Gerencia en Redes y Telecomunicaciones

 

 

 

Protocolos 
 de 
Comunicación

 

Elaborado por: Milagros Hernández

 

 

Contenido

 

  Resumen

  Infografía

 

 

 

 

Resumen

Protocolos de Comunicación

 

 

Protocolo

Un protocolo es una serie de reglas que se utilizan para comunicarse. Por ejemplo, al hablar por teléfono sabemos que hay que contestar "bueno", para dar a entender a la persona que llama que estamos listos para escuchar. Ese es un ejemplo de protocolo, así como también lo son los tradicionales "cambio" o "cambio y fuera" en las conversaciones por radio.

 

Las computadoras, para poder funcionar en redes, necesitan de ciertos protocolos que les permitan regular las telecomunicaciones. Si no fuera por ellos, la comunicación entre máquinas sería imposible.

 

Una de las más relevantes contribuciones del proyecto de Internet, fue el desarrollo de protocolos de comunicación que permitieron que todas las computadoras pertenecientes a la red se mantuvieran al mismo nivel, evitando que un punto central tuviera a su cargo la administración de la información. Esos protocolos son conocidos como TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol).

 

Los protocolos gobiernan dos niveles de comunicaciones:

 

Para qué Sirven?

 

Ø     Para que los ordenadores usen métodos comunes para intercambiar bits y bytes, es decir los paquetes. (Cumplen las mismas funciones que los idiomas  para los humanos.

 

Servicios Principales:

 

Ø     Control del flujo: como coordino el intercambio de información entre el sistema origen y el  sistema destino.

Ø     Resolución de los posibles problemas debido a errores de transmisión.

 

Ø     Direccionamiento: cómo identifico cada nodo en una red.

 

Ø     Encaminamiento: cómo dirijo hacia el destino la información la información desde el nodo fuente.

 

Cómo opera un protocolo?

 

Un proceso recibe un mensaje lo procesa y envía una respuesta, sin que exista relación entre éste evento y otro anterior o posterior.

El proceso origen, conocerá la dirección del proceso destino y la incluirá en el mensaje.

Esta dirección, identificará únicamente a un procesador, quién conocerá al proceso destino.

El originador cuando despacha un mensaje, entre un estado de espera de respuesta en una de sus puertas.

El proceso destino ejecuta la función especificada en el mensaje, construye la respuesta (con resultados y dirección del origen) y envía el mensaje respuesta por una puerta de salida, (quedando libre para aceptar otro mensaje).

La respuesta llega al originador, quien realiza un chequeo para asegurarse que viene del lugar correcto antes de aceptarla, luego, pasa al estado "no espera respuesta" en esa puerta de entrada.

  

Para esto, el proceso que realiza la consulta deberá tener un reloj (timer) el que será activado al enviar el mensaje. El reloj enviara una señal al expirar el tiempo indicado en la activación indicando que la respuesta no llegó en el tiempo esperado por lo que el mensaje deberá ser retransmitido.

 

A continuación menciono y explico varios de estos protocolos, estos son los más importantes y/o comerciales hoy día:

 

FTP

HTTP

IPX/SPX

NFS

POP3

SCP

TCP/IP

 

 

FTP File Transfer Protocol, Protocolo de Transferencia de Archivos

El objetivo principal de este protocolo son varios puntos, promover el compartir archivos entre computadoras (programas y/o datos), alentar al uso remoto de las computadoras, y transferir datos de una forma segura y optima por computadora. FTP mas que para ser usado por un usuario directamente es para que los programas lo usen entre ellos para comunicarse.

 

Con este tipo de forma de hacer las cosas le ayudamos muchísimo al usuario a despreocuparse si el tiene contacto con macrocomputadoras, micro, mini o simples PC’s, gracias a un protocolo como este, no se necesita saber mucho y se logra lo que se quiere.

 

 HTTP Hyper Text Transfer Protocol, Protocolo para la transferencia  de hipertextos

 El protocolo para la transferencia de hipertextos es para todos los sistemas de información distribuidos que tengan la necesidad de mostrar la información y pasarla por una comunicación normal haciendo uso de las ligas de este lenguaje. La primera versión de este lenguaje (HTTP 0.9) se uso desde 1990.

 

IPX/SPX Internetwork Packet Exchange, Sequence Packet Exchange

 Este es un protocolo usado y registrado por la compañía mundial de redes Novell®

 

NFS Network file system, Sistema de archivos de RED

 NFS es un sistema distribuido para archivos, este es para las redes heterogéneas, con este protocolo, el usuario solo ve un directorio cuando esta dentro de la red, claro que tiene ramas dentro pero no puede ver mas arriba de el nivel en el que se entra, tal ves los archivos dentro de esta estructura del directorio ni siquiera esta en la misma computadora.

 

POP3 Post office protocol version 3

 Este es netamente un protocolo para la administración de correo en Internet.

 

 El Protocolo de oficina de correos - Versión 3 (POP3) está destinado a permitir que una estación de trabajo acceda dinámicamente a un maildrop en un host servidor de forma útil y eficiente. Esto significa que el protocolo POP3 se usa para permitir a una estación de trabajo recobrar correo que el servidor tiene almacenado.

Se entiende por maildrop, el "lugar" en el sistema con el MTS donde el correo es almacenado para que los otros nodos puedan trabajar con él sin necesidad de mantener su propio MTS

 

SCP Simple Communication Protocol

 Este es un simple protocolo que deja al servidor y al cliente tener múltiples conversaciones sobre una TCP normal, esto como es evidente declara que el protocolo SCP necesita montarse sobre el SCP, Este protocolo esta diseñado para ser simple de implementar.

 

El servicio principal de este protocolo es el control del dialogo entre el servidor y el cliente, administrando sus conversaciones y agilizadas en un alto porcentaje, este protocolo le permite a cualquiera de los dos (servidor cliente) establecer una sesión virtual sobre la normal.

 

TCP/IP Transfer Communication Protocol / Internet Protocol

 El TCP/IP es un conjunto de protocolos de comunicación, es decir de convenciones particulares, creadas para permitir la colaboración y la partición de recursos entre más ordenadores conectados entre sí en la que está definida como red o network. Internet es en absoluto la más grande entre todas las redes existentes, debido a que logra conectar entre sí ordenadores personales y redes de menor amplitud en todo el mundo. Sobre Internet, de hecho, puede usted encontrar en conexión los ordenadores de instituciones del gobierno, militares, universidades y empresas privadas. Lo que permite a máquinas tan distintas por hardware y por prestaciones, comunicar entre sí de manera casi transparente, es el, TCP/IP, el cual constituye un tipo de 'lenguaje universal' comprendido y utilizado por todas las máquinas que cooperan en red.

 

Vamos a empezar con algunas definiciones de base. El nombre más apropiado para indicar este conjunto de protocolos, es Internet protocol suite, es decir colección de protocolos de Internet. El TCP y el IP son dos protocolos que pertenecen a esta colección.

 

Puesto que éstos son también los protocolos más conocidos, ha entrado en el uso común llamar TCP/IP a toda la familia, aunque en algunas ocasiones una generalización parecida pueda resultar un error. Como quiera que se llame, el TCP/IP representa una familia de protocolos, proveen a la gestión de las funciones de bajo nivel, que son necesarias para la mayoría de las aplicaciones. El TCP y el IP pertenecen a los protocolos de bajo nivel. Sobre esta base, se desarrollan otros protocolos que gestionan funciones particulares, como la transferencia de ficheros, el envío del correo electrónico, la conexión remota, el control de los usuarios que se han conectado a la red en un momento específico, condividir impresoras y de programas aplicativos, y algo más.

 

Todo esto está generalmente simplificado en un modelo cliente/servidor, en el cual el servidor se identifica con el ordenador que proporciona un servicio específico, a través del network, (por ejemplo el (sitio FTP de VOL FTP es un servidor de ficheros y de informaciones sobre cómo utilizarlos de la manera mejor) y en el cual el término cliente se identifica con el ordenador que explota este servicio, aunque con la palabra cliente incluya también aquellos programas que uno utiliza para tener acceso a estos mismos servicios (por ejemplo el Tiber y el Netscape son dos clientes típicos para tener acceso a las páginas del WWW).

 

El TCP/IP es un conjunto de protocolos 'a capas' o, si se prefiere, 'a niveles'.

 

Para entender qué significa todo lo anterior pongamos un ejemplo sencillo. Imaginemos que se tiene que enviar correo a través de Internet. Lo primero que se necesita es definir un protocolo específico para el correo, o sea, un conjunto de reglas unívocamente reconocidas por todos los ordenadores conectados en red.

 

Dicho protocolo tendrá la tarea de coger la carta que hay que enviar, añadirle el emisor y el destinatario y enviarla a quien corresponda. Esto último es la tarea del protocolo específico de gestión del correo, que podría ser comparado al de una persona a la que un amigo muy ocupado le deja una carta y ella se encarga de ponerla en el sobre, escribir los datos de expedición y echarla al correo.

 

Evidentemente, si sólo existiese esta figura la carta se quedaría eternamente en el buzón sin que nadie se preocupase de hacerla llegar a su destino. Sin embargo, nuestro amigo muy ocupado tendría suerte ya que existe una camioneta del servicio de correos que dos veces al día vacía el buzón y transporta las cartas que allí encuentra a un lugar donde serán clasificadas y diferenciadas; allí su preciosísima carta será cuidada y mimada hasta que llegue al buzón del destinatario.

 

Para continuar con el paralelismo del ejemplo, diremos que el TCP/IP representa el sistema de transporte de Internet. En particular, el TCP se preocupa de 'empaquetar' bien todos los datos que le son suministrados por los protocolos de nivel superior; es posible que los subdivida en más partes si resultasen demasiado largos para un solo envío en red; asimismo recuerda lo que ha sido enviado, se acuerda de volver a enviarlo en el caso en que se hubiera perdido y controla que todo se realice de forma transparente para el usuario.

 

 El protocolo TCP/IP (Transmition Control Protocol/Internet Protocol) hace posible enlazar cualquier tipo de computadoras, sin importar el sistema operativo que usen o el fabricante. Este protocolo fue desarrollado originalmente por el ARPA (Advanced Research Projects Agency) del Departamento de Defensa de los Estados Unidos. Actualmente, es posible tener una red mundial llamada Internet usando este protocolo. Este sistema de IP permite a las redes enviar correo electrónico (e-mail), transferencia de archivos (FTP) y tener una interacción con otras computadoras (TELNET)no importando donde estén localizadas, tan solo que sean accesibles a través de Internet.

 

Arquitectura de Interconexión de Redes en TCP/IP 

Características

  • Protocolos de no conexión en el nivel de red. 

  • Conmutación de paquetes entre nodos. 

  • Protocolos de transporte con funciones de seguridad. 

  • Conjunto común de programas de aplicación. 

Para entender el funcionamiento de los protocolos TCP/IP debe tenerse en cuenta la arquitectura que ellos proponen para comunicar redes. Tal arquitectura ve como iguales a todas las redes a conectarse, sin tomar en cuenta el tamaño de ellas, ya sean locales o de cobertura amplia. Define que todas las redes que intercambiarán información deben estar conectadas a una misma computadora o equipo de procesamiento (dotados con dispositivos de comunicación); a tales computadoras se les denominan compuertas, pudiendo recibir otros nombres como enrutadores o puentes.

 

Direcciones IP 

  • Longitud de 32 bits. 

  • Identifica a las redes y a los nodos conectados a ellas. 

  • Especifica la conexión entre redes. 

  • Se representan mediante cuatro octetos, 
    escritos en formato decimal, separados por puntos. 

Para que en una red dos computadoras puedan comunicarse entre sí ellas deben estar identificadas con precisión Este identificador puede estar definido en niveles bajos (identificador físico) o en niveles altos (identificador lógico) de pendiendo del protocolo utilizado. TCP/IP utiliza un identificador denominado dirección Internet o dirección IP, cuya longitud es de 32 bytes. La dirección IP identifica tanto a la red a la que pertenece una computadora como a ella misma dentro de dicha red.

 

Clases de Direcciones IP

 

Clases

Número de Redes

Número de Nodos

Rango de Direcciones IP

A

127

16,777,215

1.0.0.0 a la 127.0.0.0

B

4095

65,535

128.0.0.0 a la 191.255.0.0

C

2,097,151

255

192.0.0.0 a la 223.255.255.0

Tomando tal cual está definida una dirección IP podría surgir la duda de cómo identificar qué parte de la dirección identifica a la red y qué parte al nodo en dicha red. Lo anterior se resuelve mediante la definición de las "Clases de Direcciones IP". Para clarificar lo anterior veamos que una red con dirección clase A queda precisamente definida con el primer octeto de la dirección, la clase B con los dos primeros y la C con los tres primeros octetos. Los octetos restantes definen los nodos en la red específica.

Los servicios más importantes de TCP/IP son:

Transferencia de Archivos FTP (File Transfer Protocol). Este protocolo permite a los usuarios obtener o enviar archivos a otras computadoras en una red amplia (Internet). En esto, hay que implementar cierta seguridad, para restringir el acceso a ciertos usuarios y además a ciertas partes del servidor (computadora).

Acceso Remoto: El acceso remoto(Telnet) en un protocolo que permite el acceso directo de un usuario a otra computadora en la red. Para establecer un Telnet, se debe establecer la dirección o nombre de la computadora a la cual se desea conectar. Mientras se tenga el enlace, todo lo que se escriba en la pantalla, será ejecutado en la computadora remota, haciendo un tanto invisible a la computadora local. Cuando se accede por este tipo de protocolos, generalmente la computadora remota pregunta por un nombre de usuario (user name, login, etc.) y por una clave (password). Cuando ya se desea terminar con la sesión, basta con terminar este protocolo, para salir generalmente con los comandos: logout, logoff, exit, etc.

Correo en las Computadoras (e-mail): Este protocolo permite enviar o recibir mensajes a diferentes usuarios en otras computadoras. Generalmente se tiene una computadora como servidor de correo electrónico, la cual debe estar todo tiempo corriendo este programa, ya que cuando se envía algún mensaje, la computadora trata de enviarlo a la que le corresponde y si esta estuviera apagada o no corriendo este programa, el mensaje se perdería. Esta es la inconveniencia de tener un servidor de correo en una computadora del tipo PC, ya que estas no están permanentemente encendidas ni corriendo el protocolo de correo electrónico.

Sistemas de archivo en red (NFS): Esto permite a un sistema acceder archivos en otra computadora de una manera mas apropiada que mediante un FTP. El NFS da la impresión de que los discos duros de la computadora remota están directamente conectados a la computadora local. De esta manera, se crea un disco virtual en el sistema local. Esto es bastante usado para diferentes propósitos, tales como poner gran cantidad de información en una cuantas computadoras, pero permitiendo el acceso a esos discos. Esto aparte de los beneficios económicos, además permite trabajar a los usuarios en varias computadoras y compartir archivos comunes.

Impresión Remota: Esto permite acceder impresoras conectadas en la red, para lo cual se crean colas de impresión y el uso de dichas impresoras se puede restringir, ya sea mediante alguna contraseña o a ciertos usuarios. Los beneficios son el poder compartir estos recursos.

Ejecución remota: Esto permite correr algún programa en particular en alguna computadora. Es útil cuando se tiene un trabajo grande que no es posible correr en un sistema pequeño, siendo necesario ejecutarlo en uno grande. Se tiene diferentes tipos de ejecución remota, por ejemplo, se puede dar algún comando o algunos para que sean ejecutados en alguna computadora en especifico. Con un sistema mas sofisticado, es posible que ese proceso sea cargado a alguna computadora que se encuentre disponible para hacerlo.

Servidores de Nombres: En instalaciones grandes, hay un una buena cantidad de colección de nombres que tienen que ser manejados, esto incluye a usuarios y sus passwords, nombre y direcciones de computadoras en la red y cuentas. Resulta muy tedioso estar manejando esta gran cantidad de información, por lo que se puede destinar a una computadora que maneje este sistema, en ocasiones es necesario acceder estos servidores de nombres desde otra computadora a través de la red.

Servidores de Terminales: En algunas ocasiones, no se requiere tener conectadas las terminales directamente a las computadoras, entonces, ellos se conectan a un servidor de terminales. Un servidor de terminales es simplemente una pequeña computadora que solo necesita correr el Telnet (o algunos otros protocolos para hacer el acceso remoto). , Si se tiene una computadora conectada a uno de estos servidores, simplemente se tiene que teclear el nombre de la computadora a la cual se desea conectar. Generalmente se puede tener varios en laces simultáneamente, y el servidor de terminales permitirá hacer la conmutación de una a otra en un tiempo muy reducido.

 El Módulo ICMP

El módulo ICMP (Internet Control Message Protocol) es el responsable de proporcionar información de control sobre la capa IP. Se encarga, por ejemplo, de informar a la máquina origen de los posibles errores IP que puedan surgir a lo largo del tránsito de un datagrama. Facilita, asimismo, un sistema rudimentario de gestión de encaminamiento y control de flujo, así como unos cuantos servicios como "echo" o "TimeStamp".

El sistema ICMP, tradicionalmente, ha sido modelado al margen de la capa IP, aunque físicamente ambos módulos suelen programarse juntos debido a su estrecha colaboración. En este Proyecto hemos decidido abordar la implantación desde el punto de vista de módulos separados, fieles a un enfoque modular.

Protocolo UDP

 El UDP es un protocolo sencillo en el sentido de que no aumenta de manera significativa la semántica del IP Solo proporciona a los programas de aplicación la capacidad para comunicarse mediante el uso del servicios de entrega de paquetes, sin conexión. Por lo tanto, los mensajes UDP se pueden perder, duplicar retrasar o entregar en desorden, el programa de aplicación que utiliza el UDP debe resolver estos problemas.

 

Proporciona el mecanismo primario que utilizan los programas de aplicación para enviar datagramas a otros programas de aplicación El UDP proporciona puertos de protocolo utilizados para distinguir entre muchos programas que se ejecutan en la misma maquina. Esto es, además de los datos, cada mensaje UDP contiene tanto el número de puerto de destino como el número de puerto de origen haciendo posible que el software UDP en el destinó entregue el mensaje al receptor correcto y que éste envíe una respuesta.

 

 

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 Infografía

 

 

                                        

 1.Generalidades de Internet. http://www.arsys.es/soporte/generalidades/protocolos.htm

Esta página describe lo que es  un Protocolo, TCP/IP, Protocolos a nivel de usuario. [Local]

 

 2.Protocolos. http://serviger.8m.com/PROTOCOLOS.htm

En esta dirección se encuentra información referente a los siete niveles del modelo OSI (físico, enlace, red, transporte, sesión, presentación y aplicación). [Local]

 

3.Protocolo TCP/IP. http://www.forest.ula.ve/~mana/cursos/redes/protocolos.html

Esta dirección ofrece información concerniente al Protocolo TCP/IP, explicando el funcionamiento del mismo y su arquitectura, las direcciones IP, las clases de direcciones IP, los servicios más importantes de TCP/IP. [Local]

 

4.Módulo ICMP. http://www.argo.es/~jcea/proyecto/icmp.htm

 El concepto de  Módulo ICMP su implementación  y su interfaz se especifica en esta página. [Local]

 

5.Protocolos de comunicación. http://www.personales.com/mexico/mexico/Redes/page5.html

En la página se habla de un curso que tiene como objetivo el estudio de los diferentes protocolos involucrados en la arquitectura de Internet luego dando varias opciones de protocolos como el TCP/IP, ICMP, IP y el UDP. [Local]

 

6. Protocolos de Comunicación. http://www.inf.udec.cl/~yfarran/web-redes/protocolos/redes03.htm

Introducción, definiciones, procesos, estructura de un Protocolo. [Local]

 

7. Diferentes Protocolos. http://www.unitec.edu.co/biblioteca/protocolos/tema7.html

Protocolo World Wide web, ICMP y  UDP. [Local]

 

8. Protocolos de Red. http://www.monografias.com/trabajos11/reco/reco.shtml#pro

Define lo que es un Protocolo de Red, los niveles de comunicación que gobiernan los protocolos, Ethernet, Token Ring, Arnet, dispositivos de redes. [Local]

 

 

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