Modelos de Red - Parte 4 de 4 - MODELO TCP/IP

                                   MODELO TCP/IP

Hola amigos, hoy veremos el modelo TCP/IP, es parecido al modelo OSI, solo que en este modelo algunas capas del modelo OSI se fusionan para crear menos capas, pero tienen la misma funcionalidad.

Este tema es muy corto debido a que es la misma funcionalidad solo que desde un enfoque diferente:

Como vemos en la imagen las capa 7, 6 y 5 se fusionan en una sola llamada Aplicación, la capa de transporte queda igual, la capa 3 cambia de nombre a capa de Internet y la capa 2 y 1 se juntan en una nueva llamada Acceso al medio.

• Capa 4 o capa de aplicación: aplicación, asimilable a las capas: 5 (sesión), 6 (presentación) y 7 (aplicación), del modelo OSI. La capa de aplicación debía incluir los detalles de las capas de sesión y presentación OSI. Crearon una capa de aplicación que maneja aspectos de representación, codificación y control de diálogo.
• Capa 3 o capa de transporte: transporte, asimilable a la capa 4 (transporte) del modelo OSI.
• Capa 2 o capa de internet: Internet, asimilable a la capa 3 (red) del modelo OSI.
• Capa 1 o capa de acceso al medio: acceso al medio, asimilable a la capa 2 (enlace de datos) y a la capa 1 (física) del modelo OSI.

Este tema lo pongo ya que es un modelo que existe, pero es menos utilizado; como dato en la guía de cisco CCNA si lo toman en cuenta mas que le modelo OSI, pero para efectos prácticos y de diagnostico el modelo OSI se me hace mas completo y mas descriptivo que el modelo TCP/IP, ya que cada capa tiene una función especifica y puedes atacar un problema de manera mas rápida.

Espero les haya servido el tema, si tienen alguna duda o comentario favor de dejarlo.

Modelos de Red - Parte 3 de 4 - EJEMPLO PRACTICO DE MODELO OSI

EJEMPLO PRACTICO DE MODELO OSI

Hola amigos, el día de hoy les traigo el modelo OSI pero viendo como se lleva a cabo en la comunicación entre dos máquinas, en un post anterior vimos la comunicación de dos hosts, aquí veremos como se mueve la comunicación pero dentro del host, como se "prepara" para poder enviarse a través de la red.

El ejemplo será el mismo, desde una PC se hace una petición de HTTP a una servidor, este ejemplo será viéndolo desde la perspectiva del modelo OSI.

Paso 1.- Capa 7 - Aplicación, Esta capa actúa cuando abrimos la aplicación que es nuestro navegador web (chrome, egde, firefox, etc.. y tecleamos la dirección web que queremos visitar, en este caso el servidor remoto.

Paso 2.- Capa 6 - Presentación, Esta capa es en la que residen los formatos como el HTML, JPEG, mp3, wav, etc.. es la capa que "presenta" el formato que deseamos visualizar o interacturar.

Paso 3.- Capa 5 - Sesión, Esta capa se encarga de abrir la sesión con el otro servidor y mantiene esta sesión activa hasta que se defina que finalizo. *OJO este tipo de sesión es diferente al tipo de sesión IP.

Estas 3 capas anteriores se pueden encapsular como una capa de aplicación, estas 3 capas para ingenieros en redes son menos importantes ya que en efectos prácticos un ingeniero de redes se "preocupa" por las capas 1 a la 4, ya que en estas capas determinas si los hosts tienen comunicación o no, en seguridad actualmente se ve hasta capa 7, ya que los firewalls actuales tienen seguridad en capas hasta de aplicación.

Paso 4.- Capa 4 - Transporte, Esta capa tiene dos términos que se unen, protocolo y puerto; Como protocolos tenemos a los antes mencionados TCP/UDP como los principalmente usados, el ICMP (ping), IKE (vpn) tambien son parte de esta capa, como recordaremos el protocolo TCP es orientado a conexión esto quiere decir que los datos se vuelven a reenviar, en este caso el navegador usa un procotolo TCP para iniciar la sesión y como puerto utiliza el 80 (http) como ya se menciono anteriormente. En esta capa se le llama segmento a la unión del protocolo y puerto.

En esta imagen, podemos ver el comando netstat el cual nos sirve para ver las sesiones activas, en este caso de izquierda a derecha podemos ver el protocolo que se utiliza, la IP de origen y puerto de origen, en la siguiente columna se ve la IP de destino y el puerto de destino. Esta herramienta nos puede ayudar en servidores para ver desde que IPs se están conectando y a que puertos, puede ser una primera linea de defensa para determinar algún tipo de ataque o intento de escucha.

Paso 5.- Capa 3 - Red, En esta capa el host agrega la información de su IP y la IP de destino, en esta capa se llama paquete a este conjunto de IP, se agregan los puertos de origen y de destino de la capa anterior y el tipo de protocolo, a este tipo de mezcla de IP + Puerto se llama socket, el cual es la unión de una IP y un puerto. En la imagen de netstat podemos ver en la columna de Dirección local se ve el socket ya que es IP + Puerto.

Paso 6.- Capa 2 - Enlace de datos, En esta capa se agrega la información de Mac Address de origen y Mac Address de destino, sumando lo anterior seria la IP origen, Puerto origen, Protocolo, IP destino, puerto destino. En esta capa se llama trama a toda la unión.

Paso 7.- Capa 1 - Física, En esta capa ya estamos hablando de cables, tarjetas de red, bits, fibra  óptica, etc.. en esta capa la información pasa en pulsos eléctricos o haces de luz.

Todo este proceso se llama encapsulación, ya que como vemos se encapsulan todos los datos de cada capa en uno solo. Quedando de la siguiente manera:

En la imagen vemos el FCS (Frame Check Sequence) el cual es un conjunto de bits de capa 2 donde se le aplica a la trama una ecuación matematica que da un resultado el cual es el FCS, este resultado se compara en ambos lados, si es igual se trata como que la trama quedo correcta, si el FCS es diferente se manda un aviso de que llego incorrecta la trama y se pide de nuevo el paquete.

Con esto terminamos con el modelo OSI, espero haya sido interesante este tema, ya que complementa como una red trabaja. Si tienes alguna duda o comentario, favor de hacerlo.

Modelos de Red - Parte 2 de 4 - MODELO OSI

MODELO OSI 

Hola amigos, el post de hoy es sobre el Modelo OSI y como nos ayuda en hacer un buen diagnostico cuando alguna comunicación en la red falla.

Para empezar hay que definir el modelo OSI (Open System Interconnection), el modelo OSI es un standard de comunicaciones, de hecho se puede concebir como un estándar de estandars ya que en cada de una de las capas interactuán protocolos o ciertos lineamientos en cuanto por ejemplo en capa física cableado.

Como podemos ver el Modelo OSI esta compuesto por capas, las cuales van desde la física que se refiere a los pulsos eléctricos, los cables, etc... a la capa de aplicación en el cual conviven los protocolos de aplicaciones como el http, pop, etc...

El modelo OSI nació como un estándar para que todas las comunicaciones se unificaran y se comuniquen correctamente entre sí, sin la ayuda de este modelo o el TCP/IP cada fabricante tendría su propia forma de comunicación lo cual crearía una red caótica y compleja.

Vamos a ver las capas del modelo OSI:

Capa Física

Es la que se encarga de la topología de red y de las conexiones globales de la computadora hacia la red, se refiere tanto al medio físico como a la forma en la que se transmite la información.

Sus principales funciones se pueden resumir como:

• Definir el medio o medios físicos por los que va a viajar la comunicación: cable de pares trenzados , cable coaxial, guías de onda, aire, fibra óptica.
• Definir las características materiales (componentes y conectores mecánicos) y eléctricas (niveles de tensión) que se van a usar en la transmisión de los datos por los medios físicos.
• Definir las características funcionales de la interfaz (establecimiento, mantenimiento y liberación del enlace físico).
• Transmitir el flujo de bits a través del medio.
• Manejar las señales eléctricas del medio de transmisión, polos en un enchufe, etc...

Capa Enlace de Datos 

Esta capa se ocupa del direccionamiento físico, del acceso al medio, de la detección de errores, de la distribución ordenada de tramas y del control del flujo.

Es uno de los aspectos más importantes que revisar en el momento de conectar dos ordenadores, ya que está entre la capa 1 y 3 como parte esencial para la creación de sus protocolos básicos (MAC, IP), para regular la forma de la conexión entre computadoras así determinando el paso de tramas, verificando su integridad, y corrigiendo errores.

Dadas estas situaciones cabe recalcar que el dispositivo que usa la capa de enlace es el Switch que se encarga de recibir los datos del router y enviar cada uno de estos a sus respectivos destinatarios , dada esta situación se determina como el medio que se encarga de la corrección de errores, manejo de tramas, protocolización de datos (se llaman protocolos a las reglas que debe seguir cualquier capa del modelo OSI).

Capa de Red

Se encarga de identificar el enrutamiento existente entre una o más redes. Las unidades de datos se denominan paquetes, y se pueden clasificar en protocolos enrutables y protocolos de enrutamiento.

Enrutables: viajan con los paquetes (IP, IPX, APPLETALK)

Enrutamiento: permiten seleccionar las rutas (RIP, IGRP, EIGRP, OSPF, BGP)

El objetivo de la capa de red es hacer que los datos lleguen desde el origen al destino, aun cuando ambos no estén conectados directamente. Los dispositivos que facilitan tal tarea se denominan encaminadores o enrutadores, aunque es más frecuente encontrarlo con el nombre en inglés routers. Los routers trabajan en esta capa, aunque pueden actuar como switch de nivel 2 en determinados casos, dependiendo de la función que se le asigne. Los firewalls actúan sobre esta capa principalmente, para descartar direcciones de máquinas.

En este nivel se realiza el direccionamiento lógico y la determinación de la ruta de los datos hasta su receptor final.

Capa de Transporte

La capa de transporte garantiza que los mensajes se entregan sin errores, en secuencia y sin pérdidas o duplicaciones. Libera a los protocolos de capas superiores de cualquier cuestión relacionada con la transferencia de datos entre ellos y sus pares.

El tamaño y la complejidad de un protocolo de transporte depende del tipo de servicio que pueda obtener de la capa de transporte. Para tener una capa de transporte confiable con una capacidad de circuito virtual, se requiere una mínima capa de transporte. Si la capa de red no es confiable o solo admite datagramas, el protocolo de transporte debería incluir detección y recuperación de errores extensivos.

La capa de transporte proporciona:

• Segmentación de mensajes: acepta un mensaje de la capa (de sesión) que tiene por encima, lo divide en unidades más pequeñas (si no es aún lo suficientemente pequeño) y transmite las unidades más pequeñas a la capa de red. La capa de transporte en la estación de destino vuelve a ensamblar el mensaje.
• Confirmación de mensajes: proporciona una entrega de mensajes confiable de extremo a extremo con confirmaciones.
• Control del tráfico en mensajes: indica a la estación de transmisión que "dé marcha atrás" cuando no haya ningún búfer de mensaje disponible.
• Multiplexación de sesión: multiplexa varias secuencias de mensajes, o sesiones, en un vínculo lógico y realiza un seguimiento de qué mensajes pertenecen a qué sesiones (consulte la capa de sesiones).

Los protocolos mas comunes en la capa de transporte son TCP y UDP.

Capa de Sesión

Proporciona los mecanismos para controlar el diálogo entre las aplicaciones de los sistemas finales. En muchos casos, los servicios de la capa de sesión son parcialmente, o incluso, totalmente prescindibles. No obstante en algunas aplicaciones su utilización es ineludible.

La capa de sesión proporciona los siguientes servicios:

• Control del Diálogo: Éste puede ser simultáneo en los dos sentidos (full-duplex) o alternado en ambos sentidos (half-duplex).
• Agrupamiento: El flujo de datos se puede marcar para definir grupos de datos.
• Recuperación: La capa de sesión puede proporcionar un procedimiento de puntos de comprobación, de forma que si ocurre algún tipo de fallo entre puntos de comprobación, la entidad de sesión puede retransmitir todos los datos desde el último punto de comprobación y no desde el principio.

Capa de Presentación

El objetivo es encargarse de la representación de la información, de manera que aunque distintos equipos puedan tener diferentes representaciones internas de caracteres, los datos lleguen de manera reconocible.

Esta capa es la primera en trabajar más el contenido de la comunicación que el cómo se establece la misma. En ella se tratan aspectos tales como la semántica y la sintaxis de los datos transmitidos, ya que distintas computadoras pueden tener diferentes formas de manejarlas.

Esta capa también permite cifrar los datos y comprimirlos. Por lo tanto, podría decirse que esta capa actúa como un traductor.

La capa de presentación proporciona:

• Traducción del código de caracteres, por ejemplo, de ASCII a EBCDIC.
• Conversión de datos: orden de bits, CR-CR/LF, punto flotante entre enteros, etc...
• Compresión de datos: reduce el número de bits que es necesario transmitir en la red.
• Cifrado de datos: cifra los datos por motivos de seguridad. Por ejemplo, cifrado de contraseñas.

Capa de Aplicación

Ofrece a las aplicaciones la posibilidad de acceder a los servicios de las demás capas y define los protocolos que utilizan las aplicaciones para intercambiar datos, como correo electrónico (Post Office Protocol y SMTP), gestores de bases de datos y servidor de ficheros (FTP). Hay tantos protocolos como aplicaciones distintas y puesto que continuamente se desarrollan nuevas aplicaciones el número de protocolos crece sin parar.

Cabe aclarar que el usuario normalmente no interactúa directamente con el nivel de aplicación. Suele interactuar con programas que a su vez interactúan con el nivel de aplicación pero ocultando la complejidad subyacente.

Esta capa contiene varias funciones que se utilizan con frecuencia:

• Uso compartido de recursos y redirección de dispositivos
• Acceso a archivos remotos
• Acceso a la impresora remota
• Comunicación entre procesos
• Administración de la red
• Servicios de directorio
• Mensajería electrónica (como correo)
• Terminales virtuales de red

Espero esta información les sea de utilidad, en el siguiente post pondré un ejemplo práctico de como se ven la comunicación pasando por las distintas capas. Si tienen algún comentario o duda favor de dejarlo.

Modelos de Red - Parte 1 de 4 - ARQUITECTURAS DE RED

Modelos de Red - Arquitecturas de Red

Hola amigos, el día de hoy les hablare de una arquitectura muy común en las empresas que se conoce como "Three-tier" ya que la veremos como capas.

Este tipo de arquitectura nace ya que si empezamos a conectar switches entre ellos y sin ningún control y sin orden, al tener un problema será muy difícil identificarlo y solucionarlo, es por eso que se usa por capas, ya que cada una tiene un fin en especifico.

Primero veremos la arquitectura y las capas que lo conforman:

La primera capa que veremos sera la capa de acceso, en estos switches se conectan todos los dispositivos finales, por ejemplo PCs, Access Points, Telefonos, etc...

Las funciones que proporciona la capa de acceso en un diseño de red de tres capas son:

Switching de capa 2

Alta disponibilidad

Seguridad del puerto

Clasificación y marcación de QoS, y límites de confianza

Inspección del protocolo de resolución de direcciones (ARP)

Listas de control de acceso virtual (VACL)

Árbol de expansión

Alimentación por Ethernet y VLAN auxiliares para VoIP

La segunda capa es la de distribución, en esta capa se encuentran los switches que distribuyen las vlans entre los switches, ya sea por piso o por edificio, por lo regular los switches que se encuentran en esta capa tienen dos fuentes de poder para tener una redundancia y en caso de fallo no se vean afectados los switches que están conectados a ellos.

Las funciones que proporciona la capa de distribución en un diseño de red de tres capas son:

Agregar dominios de difusión de capa 2 y límites de routing de capa 3

Proporcionar funciones inteligentes de switching, de routing y de política de acceso a la red para acceder al resto de la red

Proporcionar una alta disponibilidad al usuario final mediante los switches de capa de distribución redundantes, y rutas de igual costo al núcleo

Proporcionar servicios diferenciados a distintas clases de aplicaciones de servicio en el perímetro de la red

Proporcionar un límite de control entre las otras capas.

Los dispositivos de networking que se ubican en la capa de distribución suelen ser los routers y los switches multicapa.

La ultima capa es el Core, es donde se encuentran los switches core que transmiten una gran cantidad de tráfico de red, ya que por lo general por ellos pasa el acceso a Internet y el inter-vlan.

Se utilizan en caso de que se quieran conectar varios switches de diferentes pisos u oficinas que se encuentren adyacentes y mueven todo ese tráfico a través de los switches de distribución.

Las funciones que proporciona la capa de núcleo en un diseño de red de tres capas son:

Proporcionar switching de alta velocidad (es decir, un transporte rápido)

Proporcionar confiabilidad y tolerancia a fallas

Lograr la escalabilidad mediante equipos más rápidos y no con más equipos

Evitar la manipulación de paquetes que implica una gran exigencia para la CPU a causa de la seguridad, la inspección, la clasificación de la calidad de servicio (QoS) u otros procesos

Combinarse con la capa de distribución para proporcionar un diseño contraído

Proporcionar aislamiento de fallas y conectividad backbone de switch de alta velocidad

Transportar los datos con rapidez.

Espero la información sea de utilidad, si tienen algún comentario o duda por favor de dejarlo.