¿Cómo se transmiten los datos de la red?
Modelo de referencia OSI y estructura del modelo de protocolo TCP/IP Modelo de referencia OSI, también conocido como marco de siete capas para Interconexión de sistemas heterogéneos---- ★ Capa física (Physical Layer) ---- Proporciona características mecánicas, eléctricas, funcionales y de proceso. Por ejemplo, especifica los tipos de cables y conectores utilizados, el voltaje al que se transmiten las señales, etc. En este nivel, los datos aún no están organizados y simplemente se procesan como un flujo de bits sin procesar o voltajes eléctricos. ---- ★ Capa de enlace de datos ---- realiza una transmisión de datos sin errores. Recibe un flujo de bits de datos sin procesar de la capa física, formando tramas (grupos de bits) para la transmisión entre dispositivos de red. La trama contiene las direcciones físicas de las estaciones de origen y destino. ---- ★ Capa de red ---- Maneja el enrutamiento entre redes para garantizar la transmisión oportuna de datos. Las tramas de la capa de enlace de datos se organizan en paquetes que contienen un encabezado de capa de red, que contiene información de dirección lógica: las direcciones de red de los sitios de origen y destino. ---- ★La capa de transporte proporciona el establecimiento, mantenimiento y eliminación de conexiones de transmisión, y es responsable de transmitir datos de manera confiable. ---- ★Capa de sesión ---- Proporciona un mecanismo para establecer y mantener la comunicación entre aplicaciones, incluida la verificación de acceso y la gestión de sesiones. Por ejemplo, la autenticación del servidor y el registro de usuarios se realizan mediante la capa de sesión. ---- ★ Capa de presentación ---- Proporciona servicios formales para la presentación y traducción de datos. La capa de presentación completa la compresión, descompresión, cifrado y descifrado de datos. ---- ★ Capa de aplicación ---- Proporciona servicios de interfaz entre la red y el software de aplicación del usuario. OSI/RM es un modelo de interconexión de sistemas abiertos definido por la Organización Internacional de Normalización en comunicaciones de red. Este estándar de protocolo abierto fue definido por la Organización Internacional de Normalización (ISO) en 1978. Con este modelo abierto, los fabricantes de equipos de red pueden desarrollar productos de red de acuerdo con los mismos estándares y, en última instancia, lograr la compatibilidad mutua. Todo el modelo OSI/RM se divide en siete capas, de abajo hacia arriba: capa física, capa de enlace de datos, capa de red, capa de transporte, capa de sesión, capa de presentación y capa de aplicación. Al recibir datos, los datos se transmiten de abajo hacia arriba; al enviar datos, los datos se transmiten de arriba a abajo. (1) Capa física Esta es la capa más baja de todo el modelo de referencia OSI y su tarea es proporcionar una conexión física a la red. Por lo tanto, la capa física se construye sobre el medio físico (en lugar de protocolos y sesiones lógicos) y proporciona interfaces mecánicas y eléctricas. Incluye principalmente cables, puertos físicos y equipos auxiliares, como pares trenzados en la red, cables coaxiales, equipos de cableado (como tarjetas de red, etc.), interfaces RJ-45, puertos serie y paralelo, etc., todos trabajan en esto. capa. Los servicios proporcionados por la capa física incluyen: conexión física, secuenciación de unidades de datos de servicios físicos (el orden en que la entidad física receptora recibe los bits es el mismo que el orden en que los envía la entidad física emisora) y datos. identificación del circuito. (2) Capa de enlace de datos La capa de enlace de datos se basa en capacidades de transmisión física, con tramas como unidades de transmisión de datos. Sus principales tareas son la encapsulación de datos y el establecimiento de enlaces de datos. En la información de datos encapsulados, el segmento de dirección contiene las direcciones del nodo emisor y del nodo receptor, el segmento de control se utiliza para indicar el número y tipo de tramas conectadas, el segmento de datos contiene los datos reales que se transmitirán y el error. El segmento de control se utiliza para detectar errores en la transmisión de tramas. Los protocolos disponibles en la capa de enlace de datos son SLIP, PPP, X25 y Frame Relay. Los concentradores comunes y los dispositivos de red de conmutación de bajo nivel funcionan en esta capa, al igual que los módems y otros dispositivos de acceso telefónico. Los conmutadores que funcionan en esta capa a menudo se denominan "conmutadores de capa 2". Específicamente, las funciones de la capa de enlace de datos incluyen: establecimiento y liberación de conexiones de enlace de datos, composición de unidades de datos de enlace de datos, segmentación, delimitación y sincronización de conexiones de enlace de datos, control de secuencia y flujo, y detección y recuperación de errores. (3) Capa de red La capa de red pertenece a un nivel superior en OSI, como puede verse por su nombre, resuelve problemas de comunicación entre redes, es decir, entre redes, en lugar de dentro de la misma red. La función principal de la capa de red es proporcionar enrutamiento, es decir, seleccionar la mejor ruta al host de destino y transmitir paquetes de datos a lo largo de esta ruta. Además, la capa de red debe poder eliminar la congestión de la red y tener capacidades de control de flujo y control de congestión.
Los enrutadores de borde de red funcionan en esta capa y los conmutadores avanzados actuales también pueden funcionar directamente en esta capa, por lo que también proporcionan funciones de enrutamiento, comúnmente conocidos como "conmutadores de capa 3". Las funciones de la capa de red incluyen: establecer y desmantelar conexiones de red, selección y retransmisión de rutas, multiplexación de conexiones de red, segmentación y agrupación de bloques, selección y transmisión de servicios y control de flujo. (4) Capa de transporte La capa de transporte resuelve el problema de la calidad de la transmisión de datos entre redes y pertenece a un nivel superior. La capa de transporte se utiliza para mejorar la calidad del servicio de la capa de red y proporcionar una transmisión de datos confiable de un extremo a otro. Como se suele decir, la QoS es el servicio principal de esta capa. Esta capa involucra principalmente protocolos de transmisión de red, que proporcionan un conjunto de estándares de transmisión de datos de red, como el protocolo TCP. Las funciones de la capa de transporte incluyen: mapeo de direcciones de transporte a direcciones de red, multiplexación y segmentación, establecimiento y liberación de conexiones de transporte, segmentación y reensamblaje, agrupación y bloqueo. Según la naturaleza principal de los servicios proporcionados por la capa de transporte, los servicios de la capa de transporte se pueden dividir en las siguientes tres categorías: Clase A: la conexión de red tiene una tasa de error aceptable y una tasa de notificación de fallas aceptable. Los servicios de Clase A son una red confiable. servicios, generalmente llamados Servicios de circuitos virtuales. Categoría C: una conexión de red con una tasa de error inaceptable. La categoría C tiene la peor calidad de servicio. Las redes que brindan servicios de datagramas o conmutación de paquetes de radio entran en esta categoría. Clase B: la conexión de red tiene una tasa de error aceptable y una tasa de notificación de fallas inaceptable. Los servicios de Clase B se encuentran entre la Clase A y la Clase C. Los servicios de Clase B se brindan en la WAN e Internet. (5) Capa de sesión La capa de sesión utiliza la capa de transporte para proporcionar servicios de sesión. La sesión puede ser un usuario que inicia sesión en un host a través de la red, o puede ser una sesión que se establece para transferir archivos. Las funciones de la capa de sesión incluyen: conexión de sesión a mapeo de conexión de transporte, transmisión de datos, recuperación y liberación de conexión de sesión, gestión de sesión, gestión de tokens y gestión de actividades. (6) Capa de presentación La capa de presentación se utiliza para la representación de la gestión de datos. Por ejemplo, los archivos de texto se representan mediante ASCII y EBCDIC, y los números se representan mediante representación suplementaria 1S o 2S. Si las partes que se comunican utilizan representaciones de datos diferentes, no podrán entenderse entre sí. La capa de presentación se utiliza para proteger esta diferencia. Las funciones de la capa de presentación incluyen: conversión de sintaxis de datos, representación de sintaxis, gestión de conexiones de presentación, cifrado de datos y compresión de datos. (7) Capa de aplicación Esta es la capa más alta del modelo de referencia OSI y la capa más alta de la solución, es decir, el proceso de aplicación del programa, que se enfrenta directamente a la aplicación específica del usuario. La capa de aplicación contiene los protocolos y funciones requeridos por las aplicaciones de usuario para realizar tareas de comunicación, como correo electrónico y transferencia de archivos. En esta capa, FTP, SMTP, POP y otros protocolos del protocolo TCP/IP han aplicado completamente el protocolo TCP/IP.
El protocolo TCP/IP no se ajusta completamente al modelo de referencia de siete capas OSI. El modelo de referencia tradicional de interconexión de sistemas abiertos es una abstracción de siete capas de protocolos de comunicación, en la que cada capa realiza tareas específicas. El propósito de este modelo es permitir que varios hardware se comuniquen entre sí en el mismo nivel. Estas 7 capas son: capa física, capa de enlace de datos, capa de red, capa de transporte, capa de voz, capa de presentación y capa de aplicación. El protocolo de comunicación TCP/IP adopta una estructura jerárquica de 4 capas, y cada capa llama a las funciones proporcionadas por la siguiente capa de red para satisfacer sus propias necesidades. Las cuatro capas son:
Capa de aplicación: la capa de comunicación entre aplicaciones, como transmisión simple de correo electrónico (SMTP), protocolo de transferencia de archivos (FTP), protocolo de acceso remoto a la red (Telnet), etc.
Capa de transporte: en esta capa, proporciona servicios de transmisión de datos entre nodos, como el Protocolo de control de transmisión (TCP), el Protocolo de datagramas de usuario (UDP), etc. TCP y UDP agregan paquetes de datos Los datos se transmiten y pasa a la siguiente capa, que es responsable de transmitir los datos y determinar que los datos han sido entregados y recibidos.
Capa de red de interconexión: Responsable de proporcionar funciones básicas de transmisión de paquetes de datos para que cada paquete de datos pueda llegar al host de destino (pero no verifica si se recibe correctamente), como el Protocolo de Internet (IP).
Capa de interfaz de red: gestiona los medios de red reales y define cómo utilizar la red real (como Ethernet, líneas serie, etc.) para transmitir datos.
2. Protocolos en cada capa del modelo de referencia OSI y modelo de protocolo TCP/IP FTP, SMTP, POP y otros protocolos de comunicación TCP/IP en el protocolo TCP/IP.
Este La sección presenta brevemente La estructura interna de TCP/IP sienta las bases para discutir cuestiones de seguridad relacionadas con Internet. El conjunto de protocolos TCP/IP es popular en parte porque se puede utilizar en una variedad de canales y protocolos subyacentes, como interfaces seriales T1 y X.25, Ethernet y RS-232. Para ser precisos, el protocolo TCP/IP es un conjunto de protocolos que incluye los protocolos TCP e IP, el protocolo UDP (Protocolo de datagramas de usuario), el protocolo ICMP (Protocolo de mensajes de control de Internet) y algunos otros.