Materia Redes de Computadores

MATERIA REDES DE COMPUTADORES - UCC

Resumen Capitulo 1:

- La comunicación por medio de las redes ha intervenido en las diferentes actividades del hombre (social, comercial, politico y personal) de una manera rapida y eficaz.

-Herramientas de Comunicacion:

 * Mensajeria Instantanea (IM -> Instant Messaging) -> Texto Escrito

    Desarrollada a partir de IRC (Internet Realy Chat)

 * Weblogs (Blogs): Faciles de actualizar y editar.

 * Wikis: Pagina web que se puede editar y actualizar.

 * Podcasting: Medio basado en audio que permite subir el archivo de audio       en un sitio web para que se pueda descargar y reproducir despues.

-Herramientas de Colaboración:

 * E-Learning: Cursoso enviados utilizando recursos de internet o de red.

 * Intranet: Red privada.

Comunicación:

Elementos de la Comunicación Humana:

- Emisor y receptor identificados.

- Metodo de comunicación.

- Idioma y Gramatica Comunes.

- Velocidad y puntualidad en la entrega del mensaje.

- Acuse de recibido.

La Calidad de las Comunicaciones puede verse afectada por dos tipos principales de factores:

Externos: 

- Calidad y complejidad de la red y el numero de dispositivos que debe atravesar el mensaje.

- Calidad de la ruta.

- Cantidad de veces que el mensaje debe cambiar de forma.

- Cantidad de veces que el mensaje debe ser direccionado o redirigido.

- Cantidad de mensajes que se transmiten instantáneamente dentro de la red.

- Cantidad de tiempo asignado para la comunicación.

Internos:

- Naturaleza del Mensaje.

- Tamaño del Mensaje.

- Complejidad del mensaje.

- Importancia del mensaje.

Elementos Básicos de una red de datos:

- Reglas y acuerdos para regular los mensajes. (Protocolos)

- Mensajes o unidades de Información.

- Forma o medio de transportar los mensajes.

- Dispositivos.

Protocolos:

Principales Protocolos 

El protocolo TCP/IP (Protocolo de Control de Transmision/ Protocolo de Internet), es el protocolo principal.

Mensajes: Es la etapa Inicial del Proceso. Tiene que ser convertido a bits (Binario) antes de ser enviado.

Forma o Medio: El mensaje se puede transportar por dos medios: Cables o inalambricamente. Las redes con cables son mejores para transmitir grandes cantidades de datos. 

Dispositivos: La principal función de los dispositivos es asegurar que el mensaje llegue al destino de la forma mas rapida.

Redes Convergentes: Transportan multiples servicios en una misma red.

Arquitectura de Red: Se refiere a las tecnologías que admiten la infraestructura,los servicios y protocolos programados que pueden que pueden trasladar el mensaje en toda esa infraestructura. 

- Tolerancia a Fallas: Es la limitación del impacto de una falla de software o hardware y se recupera rapidamente cuando se produce dicha falla.

- Escalabilidad: Tener un diseño jerarquico en capas para la infraestructura fisica. Conexiones redundantes.

- Calidad de Servicio: Se mide con la calidad de experimentar la misma presentación de audioy video en persona.

- Seguridad: Proteger con hardware y software y evitar el acceso físico a los dispositivos de la red.

Tips de Clase:

Messenger -> Se maneja por medio de Netmeeting.

Intranet -> Comunicacion Privada (Red LAN + Red WAN)

Extranet -> Comunicacion publica.

Host -> Elementos activos en un red.

Sincronia -> Ponerse de acuerdo para entablar una conversación.

Asincronia -> No se envia el mensaje en tiempo real, pero se recibe.

Enrutamiento -> Usar la mejor ruta posible.

DTE -> Equipo transmisor de datos.

DCE -> Equipos de Comunicacion de Datos.

UTP -> Par Trenzado no Blindado.

UFTP -> Cable Trenzado Blindado.

Bit -> Transmisión de datos.

Byte -> Almacenamiento.

Resumen Capitulo 2: 

Segmentación: División del stream de datos en partes mas pequeñas 

Beneficios: -Se puede entrelazar diversas conversaciones en la red. - -  -     Multiplexación: Proceso que se utiliza para entrelazar las piezas de      conversaciones separadas en la red.
- Aumenta confiabilidad de las comunicaciones 

Hots: Puede funcionar como cliente o servidor. 
   Servidor: Proporciona Servicios.
   Cliente: Solicita Servicios.

LAN (Red Area Local): Cubre una única area geografica.

WAN (Red Area Amplia) : Conectan a Varias redes LAN.




Intranet: Pertenece a Una Organizacion. 

Protocolos: Procesos: -Formatos o estructura del mensaje
                               - El metodo de compartir info.
                               - Como y cuando se pasan mensajes de error.       
                               - Inicio y terminación de transferencias de datos.
                               

Protocolo de aplicación: (HTTP)

Protocolo de Transporte (TCP)

Protocolo de Internet Work (IP)

Protocolo de Acceso a la red.

OSI: Modelo de Interconexión de Sistema Abierto.

Resumen Capítulo 3:

En este caítulo miraremos lo que hace la capa de Aplicación. En esta gráfica podemos ver la relación que hay entre el modelo OSI y el modelo TCP/IP. En el modelo OSI las tres últimas capas (Sesión, Presentación y Aplicación) tienen la misma relación y funciones que la capa Aplicación del modelo TCP/IP.

Funciones de la Capa Presentación:

ü  Codificación y Conversion de datos de la capa aplicación.

ü  Compresión de datos para ser descomprimido por el destino.

ü  Encriptación de datos para transmisión y descifre de datos.

Funciones de la Capa Sesión:

·         Crea y mantiene diálogos entre las aplicaciones de origen y destino.

·         Maneja intercambio de información para iniciar diálogos, mantenerlos activos y reiniciar sesiones que se interrumpan o desactiven.

Un Ejemplo de aplicaciones que usan las capas 5,6 y 7 son los exploradores Web y clientes de correo electrónico.

Protocolos de la Capa Aplicación:

DNS (Domain Name Service): Su traducción es  Servicio de Nombres de Dominio y se usa para resolver nombres de internet en direcciones IP.

HTTP (Hyper Text Transfer Protocol): Su traducción es Protocolo de Transferencia de Hipertexto y se usa para transferir archivos que forman las páginas WEB de la World Wide Web.

SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): Su traducción es Protocolo Simple de Transferencia de Correo y se usa para la transferencia de mensajes de correo y sus respectivos adjuntos. (POP3 e IMAP).

Telnet: Es una emulación de terminal, se usa para acceso remoto a servidores y dispositivos de red.

FTP (File Transfer Protocol): Su traducción es Protocolo de Transferencia de Archivos y se usa para transferencia interactiva de archivos entre sistemas.
Servidor DHCP: Asigna un Gateway por defecto de la máscara de subred de dirección IP y demás información a los clientes.

Proceso: Programa ejecutable cargado a un dispositivo. Se divide en:

1.       Aplicaciones: Programas de software usados para comunicarse a través de la red. (Ejm: Navegadores Web)

2.       Servicios: Programas transparentes al usuario que preparan los datos para la transferencia.

En la nueva versión de Windows el administrador de tareas muestra más detalladamente el funcionamiento de los procesos y servicios en el computador.

Modelo Cliente-Servidor:

Cliente: Dispositivo que solicita información o un servicio.

Servidor: Dispositivo que responde a la solicitud de información o servicios.

Dentro de este modelo encontramos dos términos que usan tanto clientes como servidores respectivamente:

Subida: Transferencia de datos de un cliente a un servidor.

Descarga: Transferencia de datos de un servidor a un cliente.

Daemon: Programa que se ejecuta en segundo plano y que se inicia como proceso.

Redes punto a Punto:

Formas:  -    Diseño de Redes Punto a Punto.

-          Aplicaciones Punto a Punto (P2P)

Redes Entre Pares: Son dos o más computadores conectados en una red y comparten recursos sin tener un servidor dedicado. Cada dispositivo puede funcionar como servidor o como cliente.

Aplicaciones Punto a Punto: Permiten a un dispositivo actuar como cliente o servidor dentro de una misma comunicación.

Protocolo y Servicios DNS: La capa de transporte utiliza un esquema de direccionamiento que se llama número de puerto. Los números de puerto identifican las aplicaciones y los servicios de la capa de Aplicación que son los datos de origen y destino. Los programas del servidor generalmente utilizan números de puerto predefinidos comúnmente conocidos por los clientes.

-          Sistema de nombres de dominio (DNS): puerto TCP/UDP 53.

-          Protocolo de transferencia de hipertexto (HTTP, Hypertext Transfer Protocol): puerto TCP 80.

-          Protocolo simple de transferencia de correo (SMTP, Simple Mail Transfer Protocol): puerto TCP 25.

-          Protocolo de oficina de correos (POP): puerto UDP 110.

-          Telnet: puerto TCP 23.

-          Protocolo de configuración dinámica de host: puerto UDP 67.

-          Protocolo de transferencia de archivos (FTP, File Transfer Protocol): puertos TCP 20 y 21.

El protocolo DNS define un servicio automatizado que coincide con nombres de recursos que tienen la misma dirección de red numérica solicitada.

Nslookup: Permite consultar manualmente los servidores de nombre para resolver un determinado nombre de host.

Daemon Named: Proporciona resolución de Nombres.

Registros del DNS:

A: Dirección dispositivo Final.

NS: Un servidor de nombre autoritativo.

CNAME: Nombre de dominio completamente calificado.

MX: Registro de intercambio de Correos.

Dominios de Primer Nivel:

.CO = Colombia    .COM = Empresa o Industria  

 .JP = Japón   .ORG = Organización sin fines de Lucro

Servicio WWW: Cuando se escribe una dirección web se establece una conexión con el servicio web del servidor que utiliza protocolo HTTP URL (Localizador Uniforme de Recursos) y URI (Identificador Uniforme de Recursos).

Protocolo HTTP: Especifica un protocolo de solicitud/respuesta (GET, POST Y PUT).

GET: Solicitud de datos.

POST Y PUT: Enviar mensajes que cargan los datos al servicio web.

POST= Incluye los Datos.             PUT= Carga los recursos.

Protocolo HTTPS: Protocolo seguro que utiliza autenticación y encriptación.

Protocolo SMTP y POP:

SMTP= Envia los e-mails                        POP= Recibe e-mails.

Estos protocolos se encargan de todo lo referido a el manejo de correos y lo logra por medio de los siguientes agentes:

MTA: (Mail Transport Agent) Agente de transporte de correo cuya tarea es transportar los correos de un MTA origen a un MTA destino. Se les llama servidores SMTP.

MDA: El MTA de destino entrega el correo al servidor de correo entrante (MDA, Mail Delivery Agent, Agente de Entrega de Correo) y almacena el correo electrónico mientras espera que el usuario lo acepte. Usa los Protocolos POP3 (Recupera Correos) e IMAP (Coordina los estados de los correos).

MUA: (Mail User Agent, Agente de Usuario de Correo) programa que recupera correos, es el cliente de correo electrónico que utiliza el usuario.

Comandos SMTP:

-          HELO= Identifica proceso de cliente SMTP a servidor SMTP.

-          EHLO= Versión más reciente de HELO.

-          MAIL FROM= Identifica Emisor.

-          RCPT TO= Identifica Receptor.

-          DATA= Identifica cuerpo del mensaje.

Protocolo FTP= Protocolo de Transferencia de Archivos.

Cliente FTP= Aplicación que se ejecuta en un PC y se ejecuta para cargar y descargar archivos a un servidor FTP. Se requiere de dos conexiones: una para comandos y respuestas y otra para transferencia de archivos.

PUERTO TCP 21 = Comandos y Respuestas.

PUERTO TCP 20 = Transferencia de Archivos.

Servidor DHCP = Automatiza asignación de direcciones IP, máscaras de subred, gateways y demás configuraciones que requieran los clientes de la red.

Servidor SMB = (Bloque de Mensajes del Servidor) Protocolo cliente/servidor para compartir archivos. En Linux se encuentra Samba.

Protocolo Gnutella: Se colocan archivos en discos para que otros los descarguen por medio de la red. Este protocolo tiene unos paquetes característicos:

Ø  Ping = Descubrir Dispositivo.

Ø  Pong = Respuesta del Ping.

Ø  Consulta = Ubicar Archivo

Ø  Query Hit = Respuesta a la Consulta.

Ø  Push = Solicitud de descarga.

Telnet: Conexión de Terminal Virtual (VTY).

Algunos de los comandos del protocolo Telnet de muestra son:

Are You There (AYT): Permite al usuario solicitar que aparezca algo en la pantalla del terminal para indiciar que la sesión VTY está activa.

Erase Line (EL): Elimina todo el texto de la línea actual.

Interrupt Process (IP): Suspende, interrumpe, aborta o termina el proceso al cual se conectó la terminal virtual. Por ejemplo, si un usuario inició un programa en el servidor Telnet por medio de VTY, puede enviar un comando IP para detener el programa.  

                                                   

CAPITULO 4

CAPA DE TRANPORTE MODELO OSI:

Los procesos en la capa de transporte aceptan los datos de la capa aplicación y los preparan para la capa de red. Esta capa es la responsable de la transferencia de extremo a extremo general de los datos de aplicación.

Funciones:

-          Permitir múltiples aplicaciones para comunicarse en la red al mismo tiempo en un mismo dispositivo.

-          Asegurar que todos los datos sean recibidos.

-          Emplear mecanismos de Manejo de error.

Esta capa permite la segmentación de datos y brinda el control para reensamblar las partes dentro de los streams de comunicación.

Responsabilidades:

-          Seguimiento de la comunicación individual: Mantener los streams de comunicación en las diversas aplicaciones de los host.

-          Segmentación de Datos: Encapsulación necesaria para cada sección de datos para indicar a la comunicación a la cual esta asociada.

-          Reensamble de Segmentos: Las secciones de datos individuales deben reconstruirse para generar un stream completo de datos que sea útil para la capa aplicación.

-          Identificar aplicaciones: Para transferir datos a las aplicaciones adecuadas se debe identificar la aplicación de destino. Para esto se asigna un identificador a la aplicación (número de puerto).

Propósito Capa Transporte:

Conversación: Conjunto de secciones que fluyen desde una aplicación de origen a una de destino. La capa de transporte divide los datos en segmentos más fáciles de administrar y transportar.

Multiplexación de Conversaciones: Son varias aplicaciones o servicios ejecutándose en cada host de la red. A cada una se le asigna un puerto para poder determinar con que aplicación o servicio se identifican los datos. Se utiliza información contenida en los encabezados para segmentación y reensamblaje. Algunos protocolos de la capa de transporte proveen:

v  Conversaciones orientadas a la conexión.

v  Entrega confiable.

v  Reconstrucción ordenada de datos.

v  Control de Flujo.

Control de Conversaciones:

1.        Establecer una Sesión: Preparar aplicaciones para comunicarse entre si antes de transmitir datos.

2.       Entrega Confiable: Asegurar que todas las secciones lleguen a destino, y contar con el dispositivo de origen para volver a transmitir los datos que se hayan perdido.

3.       Entrega en el mismo Orden: Numerar y secuenciar los segmentos, para asegurar que se reensamblen en el orden adecuado.

4.       Control de Flujo: Regular la cantidad de datos para prevenir la pérdida de segmentos en la red y evitar la retransmisión.

Operaciones Básicas de Confiabilidad:

o   Seguimiento de datos transmitidos.

o   Acuse de recibo de los datos recibidos.

o   Retransmisión de cualquier dato sin acuse de recibido.

Protocolos Capa Transporte:

Protocolo UDP (Protocolo de Datagramas de Usuario): Se rige por la FRC 768 y provee entrega de datos sin usar muchos recursos. Las porciones en UDP se llaman Datagramas. Ejemplos de aplicaciones que se rigen por este protocolo son el DNS, streaming de video y la voz sobre IP. Tiene o Bytes de carga.

Protocolo de control de Transmisión (TCP): Se rige por la RFC 793 y hace uso adicional de recursos para agregar funciones y estas están en el mismo orden de entrega. Son de entrega confiable y con control de flujo. El paquete posee 20 bytes de carga en su encabezado. Ejemplos de aplicaciones que utilizan este protocolo son: Explorador Web, e-mail y transferencia de archivos.

Identificación de aplicaciones: Identificador único en los encabezados de los paquetes: número de los puertos de origen y destino.

Socket: Combinación del puerto de la capa de transporte y de la dirección IP de la capa de red: 192.168.51.20:8080

Direccionamiento del Puerto (IANA): Autoridad de números asignados de Internet, asignación de normas de direccionamiento.

Tipos de Número de Puerto:

Puertos Bien Conocidos: (Contacto) (0 hasta 1023) Reservados para servicios de red y aplicaciones.

Puertos Registrados: (1024 hasta 49151) Procesos o aplicaciones del Usuario.

Puertos Dinámicos o Privados: (49152 hasta 65535) Aplicaciones de cliente cuando se inicia una conexión.

Estos son algunos de los puertos más comunes que hay:

Netstat: Utilidad de red para verificar conexiones de Protocolo, puertos, host remoto, puerto destino y el estado de la conexión.

TCP tiene un orden y u número de secuencia al transmitir los datos en el encabezado de los paquetes mientras que el UDP no lo tiene, por consiguiente, el protocolo TCP es mas confiable pero el protocolo UDP es más rápido. La diferencia principal entre UDP y TCP es la confiabilidad.

Bits de control del Encabezado:

Enlace de 3 vías:

§  Dispositivo de destino presente en la red.

§  Verificar que tenga los servicios activos y que acepte peticiones.

§  Informar al dispositivo de destino sobre la conexión de origen.

Pasos para conexión por medio de TCP:

ü  El cliente que inicia la conexión envía un segmento que contiene un valor secuencial inicial.

ü  El sevidor responde un segmento que contiene un valor de reconocimiento igual al valor de secuencia más 1.

ü  El cliente que inicia la conexión responde con un valor de reconocimiento igual al valor de secuencia que recibió mas 1.

Información de Control en TCP: Son 6 de un Bit.

URG: Urgente campo de señalizador significativo.

ACK: Acuse de Recibido.

PSH: Función de empuje.

RST: Reconfiguración de la conexión.

SYN: Sincronizar números de secuencia (antiperdida de segmentos).

FIN: No hay más datos desde el emisor.

Resecuenciamiento de Segmentos: ISN= Número de secuencia inicial.

Confirmación de Recepción: Se utiliza el número de secuencia y el número de acuse de recibo.

Tamaño de la Ventana: Cantidad de datos que un origen puede transmitir. Permite la administración de datos perdidos y el control de flujo.

Manejo de Perdida de Segmentos: Retransmitir datos no obtenidos.

Control de Flujo: Contribuye a la confiabilidad de transmisión por TCP, el truco esta en reducir el tamaño de la ventana.

Protocolo UDP:

No es orientado a la conexión. Maneja el protocolo DNS y el servidor DHCP. Ejemplos de aplicaciones que manejan este protocolo son los juegos en línea y la llamada VoiP.

Funcionamiento: Se asigna número de puerto bien conocido o registrado. Luego se ejecutan aplicaciones y se aceptan los datos que coincidan con el número de puerto asignado.

               

        

Escrito por:

Giovanni Andres Montoya Castro.