Suites de protocolos

Modulo 1.

Capítulo 3 - Protocolos y comunicaciones de red.

Sección 3.2 - Protocolos y estándares de red.

Tema 3.2.2 - Suites de protocolos.

3.2.2.1 Suites de protocolos y estándares del sector.

Una suite de protocolos es un grupo de protocolos que trabajan en forma conjunta para proporcionar servicios integrales de comunicación de red. Las suites de protocolos pueden estar especificadas por una organización de estandarización o pueden ser desarrolladas por un proveedor. Las suites de protocolos pueden resultar un poco abrumadoras, como las cuatro que se muestran en la figura. Sin embargo, este curso solo abarcará los protocolos que forman la suite de protocolos TCP/IP.

La suite de protocolos TCP/IP es un estándar abierto, lo que significa que estos protocolos están disponibles para el público sin cargo, y cualquier proveedor puede implementar estos protocolos en su hardware o software.

Un protocolo basado en estándares es un proceso que recibió el aval del sector de redes y fue aprobado por una organización de estandarización. El uso de estándares en el desarrollo y la implementación de protocolos aseguran que productos de distintos fabricantes puedan interoperar correctamente. Si un fabricante en particular no observa un protocolo estrictamente, es posible que sus equipos o software no puedan comunicarse satisfactoriamente con productos hechos por otros fabricantes.

Algunos protocolos son exclusivos, lo que significa que una empresa o proveedor controla la definición del protocolo y cómo funciona. AppleTalk y Novell Netware, que son suites de protocolo antiguas, constituyen ejemplos de protocolos exclusivos. Es común que un proveedor (o grupo de proveedores) desarrolle un protocolo exclusivo para satisfacer las necesidades de sus clientes y posteriormente ayude a hacer de ese protocolo exclusivo un estándar abierto.

Por ejemplo, haga clic aquí para ver una presentación en vídeo por Bob Metcalfe, en la que describe la historia del desarrollo de Ethernet.

3.2.2.2 Desarrollo de TCP/IP.

La primera red de conmutación de paquetes, antecesora de Internet actual, fue la red Advanced Research Projects Agency Network (ARPANET), que tuvo su origen en 1969 al conectar PC centrales en cuatro ubicaciones. ARPANET fue fundada por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos para que se utilice en universidades y en laboratorios de investigación.

3.2.2.3 Conjunto del protocolo TCP/IP.

En la actualidad, la suite del protocolo TCP/IP incluye muchos protocolos, como se muestra en la figura. Los protocolos individuales se organizan en capas mediante el modelo de protocolo TCP/IP: aplicación, transporte, Internet y capas de acceso a la red. Los protocolos TCP/IP son específicos de las capas Aplicación, Transporte e Internet. Los protocolos de la capa de acceso a la red son responsables de la entrega de los paquetes IP en los medios físicos. Estos protocolos de capa inferior son desarrollados por organizaciones de estandarización, como el IEEE

Capa de aplicación

Sistema de nombres:

DNS: Sistema de nombres de dominio (o Servicio)

Traduce los nombres de dominio tales como cisco.com a direcciones IP

Configuración de host:

BOOTP: Protocolo Bootstrap

Habilita una estación de trabajo sin disco para descubrir su propia dirección IP, la dirección IP de un servidor BOOTP en la red y un archivo que debe cargarse en la memoria para iniciar la máquina
DHCP reemplaza a BOOTP

DHCP: Protocolo de configuración dinámica de host

Asigna direcciones IP de manera dinámica a estaciones de clientes cuando se inicia
Permite que las direcciones vuelvan a utilizarse cuando ya no se necesitan

Correo electrónico

SMTP: Protocolo simple de transferencia de correo

Permite los clientes envíen un correo electrónico a un servidor de correo
Permite los servidores envíen un correo electrónico a otros servidores

POP: Protocolo de oficina de correos, versión 3 (POP3)

Permite que los clientes recuperen un correo electrónico de un servidor de correo
Descarga correo electrónico desde el servidor de correo al escritorio

IMAP: Protocolo de acceso a mensajes de internet

Permite que los clientes accedan a correos electrónicos almacenados en un servidor de correo
Mantiene el correo electrónico en el servidor

Transferencia de archivos

FTP: Protocolo de Transferencia de archivos

Establece las reglas que permiten a un usuario en un host acceder y transferir archivos hacia y desde otro host en una red
Un protocolo confiable de entrega de archivos, orientado a la conexión y que requiere acuse de recibo

TFTP: Protocolo de Transferencia de archivos trivial

Un protocolo trivial de transferencia de archivos sin conexión
Un protocolo de entrega de archivos sin acuse de recibo de grandes esfuerzos
Utiliza menos sobrecarga que FTP

Web

HTTP: Protocolo de Transferencia de hipertexto

Conjunto de reglas para intercambiar texto, imágenes gráficas, sonido, vídeo y otros archivos multimedia en la World Wide Web

Capa de Transporte

UDP: Protocolo de datagramas de usuario

Habilita un proceso que se ejecuta en un host para enviar paquetes a un proceso que se ejecuta en otro host
No confirma la transmisión correcta de datagramas

TCP: Protocolo de control de transmisión

Permite la comunicación confiable entre los procesos que se ejecutan en hosts independientes
Transmisiones confiables con acuse de recibo que confirman el envío correcto

Capa de Internet

IP: Protocolo de Internet

Recibe segmentos de mensaje de la capa de transporte
Dispone mensajes en paquetes
Direcciona paquetes para la entrega completa a través de una internetwork

NAT: Traducción de direcciones de red

Traduce las direcciones IP desde una red privada a direcciones IP públicas únicas de forma global

Soporte de IP

ICMP: Protocolo de mensajes de control de internet

Proporciona comentarios desde un host de destino a un host de origen con respecto a los errores en la entrega de paquetes

Protocolos de enrutamiento

OSPF: Open Shortest Path Firts

Protocolo de routing de link-state
Diseño jerárquico basado en áreas
Protocolo de routing interior de estándar abierto

EIGRP: Protocolo de enrutamiento de gate interior mejorado

Protocolo de enrutamiento exclusivo de Cisco
Utiliza la métrica compuesta según el ancho de banda, el retraso, la carga y la confiabilidad

Capa de acceso a la red

ARP: Protocolo de resolución de direcciones

Proporciona la asignación de direcciones dinámicas entre una dirección IP y una dirección de hardware

PPP: Protocolo punto a punto

Proporciona un medio de encapsulamiento de paquetes para transmitirlos a través de un enlace serial

Ethernet

Define las reglas para conectar y señalizar estándares de la capa de acceso a la red

Controladores de interfaz

Proporciona instrucciones a la máquina para el control de una interfaz específica en un dispositivo de red

La suite de protocolos TCP/IP se implementa como una pila de TCP/IP tanto en los hosts emisores como en los hosts receptores para proporcionar una entrega completa de las aplicaciones a través de la red. Los protocolos Ethernet se utilizan para transmitir el paquete IP a través de un medio físico que utiliza la LAN.

3.2.2.4 Proceso de comunicación TCP/IP.

En la figura 1, se muestra el proceso de comunicación completo mediante un ejemplo de servidor web que transmite datos a un cliente. Este proceso y estos protocolos se analizarán con más profundidad en capítulos posteriores.

En la figura 1, la animación comienza con el servidor web preparando la página de lenguaje de marcado de hipertexto (HTML) como los datos que se van a enviar.
El encabezado HTTP del protocolo de aplicación se agrega al frente de los datos HTML. El encabezado contiene diversos tipos de información, incluida la versión de HTTP que utiliza el servidor y un código de estado que indica que tiene información para el cliente web.
El protocolo de capa de aplicación HTTP entrega los datos de la página web con formato HTML a la capa de transporte. El protocolo de la capa de transporte TCP se utiliza para administrar conversaciones individuales, en este ejemplo entre el servidor web y el cliente web.
Luego, la información IP se agrega al frente de la información TCP. IP asigna las direcciones IP de origen y de destino que corresponden. Esta información se conoce como paquete IP.
El protocolo Ethernet agrega información en ambos extremos del paquete IP, conocidos como la “trama de enlace de datos”. Esta trama se envía al router más cercano a lo largo de la ruta hacia el cliente web. Este router elimina la información de Ethernet, analiza el paquete IP, determina el mejor camino para el paquete, coloca el paquete en una trama nueva y lo envía al siguiente router vecino hacia el destino. Cada router elimina y agrega información de enlace de datos nueva antes de reenviar el paquete.
Estos datos ahora se transportan a través de la internetwork, que consta de medios y dispositivos intermediarios.
En la figura 2, la animación comienza con el cliente que recibe las tramas de enlace de datos que contienen los datos. Cada encabezado de protocolo se procesa y luego se elimina en el orden inverso al que se agregó. La información de Ethernet se procesa y se elimina, seguida por la información del protocolo IP, luego la información de TCP y, finalmente, la información de HTTP.
A continuación, la información de la página web se transfiere al software de navegador web del cliente.

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Kevin Linares