COMUNICACIÓN DE DATOS

Protocolos y Arquitecturas

PROTOCOLOS

Conjunto de reglas o convenciones que rigen la manera en que dos entidades realizaran un intercambio de datos.

Usan un mismo lenguaje.

Entidades: aplicaciones de usuario (Web browser, termina, email).

Sistemas: computador, terminal, sensores remotos.

DIAGRAMA SIMPLE

Sintaxis:

Formato de los datos (campo).

Niveles de señal (voltios, amperes).

Semántica:

Información de control.

Manejo de errores.

Temporización:

Ecualización de velocidad de transmisión.

Secuenciamiento.

Servidor

PC

Enlace RF

MODELO DE TRES CAPAS

Las comunicaciones involucran a tres agentes:

Computadoras

Redes

Aplicaciones

ARQUITECTURA DE TRANSFERENCIA DE ARCHIVOS

MODELO DE TRES CAPAS

Capa de Acceso a la Red

Intercambio de datos entre el computador y la red.

El emisor proporciona la dirección de destino.

El emisor necesitara los servicios proporcionados por la red.

Dependerá del tipo de red que se use.

MODELO DE TRES CAPAS

Capa de transporte

Intercambio confiable de datos.

Datos llegan a su destino en el mismo orden en que fueron enviados.

Es independiente de la red que se use.

Es independiente de la aplicación.

MODELO DE RED SIMPLE

Capa de aplicación

Soporta diferentes aplicaciones.

Esta relacionada con el sistema operativo.

Ejemplo: email, web browser, administración de archivos.

REQUERIMIENTOS DE DIRECCIÓN

Dos niveles.

Cada computador necesita una dirección de red única.

Cada aplicación en una computadora (multitarea) necesita una dirección única dentro de la computadora.

SAP (Service Accsess Point).

ARQUITECTURA DE PROTOCOLO Y REDES

PROTOCOLOS EN UNA ARQUITECTURA SIMPLE

PDU (PROTOCOL DATA UNIT)

Se combinan los datos con la información de control.

Se añade

a los datos de la capa superior la información de control.

Para cada capa hay un protocolo encargado.

Algunas capas, como la de transporte, pueden fragmentar los datos de usuario.

PDU (PROTOCOL DATA UNIT)

Cada fragmento tiene una cabecera de transporte añadida:

SAP de destino.

Numero de secuencia.

Código de detección de errores.

Resultado: PDU de capa de transporte.

PDU (PROTOCOL DATA UNIT)

PDU DE RED

Se añade una cabecera de red.

Dirección de red de origen y destino.

Pedidos de servicio especial.

ESTÁNDARES

Son requeridos para la interoperabilidad entre equipos.

Aseguran un gran mercado para variedad de equipos y software.

Permiten que equipos de diferentes fabricantes se puedan comunicar.

Se detiene el avance (tecnología estancada).

Puede haber múltiples estándares para una misma cosa.

Ejemplo: CDMA2000 – WCDMA, militar – comercial.

ORGANIZACIONES

ITU – T

ISO

ANSI

TIA

EIC

IETF

IEEE

ESTÁNDARES

ARQUITECTURAS DE PROTOCOLO ESTANDARIZADASSon requeridas por los dispositivos para la comunicación.

Vendedores tienen mayores productos.

Los clientes solicitan equipos estandarizados.

Modelo de referencia OSI.

Protocolo TCP/IP.

MODELO OSI

Open System Interconnection.

Desarrollado por la ISO (International Organization forStandarization).

Formado por 7 capas: Física, Enlace de datos, Red, Transporte, Sesión, Presentación, Aplicación.

Se implemento muy tarde.

MODELO OSI

La clave: Arquitectura en capas.

Cada capa realiza un conjunto de funciones relacionadas entre si.

Cada capa confía en las capas inferiores.

Cada capa provee servicios a la siguiente capa superior.

Los cambios en una capa no deben implicar cambios en las otras capas.

ENTORNO OSI

ELEMENTOS DE LA ESTANDARIZACIÓNOpera entre dos entidades en la misma capa pero en diferentes sistemas.

La especificación del protocolo debe ser precisa:

Formato de la unidad de datos.

Semántica de campos.

Secuencia de PDU’s.

Definición del servicio:

Describe que servicios se proporcionan y no la manera en que lo hace.

Direccionamiento:

Identificado mediante los SAP’s.

MODELO OSI

Capa de red (3)

Capa de enlace (2)

Capa física (1)

Orientadas a la aplicaciónOrientadas a red

Capasinferiores

Capassuperiores

Capa de aplicación(7)

Capa de Presentación(6)

Capa de sesión (5)

Capa de transporte (4)

CAPA FÍSICA

Es la que se encarga de transmitir los bits de información a través del medio utilizado.

Se encarga de las conexiones físicas del computador hacia la red, con respecto al medio físico (cable coaxial, UTP, Wi-Fi, IR, etc.).

Características del medio (tipo de cable, tipo de conectores, tipo de antena, etc.).

Formas en las que se transmite la información (codificación de señal, niveles de tensión/intensidad de corriente eléctrica, modulación, tasa binaria, etc.).

CAPA DE ENLACE DE DATOS

Proporciona una transmisión de datos sin errores y confiable a través de un enlace físico.

Crea y reconoce los limites de las tramas.

Tiene mecanismos de regulación para el trafico, así evita la saturación cuando el receptor es mas lento que el emisor.

Se encarga del direccionamiento físico, la topología de la red, notificación de errores, distribución ordenada de tramas y control de flujo

CAPA DE RED

Es la responsable de que los datos lleguen desde el origen al destino, aun cuando estos no se encuentren conectados directamente.

Es la única responsable de tipo de conmutación de red usado para rutear: Conmutación de circuitos o Conmutación de paquetes.

UTILIZACIÓN DEL RUTEADOR

CAPA DE TRANSPORTE

Se encarga de aceptar los datos enviados por las capas superiores, segmentarlos si es necesario, y pasarlos a la capa de red.

En el modelo OSI, esta capa también se asegura que los datos lleguen correctamente al otro lado de la comunicación.

Se la considera el corazón de la comunicación porque debe aislar las capas superiores de las posibles implementaciones de tecnologías de red que se den en las capas inferiores.

CAPA DE SESIÓN

Se encarga de establecer, gestionar y finalizar las conexiones entre usuarios finales (procesos o aplicaciones).

Controla la sesión que se establecerá entre el emisor y el receptor.

Controla la concurrencia (que dos comunicaciones a la misma operación critica no se efectúen al mismo tiempo).

Mantiene puntos de verificación (checkpoint), estos sirven para que se puedan reanudar las sesiones desde el ultimo punto de verificación en caso que se produzca una interrupción por cualquier motivo.

CAPA DE PRESENTACIÓN

Presenta la información, aunque los equipos tengan diferentes representaciones internas de caracteres (ASCII, Unicode, EBCDIC), sonidos o imágenes, los datos siempre llegan de manera reconocible.

Se concentra mas en el contenido de la comunicación que en la manera como se establece.

Trabaja en la semántica y la sintaxis de los datos transmitidos.

Es un traductor.

CAPA DE APLICACIÓN

Define los protocolos que usan las aplicaciones para el intercambio de datos. Ejemplo: POP, SMTP, FTP.

Los usuarios generalmente no interactúan directamente con la capa de aplicación.

Los usuarios interactúan con programas, y a su vez estos interactúan con la capa de aplicación. Por ejemplo un usuario no manda una petición “HTTP/1.0 GET index.html” para conseguir una pagina en HTML, ni lee directamente el código HTML/xml.

MODELO OSI

MODELO TCP/IP

Arquitectura que domina comercialmente.

Se especificó y utilizó intensivamente antes que el modelo OSI.

Fue desarrollado por la Agencia de Investigación de Defensa de los Estados Unidos. (DARPA) – ARPANET.

Es usado por internet.

No es el modelo oficial pero es practico.

CAPAS TCP/IP

Capa de Aplicación

Capa de transporte

Capa de Internet

Capa de Acceso a la Red

Capa Física

CAPA FÍSICA

Interface física entre el dispositivo transmisor de datos y el medio de transmisión o red.

Características del medio de transmisión.

Niveles de señal.

Tasa de transferencia (Data Rates).

CAPA DE ACCESO A LA RED

Intercambio de datos entre el sistema final y la red.

Provee direccionamiento del destino.

Proporciona servicios como el manejo de prioridades.

Depende del tipo de red

WAN => X.25

LAN => IEEE 802.3 (Ethernet)

CAPA DE PROTOCOLO DE INTERNET

Los sistemas pueden estar conectados a diferentes rede (ATM, X.25, Ethernet, Dial-up).

Funciones de enrutamiento a través de múltiples redes.

Implementado en sistemas finales (hosts) y en ruteadores (gateways capa 3).

CAPA DE TRANSPORTE (TCP)

Entrega de datos garantizada (UDP – no da garantía).

Entrega ordenada (segmenta datos durante la transmisión), llegan en el mismo orden en que se enviaron.

Usa el protocolo TCP (Transmission Control Protocol), o el protocolo UDP (User Datagram Protocol).

CAPA DE APLICACIÓN

Soporta diversas aplicaciones de usuario:

HTTP

SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)

Telnet

FTP

MODELO TCP/IP

OPERACIÓN TCP/IP

PDU’S EN TCP/IP

CONJUNTO DE PROTOCOLOS TCP/IP

OSI VS TCP/IP