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Protocolos y funcionalidad
de la capa de Aplicación

Aspectos básicos de networking: Capítulo 3

Elaboradas por: Mendoza Vazquez Raymundo

© 2007 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Cisco Public 1

Objetivos
 Definir la capa de aplicación como el origen
y el destino de los datos para la comunicación
a través de redes.
 Explicar la función de los protocolos en relación
con el soporte de la comunicación entre los
procesos de cliente y servidor.
 Describir las funciones, el funcionamiento y la
utilización de los conocidos servicios de la capa
de aplicación TCP/IP (HTTP, DNS, SMTP).


Modelos OSI y TCP/IP
Software de la Capa de aplicación
Aplicaciones del usuario, servicios y protocolos
Funcions del protocolo de capa de aplicación

APLICACIONES: LA INTERFAZ
ENTRE REDES


Modelo OSI y TCP/IP
 La Capa de Aplicación proporciona la interfaz entre las
aplicaciones que utilizamos para comunicarnos y la red
subyacente en la cual se transmiten los mensajes.

Componentes de
la Capa de
Aplicación:

1. Aplicaciones

2. Servicios

3. Protocolos

Interconexión de sistema abierto (OSI).

Modelo OSI y TCP/IP
 Los protocolos de la Capa de Aplicación (Capa 7) se utilizan para
intercambiar los datos entre los programas que se ejecutan en los
host de origen y destino.


Modelo OSI y TCP/IP
La Capa de Presentación (Capa 6) tiene tres funciones primarias:
I. Codificación y Conversión de datos de la Capa de Aplicación
para garantizar que los datos del dispositivo de origen puedan ser interpretados por la aplicación
adecuada en el dispositivo de destino.

I. Compresión de los datos
de forma que puedan ser descomprimidos por el dispositivo de destino.

I. Encriptación de los datos
para transmisión y descifre de los datos cuando se reciben en el destino.


Modelo OSI y TCP/IP
La Capa de Sesión (Capa 5) cumple las siguientes funciones:
I. Crea y mantiene diálogos entre aplicaciones de origen y destino.
II. Maneja el intercambio de información para:
a) Iniciar los diálogos
b) Mantenerlos activos
c) Reiniciar sesiones que se interrumpieron o desactivaron durante un periodo de
tiempo prolongado


Modelo OSI y TCP/IP
Los protocolos de Capa de Aplicación de TCP/IP especifican la información de
control y formato necesaria para muchas de las funciones de comunicación de
Internet más comunes.

DNS (Domain Name Service) se utiliza para resolver
nombres de Internet en direcciones IP.

Telnet, un protocolo de emulación de terminal, se
utiliza para proporcionar acceso remoto a servidores
y a dispositivos de red.

SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) se utiliza para
la transferencia de mensajes de correo y adjuntos.

DHCP (Dynamic Host Configuratión Protocol) se
utiliza para solicitar y asignar dirección IP, default
gateway y dirección de servisor DNS a un host de la
red

HTTP (Hypertext Transfer Protocol) se utiliza para
transferir archivos que forman las páginas Web de la
World Wide Web.

FTP (File Transfer Protocol) se utiliza para la
transferencia interactiva de archivos entre sistemas.


Software de la Capa de Aplicación
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.

En la Capa de Aplicación
existen dos funcionalidades
del software:
i. De aplicación:
proporcionan la interfaz
humana
ii. De servicio: Siguen los
protocolos para preparar
los datos de la red


Aplicaciones, Servicios y Protocolos de Capa de Aplicación
 En la Capa de Aplicación las aplicaciones proporcionan a las personas una forma de crear mensajes, los
servicios establecen una interfaz con la red y los protocolos proporcionan las reglas y los formatos que
regulan el tratamiento de los datos. Un único programa ejecutable debe utilizar los tres componentes e
inclusive el mismo nombre(Telnet).

Dentro de la capa de aplicación los
protocolos especifican:

qué mensajes se intercambian entre los
host de origen y de destino,

la sintaxis de los comandos de control,

el tipo y formato de los datos que se
transmiten y

los métodos adecuados para
notificación y recuperación de errores.


Funciones del protocolo de la capa de Aplicación


Modelo Cliente-Servidor
Servidores
Protocolo y Servicios de la Capa de Aplicación
Redes y Aplicaciones entre Pares (P2P, Peer-to-Peer)

TOMA DE MEDIDAS PARA LAS
APLICACIONES Y LOS
SERVICIOS

El modelo Cliente-Servidor

•El dispositivo que solicita información se denomina
cliente y el dispositivo que responde a la solicitud
se denomina servidor.  Además de la transferencia real de datos,
este intercambio puede requerir de
•El cliente comienza el intercambio solicitando los información adicional, como la
datos al servidor, que responde enviando uno o autenticación del usuario y la identificación
más streams de datos al cliente. de un archivo de datos a transferir
(centralizar la administración e implementar
•Los protocolos de Capa de Aplicación describen el la seguridad de forma más sencilla).
formato de las solicitudes y respuestas entre
clientes y servidores.

Servidores
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.
– En otros casos, como una impresora de red, el
En una red cliente-servidor, el servidor ejecuta un
servidor de impresión envía las solicitudes de servicio o proceso en segundo plano: Daemon (y no
impresión del cliente a la impresora específica. se encuentran bajo control directo del usuario).

Los Daemons se describen como servidores que
"escuchan" una solicitud del cliente, y están
 Diferentes tipos de aplicaciones del programados para responder cada vez que el
servidor tienen diferentes requerimientos servidor recibe una solicitud para el servicio
para el acceso de clientes. proporcionado por el Daemon.

a)Autenticación de la información de cuenta del Cuando un Daemon "escucha" una solicitud de un
usuario para verificar si el usuario tiene permiso cliente, intercambia los mensajes adecuados con el
para acceder: cliente, según lo requerido por su protocolo, y
a) a los datos solicitados o procede a enviar los datos solicitados al cliente en el
b) para utilizar una operación en particular. formato correspondiente.

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.

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.


Redes y Aplicaciones entre Pares (P2P
Peer-to-Peer)
Modelo punto a punto.
Las redes punto a punto tienen
dos formas distintivas:
1) Diseño de redes punto a
punto y
2) Aplicaciones punto a
punto (P2P).

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.
o Cada dispositivo final conectado (punto) puede funcionar como un servidor o cliente.

o Una computadora puede asumir el rol de servidor para una transacción mientras
funciona en forma simultánea como cliente para otra transacción.

o Los roles del cliente y el servidor se configuran según las solicitudes.

Redes y Aplicaciones entre Pares (P2P
Peer-to-Peer)

Ejemplo:
1) Una simple red doméstica con dos computadoras conectadas que comparten:
 Una impresora. / Compartir archivos / Habilitar juegos en red / Conexión de
Internet.
2) Dos computadoras conectadas a una gran red que utilizan aplicaciones de software
para compartir recursos entre ellas a través de la red.

Las redes punto a punto:
i. Descentralizan los recursos en una red.
ii. Es difícil implementar las políticas de acceso y seguridad en las redes que
contienen mayor cantidad de computadoras.
iii. Se deben establecer cuentas de usuario y derechos de acceso en forma individual
para cada dispositivo. © 2007 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Cisco Public 17

Redes y Aplicaciones entre Pares (P2P Peer-to-Peer)
 Aplicaciones Punto a Punto (P2P)
– Permite a un dispositivo actuar como cliente o como servidor dentro de la misma
comunicación (se consideran iguales en el proceso de comunicación).
–Requieren que cada dispositivo final proporcione una interfaz de usuario y ejecute un
servicio en segundo plano.

Algunas aplicaciones
P2P utilizan un sistema
híbrido donde se
descentraliza el acceso
a los recursos pero los
índices que apuntan a
las ubicaciones de los
recursos están
almacenados en un
directorio centralizado.


Números de Puerto
DNS

EJEMPLOS DE SERVICIOS Y
PROTOCOLOS DE LA CAPA
DE APPLICACIÓN

Números 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 números de puerto TCP y UDP normalmente son asociados a los
diferentes servicios y protocolos de la Capa de Aplicación.,

 Algunos de estos servicios son:
DNS: puerto TCP/UDP 53.
HTTP: puerto TCP 80.
SMTP: puerto TCP 25.
POP: puerto UDP 110.
Telnet: puerto TCP 23.
DHCP: puerto UDP 67.
FTP: puertos TCP 20 y 21.


Protocolo y Servicios 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.
 Los nombres de dominio fueron creados para convertir las direcciones
numéricas en nombres simples y reconocibles.


Protocolo y Servicios DNS (…2)
DNS
–Utiliza un conjunto distribuido de servidores para resolver los nombres asociados con estas
direcciones numéricas.
–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.


 EJEMPLO
 En la figura, cuando se ejecuta nslookup, se
muestra el servidor DNS por defecto configurado
para su host. En este ejemplo, el servidor DNS es
dns-sjk.cisco.com que tiene una dirección de
171.68.226.120.

 Luego podemos escribir el nombre de un host o
dominio para el cual deseamos obtener la
dirección. En la primer consulta de la figura, se
DNS es un servicio cliente/servidor. El cliente hace una consulta para www.cisco.com. El servidor
DNS (resolución DNS) admite resolución de de nombre que responde proporciona la dirección
nombre para otras aplicaciones de red y 198.133.219.25.
servicios que lo necesiten.

nslookup  Las consultas mostradas en la figura son sólo
•permite al usuario consultar manualmente pruebas simples. La utilidad nslookup tiene muchas
los servidores de nombre para resolver un opciones disponibles para lograr una extensa
determinado nombre de host. verificación y prueba del proceso DNS.
•Resuelve los problemas de resolución de
nombres y verificar el estado actual de los
servidores de nombres. © 2007 Cisco Systems, Inc. Todos los derechos reservados. Cisco Public 23

Un servidor DNS
utiliza el daemon de nombre named (se pronuncia
name-dee).
almacena diferentes tipos de registros de recursos
utilizados para resolver nombres.
Los registros contienen el nombre, la dirección y el
tipo de registro.

Tipos de registro en un servidor DNS:
o A: una dirección de un dispositivo final.
o NS: un servidor de nombre autoritativo.
o 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.
o MX: registro de intercambio de correos, asigna un
El comando ipconfig /displaydns
nombre de dominio a una lista de servidores de
intercambio de correos para ese dominio. muestra todas las entradas DNS en
caché en un sistema informático con
Windows XP o 2000.

 DNS 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.

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


Servicio WWW y HTTP
Cuando se escribe una dirección Web (o
URL) en un explorador de Internet, el
explorador establece una conexión con el
servicio Web del servidor que utiliza el
protocolo HTTP.
o|URL (o Localizador Uniforme de Recursos) y
o URI (Identificador Uniforme de Recursos)

Los exploradores pueden interpretar y
presentar muchos tipos de datos como:
a) texto sin formato ,
b) HTML (Hyper Text Markup Languaje) o
c) requerir plug-ins o complementos.


Servicio WWW y HTTP (…2)
HTTP especifica un protocolo de
solicitud/respuesta.
Los tres tipos de mensajes más
comunes son:
I. GET,
II. POST y
III. PUT.

GET es una solicitud de datos del
cliente.
Un explorador Web envía el
mensaje GET para solicitar las
páginas desde un servidor Web.
Como se muestra en la figura, una
vez que el servidor recibe la
solicitud GET, responde con una
línea de estado, como HTTP/1.1
200 OK, y un mensaje solo, cuyo
cuerpo puede ser el archivo
solicitado, un mensaje de error o
alguna otra información.

Servicio WWW y HTTP (…2)
POST y PUT se utilizan para
enviar mensajes que cargan los
datos al servidor Web.
Por ejemplo, cuando el usuario
ingresa datos en un formulario
incorporado en una página Web,
POST incluye los datos en el
mensaje enviado al servidor.
PUT carga los recursos o el
contenido al servidor Web.
Aunque es muy flexible, HTTP no
es un protocolo seguro. Los
mensajes POST cargan información
al servidor en un texto sin formato
que puede ser interceptado y leído.
De forma similar, las respuestas del
servidor, generalmente páginas
HTML, también son descifradas
HTTPS puede utilizar autenticación
y encriptación.

Servicios de e-mail y protocolos SMTP/POP
Dos ejemplos de protocolos de capa de aplicación son:
– Protocolo de Oficina de Correos (POP) y
–Protocolo Simple de Transferencia de Correo (SMTP)
Cuando una persona escribe mensajes de correo
electrónico un Agente de usuario de correo (MUA)
o cliente de correo electrónico. MUA permite enviar
los mensajes y colocar los mensajes recibidos en
el buzón del cliente; ambos procesos son
diferentes.

Para recibir e-mails desde un servidor de e-mail, el
cliente de correo electrnico puede utilizar un POP.

Al enviar un e-mail desde un cliente o un servidor,
se utilizan formatos de mensajes y cadenas de
comando definidas por el protocolo SMTP.

En general, un cliente de correo electrónico
proporciona la funcionalidad de ambos protocolos
dentro de una aplicación.


El servidor de e-mail ejecuta dos
procesos individuales:
–Agente de transferencia de correo
(MTA, Mail Transfer Agent).
–Agente de entrega de correo
(MDA, Mail Delivery Agent).

El proceso MTA se utiliza para enviar correos electrónicos.
El MTA recibe mensajes desde el MUA u otro MTA en otro servidor de e-mail. Según el
encabezado del mensaje, determina cómo debe reenviarse un mensaje para llegar a destino.
Si el correo está dirigido a un usuario cuyo buzón está en el servidor local, el correo se pasa al
MDA.
Si el correo es para un usuario que no está en el servidor local, el MTA enruta el e-mail al MTA
en el servidor correspondiente.

MDA acepta una parte del e-mail desde un
MTA y realiza el envío real.
El MDA recibe todo el correo entrante desde
el MTA y lo coloca en los buzones de los
usuarios correspondientes.
El MDA también puede resolver temas de
entrega final, como análisis de virus, correo
no deseado filtrado y manejo de acuses de
recibo.
La mayoría de las comunicaciones de e-mail
utilizan las aplicaciones MUA, MTA y MDA.
Sin embargo, existen otras alternativas para
enviar e-mails.

 El cliente puede estar conectado a un sistema de e-mails corporativo, (Lotus Notes de IBM, Groupwise de
Novell o Microsoft Exchange) que tienen su propio protocolo propietario.

El servidor envía o recibe correos electrónicos por Internet a través de la gateway de correo de internet del
producto, que realiza el reformateo que sea necesario

Un servicio de correo en un explorador Web para así recuperar y enviar mensajes. Algunas computadoras
pueden ejecutar su propio MTA y administrar e-mails de dominio interno.

POP y POP3 (POP v.3) son protocolos de envío de
correo entrante y protocolos cliente/servidor típicos.
Envían e-mails desde el servidor de e-mail al cliente
MUA. El MDA escucha cuando un cliente se conecta a
un servidor. Una vez establecida la conexión, el
servidor puede enviar el e-mail al cliente.
SMTP rige la transferencia de e-mails salientes desde
el cliente emisor al servidor de e-mail (MDA), como así
también el transporte de e-mails entre servidores de e-
mail (MTA).
El formato de mensajes del protocolo SMTP utiliza un
conjunto rígido de comandos y respuestas. Estos
comandos admiten los procedimientos utilizados en el
SMTP, como inicio de sesión, transacción de correo,
reenvío de correo, verificación de nombres de buzones,
expansión de listas de correo y apertura y cierre de
intercambios.

Algunos de los comandos especificados en el protocolo SMTP son:
HELO: identifica el proceso de cliente SMTP para el proceso de servidor SMTP.
EHLO: es la versión más nueva de HELO, que incluye extensiones de servicios, y
MAIL FROM: identifica al emisor.
RCPT TO: identifica al receptor, y
DATA: identifica el cuerpo del mensaje.

FTP FTP requiere de dos conexiones entre
cliente y servidor:
i. Para controlar el tráfico: comandos del cliente y
respuestas del servidor
(Puerto 21).
i. Para la transferencia real de archivos y se crea
cada vez que se transfiere un archivo
(Puerto 20).

La transferencia de archivos puede
producirse en ambas direcciones.
o El cliente puede descargar (bajar) un archivo
desde el servidor o
El FTP se desarrolló para permitir las o El cliente puede cargar (subir) un archivo en el
transferencias de archivos entre un cliente y servidor.
un servidor.

Un cliente FTP es una aplicación que se
ejecuta en una computadora y se utiliza para
cargar y descargar archivos desde un
servidor que ejecuta el daemon FTP (FTPd).

DHCP
 DHCP permite a un host obtener una
dirección IP en forma dinámica cuando se
conecta a la red.

 El servidor DHCP elije una dirección de un
rango configurado de direcciones
denominado "pool" y se la asigna
("alquila") al host por un período
establecido.

 En redes locales más grandes o donde
cambia frecuentemente la población
usuaria, es preferible el DHCP.
El servicio DHCP permite a los dispositivos
de una red obtener direcciones IP y demás
información de un servidor DHCP.
 DHCP hace posible el acceso a Internet
Este servicio automatiza la asignación de utilizando zonas activas inalámbricas en
direcciones IP, máscaras de subred, aeropuertos o cafés.
gateways y otros parámetros de redes IP.


DHCP (…2)

 El servidor de DHCP en la mayoría de las redes medianas y grandes está generalmente ubicado en un
servidor dedicado local basado en PC.Con las redes domésticas, el servidor de DHCP se ubica en el ISP
y un host de la red doméstica recibe la configuración IP directamente desde el ISP.
 DHCP puede representar un riesgo a la seguridad porque cualquier dispositivo conectado a la red puede
recibir una dirección.
 Muchas redes utilizan tanto el direccionamiento estático como el DHCP.
 DHCP se utiliza para hosts de propósitos generales, como los dispositivos de usuario final, y las
direcciones fijas se utilizan para dispositivos de red como gateways, switches, servidores e impresoras.

DHCP (…3)
1. Cuando un dispositivo configurado por DHCP se 4. Teniendo en cuenta que la dirección IP solicitada
inicia o conecta a la red, el cliente envía un por el cliente u ofrecida por el servidor, aún es
paquete DESCUBRIMIENTO de DHCP para válida, el servidor devolverá un mensaje ACK
identificar cualquier servidor de DHCP disponible DHCP que le informa al cliente que finalizó el
en la red. alquiler.
2. Un servidor DHCP contesta con una Oferta de 5. Si la oferta ya no es válida, quizás debido al
DHCP, que es un mensaje de oferta de alquiler tiempo o o que a otro cliente se le asigno el
con información asignada de dirección IP, alquiler, el servidor seleccionado responderá con
máscara de subred, servidor DNS y gateway por un mensaje NAK DHCP (acuse de recibo negativo).
defecto, como también la duración del alquiler.
6. Si se envía un mensaje NAK DHCP, el proceso de
3. El cliente puede recibir varios paquetes de oferta selección debe comenzar nuevamente con la
de DHCP si hay más de un servidor DHCP en la transmisión de un nuevo mensaje DHCP
red local, por lo tanto debe escojer entre ellos y DISCOVER.
enviar un broadcast de paquete con una solicitud
de DHCP que identifique el servidor y la oferta de 7. Una vez que el cliente tenga el alquiler, debe
alquiler específicos que el cliente está aceptando. renovarse antes de la expiración del alquiler por
Un cliente puede elegir solicitar una dirección medio de otro mensaje DHCP REQUEST.
previamente asignada por el servidor.


Tarea:

Elabore de forma individual un mapa mental y uno
conceptual de los siguientes temas del capitulo 3 de la
curricula de CISCO CCNA3:
–Protocolo SMB y servicios para compartir archivos
–Gnutella y servicios P2P
–Protocolos y Servicios Telnet
Fecha de Entrega: Jueves 22/SEP/11
Envió: e-mail
Restricciones: Trabajos iguales se eliminaran


Resumen


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