de APLICACIONES

8. HTTP• HiperText Transmission Protocol• Protocolo usado por los navegadores Web para comunicarse.9. DNS• Domain Nane Service• Servicio de Nombres de Dominio• Para transformar nombres de maquinas en direcciones IP y

viceversa.• Usa UDP como protocolo de transporte.10. RIP• Enrutamiento Information Protocol• Usado para difundir información de Enrutamiento.• Basado en Métrica de conteo de saltos (hop count metric)• Usa UDP como protocolo de transporte.

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ARQUITECTURA Y PROTOCOLOS DE TCP/IPNivel de APLICACIONES11. SNMP• Simple Network Management Protocol• Protocolo de Administración de red simple• Especifica la CX entre un programa cliente y un programa servidor de

administración de Redes, un Router u Host.• Transporta mensajes de estado e información estadística relacionada

con la operación y utilización de dispositivos TCP/IP• Usa UDP como protocolo de transporte.12. RTP• Real Time Transport Protocol• Tipo especial de protocolo desarrollado para soportar aplicaciones que

requieran entrega de datos en tiempo real, tales como audio y video.• Usa UDP como protocolo de transporte.

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MODELO TCP/IP ARQUITECTURA Y PROTOCOLOS DE TCP/IP Nivel de Transporte La capa de transporte ejecuta dos funciones: control de flujo, que se

suministra a través de las ventanas deslizantes, y confiabilidad, que se suministra a través de los números de secuencia y los acuses de recibo.

Permite la transferencia de datos Punto a Punto en dos formatos:

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ARQUITECTURA Y PROTOCOLOS DE TCP/IP Nivel de TransporteUDPUDP User Datagram Protocol Paquetes No orientado a conexión Cada paquete se enruta individualmente No usa ACK (No es confiable) No hay realimentacion para control de flujo Los mensajes pueden perderse, duplicarse La ventaja de UDP es la velocidad. Como UDP no suministra

acuses (ACK) de recibo, se envía menos cantidad de tráfico a través de la red, lo que agiliza la transferencia

Ejemplo: TFTP, SNMP, Sistema de archivos de red (NFS), Sistema de denominación de dominio (DNS)

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ARQUITECTURA Y PROTOCOLOS DE TCP/IP Nivel de TransporteTCPTCP Transmission Control Protocol Flujo de corriente de bytes Orientado a conexión La misma ruta para todos los paquetes de una misma

Información Usa ACK + Secuenciamiento (Confiabilidad ) Control de Flujo por el Rx (Ventanas deslizantes) Control de errores La ventaja de TCP es que proporciona una entrega garantizada

de los segmentos.

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MODELO TCP/IP puerto origen : número del puerto que realiza la llamada puerto destino : número del puerto que recibe la llamada número de secuencia : número que se utiliza para asegurar el

secuenciamiento correcto de los datos que se reciben número de acuse de recibo : siguiente octeto TCP esperado HLEN : cantidad de palabras de 32 bits del encabezado reservado : se establece en 0 bits de código : funciones de control (por ej., establecimiento y

terminación de una sesión) ventana : cantidad de octetos que el emisor está dispuesto a aceptar suma de comprobación : suma de comprobación calculada de los

campos de encabezado y datos señalador urgente : indica el fin de los datos urgentes opción : la definida en la actualidad: tamaño máximo del segmento TCP

  datos : datos de protocolo de capa superior

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ARQUITECTURA Y PROTOCOLOS DE TCP/IP Nivel de Transporte

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ARQUITECTURA Y PROTOCOLOS DE TCP/IPNivel de Transporte Ventana deslizante de TCPVentana deslizante de TCP TCP utiliza ACKs de recibo de expectativa, lo que significa que el número de

acuse de recibo se refiere al siguiente octeto esperado. El calificativo de "deslizante" de la ventana deslizante se refiere al hecho de que el tamaño de la ventana se negocia de forma dinámica durante la sesión TCP. Una ventana deslizante da como resultado un uso más eficiente del ancho de banda por parte del host, dado que un tamaño de ventana más grande permite que se transmitan más datos antes de recibir el acuse de recibo.

Secuencia y números de acuse de recibo de TCPSecuencia y números de acuse de recibo de TCP TCP suministra secuenciamiento de segmentos con ACK de recibo de referencia

de envío. Cada datagrama se numera antes de la transmisión. En la estación receptora, TCP vuelve a ensamblar los segmentos para formar un mensaje completo. Si falta un número de secuencia en la serie, el segmento se vuelve a transmitir. Si no se envía un acuse de recibo de los segmentos dentro de un período de tiempo determinado, se lleva a cabo la retransmisión.

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ARQUITECTURA Y PROTOCOLOS DE TCP/IP Nivel de Internet Provee la imagen de la “Red Virtual” Internet, que comprende

muchas redes físicas. El protocolo IP es el mas importante de este nivel. Ofrece un servicio de entrega sin conexión.

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ARQUITECTURA Y PROTOCOLOS DE TCP/IP Nivel de Internet IPIP Internet Protocol No orientado a conexión No corrección de errores No control de Flujo No confiabilidad para los niveles inferiores Suministra enrutamiento de datagramas No se ocupa del contenido de los datagramas

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ARQUITECTURA Y PROTOCOLOS DE TCP/IPNivel de Internet VERS : número de versión HLEN : longitud del encabezado, en palabras de 32 bits tipo de servicio : cómo se debe administrar el datagrama longitud total : longitud total (encabezado + datos) identificación, señaladores, compensación de fragmentos :

suministra fragmentación de datagramas para permitir distintas MTU en la internetwork

 TTL : Tiempo de existencia protocolo : protocolo de capa superior (Capa 4) que envía el datagrama suma de comprobación del encabezado : verificación de integridad del

encabezado dirección IP origen y dirección IP destino : direcciones IP de 32 bits opciones IP : verificación de la red, depuración, seguridad y otras

opciones

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ARQUITECTURA Y PROTOCOLOS DE TCP/IPNivel de InternetICMPICMP Internet Control Message Protocol Proporciona paquetes de mensajes para reportar errores e

información relevante del procesamiento de paquetes IP.Ejemplo de Mensajes ICMP Destination Unreachable (Destino inalcanzable) Time to Live Exceeded (Tiempo de existencia superado) Parameter Problem (Problema de parámetros) Source Quench (Suprimir origen) Redirect (Redirigir) Address Request (Petición de dirección)

Y muchos mas........

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MODELO TCP/IPARQUITECTURA Y PROTOCOLOS DE TCP/IPNivel de InternetARP Address Resolution Protocol Protocolo para resolver direcciones Relaciona una dirección IP con una dirección física Ethernet Servidor ARP

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ARQUITECTURA Y PROTOCOLOS DE TCP/IPNivel de InternetRARP Reverse Address Resolution Protocol Protocolo para resolver direcciones, lo contrario de ARP. Relaciona la dirección física Ethernet con su dirección IP Una estación sin disco que no reconoce su propia dirección Ip, le

solicita mediante un mensaje Ethernet especial que contiene su dirección HW físico a un Servidor RARP quien le envía su dirección IP.

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ARQUITECTURA Y PROTOCOLOS DE TCP/IPNivel Interfaz de Red

Es la Interfaz Sw al HW de la red. Aquí TCP/IP no especifica ningun protocolo Puede o no proveer confiabilidad y estar orientado a Paquete o

flujo de bytes. Puede ser usada en cualquier tipo de red Disponible. Es una parte del Sw de la red que permite Cx entre el SW

controlador del dispositivo y el Nivel IP.

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TELNET, FTP, SMTP, RPC, HTTP **** SNMP, DNS, RIP

T C P **** U D P

IP ICMP ARP RARP

Ethernet, Token Ring, Token Bus, Fast Ethernet, SNA, X.25, DECNET