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Unidad 1: Caracterización de las redes 1 Contenido Introducción .................................................................................................................................. 2 Terminología de redes de datos.................................................................................................... 2 Clasificación de las redes de datos ............................................................................................ 2 Topología de red ....................................................................................................................... 4 Arquitectura de red ................................................................................................................... 5 Protocolos de red ...................................................................................................................... 6 Sistemas de numeración ............................................................................................................... 6 Sistema decimal ........................................................................................................................ 7 Sistema binario.......................................................................................................................... 7 Sistema hexadecimal ................................................................................................................. 8 Equivalencias entre sistemas de numeración ........................................................................... 9 Unidades de medida de información .......................................................................................... 10 Arquitectura de redes ................................................................................................................. 11 Modelos de referencia ................................................................................................................ 11 Encapsulamiento de la información ........................................................................................ 12 Segmentación de la información............................................................................................. 12 Modelo OSI .............................................................................................................................. 13 Capa Física ........................................................................................................................... 13 Capa de enlace .................................................................................................................... 14 Capa de red ......................................................................................................................... 14 Capa de transporte.............................................................................................................. 14 Capa de sesión..................................................................................................................... 15 Capa de presentación.......................................................................................................... 15 Capa de aplicación............................................................................................................... 15 Modelo TCP/IP ........................................................................................................................ 15 Capa de Acceso a Red.......................................................................................................... 16 Capa de Internet.................................................................................................................. 17 Capa de Transporte ............................................................................................................. 17 Capa de aplicación............................................................................................................... 18 Direccionamiento ........................................................................................................................ 19 Dirección MAC ......................................................................................................................... 19 Dirección IP.............................................................................................................................. 20

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Page 1: Contenido - I.E.S. Suárez de Figueroa

Unidad 1: Caracterización de las redes

1

Contenido Introducción .................................................................................................................................. 2

Terminología de redes de datos. ................................................................................................... 2

Clasificación de las redes de datos ............................................................................................ 2

Topología de red ....................................................................................................................... 4

Arquitectura de red ................................................................................................................... 5

Protocolos de red ...................................................................................................................... 6

Sistemas de numeración ............................................................................................................... 6

Sistema decimal ........................................................................................................................ 7

Sistema binario .......................................................................................................................... 7

Sistema hexadecimal ................................................................................................................. 8

Equivalencias entre sistemas de numeración ........................................................................... 9

Unidades de medida de información .......................................................................................... 10

Arquitectura de redes ................................................................................................................. 11

Modelos de referencia ................................................................................................................ 11

Encapsulamiento de la información ........................................................................................ 12

Segmentación de la información............................................................................................. 12

Modelo OSI .............................................................................................................................. 13

Capa Física ........................................................................................................................... 13

Capa de enlace .................................................................................................................... 14

Capa de red ......................................................................................................................... 14

Capa de transporte .............................................................................................................. 14

Capa de sesión ..................................................................................................................... 15

Capa de presentación .......................................................................................................... 15

Capa de aplicación ............................................................................................................... 15

Modelo TCP/IP ........................................................................................................................ 15

Capa de Acceso a Red .......................................................................................................... 16

Capa de Internet .................................................................................................................. 17

Capa de Transporte ............................................................................................................. 17

Capa de aplicación ............................................................................................................... 18

Direccionamiento ........................................................................................................................ 19

Dirección MAC ......................................................................................................................... 19

Dirección IP.............................................................................................................................. 20

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Unidad 1: Caracterización de las redes

2

Versión 4.............................................................................................................................. 20

Versión 6.............................................................................................................................. 23

Puertos TCP-UDP ..................................................................................................................... 24

Socket ...................................................................................................................................... 24

Direccionamiento de aplicación .............................................................................................. 25

Interrelación entre capas ........................................................................................................ 25

Comunicación par a par. Ejemplo ........................................................................................... 26

Introducción Esta asignatura corresponde al ciclo formativo de

Administración de Sistemas Informáticos en Red, la asignatura

trata sobre las redes de datos, internet, redes WIFI,

configuración de routers, etc.

En los primeros temas se tratarán una serie de conceptos

básicos menos interesantes pero necesario para comprender

los conocimientos posteriores.

Terminología de redes de datos. En este primer apartado vamos a tomar contacto con la terminología que se utiliza en las redes

de datos (también reciben la denominación de redes informáticas, redes de comunicación)

Una red de datos es una infraestructura que permite el intercambio de información, el ejemplo

más conocido lo tenemos en internet, formada por una inmensidad de ordenadores,

cableados, dispositivos de conexión, etc. que nos comunica a todos y que nos permite

compartir información.

Clasificación de las redes de datos Una primera clasificación la podemos hacer atendiendo al tamaño de la red o alcance

encontramos tres tipos:

• WAN (Wide Area Network, Red de área extensa). Red que comunica dispositivos situados

en un área muy extensa. Ejemplo internet.

Page 3: Contenido - I.E.S. Suárez de Figueroa

Unidad 1: Caracterización de las redes

3

• MAN (Metropolitan Area Network, Red de área metropolitana). Es una red que conecta

dispositivos situados en una gran área geográfica. Ejemplo una red de un campus

universitario.

• LAN (Local Area Network, Red de área local). Es una red que conecta dispositivos en un

área pequeña. Ejemplo una red de datos de un aula.

Hemos de tener en cuenta que los límites para considerar una red de un determinado tamaño

u otro no están definidos claramente, no hay número de dispositivos o metros cuadrados a

partir de los cuales se pase un área a otra.

Una segunda clasificación es atendiendo a la distribución lógica:

• Cliente – Servidor, es una red donde hay dos tipos de

dispositivos: Servidores, que son los dispositivos en

una red que comparte recursos y clientes que son los

dispositivos que acceden a los recursos compartidos.

Es una red típica en las empresas donde hay uno o

varios servidores que son los que alojan los datos,

realizan las impresiones, etc. y, por otro lado, hay

puestos de trabajo que son los ordenadores desde los que se solicitan datos, se envían

a impresión trabajos, etc.

• Igual a igual (peer to peer). Es una red en la que todos los

equipos están al mismo nivel y, pueden realizar tanto la

función de servidor como de cliente. Ejemplo es la típica red

doméstica de 2 o 3 equipos, con sistema Windows, donde

uno de ellos puede tener una impresora compartida, otro

puede tener una carpeta compartida con datos, etc.

Atendiendo a la tecnología de comunicación las redes se pueden

clasificar en:

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Unidad 1: Caracterización de las redes

4

• Punto a punto, es una red donde la comunicación se produce entre dos nodos por un

canal exclusivo. Ejemplo una conexión edificio a edificio para unir dos redes separadas.

• Punto a multipunto, son redes donde el canal de comunicación esta compartidos por

los nodos. Ejemplo una red WIFI donde tenemos un punto de acceso al que se

conectan varios PCs.

• Difusión, son redes donde se comparte el canal de difusión, cuando un nodo envía

información al canal es recibida por todos los nodos, cada nodo comprobará si la

información va destinada a él, si no es así la ignorará. Ejemplo una red de varios PCs

conectados por un hub o concentrador.

Topología de red Una red de datos está compuesta por dispositivos que están conectados entre sí mediante

líneas de comunicación (cables de red, señales inalámbricas, etc.). La configuración física, es

decir la configuración espacial de la red, se denomina topología física. Los diferentes tipos de

topología son:

• Topología de bus, es la forma más simple en la que se puede organizar una red. Todos

los equipos están conectados a la misma línea de transmisión mediante un cable,

generalmente coaxial, está línea es llamada "bus".

• Topología de estrella, hay un nodo central al que están conectados todos demás

nodos.

• Topología en anillo, los nodos de la red están conectados formando un circuito

cerrado.

• Topología de árbol, es una red en la que los nodos están colocados en forma de árbol.

• Topología de malla, cada uno de los nodos está conectado al resto de nodos.

La topología lógica, a diferencia de la topología física, es la manera en que los datos viajan por

las líneas de comunicación, es decir, es la técnica que usan los dispositivos para comunicarse,

como fluyen los datos por la red. Las topologías lógicas más comunes son:

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Unidad 1: Caracterización de las redes

5

• Topología lógica en bus, todos los dispositivos envían los datos que quieren comunicar

al bus común y todos los dispositivos reciben todos los datos que se envían al bus

común, el dispositivo desecha los datos que no están destinados a él.

• Topología lógica de anillo, los datos se van transmitiendo desde un dispositivo a otro

hasta llegar al dispositivo de destino. Para enviar datos, los dispositivos deben

aguardar hasta que se les notifique que es su turno.

• Topología lógica en estrella, todos los datos pasan por un nodo central que es el que

gestiona la comunicación entre los diferentes dispositivos. El dispositivo que quiere

comunicar envía los datos al nodo central y este los envía al dispositivo destino.

Ejemplo de diferencia entre topología lógica y topología física, supongamos la siguiente red

con un concentrador (hub) en el centro:

La topología física es sin duda en estrella, pero lógicamente este tipo de dispositivo central

(hub) se limita a enviar por todas los cables la información que recibe por cualquiera de ellos,

con lo cual a efectos de funcionamiento es como si tuviéramos un único canal donde todos los

dispositivos envían y reciben todas las comunicaciones que se producen, y esto es lo que

hemos definido como topología lógica en bus. En la siguiente imagen el equipo 2 envia un

paquete al equipo 4, todos reciben el paquete pero solo el equipo 4 le hará caso.

Arquitectura de red Este término hace referencia al conjunto

de elementos, normas, protocolos,

estándares y todo lo necesario para poder

definir un determinado tipo de red.

Es decir, es un concepto amplio que

engloba la infraestructura de red, desde

las especificaciones de los componentes

físicos de la red, normativa que deben

cumplir, elementos lógicos de la red, su

funcionamiento, organización y

configuración.

Page 6: Contenido - I.E.S. Suárez de Figueroa

Unidad 1: Caracterización de las redes

6

Protocolos de red Los protocolos de red son el conjunto de normas que deben cumplirse y que sirven para

regular la comunicación.

Evidentemente, como en una red hay componentes físicos y lógicos, se usan distintas

tecnologías (eléctricas, electrónicas, ópticas, etc.), existen multitud de protocolos, cada uno de

ellos especifica las normas para una cuestión en concreto.

Un ejemplo de protocolo es HTTP, es el protocolo usado por el navegador en un PC para

visualizar una web, define qué tipos de peticiones puede hacer el navegador, que respuestas

puede recibir y como se transmite la web desde el servidor.Dicho de una manera coloquial es

el “idioma” que hablan entre el navegador y el servidor web, evidentemente el idioma es más

reducido, solo se pueden usar unas cuantas de palabras (varios tipos de peticiones, varios tipos

de respuestas).

Otro ejemplo de protocolo es 802.11g, dicta las especificaciones de una comunicación

inalámbrica en una red local, frecuencia entre 2.400 GHz y 2.4835 GHz empleando

multiplexado por división de frecuencia ortogonal, etc. Dicho de una manera coloquial son las

especificaciones tecnológicas de una red WIFI versión g.

Sistemas de numeración A través de la historia ha existido gran cantidad de sistema de numeración. El sistema más

conocido en nuestra sociedad es el sistema decimal.

Últimamente opone una seria competencia al sistema decimal el sistema binario porque es el

que utilizan las computadoras.

Se entiende por sistema de numeración al conjunto de reglas, signos, y convenios que nos

permiten expresar, verbal y gráficamente las cantidades de las magnitudes.

Un sistema de numeración tiene una base que esel número de signos distintos que se emplean

en el sistema. Por ejemplo el sistema de numeración decimal utiliza diez dígitos: 0 1 2 3 4 5 6 7

8 9.

La base de un sistema de numeración se denomina alfabeto, y las reglas que posibilitan la

representación de números a partir de éste configuran el código.

Los sistemas de numeración se pueden dividir en:

• Sistemas posicionales (Ejemplo es sistema decimal que usamos todos a diario)

1. La base es un número n mayor que uno, y se toman símbolos denominados dígitos,

para representar el cero y los dígitos menores que la base.

2. El número uno se denomina unidad simple o de orden cero. Cada n unidades de un

cierto orden constituyen una unidad de orden superior. Una unidad de orden uno

equivale a n de orden cero, y una unidad de orden dos equivale a n de orden uno y

n*n de orden cero.

3. Los números mayores que la base se representan por medio de varias cifras.

Page 7: Contenido - I.E.S. Suárez de Figueroa

Unidad 1: Caracterización de las redes

7

• Sistemas no posicionales. Un ejemplo son los números romanos. El inconveniente de

estos sistemas es que no permiten escribir números grandes mediante una cantidad

relativamente pequeña de símbolos y además resulta difícil efectuar operaciones con

ellos.

Sistema decimal Este sistema de numeración posicional es el que usamos todos para indicar precios,

cantidades, medidas, etc., tiene 10 símbolos diferentes:

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Sistema binario Es un sistema de numeración posicional usado en la computación, utiliza 2 símbolos

diferentes:

0 1

El interés del sistema binario reside en:

• La mayor parte de los computadores existentes representan la información y la

procesan mediante elementos y circuitos electrónicos de dos estados (encendido 1,

apagado 0). Estos estados suelen equivalen a dos voltajes diferentes.

• Es uno de los sistemas de numeración de más alto rendimiento.

• Son sencillas las reglas aritméticas en este sistema.

• Seguridad y rapidez de respuesta de los elementos físicos de dos estados.

Page 8: Contenido - I.E.S. Suárez de Figueroa

Unidad 1: Caracterización de las redes

8

Los diez primeros números binarios se escriben:

Decimal: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Binario: 0 1 10 11 100 101 110 111 1000 1001

Ejemplo de pasar de sistema binario (11011) a decimal (27):

11011 (binario) = 1x24+1x23+0x22+1x21+1x20= 27 (decimal)

Ejemplo de pasar del sistema decimal (109) a binario (1101101):

Divisiones Cociente Resto

109/2 54 1

54/2 27 0

27/2 13 1

13/2 6 1

6/2 3 0

3/2 1 1

Ultimo cociente y restos invertidos: 1101101 (binario)

Un concepto muy importante es:

Bit su nombre proviene de Binary digit o bitio. Un bit es un dígito del sistema binario.

Mientras que en el sistema de numeración decimal se usan diez dígitos, en el binario se usan

solo dos dígitos, el 0 y el 1. Un bit o dígito binario puede representar uno de esos dos valores:

0 o 1.

Sistema hexadecimal Es un sistema de numeración posicional que utiliza 16 símbolos diferentes:

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F

Nuestro interés en este sistema está basado en dos características:

• Su fácil traducción al binario, por ser 16 igual a 24 con lo que trabajaremos con grupos

de cuatro bits (bits es un dígito binario, que puede ser como hemos visto 1 o 0)

• Expresa grandes cifras con pocos símbolos (por ejemplo FFDDFF = 16768511)

Los 20 primeros números hexadecimales se escriben:

Decimal: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Hexadecimal: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F 10 11 12 13

Equivalencia entre hexadecimales y binarios (como comentamos anteriormente 1 hexadecimal

es igual a 4 bits):

Binario: 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111

Hexadecimal: 0 1 2 3 4 5 6 7

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Unidad 1: Caracterización de las redes

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Binario: 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111

Hexadecimal: 8 9 A B C D E F

Ejemplo de pasar de hexadecimal (AB7) a decimal (2743)

AB7(hexadecimal) = 10x162+11x161+7x160= 2743 (decimal)

Ejemplo de pasar de hexadecimal (AB7) a binario (2743):

Buscamos en la tabla la equivalencia de cada símbolo hexadecimal (A=1010, B=1011, 7=0111),

el resultado es: 101010110111

Equivalencias entre sistemas de numeración En la siguiente tabla se puede apreciar la equivalencia entre los primeros valores de los

diferentes sistemas de numeración:

DECIMAL BINARIO OCTAL HEXADECIMAL

0 0000 0 0

1 0001 1 1

2 0010 2 2

3 0011 3 3

4 0100 4 4

5 0101 5 5

6 0110 6 6

7 0111 7 7

8 1000 10 8

9 1001 11 9

10 1010 12 A

11 1011 13 B

12 1100 14 C

13 1101 15 D

14 1110 16 E

15 1111 17 F

Autoevaluación

¿En qué sistema de numeración es más corta la expresión de una cantidad (decimal, binario,

hexadecimal, octal?

Correcto Hexadecimal: Correcto, al disponer de más símbolos para expresar cantidades estos símbolos tienen más valor y, por tanto, expresan un valor más alto con menos dígitos. Es usado en IPv6 y direcciones MAC por esta razón, para que estas direcciones sean más cortas de escribir.

Incorrecto: Incorrecto, una gran cantidad ocupa menos, tiene menos dígitos en hexadecimal.

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Unidad 1: Caracterización de las redes

10

Unidades de medida de información Bit Se define como la unidad de información y es la abreviatura de BInary digiT (dígito binario).

Puede tomar dos valores, y por tanto, puede representarse o manifestarse mediante cualquier

tipo de dispositivo de dos estados, tal como una lámpara encendida o apagada, un interruptor

abierto o cerrado, dos niveles distintos de tensión, dos niveles distintos de corriente, o los

símbolos “0” y “1”. La importancia del BIT reside en el hecho de que es posible construir

dispositivos electrónicos de dos estados (dos niveles de tensión o dos niveles de corriente),

capaces de cambiar de uno a otro muy rápidamente, en tiempos tan cortos como 5

nanosegundos (0,000000005 segundos). Estos dispositivos pueden por tanto cambiar de

estado 200 millones de veces en un segundo lo que supondría que podrían en principio,

manipular, transmitir o recibir información a la velocidad de 200 millones de bits por segundo.

La información se representa típicamente mediante series de bits. Así, “1 0 0 0 ” representan

el número “8” decimal en código binario; y la serie “1 1 0 0 0 0 0 1” representa la letra “A” en

código ASCII (Código Americano Estándar de Intercambio de Información) de 8 bits.

Byte Un byte es un conjunto de 8 bits. Generalmente se utiliza para representar un carácter

(letra, número, o símbolo). Como es posible obtener hasta 28, es decir, 256 conjuntos de

configuraciones binarias de 8 bits, se pueden representar 256 caracteres distintos. El byte es la

unidad sobre la que medimos la capacidad de almacenamiento de datos de un ordenador, ya

sea en su memoria principal como en sus dispositivos de almacenamiento externo.

Kilobyte Un Kbyte o Kilobyte corresponde a 1.024 bytes. Generalmente representaremos los

Kilobytes por la letra “K” o las letras “KB”. Así pues es frecuente ver escrito por ejemplo que

una tableta tiene 1.024K (o 1.024 KB) de memoria.

Kilobit Un Kbit o Kilobit corresponde a 1.024 bits. Se representa por las letras “Kb”. Esta misma

nomenclatura se puede aplicar al resto de medidas, que dependiendo si hablan de bytes, se

expresan en B mayúscula, o bits, se expresan en b minúscula.

MegaByte Un Megabyte son 1.024 Kbytes, o lo que es lo mismo 1.048.576 bytes. Su

representación vendrá dada por las letras “MB”. Por ejemplo al hablar de algunos viejos discos

duros diremos que su capacidad es de 40MB.

Gigabyte El Gigabyte equivale a 1024 Megabytes y se representa con las letras “GB”. Si vemos

alguna información de ordenadores observaremos que la capacidad de la memoria RAM se da

en GB.

Terabyte Esta es una medida que está tomando mayor trascendencia en los últimos años

debido al aumento de la capacidad de los discos y la memoria. El Terabyte equivale a 1024

Gigabytes y lo representan las letras “TB”. Así como 1Km = 1,000m, 1MB = 1024B (sí, aquí

tienen que ser 1024 en vez de 1000), también:

1MB = 1024B = 8Mb = 8192b

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Unidad 1: Caracterización de las redes

11

Arquitectura de redes La arquitectura de una red viene definida por su topología, los protocolos, los dispositivos

físicos y el software utilizado entre otros.

La arquitectura de una red es el “plan” con el que se conectan los distintos elementos que

intervienen en las comunicaciones.

Entre las características de la arquitectura de red podemos enumerar:

• Separación de funciones o división en capas. Las redes se organizan en capas o niveles

para reducir la complejidad de su diseño. Es lo que se conoce por "divide y vencerás".

En las redes hay cambios constantemente, con esta división evitamos que un cambio,

pongamos en el tipo de cableado, produzcan cambios hasta en el navegador.

• Amplia conectividad. El objetivo de la mayoría de las redes es dar una conexión óptima

entre cualquier cantidad de nodos.

• Recursos compartidos. Es la gran utilidad de las redes, compartir impresoras, bases de

datos, fotos, foros, etc.

• Administración de la red. La arquitectura se debe permitir que el usuario defina,

opere, cambie, proteja y de mantenimiento de la red.

• Facilidad de uso. Los diseñadores deben crear una arquitectura que sea amigable para

el usuario.

• Normalización. Es imprescindible unas normas que permitan adaptar productos, tanto

hardware como software, es decir, que diferentes fabricantes puedan desarrollar

productos de red compatibles entre sí.

Modelos de referencia En las primeras redes, cada fabricante creaba sus tipos de red propios, ofrecía todos los

elementos necesarios: cableado, terminales, servidores, programas, sistemas operativos, etc.

Cada fabricante ofrecía una buena red, pero por separado, no había posibilidad de

comunicación con otras redes, ni posibilidad de adaptar a la red recursos de otro fabricante.

El avance de las redes hizo necesario una estandarización para permitir las conexiones entre

diferentes fabricantes.

Las comunicaciones por red son un proceso muy complejo y sería difícil entender este proceso

si observara la comunicación en red como un bloque, esto ha determinado que para la

estandarización se haya decidido dividir el sistema de comunicación por red en una serie de

capas o niveles, donde cada una es responsable de una parte específica de la comunicación

por red.

Una capa es cada uno de los diferentes niveles independientes en que está estructurada la

arquitectura de red

Estas capas sólo interactúan con las capas que tienen inmediatamente encima y debajo.Esta

interacción define exactamente el propósito de una capa.

Los dos modelos de red más comunes que utilizan capas son el modelo de referencia OSI y el

modelo de referencia TCP/IP.

Page 12: Contenido - I.E.S. Suárez de Figueroa

Unidad 1: Caracterización de las redes

12

Caso práctico

Las capas o niveles es una técnica que se usa en

muchos ámbitos, es dividir un problema grande en

pequeños problemas. En el caso de las redes, pues

una capa establece como escribe un usuario un

correo electrónico, es decir, pone un nombre una @

y un dominio, pone un asunto, un contenido, etc.

Otra capa se encarga de dirigirlo hasta llegar al

usuario destinatario. Otra capa se preocupa de la

frecuencia de la señal que va por el cable transportando la información correspondiente a este

correo.

Encapsulamiento de la información La comunicación entre las diferentes capas se consigue con una

técnica de encapsulación. Cada capa recibe de su capa superior

una determinada información que “oculta”, es decir, encapsula,

añade sus cabeceras y envía a su capa inferior. Este proceso se

realiza sucesivamente en el nodo emisor, en el nodo receptor se

realiza el proceso contrario, cada capa quita las cabeceras

correspondientes y el contenido desencapsulado es enviado a la

capa superior.

Poniendo un símil, es un proceso similar a escribir una carta

(información), una vez escrita la introducimos en un sobre

ponemos remite y dirección (las cabeceras) y la echamos al

buzón. El servicio de correos recoge la carta (información) y la

introduce en una saca que etiquetará con su destino (cabeceras). Esta saca (información) será

cargada en un furgón con una ruta de origen a destino (cabeceras).

En el destino se producirá el proceso contrario, la desencapsulación, se recibirá una saca se

abrirá y se verá su contenido, que será pasado a la capa superior (clasificación de correo para

reparto), donde ya solo tiene sentido la carta, ahora hay que ver la dirección, se le entregará al

cartero que lleve esa ruta, será entregada a la capa superior (destinatario de la carta), este

abrirá la carta (quitará las cabeceras) y leerá (procesará) su contenido.

Segmentación de la información Otra de las técnicas utilizadas en la comunicación es la segmentación de la información, esta

segmentación es debida a dos motivos principalmente:

• Evitar transmitir grandes cantidades de datos que acaparen el canal de comunicación.

Si la longitud de los datos a transmitir es muy extensa, se debe de realizar particiones

más pequeñas con la información.

Page 13: Contenido - I.E.S. Suárez de Figueroa

Unidad 1: Caracterización de las redes

13

• Hacer bloques de tamaño fijo para mejorar la eficiencia. Si todos los bloques que se

transmiten son del mismo tamaño podemos adaptar los medios físicos y el software

utilizado para conseguir una comunicación óptima.

Modelo OSI Como hemos comentado para resolver los problemas de incompatibilidades entres sistemas

de redes y, en resumen, para implantar un sistema estandarizado de comunicaciones la

organización internacional para la estandarización (ISO) propuso el modelo de Interconexión

de Sistemas Abiertos (OSI).

La idea de estandarizar el diseño de las redes hizo que la compatibilidad entre todos los

elementos aumentara notablemente y con ello la expansión de las redes de comunicación.

Es importante destacar que se trata de un modelo de referencia, es decir, no es un desarrollo

real y detallado de todo el proceso de comunicación de redes, son una serie de

“recomendaciones” a la hora de diseñar las redes.

El modelo OSI plantea una división en 7 capas, donde la capa de aplicación es la más cercana al

usuario y la capa o nivel físico es la más cercana al hardware.

OSI no prosperó porque cuando se quiso implantar, los protocolos TCP/IP ya eran empleados

por la mayoría de los centros de investigación.

OSI es una división más académica que técnica y algunas de las capas que contempla, casi no

tienen sentido porque apenas se diferencian entre sí, como son los 3 niveles superiores.

El modelo OSI fue un modelo que se creó sobre la teoría, desde el punto de vista académico,

es muy bueno para estudiar la arquitectura de las redes, aunque menos práctico que el TCP/IP.

Capa Física

Se encarga de estudiar todo lo relativo al medio de transmisión físico,

características técnicas, eléctricas, mecánicas y de composición. La capa

física se ocupa de la transmisión de bits usando un canal de

comunicación, y también de definir las características del canal.

Ejemplos de normas que define este nivel: tipo de cable de debemos

utilizar en una determinada red, el voltaje utilizado para la

comunicación, distancias de transmisión, velocidad, frecuencia usada en

la comunicación, dimensión de los conectores de red, etc.

Page 14: Contenido - I.E.S. Suárez de Figueroa

Unidad 1: Caracterización de las redes

14

Capa de enlace

Define la unión entre la capa física, que como hemos visto define el

hardware, y las capas superiores, que son capas lógicas o de software. La

mayoría de las funciones de enlace de datos tienen lugar dentro de la NIC

(tarjeta de red).

La capa enlace de datos está dividida en dos subcapas:

• Control de acceso a medios (regula la compartición del medio

físico por parte de todas las estaciones y equipos conectados a la

red -reglas para enviar y recibir mensajes a través de él-)

• Control de enlace lógico (mantiene la independencia del protocolo de red usado y la

interfaz de red, es decir, diferentes protocolos puede utilizar el mismo medio)

Ejemplos de funciones que se realizan en este nivel soncomprobación de errores de los datos

recibidos de la capa física, identificación física del destino de los datos dentro de la red,

empaquetar los bits a enviar (hacer grupos de tamaños normalmente fijos), control de flujo de

datos (controlar la velocidad a que se envían y reciben los datos para evitar saturaciones), etc.

Capa de red

El objetivo de la capa de red es hacer que los datos lleguen desde el

origen al destino aunque estén en redes diferentes. La diferencia con el

nivel anterior es que el nivel de enlace se limita a la identificación dentro

de la red propia, no va más allá, es un direccionamiento físico y en la

capa de red se trata de un direccionamiento lógico.

El diseño de la capa de red debe ser independiente de la tecnología que

use la red, en este nivel separamos lógico de físico, este como hemos

comentado es una de los principios para solución el problema de la

comunicación, dividirlo en capas independientes, un cambio en una capa no debe afectar a

otra.

Ejemplos de funciones de la capa de red son encontrar la mejor ruta para enviar los datos de

una red a otra, control de la congestión (diferente del control de flujo, el control de congestión

evita rutas saturadas, etc. Se sirve entre otros del control de flujo).

Capa de transporte

La cuarta capa del modelo OSI se encarga de proporcionar un servicio

eficiente a las capas superiores (normalmente son aplicaciones de

usuario o procesos del sistema operativo), es decir, reciben las peticiones

de los niveles superiores y se encarga de la entrega en destino. La misión

fundamental es conseguir un transporte fiable entre origen y destino

independientemente de las aplicaciones y de los modelos de

comunicación usados.

Hay dos tipos de servicio de la capa de transporte:

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Unidad 1: Caracterización de las redes

15

• Orientado a la conexión,se encarga de establecer la comunicación con el destino, envía

los datos, comprobar su entrega y liberar la conexión

• No orientado a la conexión, sencillamente envía los datos sin comprobar nada.

Ejemplo de funciones de la capa de transporte es el control del envío de información, trocea y

empaqueta la información recibida de las capas superiores, comprueba que todo ha sido

recibido en destino y hace la labor inversa construye a partir de los paquetes recibidos la

información que enviará a las capas superiores.

Capa de sesión

El nivel sesión es el encargado de controlar la comunicación entre las

aplicaciones, sincronizar el diálogo entre aplicaciones de diferentes

máquinas para que el transporte de datos sea óptimo

Por ejemplo si tenemos varias ventanas del navegador abiertas y estamos

visualizando varias páginas web, la capa de sesión se encarga de gestionar

desde que desde que ventana enviamos las peticiones de datos, que datos han sido enviado,

que líneas de comunicación tenemos abiertas y a que ventana corresponden las respuestas

recibidas.

Capa de presentación

La capa de presentación es responsable de la codificación de los datos

(formato), compresión-descompresión de datos y encriptación de

datos. Recibe los datos de la capa aplicación en forma de texto, imagen,

video, etc. y los transforma para poder generar datos con estructuras

similares que se puedan transportados por las capas inferiores.

Por ejemplo la capa de presentación es la que indica que mapa de

caracteres usado.

Capa de aplicación

Por último, la capa de aplicación es responsable de marcar las normas de

las aplicaciones de usuario y de los servicios del sistema operativo. Es la

capa que permite al usuario acceder a la red. Es la capa más cercana al

usuario.La capa de aplicación se encarga de los programas que utiliza el

usuario.

Modelo TCP/IP El modelo TCP/IP se basa en 4 niveles, es el modelo en el que está basado

internet y la gran mayoría de las redes. El nombre del modelo corresponde

a dos de los protocolos principales que usa. Los niveles son:

El modelo de referencia TCP/IP fue diseñado por eldepartamento de

defensa de EEUU con el fin de tener una red de comunicaciones que

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Unidad 1: Caracterización de las redes

16

sobreviviese a cualquier contrariedad. Se creó como un sistema abierto, es decir, cualquiera

podía utilizarlo, esto produjo un desarrollo rápido del modelo.

La diferencia entre TCP/IP y OSI, como ya comentamos, es que OSI es más académico y TCP/IP

desde el principio trabajó con estándares que ya funcionaban y después les dieron un enfoque

más académico.

Capa de Acceso a Red

Como se puede observar en la comparativa

corresponde a los dos niveles inferiores del

modelo OSI: Enlace de datos y Físico.

En esta capa se incluye todo lo relativo a

hardware (tarjetas de red, conectores,

cableado, etc.), drivers de este hardware. Se

definen las técnicas para usar el medio de transmisión, es decir definen la forma en que los

puestos de la red envían y reciben datos sobre el medio físico.

Un organismo de normalización conocido como IEEE (Instituto de ingenieros eléctricos y

electrónicos) ha definido los principales protocolos de la capa de acceso a red conocidos en

conjunto como estándares 802. (802.3 para redes Ethernet, 802.11 para WIFI, 802.5 Token

Ring, etc.).

Además en esta capa podemos encontrar los protocolos PPP (punto a punto, muy usado en

conexiones DSL), FDDI (fibra óptica), FrameRelay, SLIP, etc.

El protocolo utilizado en esta capa viene determinado por las tarjetas de red que instalemos en

los ordenadores. Esto quiere decir que si adquirimos tarjetas Ethernet sólo podremos instalar

redes Ethernet. Y que para instalar redes TokenRing necesitaremos tarjetas de red especiales

para TokenRing. Actualmente en el mercado solo se comercializan tarjetas de red Ethernet.

Esta capa al ser el enlace entre software y hardware tiene estándares definidos por el IEEE y

otros organismos como ANSI o ISO que definen la parte física o de hardware pero también

tiene estándares definidos por el IETF, es la entidad que regula los estándares de Internet,

conocidos como RFC.

Esquemáticamente:

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Unidad 1: Caracterización de las redes

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Capa de Internet

Al ser la equivalente a la capa de red del modelo

OSI es frecuente que la encontremos en algunos

lugares con esta denominación también, y

todolo dicho sobre la capa de red del modelo

OSI es aplicable a esta capa.

El propósito de esta capa es permitir que se

puedan enviar paquetes de datos desde

cualquier punto independientemente del tipo de red y de la ruta utilizada. Proporciona

servicios que permiten que los dispositivos finales intercambien datos a través de la red.

El protocolo más importante que utiliza esta capa es IP (Internet Protocol) y uno de los da

nombre al modelo.

La capa de red proporciona una dirección lógica única a cada dispositivo final de la red, esta

dirección es la conocida como IP del dispositivo. Todo dispositivo conectado a internet tiene

una dirección IP.

Además del protocolo IP, en la capa de internet tenemos los protocolos de enrutamiento

(OSPF, RIP, EIGRP, BGP, etc.) encargados de dirigir los datos desde un destino IP a otro destino

IP a través de las diferentes redes.

Capa de Transporte

Es equivalente a la capa del mismo nombre del

modelo OSI, y por tanto, todo lo que dijimos sobre

la capa de transporte del modelo OSI es aplicable a

esta capa.

La capa de transporte proporciona un método

para entregar datos a través de la red de una

manera que garantiza que estos se puedan volver

a unir correctamente en el extremo receptor. Las principales responsabilidades de los

protocolos de la capa de transporte son las siguientes:

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Unidad 1: Caracterización de las redes

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• Rastreo de comunicación individual entre aplicaciones en los dispositivos de origen y

destino.

• División de los datos en segmentos para su administración y reunificación de los datos

segmentados en el destino.

• Identificación de la aplicación correspondiente a cada dato en la comunicación.

En esta capa hay dos protocolos principales:

• TCP (Protocolo de Control de Transmisión) es orientado a la conexión, es decir,

controla que el dato es entregado de forma segura.

• UDP (Protocolo de Datagrama de Usuario) es no orientado a la conexión, es decir,

envía los datos sin que previamente se haya establecido conexión, no comprueba si ha

llegado.

Capa de aplicación

Permite la comunicación entre el usuario y la red,

a través de la capa de aplicación el usuario

intercambia la información con la red.

Como se puede observar en el modelo TCP/IP la

capa de aplicación engloba a las tres capas

superiores del modelo OSI.

Un claro ejemplo de esta fusión de las capas lo

podemos tener en el típico navegador con el que el usuario consulta páginas web, este

software se preocupa de interactuar con el usuario, lo que correspondería a la capa de

aplicación OSI, se encarga de dar formato en pantalla a las imágenes, del idioma de los textos

(capa de presentación OSI) y se encarga de sincronizar el diálogo entre cliente y servidor (capa

de sesión OSI).

Dentro de los protocolos de esta capa podemos mencionar:

• DNS, DomainNameService, se utiliza para resolver nombres de Internet en direcciones

IP (cuando en el navegador tecleamos www.suarezdefigueroa.es nuestro equipo lo

primero que necesita saber es el número asociado a este nombre para ello consulta,

utilizando el idioma DNS, a los servidores DNS).

• HTTP, Hypertext Transfer Protocol, se utiliza para transferir archivos que forman las

páginas Web de la World Wide Web (cuando visitamos una web que visualizamos en

pantalla hay un intercambio entre nuestro equipo y el servidor solicitando la web, en

este intercambio “hablan” en HTTP).

• SMTP - Simple Mail TransportProtocol -, POP - Post Office Protocol -, IMAP - Internet

Message Access Protocol -se utilizan para el correo electrónico (cuando usamos

nuestro programa de correo este “habla” en estos idiomas con los servidores de

correo para enviar y recibir los correos)

• FTP, File Transfer Protocol, se utiliza para la transferencia interactiva de archivos entre

sistemas (cuando descargamos un fichero nuestro equipo y el servidor donde está el

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Unidad 1: Caracterización de las redes

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fichero “hablan” en FTP para controlar la descarga, indicar usuario, llevar el progreso

de la descarga, etc.).

• DHCP, Dynamic Host ConfigurationProtocol, se utiliza para la asignación dinámica de

IPs (cuando conectamos con nuestro móvil a una WIFI nos deben asignar un número

dentro de la red WIFI, el intercambio de mensaje para la obtención de este número se

realiza “hablando” en DHCP)

Autoevaluación

¿Cómo afecta el cambio de protocolo de IPv4 a IPv6 a la capa de Acceso a Red?

Hay que cambiar también los protocolos en esta capa

No afecta

No solo hay que rediseñar toda la capa sino todo el modelo

Correcto No afecta: Efectivamente, eso es lo que se pretende con la división en capas, hacer completamente independiente unas de otras, un cambio en una capa, lo ideal es que no afecte para nada a otras capas

Incorrecto: Incorrecto, lo que se pretende con la división en capas es hacer completamente

independiente unas de otras, un cambio en una capa, lo ideal es que no afecte para nada a otras capas

Direccionamiento Cada capa del modelo utiliza un tipo de direccionamiento para comunicarse con su capa

homóloga, es decir, necesita una forma de identificar el origen y el destino de la información.

Esta identificación que utiliza cada capa forma parte de la información que añade cada capa en

el proceso de encapsulación.

Dirección MAC A nivel de Acceso a red el direccionamiento más

conocido es la dirección MAC (Media Access

Control), se trata de una dirección física que

identifica de forma única a un dispositivo de red,

por poner un ejemplo es como el número de

chasís de un vehículo.

Las direcciones MAC son únicas a nivel mundial,

puesto que son escritas directamente, en forma

binaria, en el hardware en su momento de

fabricación.

Son direcciones de 48 bits (6 bytes) que se

expresan normalmente en hexadecimal y

separados de dos en dos, por ejemplo:60-A4-4C-

A8-C9-15.

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Unidad 1: Caracterización de las redes

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Normalmente no necesitamos conocer la dirección MAC, ni para montar una red doméstica, ni

para configurar la conexión a internet, sólo suele usarse a nivel interno de la red. Sin embargo,

es posible añadir un control de hardware en un conmutador o un punto de acceso inalámbrico,

para permitir sólo a unas MAC concretas el acceso a la red

Trama Ethernet:

Dirección IP A nivel de la capa de Internet se utiliza la dirección IP. Un dispositivo para conectarse en red

necesita una dirección IP. La dirección IP es una dirección de red lógica que identifica un

dispositivo en particular dentro de la red. Siguiendo el símil anterior sería como la matrícula

del vehículo.

Para que la comunicación sea correcta, la dirección IP del dispositivo debe ser única dentro de

la red y estar bien configura.

Versión 4

La versión más extendida sigue siendo IPv4, el problema es que ya se ha agotado y no se

conceden desde IANA más asignaciones.

La versión 4 está formada por 32 bits, o lo que es lo mismo, 4 bytes (Un byte es un grupo de 8

bits). Pero para facilitar su lectura se expresa en 4 cifras decimales separadas por puntos, cada

cifra decimal representa 8 bits (4x8=32 bits)

Por tanto cada una de estas cuatro cifras tiene como posibles valores de 0 a 255.

Ejemplo 1: la IP expresada en su formato habitual 192.168.0.1 sería:

11000000.10101000.00000000.00000001

Ejemplo 2: la IP expresada en binario: 10001111010101100011110101100001 en su formato habitual sería: 143.86.61.97

Las direcciones IP pueden ser:

• Públicas (válidas y únicas en Internet). • Privadas (válidas a nivel local, son únicas a nivel local, NO tienen validez en internet). • Estáticas (no cambian con el tiempo). • Dinámicas (cambian su valor cuando ha pasado un intervalo de tiempo determinado).

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Unidad 1: Caracterización de las redes

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Con este método se pueden identificar 232 (4.294.967.296) direcciones, aunque no se puedan

utilizar todas para identificar equipos.

Una dirección IP consta de dos partes, es decir, los 32 bits se dividen en dos grupos:

• Identificador de red: Va desde el comienzo de la dirección hasta un número concreto

de bits.

• Identificador de equipo: Va desde el término del identificador de red hasta el último

de los 32 bits.

Ejemplo: 192.168.0.1 expresado en binario 11000000.10101000.00000000.00000001

En este caso hay 24 bits para identificar la red y 8 para identificar a los equipos dentro de la

red.

Ejemplo: 10.0.0.1 expresado en binario 00001010.00000000.00000000.00000001

Es decir 8 bits para identificar la red

Mientras más bits utilicemos para la identificación de red menos bits podremos utilizar para

los equipos y como consecuencia más pequeña será la red. Para indicar esta delimitación de

identificador de red e identificador de equipo se utiliza la máscara, que es una expresión de 32

bits, donde los bits de red están todos a 1 y los bits de equipo están todos a 0.

En el caso de los dos ejemplos anteriores:

11000000.10101000.00000000.00000001

Su máscara será 1111111.11111111.11111111.00000000 que expresado en decimal será

255.255.255.0, en notación corta /24

00001010.00000000.00000000.00000001

Su máscara será 1111111.00000000.00000000.00000000, que expresado en decimal será

255.0.0.0, en notación corta /8

Hasta los 90 no fue abandonado el primer sistema de direcciones IP con clase, este sistema

consistía en que dependiendo de los primeros bits de la dirección IP se determinaba la

máscara según la siguiente tabla de clases:

CLASE RANGO Máscara (notación decimal y corta)

Nº de IPs disponibles en la

red

A 1.0.0.0 - 127.255.255.255 255.0.0.0 /8 16777216

B 128.0.0.0 - 191.255.255.255 255.255.0.0 /16 65536

C 192.0.0.0 - 223.255.255.255 255.255.255.0 /24 256

D 224.0.0.0 - 239.255.255.255 Reservadas para multicast

E 240.0.0.0 - 247.255.255.255 Reservadas para usos experimentales

Además de las direcciones marcadas como reservadas hay otras que no se pueden usar:

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Unidad 1: Caracterización de las redes

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• 0.0.0.0: Se utiliza cuando se están arrancando las estaciones, hasta la carga del sistema operativo, luego no se usa.

• 127.0.0.1: Para especificar la estación actual, cuando se desea especificar el ordenador local (al igual que podría utilizar la IP asignada).

• Bits identificativos de dispositivo con todo 0: Indica la red actual, NO se puede asignar a ningún dispositivo

• Bits identificativos de dispositivo con todo 1: Difusión (broadcast). Para enviar mensajes a todas las estaciones dentro de la misma subred (todas las estaciones con el mismo número de red). NO se puede asignar a ningún dispositivo.

No hay que confundir las direcciones de difusión de las subredes (para enviar mensajes a las

estaciones de la misma subred) con las direcciones de la clase D, que se utilizan para agrupar

estaciones y enviarlas mensajes de difusión (pueden pertenecer a redes o subredes distintas).

El inconveniente de este sistema es que limita las posibilidades y, debemos elegir entre tres

tamaños para nuestra red: C que nos permite hasta 256 IPs en nuestra red, B que nos permite

hasta 65536 IPs en nuestra red y A que nos permite hasta 16777216 IPs en nuestra red, a estas

IPs hay que restarle 2 (red y difusión) que son las que están disponibles para los dispositivos.

Y la ventaja es que es muy cómodo de utilizar porque el identificador de red acaba

coincidiendo con una de las cuatro cifras decimales en que se expresan las IPs habitualmente.

Actualmente se utilizar un direccionamiento sin clase, es decir, se puede usar máscaras

diferentes a /8 /16 /24, lo que permite ajustar la máscara al tamaño de red deseado, así por

ejemplo si en la red vamos a tener 2000 equipos elegimos una máscara /21 que nos permite

hasta 2048 valores diferentes y no elegimos una máscara /16 donde desaprovechamos más de

63000 IPs.

Y por último, se han establecido otros rangos de direcciones IP para ser asignados a redes

locales que se conectan a Internet a través de un proxy o mediante un router que sigue un

protocolo NAT.

CLASE RANGO RESERVADO

A 10.0.0.0 - 10.255.255.255

B 172.16.0.0 - 172.31.255.255

C 192.168.0.0 - 192.168.255.255

Autoevaluación

¿Pertenecen las IPs 192.168.0.15 y 192.168.0.129 a la misma red?

Si

No

No se puede decir con seguridad

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Unidad 1: Caracterización de las redes

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Correcto No se puede decir con seguridad: Efectivamente, para saber si están en la misma red necesitamos conocer el tamaño de la red y esa información la indica la máscara.

Incorrecto: Incorrecto, para saber si pertenecen a la misma red necesitamos saber el tamaño de la red,

es decir, 192.168.0.15 está en una red, pero ¿Dónde empieza? ¿En 192.168.0.0 o en otra IP? ¿Dónde

acaba en 192.168.0.255 o en 192.168.1.255 o …?. Esa información nos la da la máscara, que es el dato

que falta.

Versión 6

Debido a la gran expansión de internet los más de 4000

millones de IPs que permitía IPv4 han sido insuficientes, por

este motivo se ha desarrollado la versión 6.

En esta versión la dirección IP está compuesta por 128 bits y

se expresa normalmente en 32 cifras hexadecimales (32*4=

128 bits).

Las direcciones IPv6 utilizan dos puntos (:) para separar entradas en una serie hexadecimal de 16 bits, es decir, separa de 4 en 4 las cifras hexadecimales.

Sigamos el ejemplo 2022:0000:130F:0000:0000:09C0:876A: 130B

Se pueden acortar la dirección mediante la aplicación de las siguientes pautas:

• Los ceros iniciales de los campos son opcionales. Por ejemplo, el campo 09C0 es igual a 9C0 y el campo 0000 es igual a 0. De manera que 2022:0000:130F:0000:0000:09C0:876A:130B puede escribirse como 2022:0:130F:0000:0000:9C0:876A:130B.

• Los campos sucesivos de ceros pueden representarse con doble dos puntos "::". Sin embargo, este método de abreviación sólo puede utilizarse una vez en una dirección. Por ejemplo 2022:0:130F:0000:0000:9C0:876A:130B puede escribirse como 2022:0:130F::9C0:876A:130B.

• Una dirección no especificada se escribe "::" porque sólo contiene ceros.

En IPv6 el identificador de red será habitualmente de tamaño 64 bits y los otros 64 se utilizan

para los equipos.

En las redes se utilizarán IPs públicas, desaparecerá el uso de NAT (ya no es necesario).

La transición de ipv4 a ipv6 no requiere que las actualizaciones de todos los dispositivos sean

simultáneas. Hay mecanismos de transición que permiten una integración fluida de IPv4 e

IPv6. La recomendación es usar ambas versiones simultáneamente hasta la implantación

completa de IPv6. La información añadida por la capa de internet es la que se muestra en la

siguiente imagen:

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Unidad 1: Caracterización de las redes

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Puertos TCP-UDP A nivel de capa de transporte la dirección usada se denomina puertos. Los dos protocolos

usados en esta capa trabajan con puertos.

Un puerto es un número de 16 bits, por lo que existen 65536 puertos. Las aplicaciones utilizan

estos puertos para recibir y transmitir mensajes.

Los números de puerto de las aplicaciones cliente son asignados dinámicamente y

generalmente sonsuperiores al 1024. Cuando una aplicación cliente quiere comunicarse con

un servidor, busca un número depuerto libre y lo utiliza. En cambio, las aplicaciones servidoras

utilizan unos números de puerto prefijados: son los llamados puertos well-known ("bien

conocidos"). Puertos conocidos son 80 (http), 21 (ftp), 23 (telnet).

El formato de las cabeceras que añade TCP a la información recibida de la capa superior es:

Socket El número de puerto de la capa de Transporte y de la dirección IP de la capa de Red asignada al

equipo identifican de manera exclusiva un proceso o programa en particular que se ejecuta en

un dispositivo (es decir, un puerto TCP + la IP del equipo, identifican un programa en el

equipo).Esta combinación se denomina Socket. Un par de sockets, que consiste en las

direcciones IP y los números de puerto de origen y de destino, también es exclusivo e identifica

la conversación entre dos equipos.

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Unidad 1: Caracterización de las redes

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Conexiones

Socket 1 Socket 2

111.111.111.111:11111 11.11.11.11:80

222.222.222.222:2222 11.11.11.11:80

222.222.222.222:2223 22.22.22.22:80

En este gráfico hay tres conexiones abierta entre dos PCs que están visitando dos Web. El PC1

tiene el navegador abierto visualizando la página web del servidor1. El PC2 tiene abierto un

navegador (puerto 2222) visitando la web del servidor1 y otro navegador abierto (puerto

2223) visitando la web del servidor2. Cuando el PC2 recibe una respuesta web mira el puerto

de destino y envía a ese navegador la respuesta.

Direccionamiento de aplicación Respecto del direccionamiento a nivel de capa de aplicación depende de cada aplicación en

concreto, aunque podemos mencionar a URI (Uniform Resource Identifier), es una cadena de

caracteres corta que identifica inequívocamente un recurso (página web, correo, imagen, etc.).

La sintaxis general (es demasiado extenso para tratar aquí la sintaxis detallada) es:

Protocolo://usuario:[email protected].ámbito:puerto/recurso

Por ejemplo http://www.suarezdefigueroa.es/index.php es la URI para acceder a la web del IES

Suárez de Figueroa

Interrelación entre capas Evidentemente el usuario que opera a través de la capa de aplicación desconoce todos estos

direccionamientos que hemos mencionado de las capas inferiores, el usuario solo conoce el

direccionamiento de la capa de aplicación, es decir, el dominio al que quiere conectar, por

ejemplo, www.suarezdefiguera.es.

Cuando el usuario ejecuta una aplicación, esta busca un puerto TCP o UDP libre y lo usa para

sus comunicaciones.

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Unidad 1: Caracterización de las redes

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Además existen protocolos auxiliares para completar los demás direccionamiento, el primero

el protocolo DNS, este es el encargado de averiguar cual es la IP asociada al dominio solicitado

por el usuario a través de la aplicación. El protocolo DNS informará que la IP asociada a

www.suarezdefigueroa.es es 88.2.188.98.

El otro dato que falta por conocer es la dirección MAC, para esto existe el protocolo ARP, que

es el encargado de asociar una IP a una MAC. Antes de comunicar con ningún otro, el

dispositivo que utiliza el usuario no conoce ninguna MAC que no sea la suya propia. A través

de mensajes ARP pregunta la MAC de una determinada IP y va construyendo la tabla ARP que

enlaza IPs y MAC.

Comunicación par a par. Ejemplo Ya hemos visto que en el funcionamiento por capas cada capa interactúa con las capas que

tiene justo encima o debajo pero cada capa se comunica con su homóloga en destino.

Es decir, quien comprende la información de una capa es la capa del mismo nivel que está en

el destino. Una tarjeta de red entiende los pulsos eléctricos que recibe por el cable pero no

entiende el contenido de una página web.

Ejemplo

Vamos a ver una construcción simplificada del proceso, el objetivo es comprender el

funcionamiento.

Un usuario quiere visualizar la página web www.dominio.com para ello utilizará una aplicación

de software, el navegador, donde en la barra de dirección tecleará la web a visitar.

El navegador hará uso del protocolo de la capa de aplicación HTTP y generará un mensaje de

solicitud de la web como el siguiente:

Aplicación GET / HTTP/1.1 Host: www.dominio.com User-Agent: Chrome

El mensaje utiliza la palabra GET del “idioma” HTTP para solicitar la página inicial /, además

utiliza otras expresiones del “idioma” como User-Agent para indicar el navegador que está

usando o Host para indicar que web quiere visualizar.

Este mensaje será enviado a la capa de transporte para que lo procese, esta lo hará partes de

un tamaño determinado, las numerará, etc. En resumen les añadirá sus cabeceras,

informaciones en el “idioma” TCP relativas a su capa.

Aplicación Transporte GET / HTTP/1.1 Host: www.dominio.com User-Agent: Chrome

Puerto TCP Origen: 1245 Puerto TCP Destino: 80 Número secuencia: 1 Total de segmentos: 1

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La capa de transporte enviará este nuevo mensaje con sus cabeceras a la capa de Internet, que

añadirá las suyas, direcciones del protocolo IP origen y destino entre otros datos que servirán

para determinar la ruta a seguir.

Aplicación Transporte Internet GET / HTTP/1.1 Host: www.dominio.com User-Agent: Chrome

Puerto TCP Origen: 1245 Puerto TCP Destino: 80 Número secuencia: 1

IP Origen: 88.2.188.98 IP Destino: 12.23.56.78

Por último, la capa de Acceso a Red procesará el mensaje recibido de la capa superior, añadirá

sus cabeceras y lo enviará en forma de señales electromagnéticas por el cable.

Aplicación Transporte Internet Acceso a Red GET / HTTP/1.1 Host: www.dominio.com User-Agent: Chrome

Puerto TCP Origen: 1245 Puerto TCP Destino: 80 Número secuencia: 1

IP Origen: 88.2.188.98 IP Destino: 12.23.56.78

MAC Origen: 00:EE:77:99:AA:DD MAC Destino: 11:22:AA:BB:FF:00

En el destino, una vez que llegue esta información solo la capa de aplicación entenderá que se

está solicitando una página web, la capa de acceso a red solo entenderá las direcciones que ha

puesto la capa de acceso a red del origen. Esta es la comunicación par a par.