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Módulo 5: Protocolos de Comunicación

Contenido – Importancia y propósito de los protocolos de comunicación – Arquitectura TCP/IP Protocolos TCP/IP Capas de la arquitectura TCP/IP Comparación del Modelo OSI vs la Arquitectura TCP/IP – Otros protocolos de comunicación A. Importancia y propósito de los protocolos de comunicación Para establecer la comunicación entre los diferentes dispositivos en una red de computadoras, no basta con conectar un cable, también se necesitan reglas o normas de comunicación a los cuales se les conoce como protocolos. Los protocolos de red o protocolos de comunicación son un conjunto de normas y reglas predefinidas con el propósito de establecer interconexión entre los diferentes componentes en una red. Un protocolo son estándares que permiten la conexión, comunicación y la transferencia de datos entre dos puntos en una red. La importancia de los protocolos de telecomunicaciones es que permiten la presentación, señalización, autenticación y detección de errores en el proceso de trasferencia de datos a través de un canal de comunicación. En cada capa del modelo OSI existen diferentes protocolos de comunicación. Existen diferentes tipos de protocolos de comunicación con características similares pero el funcionamiento o propósito podría ser distinto. B. Arquitectura de protocolos TCP/IP (Transmisión Control Protocol / Internet Protocol) Este protocolo brinda la ventaja de compatibilidad con una extensa gama de hardware y sistemas operativos, por lo que actualmente tanto en el Internet como el Intranet utilizan TCP/IP, por lo que se ha estandarizado como el principal protocolo de redes de comunicación. El TCP / IP fue desarrollado en 1972 por el departamento de defensa de los Estados Unidos. Utilizado por primera vez por el ArpaNet.

El TCP/IP está diseñado para enrutar y además presenta gran compatibilidad con las herramientas estándares para analizar y monitorizar el funcionamiento de una red. El protocolo TCP/IP divide los datos en segmentos o datagramas para luego ser transmitidos. Es un protocolo muy eficiente; ya que realiza el proceso de verificación de errores, asegurándose que los datos lleguen a su destino tal como salieron. El nombre TCP / IP proviene de dos protocolos importantes de la familia, el Transmission Control Protocol (TCP) y el Internet Protocol (IP). Se le conoce como un conjunto de protocolos TCP/IP, en referencia a los dos primeros protocolos (TCP / IP). Sin embargo, hoy día existen tantos protocolos en este conjunto que llegan a ser más de 100. 1. Principales protocolos de la arquitectura TCP/IP Los principales protocolos que confrma la arquitectura del modelo TCP/IP son los siguientes: a. TCP (Transmission Control Protocol) - es un protocolo de transmisión de datos. Estructura los datos en segmentos (datagramas) de longitud variada para entregarlos al protocolo IP y de igual forma organiza los datagramas en orden cuando vienen del protocolo IP. Mantiene un monitoreo del flujo de los datos y así evitar la saturación de la red. Permite multiplexar los datos cuando proviene de diferentes fuentes. Es un protocolo muy eficiente; ya que corrobora que los datos lleguen al receptor como salieron del emisor. b. IP (Internet Protocol) – es un protocolo de comunicación de datos digitales, utilizado para enviar y recibir información mediante una red. No garantiza que los paquetes lleguen bien o simplemente lleguen a su destino, por lo tanto no es fiable. El IP es un número que hace referencia o identifica un dispositivo en una red. El protocolo IP trabajo junto con el protocolo TCP. Versiones de IP - actualmente hay dos versiones de IP: Pv4 e IPv6.

– El protocolo IPv4 es el original y todavía en las redes de comunicación. Sin embargo, el protocolo IPv4 solo permite un máximo de 4, 294, 967, 296 (232) direcciones únicas, que aunque puedan parecer muchas, no lo son por la gran cantidad de dispositivos conectados. La longitud del protocolo IPv4 se representa en sistema binario de 32 bits. Por ejemplo, la dirección de IP 172.16.254.1 representa el número binario de 32 bits 10101100.0001000.111111110.00000001. – Las direcciones IPv6 son de 128 bits, lo que permite 3.4 x 1038 (2128) direcciones únicas. Las direcciones IPv6 están representadas por ocho conjuntos de cuatro dígitos hexadecimales, y cada conjunto de números está separado por dos puntos. Un ejemplo de dirección IPv6 sería así: 2DAB:FFFF:0000:3EAE:01AA:00FF:DD72:2C4A c. UDP (User Datagram Protocol) - es protocolo de transmisión de datagramas. No es muy eficiente; ya que no verifica si los datos llegaron correctamente al destinatario. Al no hacer verificación lo hacer rápido, pero ineficiente. d. HTTP (HyperText Transfer Protocol) - se utiliza para acceder a las páginas web. Es un protocolo cuya función es recuperar información y hacer búsquedas indexadas que permitan saltos intertextuales de forma eficiente. Fue diseñado a principio de los 90. Es un protocolo de la capa de aplicación.

e. ARP (Address Resolution Protocol) - permite hacer la resolución entre el MacAddress (48 bits de longitud) y las direcciones IP (32 bits de longitud). Ayuda al protocolo TCP/IP a dirigir los datagramas al sistema receptor. f. RIP (Routing Information Protocol) - es un protocolo de enrutamiento que permite interconectar varias redes y conformar una red unificada. Es un protocolo antiguo y simple de los protocolos de ruteo dinámico. g. FTP (File Transfer Protocol) - es un protocolo de transferencia confiable de archivos entre sistemas. h. POP (Post Office Protocol) - es en la actualidad el protocolo de correo electrónico más utilizado por clientes de email como por ejemplo Windows Mail, Outlook, Gmail y otros para correo electrónico. i. SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) - permite la transmisión de correo electrónico a través de las redes informáticas. No admite la transmisión de datos que no sea en forma de texto simple. Es un protocolo de correo electrónico simple. j. ICMP (Internet Control Message Protocol) - es responsable de detectar y reportar errores de conectividad y fragmentación de los datagrams, para luego enviar mensajes a la dirección IP de origen. k. IGMP (Internet Group Management Protocol) - es un protocolo de comunicación de la familia TCP/IP desarrollado en 1989. Permiten el enrutamiento multicast, donde automáticamente envía paquetes desde una fuente a un grupo de receptores o hosts que soportan multidifusión. l. TelNet (Telecommunication Network​ ) – permite acceder de forma remota a otra computadora (terminal) y ejecutar comandos. Desarrollado para 1960 y funciona a través de puerto lógico 23. El puerto 23 de la computadora cliente, tiene que estar abierto para poder establecer la comunicación.

2. Capas de la arquitectura TCP/IP Al igual que el modelo OSI, la arquitectura TCP/IP se compone de capas o niveles en donde se encuentra los protocolos necesarios para establecer la comunicación transmisión de datos. Capas / Layers de la Arquitectura de Protocolo TCP - representados desde el Emisor  Receptor 4 Aplicación / – Permite acceder a los servicios de las otras capas y define Application los protocolos que utilizan las aplicaciones para intercambiar datos. – Los protocolos de la capa de aplicación más conocidos son HTTP, FTP, SMTP, Telnet, DNS, SNMP y RIP. – Permite a los usuarios interactuar con el sistema o software. – Se compone de los servicios y aplicaciones de comunicación que pueden utilizar las personas. 3 Transporte / – Se encarga de proporcionar comunicación de sesión y Transport datagrama a la capa de aplicación de servicios. – Los protocolos principales de esta capa son TCP y UDP. 2 Internet – Es responsable de las funciones de direccionamiento, empaquetado y enrutamiento del host. – Los protocolos centrales de la capa de Internet son IP, ARP y ICMP. 1 Enlace a la – Es responsable de colocar los paquetes TCP/IP en el Red / portador de datos de la red y recibir los paquetes TCP/IP

Network situados fuera del mismo. Access – Ofrece la posibilidad de acceso físico a la red. – Especifica el modo en que los datos deben ser enrutados en las redes (Ethernet, Token Ring, ATM, otros). 3. Comparación de del Modelo OSI vs la Arquitectura TCP/IP Es importante comprender la diferencia entre un protocolo de comunicación y un estándar de comunicación. Un protocolo es un proceso reglamentado para asegurar el intercambio de información entre los dispositivos. Sin embargo, un estándar es un modelo o patrón a seguir establecido por organizaciones que rigen las telecomunicaciones. El modelo OSI es uno abstracto o teórico que tiene siete capas (discutido en el módulo anterior). Sin embargo, la arquitectura del modelo o protocolo TCP/IP es un utilizado en las redes actuales y que consta de cuatro (4) capas. En la siguiente imagen se muestra una comparación entre el modelo OSI y la Arquitectura del protocolo TCP/IP

Ambos modelos TCP/IP y OSI son utilizados para representar teóricamente el proceso de trasferencia de datos. La capa de aplicación de modelo TCP/IP básicamente incluye las capas de aplicación, presentación y sesión del modelo OSI. La capa de acceso a la red de TCP/IP abarca el enlace de datos y las capas físicas del modelo OSI. El modelo OSI es un conceptual, este se utiliza principalmente para describir, discutir y comprender funciones de red. Sin embargo, el modelo TCP/IP se usa tanto para modelar la arquitectura actual de Internet como para proporcionar un conjunto de reglas seguidas por todas las formas de transmisión a través de la red. C. Otros protocolos Adicional a los protocolos de la arquitectura de TCP/IP, existe otros protocolos de comunicación. 1. NetBEUI - este protocolo es una extensión o una versión extendida del protocolo NetBIOS. Desarrollado por IBM en 1,985. Es un protocolo que solamente permite comunicación en un LAN de 20 – 200 computadoras. No es ruteable, de ahí que los datos solo son transportados en el ambiente de la LAN. Si se pretende establecer comunicación con otra red no es eficiente, es por eso que NetBEUI no es un protocolo ruteable. 2. Appletalk – este es un conjunto de protocolos desarrollados por la compañía Apple para interconexión de redes locales. Incluido en las computadoras Macintosh Apple a partir de 1984. Sin embargo, ha sido descontinuado y básicamente remplazado por TCP/IP 3. IPX/SPX (Internetwork Packet Exchange / Sequenced Packet eXchange) - es un protocolo de Novell que interconecta redes que usan clientes y servidores Novell Netware. Es un protocolo orientado a paquetes y no orientado a conexión, por lo que requiere que se establezca una conexión antes de que los paquetes se envíen.

4. NwLink - este protocolo es utilizado por los clientes o equipos con una plataforma (SO) de Microsoft para poder comunicarse con los clientes con plataforma Novell NetWare y que utilizan IPX/SPX/NetBios como protocolo. Resumen Al igual que los estándares de comunicación, los protocolos son extremadamente importantes para que los diferentes dispositivos se comuniquen entre sí en una red. Existen una variedad de protocolos con diferentes funciones pero con el mismo propósito, que es establecer conexión y transferencia de datagramas o segmentos de datos. La arquitectura del modelo TCP/IP es la más utilizada en las redes de comunicación hoy día. El TCP/IP contiene una suite o serie de protocolos y cuatro capas que permiten la interconexión entre los diferentes dispositivos electrónicos en una red de telecomunicaciones.