unidad ii normas y estándares

Ingeniería en sistemas computacionales

UNIDAD II Normas y estándares

2.1 Modelo OSI

2.2 TCP/IP

2.3 Comité 802 de la IEEE

2.4 Pilas de protocolos y flujo de datos

2.1 Modelo OSI

MODELO OSI (Open Systems Interconnection)

Introducción

Referirnos a la comunicación de datos, es un proceso común y cotidiano, que en

ocasiones, hasta para aquellas personas distanciadas del mundo de la computación caen

en la necesidad de manejar y transmitir información.

Es evidente que para el progreso y desarrollo de la sociedad es necesaria la

información: su divulgación y manejo.

Pero en ocasiones el manejo y la transmisión de los datos resulta distorsionada, por lo

que los usuarios deben asegurarse que sus datos se entreguen y reciban de manera

adecuada. Es necesario que los datos tengan un formato claro y eficiente, se debe

verificar los servicios que involucra como los protocolos de traducción de formatos,

códigos y sintaxis de los lenguajes entre una computadora emisora y una receptora.

Es aquí donde el Modelo de Referencia de Interconexión de Sistemas Abiertos cobra la

importancia que merece, al permitir que sistemas de cómputo disímiles se interconecten e

interoperen, gracias a reglas preestablecidas que deben ir cumpliéndose nivel a nivel para

su total desempeño logrando el concepto de Internet Working ? (Este concepto da la idea de

sistemas abiertos, y es donde las compuertas tienen lugar cubriendo desde los niveles más

bajos de conectividad hasta esquemas de conversión de protocolos que requieren de un alto

grado de integración.

Concepto de Modelo OSI

El Modelo de Referencia de Interconexión de Sistemas Abiertos, conocido mundialmente

como Modelo OSI (Open System Interconnection), fue creado por la ISO (Organización

Estándar Internacional) y en él pueden modelarse o referenciarse diversos dispositivos que

reglamenta la ITU (Unión de Telecomunicación Internacional), con el fin de poner orden

http://www.mitecnologico.com/Main/InternetWorking?action=edit

http://www.mitecnologico.com/Main/InternetWorking?action=edit


entre todos los sistemas y componentes requeridos en la transmisión de datos, además de

simplificar la interrelación entre fabricantes. Así, todo dispositivo de cómputo y

telecomunicaciones podrá ser referenciado al modelo y por ende concebido como parte de

un sistema interdependiente con características muy precisas en cada nivel.

Esta idea da la pauta para comprender que el modelo OSI existe potencialmente en todo

sistema de cómputo y telecomunicaciones, pero que solo cobra importancia al momento de

concebir o llevar a cabo la transmisión de datos.

El Modelo OSI cuenta con 7 capas o niveles:

Nivel de Aplicación

Nivel de Presentación

Nivel de Sesión

Nivel de Transporte

Nivel de Red

Nivel de Enlace de Datos

Nivel Físico

2.1.1 Modelo de capas

MODELO DE CAPAS.

La Organización Internacional de Estandarización (ISO, International Standards

Organization) es un organismo multinacional dedicado a establecer acuerdos mundiales

sobre estándares internacionales. Un estándar ISO que cubre todos los aspectos de las redes

de comunicación es el modelo de Interconexión de Sistemas Abiertos (OSI, Open System

Interconnection). Un sistema abierto es modelo que permite que dos sistemas diferentes se

puedan comunicar independientemente de la arquitectura subyacente.

El objetivo del modelo OSI es permitir la comunicación entre sistemas distintos sin que sea

necesario cambiar la lógica del hardware o El software subyacente, también comprende y

diseña una arquitectura de red flexible, robusta e interoperable.


El modelo OSI es una arquitectura por niveles para el diseño de sistemas de red que permite

la comunicación entre todos los tipos de computadoras.

Está compuesto por siete niveles separados, pero relacionados, cada uno de los cuales

define un segmento del proceso necesario para mover la información a través de una red.

1.-CAPA FÍSICA

Trata con las especificaciones eléctricas y mecánicas de la interfaz y del medio de

transmisión. Define los procedimientos y las funciones que los dispositivos físicos y las

interfaces tienen que llevar a cabo para que sea posible la transmisión.

RESPONSABILIDADES

Características físicas de la interfaz y el medio: Define el tipo de medio de transmisión.

Representación de los bits: Los datos están compuestos por un flujo de bits (secuencias de

ceros y unos), define el tipo de codificación.

Tasa de datos: Este nivel define la tasa de transmisión: el número de bits enviados por

segundo. Sincronización de bits:

El emisor y el receptor deben estar sincronizados a nivel de bit. Configuración de la línea:

Conexión de dispositivos al medio.

Topología física: Define como están conectados los dispositivos para formar una red (por

ejem: anillo, estrella, malla, etc). Velocidad

Modo de transmisión: Define la dirección de la transmisión entre dos dispositivos:

simplex, semiduplex, duplex o full-dúplex.

Debe existir la conexión alugun medio para enlazarme

2.- CAPA DE ENLACE DE DATOS

Transforma la capa física, un simple medio de transmisión, en un enlace fiable y es

responsable de la entrega nodo a nodo. Hace que la capa física aparezca ante la capa

superior (red) como un medio libre de errores.

RESPONSABILIDADES


Tramado: Divide el flujo de bits recibidos de la capa de red en unidades de datos

manejables denominadas tramas. Direccionamiento Físico: Añade una cabecera a la trama

para definir la dirección física del emisor y/o receptor de la trama. Control de flujo: Si la

velocidad a la que el receptor recibe los datos es menor que la velocidad de transmisión del

emisor, esta capa impone un mecanismo de control de flujo para prevenir el

desbordamiento del receptor. Control de errores: Añade fiabilidad a la capa física al contar

con mecanismos para detectar y retransmitir las tramas defectuosas o perdidas. Control de

acceso: Determina que dispositivo tiene el control de enlace, cuando se conectan dos o más

dispositivos al mismo enlace.

3.-CAPA DE RED

Es el encargado de la entrega de un paquete desde el origen al destino a través de múltiples

redes.

RESPONSABILIDADES

Direccionamiento lógico: Si un paquete cruza las fronteras de la red, es necesario tener otro

tipo de direccionamiento. Añade una cabecera al paquete que viene del nivel superior,

incluye direcciones lógicas del emisor y receptor.

Encaminamiento: Conjunto de redes o enlaces independientes se conectan para crear una

red de redes, los dispositivos de conexión denominados encaminadores o pasarelas

encaminan los paquetes hasta su destino.

4.-CAPA DE TRANSPORTE

Responsable de la entrega de origen a destino (extremo a extremo). Además asegura que el

mensaje llegue intacto y en orden supervisando tanto el control de errores como el control

de flujo a nivel de origen a destino.

También puede crear una conexión (camino lógico) entre dos puertos finales, esto involucra

tres pasos, establecimiento de conexión, transferencia de datos, liberación de datos.

RESPONSABILIDADES

Direccionamiento en punto de servicio: La cabecera del nivel de transporte debe además de

incluir un tipo de dirección denominado dirección de punto de servicio o de puerto.

Además envía el mensaje entero al proceso adecuado dentro de la computadora.


Segmentación y reensamblado: Un mensaje se divide en segmentos transmisibles.

Reemplazar paquetes que se han perdido en la transmisión.

Control de conexión: Puede estar orientado a conexión o no.

Control de flujo: El control de flujo se lleva acabo de extremo a extremo y no en único

enlace.

Control de errores: Controla los errores de extremo a extremo.

5.-CAPA DE SESIÓN

Es el controlador de diálogos de la red. Establece, mantiene y sincroniza la interacción

entre dos sistemas de comunicación.

RESPONSABILIDADES

Control de diálogo: Permite que dos sistemas establezcan un diálogo. La comunicación

puede darse en Semiduplex, Duplex o hall-dúplex.

Sincronización: Permite que un sistema pueda añadir puntos de prueba (checkpoints) en un

flujo de datos.

6.-CAPA DE PRESENTACIÓN

Está relacionado con la semántica y la sintaxis de la información intercambiada.

RESPONSABILIDADES

Traducción: Traducir la información a flujo de bits antes de transmitirla, ya que cada

computadora tiene un sistema de codificación diferente, es responsable de la

interoperabilidad entre distintos métodos de codificación.

Cifrado: Asegurar la privacidad. Transformar la información original a otro formato.

Compresión: Reducir el número de bits a transmitir, es importante en la transmisión de

datos multimedia (texto, audio, video).


7.-CAPA DE APLICACIÓN

Permite al usuario humano como software acceder a la red. Proporciona interfaces de

usuario y el soporte para servicios como correo electrónico, acceso y transferencia de

archivos remotos etc.

ALGUNOS SERVICIOS ESPECÍFICOS

Terminal virtual de red: Acceder a una máquina remota.

FTAM: Acceder archivos a de una máquina remota.

Servicios de correo: Envío y almacenamiento del correo electrónico.

Servicios de directorios: Acceso a la base de datos distribuidos.

2.2 TCP/IP

TCP/IP.

TCP se diseñó para un entorno que resultaba poco usual para los años 70 pero que ahora es habitual. El protocolo TCP/IP debía conectar equipos de distintos fabricantes. Debía ser capáz de ejecutarse en diferentes tipos de medio y enlace de datos. Debía unir conjuntos de redes en una sola Internet de forma que todos sus usuarios pudiesen acceder a un conjunto de servicios genéricos. Más aún, los desarrolladores, académicos, militares y gubernamentales de TCP/IP querían poder conectar nuevas redes sin necesidad de detener el servicio. Estos requisitos perfilaron la arquitectura del protocolo, la necesidad de independencia de tecnología del medio y una conexión automática a una red en crecimiento, condujo a la idea de transmitir datos por la red troceándolos en pequeños paquetes y encaminándolos cada uno como una unidad independiente. Las funciones que garantizan el envío y entrega fiable de datos se situaron en los host origen y destino, por ello, los fabricantes los fabricantes debían mejorar sus esfuerzos para diseñar equipos de alta calidad. Al hacerlo así, los protocolos de TCP/IP consiguieron escalarse muy bien ejecutándose en sistemas de cualquier calibre. Para conseguir un intercambio fiable de datos entre dos computadoras, se deben llevar a cabo muchos procedimientos separados y la tarea de:

Empaquetar datos.Determinar el camino que deben seguir.Transmitirlos por el medio físico.Regular su tasa de transferencia según el ancho de banda del medio disponible y la capacidad del receptor para absorber los datos.


Ensamblar los datos entrantes para que mantengan la secuencia correcta y no haya pérdida de trozos.Comprobar los datos entrantes para ver si hay trozos pérdidos.Notificar al transmisor que los datos se han recibido correctamente u erróneo.Entregar los datos a la aplicación correcta.Manejar eventos de errores y problemas.

El resultado es que el software de comunicaciones es complejo. Con un modelo de capas resulta más sencillo relacionar las funciones de cada protocolo con un nivel específico e implementar el software de comunicaciones de forma modular.

El modelo de comunicación de datos OSI se vió fuertemente influido por el diseño de TCP/IP. Las capas o niveles de OSI y la terminología de OSI se ha convertido en un estándar de la cultura de las comunicaciones de datos. Los fabricantes de hardware y software deben desarrollar el diseño de sus sistemas en base al modelo OSI el cual es un estándar de la industria. A continuación se muestran las capas de TCP/IP y de OSI:

Capa Física:

La capa física trata con el medio físico, los conectores, el control de señales eléctricas representadas en unos (1) y ceros (0) binarios. Por ejemplo, las tarjetas de Red y los Cables son componentes del medio físico.

Capa de Enlace de Datos.

Se lleva a cabo la organización de unidades de datos llamadas tramas, el filtrado de errores la comprobación de direcciones de hardware (MAC) y operaciones de control de errores.

Capa de Red: IP

IP realiza funciones en la capa de Red, IP encamina datos entre sistemas. Los datos pueden atravesar un enlace único o enviarse por múltiples enlaces a través de Routers, los datos se transportan en unidades de bits llamados datagramas. Un datagrama contiene una cabecera de IP que contiene información de direcciones de la capa 3 (Transporte), los encaminadores examinan la dirección de destino de la cabecera IP, para dirigir los datagramas al destino. La capa de IP se denomina no orientada a conexión ya que cada datagrama se encamina de manera independiente e IP no garantiza la entrega fiable, ni secuencia de los mismos. IP sólo encamina su tráfico sin tener en cuenta la relación entre las aplicaciones a las que pertenece un determinado datagrama.

Capa de Transporte: TCP

El Protocolo de Control de Transmisión realiza labores en la capa de transporte, debido a que proporciona a las aplicaciones servicios de conexión fiable de datos, por lo tanto, es un protocolo orientado a conexión. TCP dispone de los mecanismos que garantizan que los datos se entregan sin errores, sin omisiones y en secuencia.


Una aplicación, como la de transferencia de archivos, transmite datos a TCP. TCP le añade una cabecera creando una unidad denominada segmento. TCP envía los segmentos pasándoselos a su nivel inferior Capa 3 (IP) quien los encamina a su destino. Del otro lado TCP acepta los segmentos entrantes de IP, determina la aplicación de destino y traslada los datos a la aplicación en el orden en que fueron enviados.

Capa de Transporte: UDP

Una aplicación envía un mensaje independiente a otra aplicación mediante el Protocolo de Datagramas de Usuario (UDP). UDP añade una cabecera creando una unidad denominada datagrama de UDP o mensaje de UDP. UDP traslada los mensajes de UDP salientes a IP. UDP acepta mensajes de UDP entrantes de IP y determina la aplicación de destino. UDP es un servicio de comunicaciones no orientado a conexión que suele usarse . Ver Figura: TCP/IP y OSI

Similitudes y diferencias de los modelos OSI y TCP/IP.

TCP/IP y OSI muestra un intento de establecer una correspondencia entre las diferentes capas de las arquitecturas de TCP/IP y OSI, pero hay que ser consciente de las diferencias básicas explicadas más abajo.

Diferencias

El modelo de internet sólo puede equipararse funcionalmente al modelo OSI de ISO, ya que existen diferencias básicas tales como: En la pila de protocos de internet, una capa representa un


encapsulamiento de una función. La perspectiva de ISO, por otro lado, trata a las capas como grupos funcionales bastante reducidos, intentando forzar la modularidad al requerir capas adicionales para funciones adicionales.

En los protocolos TCP/IP, un protocolo dado puede ser usado por otros protocolos en la misma capa, mientras que en el modelo OSI se definiría dos capas en las mismas circunstancias. Ejemplos de estas "dependencias horizontales" son FTP, que usa la misma representación común que TELNET sobre la capa de aplicación, o ICMP, que usa IP para el envío de datagramas en el nivel de red. A nivel práctico, lo que estamos discutiendo aquí es la diferencia entre un estándar "de jure", OSI, y uno "de facto", TCP/IP. El objetivo en el mundo de TCP/IP consiste en establecer de común acuerdo un protocolo estándar que pueda funcionar en una diversidad de redes heterogéneas; siempre se le ha dado mayor importancia al estándar en sí que a su implementación.

Eficiencia y viabilidad. Las normas de OSI tienden a ser prescriptivas (por ejemplo, la capa "N" debe atravesar todas las capas "por debajo" de ella), mientras que los protocolos TCP/IP tienden a ser descriptivos, y dejan un máximo de libertad a los implementadores. Una de las ventajas del enfoque de TCP/IP es que cada implementación concreta puede explotar características dependientes del sistema, de lo que suele derivarse una mayor eficiencia(menos ciclos de CPU, mayor productividad para las mismas funciones), al mismo tiempo que se asegura la interoperabilidad con otras aplicaciones. Otra forma de ver esto es que la mayoría de los protocolos de internet se han desarrollado primero(codificados y testeados) antes de ser descritos en un RFC(habitualmente por parte del implementador) lo que muestra claramente su viabilidad.

MODELO OSI Y MODELO TCP/ IP: SIMILITUDES:

Ambos tienen capasAmbos tienen capa de aplicación aunque incluyen servicios diferentesAmbos tienen capa de red y transporte comparablesAsumen la tecnología de conmutación de paquetesLos protocolos de la red necesitan conocer ambos modelos.

2.3 Comité 802 de la IEEE

En 1980 el IEEE comenzó un proyecto llamado estándar 802 basado en conseguir un modelo para permitir la intercomunicación de ordenadores para la mayoría de los fabricantes. Para ello se enunciaron una serie de normalizaciones que con el tiempo han sido adaptadas como normas internacionales por la ISO. El protocolo 802 está dividido según las funciones necesarias para el funcionamiento de las LAN. Cada división se identifica por un número:802.x:

División del protocolo IEEE 802

· IEEE 802.Descripción general y arquitectura.


· IEEE 802.1Glosario, gestión de red e internetworking.Relación de estándares, gestión de red, interconexión de redes.nivel físico· IEEE 802.2 Control de enlace lógico (LLC). LLC (Logical Link Control)· IEEE 802.3 CSMA/CD. Método de acceso y nivel físico. Ethernet. Bus con técnica de acceso CSMA/CDCSMA/CD· IEEE 802.4 Token Bus. Método de acceso y nivel físico. Bus con paso de testigotoken bus· IEEE 802.5 Token-Passing Ring. Método de acceso y nivel físico. Anillo con paso de testigotokin pasing ring· IEEE 802.6 Redes de área metropolitana (MAN)· IEEE 802.7 Banda Ancha. Aspectos del nivel físico.· IEEE 802.8 Recomendaciones fibra óptica· IEEE 802.9 Acceso integrado de voz y datos. Método de acceso y nivel físico. Recomendaciones banda ancha (broadband)Integración voz y datos en LAN· IEEE 802.10 Seguridad y privacidad en redes locales. · IEEE 802.11 Wireless LAN (Redes Inalámbricas). Método de acceso y nivel físico. Wireless LANwire less· IEEE 802.12 100VG-AnyLAN. Método de acceso y nivel físico.LAN’s de alta velocidad (Fast Ethernet variante de 802.3)100VG

Relación entre los niveles de la arquitectura

El estandar o protocolo 802 cubre los dos primeros niveles del modelo OSI ya que entiende (OSI) que los protocolos de capas superiores son independientes de la arquitectura de red. Los dos niveles corresponden al nivel físico y al nivel de enlace, éste último dividido en el control de enlace lógico(LLC) y control de acceso al medio(MAC).

La capa física tiene funciones tales como:

· Codificación /decodificación de señales

· Sincronización

· Transmisión /Recepción de bits

Además la capa física incluye una especificación del medio de transmisión y de la topologia.

Por encima de la capa física tenemos la capa de enlace de datos, que tiene como funciones:

· . Ensamblado de datos en tramas con campos de dirección y detección de errores(en transmisión)

· · Desensamblado de tramas, reconocimiento de direcciones, y detección de errorres(en recepción)


· · Control de acceso al medio de transmisión LAN

· · Interfaz con las capas superiores y control de errores y flujo.

Las tres primeras funciones del nivel de enlace las realiza el MAC, mientras que la última la realiza el LLC. Esta separación de funciones es debido a que la lógica necesaria para la gestión de acceso al medio compartido no se encuentra en la capa 2 de control de enlace de datos tradicional y a que el mismo LLC puede ofrecer varias opciones MAC.

Funcionamiento básico del estandar 802

Los datos de usuario se transfieren al nivel LLC, que añade una cabecera de información de control, dando lugar a una unidad de datos de protocolo LLC (PDU,”Protocol Data Unit). Esta información de control se utiliza por el protocolo LLC. La PDU de LLC se pasa a la capa MAC, que añade información de control al principio y final de paquete creando una trama MAC. De nuevo, la información de control en la trama es necesaria para el funcionamiento del protocolo MAC

En los siguientes párrafos de este documento se dara un vistazo dentro de las divisiones de la IEEE 802 más importantes, razon por la cual son examinados las ramas referentes a la redes de área local.

La IEEE ha propuesto varias normas relativas a las redes de área local, conocidas como IEEE 802. posteriormente han sido aceptadas por otras asociaciones de normas nacionales, como la ANSI, o internacionales, como la ISO. Estas normas incluyen varios tipos de acceso al medio.

Figura 1.


Estas tres técnicas de acceso (Ver figura 1) que son definidas por los estándares IEEE 802.3, IEEE 802.4 e IEEE 802.5, respectivamente, difieren en la capa física y en la subcapa de acceso al medio; sin embargo, son totalmente compatibles en la subcapa superior de la capa de enlace, ya que las tres utilizan el protocolo LLC al que ya nos hemos referido como un protocolo derivado del HDLC. La norma IEEE 802.1 define las primitivas del interface entre las capas y proporciona una introducción a todo el cojunto de normas IEEE 802. Por su parte, la IEEE 802.2 hace una descripción de la subcapa superior del nivel de enlace y, por tanto, del protocolo LLC. LLC está construido de modo que su funcionamiento sea independiente del método de acceso que tenga la red al medio de transmisión. Por tanto, las principales funciones del protocolo LLC son las siguientes:

* Habilitar la transferencia de datos entre la capa de red y la subcapa de acceso al medio.

* Controlar el flujo de datos por medio de la utilización de operaciones semejantes a las que hemos visto en el protocolo HDLC, por ejemplo, utilizando las tramas RR, RNR, etc...

* Efectuar enlaces para los servicios orientados a la conexión entre aplicaciones situadas en distintos puntos de red.

* LLC puede ser configurado de modo más simple, como un protocolo sin conexión utilizando las tramas no numeradas de información.

Los distintos tipos de servicios de capa de enlace se configuran como asociaciones de primitivas OSI, perfectamente descritas en la norma 802.2. Se incluyen cuatro tipos de servicio en el protocolo LLC:

* TIPO 1: Sin conexión y sin confirmación. Se trata de un servicio sin confirmación, con lo que carece de control de flujo y de control de errores.

* TIPO 2: Orientado a la conexión. Es un servicio completo, con corrección de errores y control de flujo.

* TIPO 3: Sin conexión y con confirmación. Este tipo de servicio no realiza una conexión, sin embargo provee confirmación de las unidades de datos recibidas.

* TIPO 4: Este tipo es la combinación en un solo servicio de los tipos 1, 2 y 3.

2.4 Pilas de protocolos y flujo de datos

TAREA PARA EL ALUMNO ILUSTRAR CON UNA IMAGEN LA PILA DE UN PROTOCOLO Y COMO SE DA EL FLUJO DE DATOS EN UNA RED DE COMPUTADORAS.


Primero empaquetar datos

Transmitirlos por el medio físico

Regular su tasa de transferencia

Regular la capacidad

Ensamblar los datos constantes

Que no haya pérdida

unidad ii normas y estándares

Documents