2. Definición
La definición del término protocolo es importantísimo.
En la vida real, los protocolos son un conjunto de
hábitos y procedimientos utilizados en las relaciones
interpersonales. Cuando es usado bajo el contexto de
redes de comunicación el termino protocolo tiene un
significado similar pero a un nivel mas especifico, esto
es, un protocolo de red es un conjunto de reglas,
secuencias, formatos de mensajes y procedimientos
bien detallados que posibilitan la transferencia de
datos entre dos o mas sistemas de computación.
De manera similar, un protocolo de red
(incluyendo todos los protocolos de internet) es el
termino utilizado para describir como los sistemas de
computación se comunican con otros a nivel de bit y
de byte.
3. Tipos de Protocolo
Protocolos de bajo nivel
* IP, Direcciones IP
Su función es transmitir trozos de data de un sistema
a otro, la información mas importante que requiere IP,
es la dirección de los sistemas de computación que IP
utiliza para transmitir y recibir data.
El término mas familiar para una localización en
internet es “dirección”, cada sistema en internet tiene
dirección. Esta dirección es llamada dirección IP,
existen dos formatos para una dirección IP. Uno es
interno, cada computadora en internet utiliza una
dirección IP compuesta por 4 números, un ejemplo es
‘198.137.231.1’. Sin embargo como es mas fácil para
las personas recordar nombres que numero, se tiene
el otro formato que corresponde a nombres de
direcciones IP.
4. Tipos de Protocolo
* TCP Y UDP
IP no suministra mas capacidades que enviar y recibir
trozos de data se requiere mucho mas que eso, en
este sentido aparecen TCP Y UDP. TCP (Protocolo de
Control de Transmisión)
Suministra una conexión virtual entre dos sistemas (lo
que significa que pueden existir muchas conexiones
físicas a partir de una conexión virtual), con ciertas
garantías en los trozos de datos (llamados paquetes)
que son transmitidos entre los sistemas.
Dos garantías son: la retransmisión de los paquetes
que son borrados (por problemas en la red) y la otra
es que los paquetes son recibidos en el mismo orden
en que son enviados. La tercera garantía es que cada
paquete recibido tiene exactamente el mismo
contenido que el paquete enviado.
5. Tipos de Protocolo
Algunos aplicaciones utilizan un protocolo distinto que
corre encima de IP, este es llamado UDP (Protocolo
de Datagramas de Usuarios). UDP envía un paquete
de data a la vez (llamado datagrama) a otros sistemas
y no suministra una conexión virtual como lo hace
TCP, asimismo UDP no provee las mismas garantías
que tiene TCP, esto significa que puede darse el caso
de que los paquetes se pierdan o bien no sean
reconstruidos en la forma adecuada.
La utilidad de utilizar UDP en vez de TCP, Si
UDP no es confiable, esta se basa en que TCP tiene
un alto solapamiento en la conexión comparado con
UDP, lo que hace que TCP sea mas lento que UDP.
Para aplicaciones donde la velocidad de ejecución es
mas importante que la confiabilidad, UDP tiene mas
sentido. Algunos ejemplos incluye audio y video en la
internet y algunas aplicaciones telefónicas.
6. Tipos de Protocolo
* SLIP Y PPP
En los casos en que una aplicación de internet
esta corriendo sobre sistemas conectados a una LAN,
probablemente estos están utilizando IP sobre una red
ETHERNET o Token Ring, con una conexión de
internet dedicada (esclava).
Tanto SLIP como PPP utilizan IP para enviar
data sobre líneas dedicadas. SLIP es la abreviatura
de Líneas seriales IP y PPP es el nombre corto de
Protocolo de Punto a Punto. Ambos toman la data y
los paquetes de IP para que así estos puedan ser
enviados sobre modem en líneas dedicadas.
7. Tipos de Protocolo
Protocolos de Aplicación de internet
* FTP y Telnet
FTP (Protocolo de transferencia de archivos)
permite bajar y colocar archivos en la internet. Para
bajar un archivo en un sistema de computación es
necesario correr una aplicación cliente de FTP que se
conecta al servidor FTP y procede a bajar el archivo
de su correspondiente directorio o carpeta.
Telnet es una vía para realizar una conexión
remota a otro sistema en la red. Un servidor telnet
debe estar corriendo en el sistema remoto y un cliente
de telnet debe estar corriendo en el sistema local. Los
sistema operativos típicos para servidores telnet son
unís, Windows nt etc.
8. Tipos de Protocolo
* HTTP o Hypertext Transfer Protocol (en español
protocolo de transferencia de hipertexto)
Es el protocolo primario de www. Es un protocolo
orientado a transacciones y sigue el esquema petición-
respuesta entre un cliente y un servidor. Al cliente que
efectúa la petición (un navegador web) se lo conoce como
"user agent" (agente del usuario). A la información
transmitida se la llama recurso y se la identifica mediante
un localizador uniforme de recursos (URL). Los recursos
pueden ser archivos, el resultado de la ejecución de un
programa, una consulta a una base de datos, la traducción
automática de un documento, etc..
HTTP es un protocolo que no guarda ninguna información
sobre conexiones anteriores, Para esto se usan las
cookies, que es información que un servidor puede
almacenar en el sistema cliente
9. Tipos de Protocolo
* Internet, Correo electrónico
El correo electrónico utiliza un protocolo
llamado SMTP (Protocolo de transferencia de
correo simple) perteneciente a la capa de
aplicación, basado en texto utilizado para el
intercambio de mensajes de correo electrónico
entre computadoras u otros dispositivos (PDA's,
teléfonos móviles, etc.).
Una dirección de correo electrónico esta
compuesta de dos partes: el nombre del usuario y
la dirección del servidor, un ejemplo
cduran@consisint.com.
10. Protocolo IP
El protocolo IP determina el destinatario del
mensaje mediante 3 campos:
el campo de dirección IP: Dirección del equipo;
el campo de máscara de subred: una máscara de
subred le permite al protocolo IP establecer la
parte de la dirección IP que se relaciona con la
red;
el campo de pasarela predeterminada: le permite
al protocolo de Internet saber a qué equipo enviar
un datagrama, si el equipo de destino no se
encuentra en la red de área local.
11. Protocolo IP
Datagramas
Los datos circulan en Internet en forma de
datagramas (también conocidos como paquetes).
Los datagramas son datos encapsulados, es
decir, datos a los que se les agrega un
encabezado que contiene información sobre su
transporte (como la dirección IP de destino).
Los routers analizan (y eventualmente modifican)
los datos contenidos en un datagrama para que
puedan transitar.
12. Protocolo IP
A continuación se indica cómo se ve un
datagrama:
<- 32 bits ->
Versión
(4 bits)
Longitud del
encabezado
(4 bits)
Tipo de
servicio
(8 bits)
Longitud total
(16 bits)
Identificación
(16 bits) Indicador
(3 bits)
Margen del
fragmento
(13 bits)
Tiempo de vida
(8 bits)
Protocolo
(8 bits)
Suma de comprobación del
encabezado
(16 bits)
Dirección IP de origen (32 bits)
Dirección IP de destino (32 bits)
Datos
13. Protocolo IP
A continuación se indican los significados de los
diferentes campos:
Versión (4 bits): es la versión del protocolo IP
que se está utilizando (actualmente se utiliza la
versión 4 IPv4) para verificar la validez del
datagrama. Está codificado en 4 bits.
Longitud del encabezado o IHL por Internet
Header Length (Longitud del encabezado de
Internet) (4 bits): es la cantidad de palabras de 32
bits que componen el encabezado (Importante: el
valor mínimo es 5). Este campo está codificado
en 4 bits.
14. Protocolo IP
Tipo de servicio (8 bits): indica la forma en la
que se debe procesar el datagrama.
Longitud total (16 bits): indica el tamaño total del
datagrama en bytes. El tamaño de este campo es
de 2 bytes, por lo tanto el tamaño total del
datagrama no puede exceder los 65536 bytes. Si
se lo utiliza junto con el tamaño del encabezado,
este campo permite determinar dónde se
encuentran los datos.
Identificación, indicadores y margen del
fragmento son campos que permiten la
fragmentación de datagramas. Esto se explica a
continuación.
15. Protocolo IP
TTL o Tiempo de vida (8 bits): este campo especifica
el número máximo de routers por los que puede pasar
un datagrama. Por lo tanto, este campo disminuye con
cada paso por un router y cuando alcanza el valor
crítico de 0, el router destruye el datagrama. Esto evita
que la red se sobrecargue de datagramas perdidos.
Protocolo (8 bits): este campo, en notación decimal,
permite saber de qué protocolo proviene el
datagrama.
ICMP 1
IGMP: 2
TCP: 6
UDP: 17
16. Protocolo IP
Suma de comprobación del encabezado (16 bits):
este campo contiene un valor codificado en 16 bits
que permite controlar la integridad del encabezado
para establecer si se ha modificado durante la
transmisión. La suma de comprobación es la suma de
todas las palabras de 16 bits del encabezado (se
excluye el campo suma de comprobación). Esto se
realiza de tal modo que cuando se suman los campos
de encabezado (suma de comprobación inclusive), se
obtenga un número con todos los bits en 1.
Dirección IP de origen (32 bits): Este campo
representa la dirección IP del equipo remitente y
permite que el destinatario responda.
Dirección IP de destino (32 bits): dirección IP del
destinatario del mensaje.
17. Protocolo IP
Fragmentación de datagramas de IP
Como se ha visto anteriormente, el tamaño máximo
de un datagrama es de 65536 bytes. Sin embargo,
este valor nunca es alcanzado porque las redes no
tienen suficiente capacidad para enviar paquetes tan
grandes. Además, las redes en Internet utilizan
diferentes tecnologías por lo tanto el tamaño máximo
de un datagrama varía según el tipo de red.
El tamaño máximo de una trama se denomina MTU
(Unidad de transmisión máxima). El datagrama se
fragmentará si es más grande que la MTU de la red.
18. Protocolo IP
Tipo de red MTU (en bytes)
Arpanet 1000
Ethernet 1500
FDDI 4470
La fragmentación del datagrama se lleva a cabo a nivel
de router, es decir, durante la transición de una red con
una MTU grande a una red con una MTU más pequeña.
Si el datagrama es demasiado grande para pasar por la
red, el router lo fragmentará, es decir, lo dividirá en
fragmentos más pequeños que la MTU de la red, de
manera tal que el tamaño del fragmento sea un múltiplo
de 8 bytes.
19. Protocolo IP
El router enviará estos fragmentos de manera
independiente y los volverá a encapsular (agregar
un encabezado a cada fragmento) para tener en
cuenta el nuevo tamaño del fragmento. Además,
el router agrega información para que el equipo
receptor pueda rearmar los fragmentos en el
orden correcto. Sin embargo, no hay nada que
indique que los fragmentos llegarán en el orden
correcto, ya que se enrutan de manera
independiente.
20. Protocolo IP
Para tener en cuenta la fragmentación, cada
datagrama cuenta con diversos campos que permiten
su rearmado:
campo Margen del fragmento (13 bits): campo que
brinda la posición del comienzo del fragmento en el
datagrama inicial. La unidad de medida para este
campo es 8 bytes (el primer fragmento tiene un valor
cero);
campo Identificación (16 bits): número asignado a
cada fragmento para permitir el rearmado;
campo Longitud total (16 bits): esto se vuelve a
calcular para cada fragmento; campo Indicador (3
bits): está compuesto de tres bits:
21. Protocolo IP
Enrutamiento IP
El enrutamiento IP es una parte integral de la
capa de Internet del conjunto TCP/IP. El
enrutamiento consiste en asegurar el
enrutamiento de un datagrama de IP a través de
la red por la ruta más corta. A esta función la
llevan a cabo los equipos denominados routers,
es decir, equipos que conectan al menos dos
redes.
