Capitulo no3 parte_i

Server Network and Administración

Modelo TCP/IP
Capa de Aplicación

Lcda. Carol Puche

En este capítulo, aprenderá a:

•Describir cómo las funciones de las tres capas superiores del modelo
OSI proporcionan servicios de red a las aplicaciones de usuario final.
•Describir cómo los protocolos de la capa de aplicación TCP/IP
proporcionan los servicios especificados por 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).
Fuente Bibliográfica: Currículo de Cisco CCNA V.4

En este capítulo, aprenderá a:

•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.


1. Modelo OSI y TCP/IP :Capa de Aplicación

La capa de Aplicación, Capa siete, 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.


1.1. Modelo OSI y TCP/IP :Capa de
Aplicación

Los protocolos de capa de aplicación de TCP/IP más conocidos son aquellos que proporcionan intercambio de la
información del usuario. Estos protocolos especifican la información de control y formato (formatear y direccionar
los datos) 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 en 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, File Transfer Protocol) se utiliza para la tansferencia interactiva
de archivos entre sistemas.


1.2 Modelo OSI y TCP/IP :Capa de
Aplicación

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

Aplicaciones son los programas de software que utiliza la gente para comunicarse a través de la red. Algunas
aplicaciones de usuario final son compatibles con 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.


Aplicación

Dentro de la capa de Aplicación, existen dos formas de procesos o programas de software que proporcionan
acceso a la red: aplicaciones y servicios.

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 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.


Aplicación Protocolos y sus Funciones


2. El Modelo 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, que responde enviando uno o más streams de datos al cliente. Los protocolos de 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.


2.1. El Modelo Cliente/Servidor

Un servidor generalmente es una computadora que contiene información para ser compartida con
muchos sistemas de cliente. Por ejemplo, páginas Web, documentos, bases de datos, imágenes,
archivos de audio y vídeo pueden almacenarse en un servidor y enviarse a los clientes que lo solicitan.

Diferentes tipos de aplicaciones del servidor tienen diferentes requerimientos para el acceso de
clientes. Algunos servidores pueden requerir de autenticación de la información de cuenta del usuario
para verificar si el usuario tiene permiso para acceder a los datos solicitados o para utilizar una
operación en particular.

En una red cliente-servidor, el servidor ejecuta un servicio o proceso, a veces denominado daemon de
servidor. Los daemons se describen como servidores que "escuchan" una solicitud del cliente, porque
están programados para responder cada vez que el servidor recibe una solicitud para el servicio
proporcionado por el daemon. Cuando un daemon "escucha" una solicitud de un cliente, intercambia
los mensajes adecuados con el cliente, según lo requerido por su protocolo, y procede a enviar los
datos solicitados al cliente en el formato correspondiente.


2.3 Protocolos y servicios de la capa de
aplicación

Una única aplicación puede emplear diferentes servicios de la capa de
Aplicación, así lo que aparece para el usuario como una solicitud para
una página Web puede, de hecho, ascender a docenas de solicitudes
individuales. Y, para cada solicitud, pueden ejecutarse múltiples
procesos. Por ejemplo, un cliente puede necesitar de diversos procesos
individuales para formular sólo una solicitud al servidor.

Además, los servidores generalmente tienen múltiples clientes que
solicitan información al mismo tiempo. Por ejemplo, un servidor Telnet
puede tener varios clientes que requieren conectarse a él. Estas
solicitudes individuales del cliente pueden manejarse en forma
simultánea y separada para que la red sea exitosa. Los servicios y
procesos de capa de Aplicación dependen del soporte de las funciones
de la capa inferior para administrar en forma exitosa las múltiples
conversaciones.


2.4. Redes y Aplicaciones entre Pares
P2P, Peer-To -Peer

Modelo Punto a Punto
Además del modelo cliente/servidor para redes, existe también un modelo punto a punto. Las redes punto a punto tienen dos
formas distintivas: diseño de redes punto a punto y aplicaciones punto a punto (P2P). Ambas formas tienen características
similares pero en la práctica funcionan en forma muy distinta.
Redes entre pares
En una red entre pares, dos o más computadoras están conectadas a través de una red y pueden compartir recursos (por ejemplo,
impresora y archivos) sin tener un servidor dedicado. Cada dispositivo final conectado (conocido como punto) puede funcionar
como un servidor o como un cliente. Una computadora puede asumir el rol de servidor para una transacción mientras funciona en
forma simultánea como cliente para otra transacción. Los roles del cliente y el servidor se configuran según las solicitudes.
Un ejemplo de una red entre pares es una simple red doméstica con dos computadoras conectadas que comparten una
impresora. Cada persona puede configurar su computadora para compartir archivos, habilitar juegos en red o compartir una
conexión de Internet. Otro ejemplo sobre la funcionalidad de la red punto a punto son dos computadoras conectadas a una gran
red que utilizan aplicaciones de software para compartir recursos entre ellas a través de la red.


2.4. Redes y Aplicaciones entre Pares
P2P, Peer-To -Peer

A diferencia del modelo cliente/servidor, que utiliza servidores dedicados, las redes punto a punto descentralizan los recursos en
una red. En lugar de ubicar información para compartir en los servidores dedicados, la información puede colocarse en cualquier
parte de un dispositivo conectado. La mayoría de los sistemas operativos actuales admiten compartir archivos e impresoras sin
requerir software del servidor adicional. Debido a que las redes punto a punto generalmente no utilizan cuentas de usuarios
centralizadas, permisos ni monitores, es difícil implementar las políticas de acceso y seguridad en las redes que contienen mayor
cantidad de computadoras. Se deben establecer cuentas de usuario y derechos de acceso en forma individual para cada
dispositivo.


2.4 Redes y Aplicaciones entre Pares
P2P, Peer-To -Peer

Aplicaciones punto a punto

Una aplicación punto a punto (P2P), a diferencia de una red punto a punto, permite a un dispositivo actuar como cliente o como
servidor dentro de la misma comunicación. En este modelo, cada cliente es un servidor y cada servidor es un cliente. Ambos
pueden iniciar una comunicación y se consideran iguales en el proceso de comunicación. Sin embargo, las aplicaciones punto a
punto requieren que cada dispositivo final proporcione una interfaz de usuario y ejecute un servicio en segundo plano. Cuando
inicia una aplicación punto a punto específica, ésta invoca la interfaz de usuario requerida y los servicios en segundo plano. Luego,
los dispositivos pueden comunicarse directamente.


Protocolos y servicios DNS

Ahora que comprendemos mejor cómo las aplicaciones proporcionan una interfaz para el usuario y acceso a la red, veremos
algunos protocolos específicos que se utilizan comúnmente.

Como veremos más adelante, la capa de transporte utiliza un esquema de direccionamiento que se llama número de puerto. Los
números de puerto identifican las aplicaciones y los servicios de la capa de Aplicación que son los datos de origen y destino. Los
programas del servidor generalmente utilizan números de puerto predefinidos comúnmente conocidos por los clientes. Mientras
examinamos los diferentes servicios y protocolos de la capa de Aplicación de TCP/IP, nos referiremos a los números de puerto TCP
y UDP normalmente asociados con estos servicios. Algunos de estos servicios son:
•Sistema de nombres de dominio (DNS): puerto TCP/UDP 53.
•Protocolo de transferencia de hipertexto (HTTP, Hypertext Transfer Protocol): puerto TCP 80.
•Protocolo simple de transferencia de correo (SMTP, Simple Mail Transfer Protocol): puerto TCP 25.
•Protocolo de oficina de correos (POP): puerto UDP 110.
•Telnet: puerto TCP 23.
•Protocolo de configuración dinámica de host: puerto UDP 67.
•Protocolo de transferencia de archivos (FTP, File Transfer Protocol): puertos TCP 20 y 21.


3. Protocolos y servicios DNS

DNS
En redes de datos, los dispositivos son rotulados con direcciones IP numéricas para que puedan participar en el envío y recepción
de mensajes a través de la red. Sin embargo, la mayoría de las personas pasan mucho tiempo tratando de recordar estas
direcciones numéricas. Por lo tanto, los nombres de dominio fueron creados para convertir las direcciones numéricas en nombres
simples y reconocibles.
El Sistema de nombres de dominio (DNS) se creó para que el nombre del dominio busque soluciones para estas redes. DNS utiliza
un conjunto distribuido de servidores para resolver los nombres asociados con estas direcciones numéricas.
El protocolo DNS define un servicio automatizado que coincide con nombres de recursos que tienen la dirección de red numérica
solicitada. Incluye las consultas sobre formato, las respuestas y los formatos de datos. Las comunicaciones del protocolo DNS
utilizan un formato simple llamado mensaje. Este formato de mensaje se utiliza para todos los tipos de solicitudes de clientes y
respuestas del servidor, mensajes de error y para la transferencia de información de registro de recursos entre servidores.



Un servidor DNS proporciona la resolución de nombres utilizando el daemon de nombre que generalmente se llama named (se
pronuncia name-dee).

El servidor DNS almacena diferentes tipos de registros de recursos utilizados para resolver nombres. Estos registros contienen el
nombre, la dirección y el tipo de registro.

Algunos de estos tipos de registro son:
A: una dirección de un dispositivo final.
NS: un servidor de nombre autoritativo.
CNAME: el nombre ideal (o Nombre de dominio completamente calificado) para un alias, que se utiliza cuando varios servicios
tienen una única dirección de red pero cada servicio tiene su propia entrada en DNS.
MX: registro de intercambio de correos, asigna un nombre de dominio a una lista de servidores de intercambio de correos para ese
dominio.

Cuando un cliente realiza una consulta, el proceso "named" del servidor primero observa en sus propios registros para ver si puede
resolver el nombre. Si no puede resolver el nombre utilizando los registros almacenados, contacta a otros servidores para hacerlo.

La solicitud puede pasar por un número de servidores, lo cual lleva tiempo adicional y consume ancho de banda. Una vez que se
encuentra una coincidencia y se devuelve al servidor solicitante original, el servidor almacena temporalmente en la caché la
dirección numerada que coincide con el nombre.

Si vuelve a solicitarse ese mismo nombre, el primer servidor puede regresar la dirección utilizando el valor almacenado en el caché
de nombres. El almacenamiento en caché reduce el tráfico de la red de datos de consultas DNS y las cargas de trabajo de los
servidores más altos de la jerarquía. El servicio del cliente DNS en las PC de Windows optimiza el rendimiento de la resolución de
nombres DNS almacenando previamente los nombres resueltos en la memoria. El comando ipconfig /displaydns muestra todas las
entradas DNS en caché en un sistema informático con Windows XP o 2000.



El sistema de nombres de dominio utiliza un sistema jerárquico para crear una base de datos para proporcionar una resolución de
nombres. La jerarquía es similar a un árbol invertido con la raíz en la parte superior y las ramas por debajo.

En la parte superior de la jerarquía, los servidores raíz mantienen registros sobre cómo alcanzar los servidores de dominio de nivel
superior, los cuales a su vez tienen registros que apuntan a los servidores de dominio de nivel secundario y así sucesivamente.

Los diferentes dominios de primer nivel representan el tipo de organización o el país de origen. Algunos ejemplos de dominios de
primer nivel son:
.au: Australia
.co: Colombia
.com: una empresa o industria
.jp: Japón
.org: una organización sin fines de lucro

Después de los dominios de primer nivel se encuentran los dominios de segundo nivel y, debajo de estos, hay otros dominios de
nivel inferior.

Cada nombre de dominio es una ruta a través de este árbol invertido que comienza desde la raíz.

Por ejemplo: como se muestra en la figura, el servidor DNS raíz puede no saber exactamente dónde se encuentra el servidor de
correo electrónico mail.cisco, pero lleva un registro de los dominios "com" dentro de los dominios de primer nivel. Asimismo, los
servidores dentro del dominio "com" pueden no tener un registro de mail.cisco.com, pero sí tienen un registro para el dominio
"cisco.com". Los servidores dentro del dominio cisco.com tienen un registro (un registro MX para ser exactos) para mail.cisco.com.

El sistema de nombres de dominio depende de esta jerarquía de servidores descentralizados y mantiene estos registros de
recursos. Los registros de recursos enumeran nombres de dominios que el servidor puede resolver y servidores alternativos que
también pueden procesar solicitudes. Si un determinado servidor tiene registros de recursos que corresponden a su nivel en la
jerarquía de dominios, se dice que es autoritativo para esos registros.

Por ejemplo: un servidor de nombres en el dominio cisco.netacad.net no sería autoritativo para el registro mail.cisco.com porque
ese registro se mantiene en un servidor de nivel de dominio superior, específicamente el servidor de nombres en el dominio
cisco.com .


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