La visualización de los mecanismos que permiten la comunicación a través de la red

CAPITULO 3

La visualización de los mecanismos que permiten la comunicación a través de la red se hace más fácil si utilizamos el esquema en capas del modelo Interconexión de sistema abierto (OSI). En este capítulo, enfatizaremos el rol de una capa, la capa de aplicación, y sus componentes: aplicaciones, servicios y protocolos. Exploraremos la forma en que los tres elementos hacen posible la comunicación sólida a través de la red de información.

En este capítulo, aprenderá a:

Describir cómo las funciones de las tres capas superiores del modelo OSI proporciona servicios de red a las aplicaciones de usuario final.

Describir cómo los protocolos de la capa de aplicación TCP/IP proporcionan los servicios que especifican las capas superiores del modelo OSI.

Definir cómo la gente utiliza la capa de aplicación para comunicarse a través de la red de información.

Describir la función de las conocidas aplicaciones TCP/IP, como la World Wide Web y el correo electrónico, y sus servicios relacionados (HTTP, DNS, SMB, DHCP, SMTP/POP y Telnet).

Describir los procesos para compartir archivos que utilizan las aplicaciones entre pares y el protocolo Gnutella.

Explicar cómo los protocolos garantizan que los servicios que se ejecutan en una clase de dispositivo puedan enviar y recibir datos desde y hacia muchos dispositivos de red diferentes.

Utilizar herramientas de análisis de red para examinar y explicar cómo funcionan las aplicaciones comunes de los usuarios.

MODELO OSI Y MODELO TCP/IP

El modelo de interconexión de sistemas abiertos es una representación abstracta en capas, creada como guía para el diseño del protocolo de red. El modelo OSI divide el proceso de networking en diferentes capas lógicas, cada una de las cuales tiene una funcionalidad única y a la cual se le asignan protocolos y servicios específicos.

En este modelo, la información se pasa de una capa a otra, comenzando en la capa de aplicación en el host de transmisión, siguiendo por la jerarquía hacia la capa física y pasando por el canal de comunicaciones al host de destino, donde la información vuelve a la jerarquía y termina en la capa de aplicación. La figura describe los pasos en este proceso.

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.

LA CAPA DE PRESENTACIÓN

La capa de presentación tiene tres funciones principales:

Codificación y conversión de datos de la capa de aplicación para garantizar que los datos del dispositivo de origen se puedan interpretar por la aplicación adecuada en el dispositivo de destino.

Compresión de los datos de forma que los pueda descomprimir el dispositivo de destino.

Encriptación de los datos para la transmisión y la encriptación de los mismos cuando lleguen a su destino.

Generalmente, las implementaciones de la capa de presentación no están relacionadas con un stack de protocolos en particular. Los estándares para videos y gráficos son algunos ejemplos. Dentro de los estándares más conocidos para video encontramos QuickTime y el Grupo de expertos en películas (MPEG). QuickTime es una especificación de Apple Computer para audio y video, y MPEG es un estándar para la codificación y compresión de videos. Dentro de los formatos de imagen gráfica más conocidos encontramos el Formato de intercambio gráfico (GIF), Grupo de expertos en fotografía (JPEG) y Formato de archivo de imagen etiquetada (TIFF). GIF y JPEG son estándares de compresión y codificación para imágenes gráficas, y TIFF es un formato de codificación estándar para imágenes gráficas.

LA CAPA DE SESIÓN

Como lo indica el nombre de la capa de sesión, las funciones en esta capa crean y mantienen diálogos entre las aplicaciones de origen y destino. La capa de sesión maneja el intercambio de información para iniciar los diálogos y mantenerlos activos, y para reiniciar sesiones que se interrumpieron o desactivaron durante un periodo de tiempo prolongado.

La mayoría de las aplicaciones, como los exploradores Web o los clientes de correo electrónico, incorporan la funcionalidad de las Capas 5, 6 y 7 del modelo OSI. 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.

SOFTWARE DE LA CAPA DE APLICACIÓN

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.

APLICACIONES RECONOCIDAS POR LA RED

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.

SERVICIOS DE LA CAPA DE APLICACIÓN

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. Diferentes tipos de datos, ya sea texto, gráfico o video, requieren de diversos servicios de red para asegurarse de que estén bien preparados para procesar las funciones de las capas inferiores del modelo OSI.

FUNCIONES DEL PROTOCOLO DE LA CAPA DE LA APLICACIÓN

Los protocolos de la capa de aplicación los utilizan tanto los dispositivos de origen como de destino durante una sesión de comunicación. Los protocolos de la capa de aplicación que se implementaron en los hosts de origen y destino deben coincidir para que las comunicaciones tengan éxito.

Los protocolos establecen reglas consistentes para el intercambio de datos entre aplicaciones y servicios cargados en los dispositivos participantes. Los protocolos especifican cómo se estructuran los datos dentro de los mensajes y los tipos de mensajes que se envían entre origen y destino. Estos mensajes pueden ser solicitudes de servicios, acuses de recibo, mensajes de datos, mensajes de estado o mensajes de error. Los protocolos también definen los diálogos de mensajes, asegurando que un mensaje enviado encuentre la respuesta esperada y se invoquen los servicios correspondientes cuando se realiza la transferencia de datos.

EL MODELO DEL CLIENTE SERVIDOR

En el modelo cliente/servidor, el dispositivo que solicita información se denomina cliente y el dispositivo que responde a la solicitud se denomina servidor. Los procesos de cliente y servidor se consideran una parte de la capa de aplicación. El cliente comienza el intercambio solicitando los datos al servidor, quien responde enviando uno o más streams de datos al cliente. Los protocolos de la capa de aplicación describen el formato de las solicitudes y respuestas entre clientes y servidores. Además de la transferencia real de datos, este intercambio puede requerir de información adicional, como la autenticación del usuario y la identificación de un archivo de datos a transferir. Un ejemplo de una red cliente-servidor es un entorno corporativo donde los empleados utilizan un servidor de correo electrónico de la empresa para enviar, recibir y almacenar correos electrónicos. El cliente de correo electrónico en la computadora de un empleado emite una solicitud al servidor de correo electrónico para un mensaje no leído. El servidor responde enviando al cliente el correo electrónico solicitado.

SERVIDORES

Un servidor generalmente es una computadora que contiene información para ser compartida con muchos sistemas

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