Nivel de Trasporte, de sesión, de presentación, de aplicación

Protocolo TPC y UPD. Nivel de sesión, de presentación, de aplicación

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TEMA 6: “NIVEL DE TRANSPORTE, NIVEL DE SESION, NIVEL DE PRESENTACIÓN Y NIVEL DE APLICACIÓN”

1. NIVEL DE TRANSPORTE:

El nivel de transporte es el cuarto nivel por encima del nivel de red y su función es:

  • Aceptar la información suministrada por el nivel de aplicación ( o sesión, dependiendo de la arquitectura).

  • Dividir esa información en fragmentos si es necesario.

  • Entregar esos fragmentos al nivel de red.

  • Asegurar que todos ellos llegan correctamente al otro extremo.

  • Por lo tanto, su principal objetivo será garantizar una comunicación fiable y eficiente entre dos computadoras, con independencia de los medios empleados para su interconexión.

    1.1. PROTOCOLO TCP “Transmission Control Protocol”

    Características:

  • TCP es un protocolo diseñado para proporcionar transporte de datos libres de errores a través de una subred no libre de errores.

  • Proporciona un servicio orientado a la conexión y ordenado, es decir, se produce el establecimiento de la conexión, transferencia de datos y cierre de la conexión. Ej: teléfono.

  • Todas las conexiones son Full-duplex y punto a punto, es decir, que es posible transmitir y recibir simultáneamente y que cada conexión tiene exactamente 2 puntos terminales.

  • Funcionamiento:

    TCP acepta bloques de datos de los procesos y aplicaciones de la capa de aplicación, los fracciona en bloques de 64 Kbytes (tamaño máximo de un paquete IP) y los envía como paquetes independientes. En el destino, se reciben los paquetes IP que son reensamblados para formar los bloques de datos originales.

    Como IP ofrece servicios no orientados a conexión, no garantiza que los paquetes sean entregados correctamente, de forma que es responsabilidad de TCP garantizar una comunicación libre de errores.

    Conector o “Socket”:

    Al par formado por una dirección IP y un numero de puerto (separados por 2 puntos) se le llama conector o socket. Ej: 192.168.0.34:80 especifica la dirección de un puerto dentro de una estación de red concreta.

    Puerto: Es un nº de 16 bits que especifica el canal de E/S lógico por el que se asocian datos a u proceso. Los nºs de puerto:

    [1,255] “bien conocidos”reservados para aplicaciones estándar: FTP 21, TELNET 23, http 80.

    [256,511] reservados para usos futuros.

    [512,1023] reservados para aplicaciones servidoras de usuarios.

    [1024, 65535] están libres para programas de comunicación

    [1024, 5000] asignados y gestionados automáticamente por el S.O

    Para obtener servicio TCP, es necesario establecer explícitamente una conexión entre un socket del emisor y otro del receptor. Un socket puede usarse para varias conexiones al mismo tiempo, es decir, varias conexiones pueden terminar en el mismo socket.

    No es necesario que se especifique el mismo nº de puerto en el origen y en el destino. Ej: lo siguiente especifica una conexión establecida a nivel de transporte entre un origen y un destino:

    (192.168.0.44: 1076, 192.168.0.99:1081)

    La TPDU que intercambian 2 procesos TCP en una comunicación esta formado por:

  • Cabecera de control de 20 bytes.

  • Información: entre 0 y n bytes de datos.

  • Cada TPDU se identifica por las direcciones de los puertos origen y destino y no por la dirección de conector (socket) aunque la direcciones IP se incluya en el paquete a nivel de transporte no se conoce.

    El software que implementa TCP decide el tamaño de los TPDU, aunque existen 2 limites:

  • Cada paquete, incluida la cabecera TCP, debe caber en la carga útil de 64Kb.

  • Cada red tiene una unidad máxima de transferencia o MTU y cada paquete debe caber en ella.

  • Si e1 paquete pasa a través de varias redes sin fragmentarse y luego se topa con una cuya MTU es menor que el paquete, el router que da acceso a esa nueva red fragmenta el paquete en 2 o mas paquetes mas pequeños. Cada nuevo paquete recibe sus propias cabeceras TCP e IP, por lo que la fragmentación aumenta la carga total de la red (puesto que cada segmento adicional agrega 40 bytes de información de cabecera)

    1.2. PROTOCOLO UDP “User Datagram Protocol”

    El protocolo UDP es un protocolo de transporte que ofrece servicios no orientados a conexión. Su implementación es mas sencilla que la de TCP pero No proporciona:

    • ningún mecanismo para el acuse de recibo,

    • números de secuencia

    • ni control de flujo.

    Es decir, proporciona el mismo servicio no orientado a conexión que IP. Los mensajes UDP pueden llegar fuera de secuencia, pueden perderse o llegar mas rápido de lo que el receptor es capaz de aceptar.

    Las aplicaciones que lo usan deben responsabilizarse de los aspectos de fiabilidad.

    Algunos puertos UDP bien conocidos son:

    11: usuarios activos.

    13: hora y fecha del sistema.

    53: servidor de nombres de dominio

    ¿Por qué un protocolo como UDP?

    • Es rápido: no hay establecimiento aunque no garantice el retardo no añade retardos innecesarios.

    • Poco overhead: la cabecera UDP ocupa lo mínimo posible.

    • Es eficiente: no hay control de congestión puede usar todo el ancho de banda que consigas.

    • Es simple: no hay estado de conexión ni en el emisor ni en el receptor.

    2.NIVEL DE SESION:

    A diferencia de lo que ocurre con los protocolos de aplicación del conjunto TCP/IP, que interactúan directamente con los protocolos de la capa de transporte (UDP y TCP), en el modelo de referencia OSI lo hacen a través de las entidades de protocolo asociadas a dos capas intermedias, de sesión y de presentación.

    La capa de sesión permite a los usuarios de diferentes maquinas de una red establecer sesiones entre ellos. A través de una sesión se puede llevar a cabo un transporte de datos ordinario, aunque esta capa se diferencia de la de transporte en los servicios que proporciona.

    * Funciones principales:

    • Esta encargada de proporcionar sincronización y gestión de testigos.

    • Establece, administra y finaliza las sesiones entre dos host que se están comunicando.

    • Restaura la sesión a partir de un punto seguro y sin perdida de datos.

    • Sincroniza el dialogo entre las capas de presentación de los host y administra su intercambio de datos.

    • Sincroniza el dialogo entre las capas de presentación de los host y administra su intercambio de datos.

    • Ofrece disposiciones para una eficiente transferencia de datos.

    • Cronometra y controla el flujo.

    • Coordina el intercambio de información entre sistemas mediante técnicas de conversación o diálogos.

    • Permite que los usuarios de diferentes maquinas puedan establecer sesiones entre ellos.

    * Protocolos importantes:

    • Sistema de archivos de red (NFS).

    • Lenguaje de consulta estructurado (SOL).

    • Protocolo de control de session DNA (SCP).

    * Servicios proporcionados por la capa de sesión

    • Intercambio de datos

    • Administración del dialogo.

    • Sincronización

    • Administración de actividades.

    • Notificación de excepciones.

  • NIVEL DE PRESENTACIÓN:

  • La capa de presentación es un protocolo de paso de la información desde las capas adyacentes que permite la comunicación entre las aplicaciones en distintos sistemas informáticos de manera tal que resulte transparente para las aplicaciones, se ocupa del formato y la representación de los datos y, si es necesario, esta capa puede traducir entre distintos formatos de datos. Además, también se ocupa de las estructuras de los datos que se utilizan en cada aplicación.

    Funciones de la capa de presentación

    La capa de presentación está a cargo de la presentación de los datos en una forma que el dispositivo receptor pueda comprender. Esta capa cumple tres funciones principales y son las siguientes:

    * Formateo de datos (presentación)

    * Cifrado de datos

    * Compresión de datos

    Después de recibir los datos de la capa de aplicación, la capa de presentación ejecuta una de sus funciones, o todas ellas, con los datos antes de mandarlos a la capa de sesión. En la estación receptora, la capa de presentación toma los datos de la capa de sesión y ejecuta las funciones requeridas antes de pasarlos a la capa de aplicación.

    Para comprender esto mejor piense en dos sistemas que sean diferentes: el primer sistema utiliza el Código ampliado de caracteres decimales codificados en binario (EBCDIC) para representar los caracteres en la pantalla y el segundo sistema utiliza el código americano normalizado para el intercambio de la información (ASCII). La Capa 6 opera como traductor entre estos dos tipos diferentes de códigos.

    Estándares de la capa de presentación

    Los estándares de la Capa 6 también determinan la presentación de las imágenes gráficas, algunos estándares son:

    * PICT: Un formato de imagen utilizado para transferir gráficos QuickDraw entre programas del sistema operativo MAC

    * TIFF (Formato de archivo de imagen etiquetado).

    * JPEG (Grupo conjunto de expertos fotográficos).

    Otros estándares de la Capa 6 regulan la presentación de sonido y películas, entre estos se encuentran:

    * MIDI: (Interfaz digital para instrumentos musicales) para música digitalizada

    * MPEG (Grupo de expertos en películas): Estándar para la compresión y codificación de vídeo con movimiento .

    * QuickTime: Estándar para el manejo de audio y vídeo para los programas del sistema operativo MAC

    Formatos de archivo

    Los archivos de texto ASCII contienen datos de caracteres simples y carecen de comandos de formato sofisticados, que los procesadores de texto aplicarían normalmente a un documento. El programa Notepad es un ejemplo de aplicación que usa y crea archivos de texto. Generalmente estos archivos tienen la extensión .txt.

    El código EBCDIC es muy similar al código ASCII en el sentido de que tampoco utiliza ningún formato sofisticado. La diferencia principal entre los dos códigos es que EBCDIC se utiliza principalmente en sistemas mainframe y el código ASCII se utiliza en PC.

    Otro formato de archivo común es el formato binario, en donde los archivos contienen datos codificados especiales que sólo se pueden leer con aplicaciones de software específicas. Programas como FTP utilizan el tipo de archivo binario para transferir archivos.

    El formato de archivo multimedios es otro tipo de archivo binario, que almacena sonidos, música y vídeo. Los archivos de sonido generalmente operan en una de dos formas.

    Windows usa el formato de sonido WAV y el formato AVI para los archivos animados. Algunos de los formatos de vídeo más comunes son MPEG, MPEG2 y Macintosh QuickTime.

    Cifrado y compresión de datos

    Protege la información durante la transmisión. Las transacciones financieras utilizan el cifrado para proteger la información confidencial que se envía a través de Internet. Se utiliza una clave de cifrado para cifrar los datos en el lugar origen y luego descifrarlos en el lugar destino.

    La capa de presentación también se ocupa de la compresión de los archivos. La compresión funciona mediante el uso de algoritmos para reducir el tamaño de los archivos, este busca patrones de bits repetidos en el archivo y entonces los reemplaza con un token. Un token es un patrón de bit mucho más corto que representa el patrón largo.

  • NIVEL DE APLICACIÓN:

  • Contiene toda la lógica necesaria para llevar a cabo las aplicaciones de usuario. Para cada tipo específico de aplicación, como es por ejemplo la transferencia de un fichero, se necesitará un módulo particular dentro de esta capa; brinda servicios de red a las aplicaciones del usuario.

    La capa de aplicación es la capa a través de la cual viajan los paquetes de datos antes de alcanzar su destino final, es la capa más cercana al usuario.

    Procesos de aplicación

    La capa de aplicación es responsable de lo siguiente:

    * Identificar y establecer la disponibilidad de los socios de la comunicación deseada

    * Sincronizar las aplicaciones

    * Establecer acuerdos con respecto a los procedimientos para la recuperación de errores

    * Controlar la integridad de los datos.

    Aplicaciones de red directas

    La mayoría de las aplicaciones que operan en un entorno de red se clasifican como aplicaciones cliente/ servidor. Tienen dos componentes que les permiten operar: el lado del cliente y el lado del servidor.

    • Cliente: se encuentra ubicado en el computador local y es el que solicita los servicios.

    • Servidor: se encuentra ubicado en un computador remoto y brinda servicios en respuesta al pedido del cliente.

    Una aplicación cliente/servidor funciona mediante la repetición constante de la siguiente rutina cíclica: petición del cliente, respuesta del servidor; petición del cliente, respuesta del servidor; etc.

    Hasta ahora, los protocolos y servicios estudiados tenían como finalidad el intercambio de información entre un origen y un destino, controlando todos los errores q se pudieran producir. Ahora el objetivo es satisfacer las necesidades de los usuarios.

    La capa de aplicación contiene los programas o aplicaciones del usuario.

    TELNET “ Terminal Virtual”

    2.1. Operaciones remotas:

    FTP “Transferencia de archivos

    2.2. Correo electrónico SMTP “Prot. Simple transp de correo”

    POP3 “Prot. De oficina postal vers.3”

    HTTP “Prot. d transferenc hipertexto”

    2.3. World Wide Web

    HTML “Leng. Marcación d hipertexto”.

    4

    1. PROTOCOLOS DE APOYO:Protocolo DNS Domain Name Service”

    2. APLICACIONES: