martes, 21 de febrero de 2012

PROTOCOLO DE COMUNICACIÓN. EL PROTOCALO TCP/IP. DIRECCIÓN IP. CLASES DE DIRECCIONES IP.

PROGRAMAS DE COMUNICACIONES:

Programa de comunicaciones es un programa de software que permite a una computadora conectarse con otra e intercambiar información. Los programas de comunicaciones proporcionan diversos servicios. Para iniciar las comunicaciones ejecutan tareas tales como almacenar y marcar de forma automática números de teléfono; repetir la llamada a líneas ocupadas; negociar la configuración (por ejemplo, la velocidad y paridad del módem, y el protocolo de intercambio) necesaria para establecer una conexión viable entre computadoras y grabar y ejecutar procedimientos de inicio de sesión. Durante la comunicación codifican los datos, coordinan las transmisiones desde y hacia el ordenador remoto, y detectan y corrigen errores de transmisión. Permiten transmitir y recibir mensajes y archivos, así como mantener una conversación entre usuarios utilizando el teclado y la pantalla. Al finalizar la comunicación, liberan la línea.

PROTOCOLOS:

Son conjuntos de normas para el intercambio de información, consensuadas por las partes comunicantes. En términos informáticos, un protocolo es una normativa necesaria de actuación para que los datos enviados se reciban de forma adecuada.

Hay protocolos de muy diversos tipos. Unos se ocupan de aspectos bastante primarios como, por ejemplo, el de asegurar que el orden de los paquetes recibidos concuerda con el de emisión. A un nivel algo superior hay protocolos para garantizar que los datos enviados por una computadora se visualicen correctamente en el equipo receptor. La informática moderna utiliza muchos protocolos distintos. Debido al auge de Internet, uno de los más empleados es el protocolo TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol, protocolo de control de transmisiones/protocolo de Internet), aunque también se emplean el FTP (File Transfer Protocol, protocolo de transferencia de archivos), HTTP (HiperText Transport Protocol, protocolo de transferencia de hipertexto), SHTTP (Secure HTTP, HTTP asegurado) y SMTP (Simple Mail Transfer Protocol, protocolo de transferencia de correo simple). Antes de que existiese Internet, para intercambiar información entre ordenadores vía módem se usaban los protocolos Zmodem, Ymodem y Kermit.

La norma publicada por la International Standards Organization y conocida como “modelo de 7 niveles”, recoge la estructura general común a todos los protocolos. La totalidad de los aspectos contemplados en la comunicación entre ordenadores queda clasificada en siete niveles. La idea es que los protocolos concretos desarrollados en cada uno de los niveles puedan entenderse para conseguir una comunicación eficaz. De forma resumida, la función de cada uno de los niveles es la siguiente:

            Nivel 1: Físico
Se refiere a la forma de transmitir cada 0 y 1 que conforman toda información digital que viaja de un punto a otro. Esto incluye la definición de un 1 y un 0 en cuanto a señales eléctricas.

            Nivel 2: Enlace
Describe la forma de transportar de manera fiable los bits desde un nodo a otro en una red conmutada. Define conceptos tales como tramas, detección y corrección de errores y control de flujo.

            Nivel 3: Red
Se centra en el establecimiento de una conexión punto a punto entre cliente y servidor. Es el nivel en el que se trata, por ejemplo, el direccionamiento y encauzamiento global.

            Nivel 4: Transporte
Es el primero de los niveles encargados del funcionamiento punto a punto. Se ocupa del formato y su misión es asegurar que una secuencia recibida de bits se transforme en datos significativos. Este nivel supone la existencia previa de una conexión fiable.

            Nivel 5: Sesión
Es el encargado de la diferenciación y control del diálogo para las aplicaciones que lo precisan. En el caso de la mayoría de las modernas aplicaciones informáticas (que se hallan divididas en componentes cliente y servidor), este nivel constituye un elemento inherente del propio diseño.

            Nivel 6: Presentación
Proporciona un mecanismo de negociación de los formatos de representación (conocidos como sintaxis de transferencia) para un determinado contenido del mensaje.

            Nivel 7: Aplicación
Recoge el resto de las necesarias funciones dependientes de la aplicación.
Hay, en la práctica, otras muchas formas de estructurar y llevar a cabo las comprobaciones necesarias para que una computadora pueda dialogar con otra. El modelo de siete niveles constituye sin embargo un modelo útil y se utiliza con carácter general, especialmente en los niveles inferiores, cuyos protocolos son de normas más estables. 

(Como funciona la web - Protocolo TCP/IP - Guerreros de la red)





ERRORES:

Las personas tienen una gran capacidad para compensar los errores sufridos por los datos transmitidos. Es posible mantener una conversación entre dos individuos aun cuando sólo llegue intacto un 30% de los datos. Los ordenadores están en el otro extremo del espectro. Un único error de transmisión puede echar por tierra todo un diálogo. Por tal razón, la comprobación y prevención de errores constituye un requisito básico de cualquier tipo de comunicación de datos.

La protección contra los errores suele efectuarse añadiendo bits adicionales a los paquetes que contienen los datos a transferir. Alrededor del 4% de los bits en un paquete de datos se dedican a la detección de errores. El método más sencillo de aprovechar estos bits es fijar un bit de paridad, un único dígito que se coloca para que la suma de una determinada secuencia de bits sea 1 o 0. Es una forma muy eficaz de detectar errores de bits aislados, pero no sirve cuando hay errores que afectan a 2 (o 4) bits.

Normalmente se utilizan otras técnicas más depuradas conocidas como sumas de control. Se fundamentan en complejos cálculos matemáticos y resultan eficaces para detectar diferentes tipos de errores. Más enrevesadas resultan las técnicas de corrección de errores, que suelen precisar un porcentaje mayor de bits, pero que son capaces de corregir realmente errores de transmisión eliminando la necesidad de retransmitir paquetes enteros por culpa de un único bit.

EL PROTOCOLO TCP/IP

TCP/IP, acrónimo de Transmission Control Protocol/Internet Protocol (protocolo de control de transmisiones/protocolo de Internet), protocolos usados para el control de la transmisión en Internet. Permite que diferentes tipos de ordenadores o computadoras se comuniquen a través de redes heterogéneas.


Se desarrolló por encargo del Departamento de Defensa estadounidense, que deseaba obtener un medio que permitiese la interconexión de computadoras distantes que operaban bajo distintos sistemas operativos. El protocolo fue inventado por el informático estadounidense Vinton Cerf y el ingeniero estadounidense Robert Kahn en 1973; originalmente permitía la comunicación de computadoras con sistema operativo UNIX a través de Arpanet, pero su uso se fue ampliando y ahora está disponible para establecer una conexión a través de Internet usando cualquier sistema operativo. El Departamento de Defensa estadounidense lo adoptó como el protocolo estándar para sus comunicaciones en 1983. TCP define distintos parámetros de transmisión de datos que aseguran que todos los bytes enviados se reciben correctamente en su destino. IP define el modo en que los datos se dividen en bloques, denominados paquetes, y establece el camino que recorre cada paquete hasta su destino; esta parte del protocolo proporciona capacidad de enrutamiento.


Existen otros protocolos IP que se emplean para transmitir a través de Internet cierto tipo de datos; así el RTP (Realtime Transport Protocol, protocolo de transporte en tiempo real) se utiliza para transmitir voz y vídeo en tiempo real, y el RTCP (Realtime Control Protocol, protocolo de control en tiempo real) es un protocolo acompañante que se utiliza para mantener la calidad del servicio (QoS, Quality of Service).


LA DIRECCIÓN DE INTERNET O DIRECCIÓN IP

Dirección de Internet, grupo de números que identifica unívocamente a cada computadora en Internet. Consiste en cuatro números separados por puntos, en los que cada número puede variar entre 0 y 255 —por ejemplo, 123.106.78.90. Los servidores de nombres de dominio mantienen tablas que permiten traducir la dirección de Internet, también conocida como dirección IP, a una dirección del tipo cervantes.es.

(Cómo funciona el DNS)



·         Los números de la izquierda indican la red y se les denomina netID (identificador de red).
·         Los números de la derecha indican los equipos dentro de esta red y se les denomina host-ID (identificador de host).
·         Cuando una dirección IP termina en 0 se obtiene lo que se llama una dirección de red.
·         La dirección 127.0.0.1 se denomina dirección de bucle de retorno por que indica el host local.
·         Direcciones IP públicas.
Constituyen el espacio de direcciones de Internet. Estas son asignadas para ser globalmente únicas. El organismo encargado de asignar estas direcciones es el ICANN.
·         Direcciones IP privadas (RFC 1918).
Reservados para la operación de redes privadas. Cualquier organización puede usar estas direcciones IP en sus redes sin la necesidad de solicitarlo a un
 registro de internet.
·         Direcciones IP especiales y reservadas.
Reservados para aplicaciones como el multicasting.

CLASES DE DIRECCIONES IP

Para comprender las clases de direcciones IP, necesitamos entender que cada dirección IP consiste en 4 octetos de 8 bits cada uno. El valor del primer octeto es el que determina el tipo de clase. Observe la siguiente tabla para ver las diferentes clases.
Clase A = 0.x.x.x a 126.x.x.x
Clase B = 128.0.x.x a 191.255.x.x
Clase C = 192.0.0.x a 223.255.255.x
La primera parte de cada número de 32 bit representa la red, y las restantes partes se refiere a la computadora individual (x) o los hosts. Para adaptar los diferentes tamaños de redes, el espacio de direcciones IP fue originalmente dividido en tres secciones; Clase A (0.x.x.x a 126.x.x.x) – red de 8 bit prefijo o el primer octeto, Clase B (128.0.x.x a 191.255.x.x) – 16 bit red prefijo del primer o segundo octeto y Clase C (192.0.0.x a 223.255.255.x) – 24 bit red prefijo del tercer octeto.
Concisamente, para una red de clase A el primer octeto representa la parte de red, de clase B, los dos primeros octetos y de clase C los tres primeros octetos. 127.xxx no es una parte de la clasificación de la dirección IP. El ID 127 se utiliza como “host local” o “dirección de bucle invertido”. Esto se expone más adelante.
Cuando se crea una red, es importante elegir correctamente la Clase IP. Clase A tiene poco espacio para las redes, pero alberga muchos, Clase B es equilibrada en redes y hosts; y Clase C tiene una gran cantidad de redes y con poco espacio para los anfitriones o host. Dependiendo de la cantidad necesaria de los host o redes y el crecimiento previsto de la red, se debe hacer la elección de estas tres clases.
Clase # de redes # de hosts
————————————————————-
A = 126 6.777.214
B = 6.384 65.534
C = 2.097.152 254
Si no se aplican subredes, el rango de direcciones IP y la máscara de subred estándar para las clases serán los siguientes:
Clase Desde A Máscara de subred
————————————————————-
Clase A = 0.x.x.x 126.x.x.x 255.0.0.0
Clase B = 128.0.x.x 191.255.x.x 255.255.0.0
Clase C = 192.0.0.x 223.255.255.x 255.255.255.0
La máscara de subred filtra los bits de red mediante el uso de AND. AND tiene la dirección IP en valor binario y utiliza el valor binario de la máscara de subred para determinar los bits que se dejan como uno o “activo”. Esto se logra al tomar el primer bit (comenzando con un octeto) de la dirección IP y el primer bit de la máscara de subred y la comprobación de los resultados de los dos bits.
Si el conjunto es cero y cero, el bit es cero por la izquierda.
Si el conjunto es cero y uno, el bit se pone a cero.
Si el conjunto es uno y cero, el bit se pone a cero.
Si el conjunto es uno y uno, el bit se establece en uno.
Esto se repite para cada bit de la IP y máscara de subred, hasta que la cadena de 1 es rota al llegar a un cero, algo como ocurre en los siguientes ejemplos:
192.168.90.24 = 11000000 . 10101000 . 01011010 . 00011000
255.255.255.0 = 11111111 . 11111111 . 11111111 . 00000000
————————————————————-
establece el bit a 11000000 . 10101000 . 01011010 . 00000000
El resultado muestra algunos más por octeto y algunos octetos están vacíos. Este resultado es la parte de red, que es el estándar para una dirección de clase C. Si convierte el resultado a un valor decimal de la parte de red se verá así: 192.168.90.x, que, en este caso, es idéntico a los tres primeros octetos de la dirección IP.
Todas las computadoras en la misma red o segmento deben tener la misma máscara de subred para comunicarse entre sí.
Características generales de las clases de direcciones IP:

Redes Clase A
·         El primer bit a la izq esta en 0, lo que significa que hay 2^7 (00000000 a 0111111) posibilidades de red.
·         El primer byte representa la red
xxx. yyy.www.zzz
IdRed IdComputadora
·         Las redes pueden ir desde 1.0.0.0 a 126.0.0.0, 126 redes
·         2^24 -2 = 16,777,214 equipos
·         Direcciones reservadas para red privadas (ICANN)
10.0.0.0 – 10.255.255.255 (Creación de redes grandes)
Redes Clase B
·         Los primeros 2 bits son 1 y 0, lo que significa que existen 2^14 (10 000000 00000000 a 10 111111 11111111) posibilidades de red.
·         Los dos primeros bytes representan la red
xxx.yyy.www.zzz
Id Red Id Computadora
·         Las redes pueden ir desde 128.0.0.0 a 191.255.0.0, 16384 redes.
·         2^16 – 2 = 65,534 equipos
·         Direcciones reservadas para red privadas (ICANN)
172.16.0.0 – 172.31.255.255 (Creación de redes medianas)

Redes Clase C
·         Los primeros 3 bits son 1,1 y 0, lo que significa que hay 2^21 posibilidades de red, 2097152 redes.
·         Los tres primeros bytes representan la red
xxx.yyy.www.zzz
IdRed IdComputadora
·         Las redes pueden ir desde 192.0.0.0 a 223.255.255.0, 2097152 redes.
·         2^8 – 2 = 254 equipos
·         Direcciones reservadas para red privadas (ICANN)
192.168.0.0 – 192.168.255.255 (Creación de redes pequeñas)