S ERVICIOS DE RED E I NTERNET Nombre: Adrián de la Torre López.

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1 S ERVICIOS DE RED E I NTERNET Nombre: Adrián de la Torre López

2 P ROTOCOLOS DE T RANSPORTE Y A PLICACIÓN. Los dos protocolos más comunes de la capa de transporte del conjunto de protocolos TCP/IP son el Protocolo de control de transmisión (TCP) y el Protocolo de datagramas de usuario (UDP). Ambos protocolos gestionan la comunicación de múltiples aplicaciones. Las diferencias entre ellos son las funciones específicas que cada uno implementa. Protocolo TCP. TCP es un protocolo orientado a la conexión. El TCP utiliza recursos adicionales para ganar funciones. Las funciones adicionales especificadas por TCP están en el mismo orden de entrega, son de entrega confiable y de control de flujo. Cada segmento de TCP posee 20 bytes de carga en el encabezado que encapsulan los datos de la capa de aplicación, mientras que cada segmento UDP sólo posee 8 bytes de carga. Las aplicaciones que utiliza el TCP son: Exploradores Web Correo electrónico Transferencias de archivos 21/10/2012 2 Adrián de la Torre López

3 P ROTOCOLOS DE T RANSPORTE Y A PLICACIÓN. La confiabilidad de la comunicación TCP se lleva a cabo utilizando sesiones orientadas a la conexión. Antes de que un host que utiliza TCP envíe datos a otro host, la capa de transporte inicia un proceso para crear una conexión con el destino. Esta conexión permite el rastreo de una sesión, o stream de comunicación entre los hosts. Este proceso asegura que cada host tenga conocimiento de la comunicación y se prepare. Una conversación completa de TCP necesita establecer una sesión entre los hosts de ambas direcciones. Después de establecer una sesión, el destino envía un acuse de recibo al origen por los segmentos que recibe. Estos acuses de recibo forman la base de la confiabilidad dentro de la sesión TCP. Cuando el origen recibe un acuse de recibo, reconoce que los datos se han entregado con éxito y puede dejar de rastrearlos. Si el origen no recibe el acuse de recibo dentro de un tiempo predeterminado, retransmite esos datos al destino. El establecimiento de las sesiones genera cargas en forma de segmentos adicionales intercambiados. Para ello existe el enlace a tres vías. 21/10/2012 3 Adrián de la Torre López

4 P ROTOCOLOS DE T RANSPORTE Y A PLICACIÓN. Enlace de tres vías: Cada conexión involucra streams de comunicación de una vía, o sesiones para establecer y terminar el proceso del TCP entre dispositivos finales. Para establecer la conexión los hosts realizan un protocolo de enlace de tres vías. Los bits de control en el encabezado TCP indican el progreso y estado de la conexión. El enlace de tres vías: 1.El cliente de origen envía un segmento que contiene un valor de secuencia inicial, el cual sirve como solicitud para que el servidor comience una sesión de comunicación. 2.El servidor responde con un segmento que contiene un valor de reconocimiento igual al valor de secuencia recibido más 1, más su propio valor de secuencia de sincronización. El valor es uno mayor que el número de secuencia porque el ACK es siempre el próximo Byte u Octeto esperado. Este valor de reconocimiento permite al cliente unir la respuesta al segmento original que fue enviado al servidor. 3.El cliente que inicia la conexión responde con un valor de reconocimiento igual al valor de secuencia que recibió más uno. Esto completa el proceso de establecimiento de la conexión. 21/10/2012 4 Adrián de la Torre López

5 P ROTOCOLOS DE T RANSPORTE Y A PLICACIÓN. TCP además tiene una ventana que permite la segmentación y el reensamblaje. Cuando los servicios envían datos mediante el TCP, los segmentos pueden llegar a su destino en desorden. Para que el receptor comprenda el mensaje original, los datos en estos segmentos se reensamblan en el orden original. Para lograr esto, se asignan números de secuencia en el encabezado de cada paquete. Durante la configuración de la sesión, se establece un número de secuencia inicial (ISN). Este número de secuencia inicial representa el valor de inicio para los bytes de esta sesión que se transmitirán a la aplicación receptora. Este rastreo de bytes de datos permite que cada segmento se identifique y se envíe acuse de recibo de manera exclusiva. Se pueden identificar segmentos perdidos. Los números de secuencia de segmento permiten la confiabilidad indicando cómo reensamblar y reordenar los segmentos recibidos 21/10/2012 5 Adrián de la Torre López

6 P ROTOCOLOS DE T RANSPORTE Y A PLICACIÓN. Protocolo UDP. UDP es un protocolo simple, sin conexión. Cuenta con la ventaja de proveer la entrega de datos sin utilizar muchos recursos. Las porciones de comunicación en UDP se llaman datagramas. Este protocolo de la capa de transporte envía estos datagramas como "mejor intento". - Las aplicaciones que utilizan UDP incluyen: - Sistema de nombres de dominio (DNS) - Streaming video -Voz sobre IP (VOIP) Algunas aplicaciones, tales como los juegos en línea o VoIP, pueden tolerar la pérdida de algunos datos. Si estas aplicaciones utilizaran TCP, experimentarían largas demoras, ya que TCP detecta la pérdida de datos y los retransmite. Estas demoras serían más perjudiciales para la aplicación que las pequeñas pérdidas de datos. Algunas aplicaciones, como DNS, simplemente vuelven a intentar la solicitud si no reciben una respuesta y, por lo tanto, no necesitan el TCP para garantizar la entrega del mensaje. La baja sobrecarga del UDP es deseada por dichas aplicaciones. 21/10/2012 6 Adrián de la Torre López

7 P ROTOCOLOS DE T RANSPORTE Y A PLICACIÓN. Muchas aplicaciones que utilizan UDP envían pequeñas cantidades de datos que pueden ajustarse en un segmento. Sin embargo, algunas aplicaciones envían cantidades más grandes que deben dividirse en varios segmentos. La PDU del UDP se conoce como un datagrama. Cuando se envían datagramas múltiples a un destino, pueden tomar diferentes rutas y llegar en el orden equivocado. UDP no mantiene un seguimiento de los números de secuencia de la manera en que lo hace TCP. UDP no puede reordenar los datagramas en el orden de la transmisión. Por lo tanto, UDP simplemente reensambla los datos en el orden en que se recibieron y los envía a la aplicación. 21/10/2012 7 Adrián de la Torre López

8 P ROTOCOLOS DE T RANSPORTE Y A PLICACIÓN. Similitudes TCP y UDP Ambos utilizan el redireccionamiento de puertos en el que existen varios tipos: - Puertos bien conocidos (números del 0 al 1023): estos números se reservan para servicios y aplicaciones. Ejemplo: HTTP, POP3 y telnet. -Puertos registrados (números del 1024 al 49151): estos números de puerto se asignan a procesos o aplicaciones del usuario. Estos procesos son principalmente aplicaciones individuales que el usuario elige instalar en lugar de aplicaciones comunes que recibiría un puerto bien conocido. -Puertos dinámicos o privados (números 49152 a 65535): también conocidos como puertos efímeros, están usualmente asignados de forma dinámica a las aplicaciones cliente cuando se inicia una conexión. 21/10/2012 8 Adrián de la Torre López

9 P ROTOCOLOS DE T RANSPORTE Y A PLICACIÓN. Puerto 20 (TCP), Utilizado por FTP para datos Puerto 21 (TCP), utilizado para FTP para control Puerto 25 (TCP), utilizado por SMTP Puerto 53 (TCP/UDP), utilizado por DNS. Puerto 69 (UDP), utilizado por TFTP. Puerto 80 (TCP), utilizado por HTTP. Puerto 443 (TCP), utilizado por HTTPS/SSL. Puerto 995 (TCP), utilizado por POP3 sobre SSL. Puerto 1863 (TCP), utilizado por MSN. 21/10/2012 9 Adrián de la Torre López

10 P ROTOCOLOS DE T RANSPORTE Y A PLICACIÓN. La capa de aplicación, la séptima capa, es la capa superior de los modelos OSI y TCP/IP. Es la capa que proporciona la interfaz entre las aplicaciones que utilizamos para comunicarnos y la red subyacente en la cual se transmiten los mensajes. Los protocolos de capa de aplicación se utilizan para intercambiar los datos entre los programas que se ejecutan en los hosts de origen y destino. Existen muchos protocolos de capa de aplicación y siempre se desarrollan protocolos nuevos. 21/10/2012 10 Adrián de la Torre López

11 P ROTOCOLOS DE T RANSPORTE Y A PLICACIÓN. Los protocolos de capa de aplicación de TCP/IP más conocidos son aquéllos que proporcionan intercambio de la información del usuario. Estos protocolos especifican la información de control y formato necesaria para muchas de las funciones de comunicación de Internet más comunes. Algunos de los protocolos TCP/IP son: - El Protocolo servicio de nombres de dominio (DNS, Domain Name Service) se utiliza para resolver nombres de Internet para direcciones IP. - El Protocolo de transferencia de hipertexto (HTTP, Hypertext Transfer Protocol) se utiliza para transferir archivos que forman las páginas Web de la World Wide Web. - El Protocolo simple de transferencia de correo (SMTP) se utiliza para la transferencia de mensajes de correo y adjuntos. - Telnet, un protocolo de emulación de terminal, se utiliza para proporcionar acceso remoto a servidores y a dispositivos de red. - El Protocolo de transferencia de archivos (FTP) se utiliza para la transferencia de archivos interactiva entre sistemas. 21/10/2012 11 Adrián de la Torre López

12 P ROTOCOLOS DE T RANSPORTE Y A PLICACIÓN. DNS: El protocolo DNS define un servicio automatizado que coincide con nombres de recursos que tienen la dirección de red numérica solicitada. Incluye las consultas sobre formato, las respuestas y los formatos de datos. Las comunicaciones del protocolo DNS utilizan un formato simple llamado mensaje. Este formato de mensaje se utiliza para todos los tipos de solicitudes de clientes y respuestas del servidor, mensajes de error y para la transferencia de información de registro de recursos entre servidores. Un servidor DNS proporciona la resolución de nombres utilizando el demonio de nombres que generalmente se llama named. 21/10/2012 12 Adrián de la Torre López

13 P ROTOCOLOS DE T RANSPORTE Y A PLICACIÓN. Servicio de WWW y HTTP Cuando se escribe una dirección Web (o URL) en un explorador de Internet, el explorador establece una conexión con el servicio Web del servidor que utiliza el protocolo HTTP. URL (o Localizador uniforme de recursos) y URI (Identificador uniforme de recursos) son los nombres que la mayoría de las personas asocian con las direcciones Web. Los exploradores Web son las aplicaciones cliente que utilizan nuestras computadoras para conectarse a la World Wide Web y acceder a recursos almacenados en un servidor Web. Al igual que con la mayoría de los procesos de servidores, el servidor Web funciona como un servicio básico y genera diferentes tipos de archivos disponibles. Para acceder al contenido, los clientes Web realizan conexiones al servidor y solicitan los recursos deseados. El servidor responde con el recurso y, al recibirlo, el explorador interpreta los datos y los presenta al usuario. 21/10/2012 13 Adrián de la Torre López

14 P ROTOCOLOS DE T RANSPORTE Y A PLICACIÓN. HTTP especifica un protocolo de solicitud/respuesta. Cuando un cliente, generalmente un explorador Web, envía un mensaje de solicitud a un servidor, el protocolo HTTP define los tipos de mensajes que el cliente utiliza para solicitar la página Web y envía los tipos de mensajes que el servidor utiliza para responder. Los tres tipos de mensajes comunes son GET, POST y PUT. GET es una solicitud de datos por parte del cliente. Un explorador Web envía el mensaje GET para solicitar las páginas desde un servidor Web. POST y PUT se utilizan para enviar mensajes que cargan datos en el servidor Web. 21/10/2012 14 Adrián de la Torre López

15 P ROTOCOLOS DE T RANSPORTE Y A PLICACIÓN. Correo electronico: Correo electrónico, el servidor de red más conocido, ha revolucionado la manera en que nos comunicamos, por su simpleza y velocidad. Inclusive para ejecutarse en una computadora o en otro dispositivo, los correos electrónicos requieren de diversos servicios y aplicaciones. Dos ejemplos de protocolos de capa de aplicación son el Protocolo de oficina de correos (POP) y el Protocolo simple de transferencia de correo (SMTP). Cuando la gente redacta mensajes de correo electrónico, generalmente utilizan una aplicación llamada Agente de usuario de correo (MUA), o un cliente de correo electrónico. MUA permite enviar los mensajes y colocar los recibidos en el buzón del cliente; ambos procesos son diferentes. Para recibir correos electrónicos desde un servidor de correo, el cliente de correo electrónico puede utilizar un POP. Al enviar un correo electrónico desde un cliente o un servidor se utilizan formatos de mensajes y cadenas de comando definidas por el protocolo SMTP. En general, un cliente de correo electrónico proporciona la funcionalidad de ambos protocolos dentro de una aplicación. 21/10/2012 15 Adrián de la Torre López

16 P ROTOCOLOS DE T RANSPORTE Y A PLICACIÓN. Cuando se utiliza mas de un servidor se utilizaran dos procesos más independientes como son el: - Agente de transferencia de correo (MTA) - Agente de entrega de correo (MDA) el MTA recibe mensajes desde el MUA u otro MTA en otro servidor de correo electrónico. Según el encabezado del mensaje, determina cómo debe reenviarse un mensaje para llegar al destino. Si el correo está dirigido a un usuario cuyo buzón está en el servidor local, el correo se pasa al MDA. Si el correo es para un usuario que no está en el servidor local, el MTA enruta el correo electrónico al MTA en el servidor correspondiente 21/10/2012 16 Adrián de la Torre López

17 P ROTOCOLOS DE T RANSPORTE Y A PLICACIÓN. FTP: El Protocolo de transferencia de archivos (FTP) es otro protocolo de la capa de aplicación de uso común. El FTP se desarrolló para permitir las transferencias de archivos entre un cliente y un servidor. Un cliente FTP es una aplicación que se ejecuta en una computadora y que carga y descarga archivos de un servidor que ejecuta el demonio FTP (FTPd). El FTP necesita dos conexiones entre el cliente y el servidor para transferir archivos de forma exitosa: una para comandos y respuestas, otra para la transferencia real de archivos. El cliente establece la primera conexión con el servidor en TCP puerto 21. El cliente establece la segunda conexión con el servidor en TCP puerto 20. Esta conexión es para la transferencia real de archivos y se crea cada vez que se transfiere un archivo. La transferencia de archivos puede producirse en ambas direcciones. El cliente puede descargar (bajar) un archivo desde el servidor o el cliente puede cargar (subir) un archivo en el servidor. 21/10/2012 17 Adrián de la Torre López

18 P ROTOCOLOS DE T RANSPORTE Y A PLICACIÓN. DHCP: El servicio del Protocolo de configuración dinámica de host (DHCP) permite a los dispositivos de una red obtener direcciones IP y otra información de un servidor DHCP. Este servicio automatiza la asignación de direcciones IP, máscaras de subred, gateway y otros parámetros de networking del IP. DHCP permite a un host obtener una dirección IP de forma dinámica cuando se conecta a la red. Se realiza el contacto con el servidor de DHCP y se solicita una dirección. El servidor DHCP elige una dirección del rango configurado llamado pool y la asigna ("alquila") para el host por un tiempo establecido. Las direcciones distribuidas por DHCP no se asignan de forma permanente a los hosts, sino que sólo se alquilan por un periodo de tiempo. Si el host se apaga o se desconecta de la red, la dirección regresa al pool para volver a utilizarse 21/10/2012 18 Adrián de la Torre López

19 P ROTOCOLOS DE T RANSPORTE Y A PLICACIÓN. SMB: El Bloque de mensajes del servidor (SMB) es un protocolo cliente-servidor para compartir archivos. Es un protocolo de solicitud-respuesta. A diferencia del protocolo para compartir archivos respaldado por FTP, los clientes establecen una conexión a largo plazo con los servidores. Una vez establecida la conexión, el usuario del cliente puede acceder a los recursos en el servidor como si el recurso fuera local para el host del cliente. El intercambio de archivos SMB y los servicios de impresión se han transformado en el pilar de networking de Microsoft. Los sistemas operativos LINUX y UNIX también proporcionan un método de intercambio de recursos con redes de Microsoft mediante una versión del SMB llamado SAMBA. Los sistemas operativos Macintosh de Apple también admiten recursos compartidos por medio del protocolo SMB. 21/10/2012 19 Adrián de la Torre López

20 P ROTOCOLOS DE T RANSPORTE Y A PLICACIÓN. Telnet: Telnet proporciona un método estándar de emulación de dispositivos de terminal con base en texto en la red de datos. El protocolo y el software del cliente que implementa son conocidos como Telnet. De un modo adecuado, una conexión que utiliza Telnet se llama sesión o conexión de terminal virtual (VTY). En lugar de utilizar un dispositivo físico para conectarse al servidor, Telnet utiliza software para crear un dispositivo virtual que proporcione las mismas características de una sesión de terminal con acceso a la interfaz de línea de comandos (CLI) del servidor. 21/10/2012 20 Adrián de la Torre López

21 P ROTOCOLOS DE T RANSPORTE Y A PLICACIÓN. Las funciones asociadas con los protocolos de la capa de aplicación permiten a la red humana comunicarse con la red de datos subyacente. Cuando abrimos un explorador Web o una ventana de mensajería instantánea se inicia una aplicación, y el programa se coloca en la memoria del dispositivo donde se ejecuta. Cada programa ejecutable cargado a un dispositivo se denomina proceso. Dentro de la capa de aplicación, existen dos formas de procesos o programas de software que proporcionan acceso a la red: aplicaciones y servicios. Las aplicaciones son los programas de software que utiliza la gente para comunicarse a través de la red.. Algunas aplicaciones de usuario final son reconocidas por la red, lo cual significa que implementan los protocolos de la capa de aplicación y pueden comunicarse directamente con las capas inferiores del stack de protocolos. Los clientes de correo electrónico y los exploradores Web son ejemplos de este tipo de aplicaciones. Otros programas pueden necesitar la ayuda de los servicios de la capa de aplicación para utilizar los recursos de la red, como transferencia de archivos o cola de impresión en la red. Aunque son transparentes para el usuario, estos servicios son los programas que se comunican con la red y preparan los datos para la transferencia 21/10/2012 21 Adrián de la Torre López

22 P ROTOCOLOS DE T RANSPORTE Y A PLICACIÓN. Las 5 funciones generales que se especifican en los protocolos de la capa de aplicación son: - Los procesos que se llevan a cabo en cualquier extremo de la comunicación: Esto incluye lo que debe ocurrir con los datos y cómo debe estructurarse la Unidad de datos del protocolo. La PDU de la capa de Aplicación utilizada en este curso se denomina "datos". - Los tipos de mensajes: pueden incluir solicitudes, acuses de recibo, mensajes de datos, mensajes de estado y mensajes de error. - La sintaxis del mensaje: proporciona el orden esperado de la información (campos) en un mensaje. - El significado de los campos dentro de los tipos específicos de mensaje debe ser constante para que los servicios puedan actuar en forma correcta de acuerdo con la información. - Los diálogos del mensaje: determinan qué respuesta produce cada mensaje para que se invoquen los servicios correctos y tenga lugar la transferencia de datos. 21/10/2012 22 Adrián de la Torre López