Fundamentos de Redes y Protocolos

Estándares de Redes

• Se cubren temas como introducción, protocolos, capas, OSI vs TCP/IP, modelos OSI y TCP/IP, sus características, capas, protocolos y encapsulamiento.

Comunicación

• La comunicación requiere un conjunto de procedimientos y normas compartidas entre emisor y receptor.
• En redes informáticas, dispositivos deben entenderse mutuamente en términos de inicio de transmisión, identificación de emisor y receptor y codificación de datos.

Protocolo y Estándar

• Un protocolo de comunicaciones es un conjunto de reglas y procedimientos usados por los componentes de una red.
• Un estándar es un modelo o patrón propuesto para que los fabricantes produzcan componentes compatibles.

Capas

• El proceso de comunicación se divide en capas para facilitar el diseño de protocolos y estándares de redes, resultando en arquitecturas de red basadas en capas.
• Cada capa tiene funciones específicas que interaccionan con las demás.
• Cada capa se centra en aspectos particulares de la comunicación, permitiendo que las demás capas se despreocupen de esos aspectos.

OSI vs TCP/IP

• El modelo OSI tiene 7 capas, fue creado por ISO y publicado en 1984 como arquitectura de referencia para comprender las bases conceptuales de las redes.
• El modelo TCP/IP tiene 4 capas, fue creado por DARPA en 1973 y es ampliamente utilizado como estándar de facto, utilizando el paquete IP.
• El modelo OSI se define antes de la implementación de los protocolos, mientras que en el modelo TCP/IP los protocolos aparecen antes de la definición del modelo.

Modelo OSI Características

• La pila de protocolos OSI se estructura en siete capas.
• Cada capa se enfoca en aspectos específicos de la comunicación, simplificando el diseño de la red.
• El modelo resultó ser demasiado complejo y difícil de implementar.

Capas OSI

• Capa 7 (Aplicación): Interfaz del usuario, define el formato de los datos (texto, imágenes, video) y es administrada por software. Palabras clave: interficies.
• Capa 6 (Presentación): Codifica, cifra y comprime datos generados por la capa de aplicación, utilizando formatos comunes como JSON o XML y protocolos como SSL/TLS. Palabras clave: formato común y datos.
• Capa 5 (Sesión): Inicia, mantiene y finaliza sesiones de comunicación entre dispositivos. Palabras clave: dialogo entre dispositivos y datos
• Capa 4 (Transporte): Divide los datos en segmentos, asegura la correcta llegada de los mensajes y proporciona corrección de errores. Palabras clave: confiabilidad y segmentación.
• Capa 3 (Red): Paquetiza datos, asigna direcciones IP de origen y destino y direcciona los paquetes para que lleguen a su destino. Palabras clave: direccionamiento lógico y paquetes.
• Capa 2 (Enlace de Datos): Organiza los paquetes en tramas, gestiona la transmisión de tramas a través del enlace físico y controla los errores de transmisión a nivel local. Palabras clave: tramas y direccionamiento físico.
• Capa 1 (Física): Convierte los datos en señales eléctricas, ondas de radio o pulsos de luz y los envía por medio de transmisión (cables, fibra óptica). Palabras clave; señal y transmisión binaria.

Protocol Data Unit (PDU)

• La PDU es la forma en que los datos se encapsulan en cada capa del modelo OSI para procesarse y transmitirse eficientemente.

Protocolos por Capa

• Aplicación: TELNET, FTP, SNMP, NNTP, SSH, SMTP, POP3, DNS, RTP, NFS, HTTP
• Presentación: ASN.1
• Sesión: NetBIOS
• Transporte: TCP, UDP
• Red: ARP, IP(IPv4/IPv6), ICMP, X.25
• Enlace de datos: ETHERNET, FAST ETHERNET, GIGABIT ETHERNET, FDDI, ATM, HDLC
• Física: CGI, MIME, IEEE

Encapsulamiento

• Se define como el proceso en el cual los datos iniciales sufren divisiones sucesivas para ser transmitidas.

Modelo TCP/IP - Características

• El modelo TCP/IP (Transport Control Protocol / Internet Protocol) fue implementado de forma práctica antes de ser definido y es válido tanto para redes medianas como grandes, proporcionando gran fiabilidad y relativa facilidad para el enrutamiento de paquetes.
• DARPA es la responsable de la implementación del modelo TCP/IP, que ganó popularidad convirtiéndose en el estándar de facto.

Modelo TCP/IP - Capas

• La pila de protocolos TCP/IP se divide en 4 capas.
• Cada capa se ocupa de aspectos concretos de la comunicación y libera a las demás capas, simplificando el diseño de la red.
• El modelo tuvo gran aceptación rápidamente.
• Capa de Aplicación: Prepara la comunicación entre emisor y receptor y proporciona servicios de red a las aplicaciones de usuario como correo electrónico, transferencia de archivos y navegación.
• Capa de Transporte: Responsable de la segmentación de los datos y la reensambla para la comunicación de extremo a extremo entre los hosts.
• Capa de Acceso a la Red: Permite la conversión entre señal analógica y digital, y se encarga de la sincronización de las tramas Ethernet para evitar colisiones.
• Capa de Internet: Es responsable de la transferencia de los datagramas utilizando como direccionamiento las direcciones IP.