Contenidos sobre principios de redes informáticas y tecnología de la comunicación.
1.1Modelo de referencia OSI
1.1.1Jerarquía OSI
Capa 7 Capa de aplicación: la capa más alta en OSI. Proporciona un medio para que tipos específicos de aplicaciones de red accedan al entorno OSI. La capa de aplicación determina la naturaleza de la comunicación entre procesos para satisfacer las necesidades del usuario. La capa de aplicación no solo debe proporcionar el intercambio de información y las operaciones remotas requeridas por el proceso de solicitud, sino también servir como agente de usuario del proceso de solicitud para completar algunas funciones necesarias para el intercambio de información. Incluye: acceso y gestión de transferencia de archivos FTAM, terminal virtual VT, procesamiento de transacciones TP, acceso remoto a bases de datos RDA, especificación de mensajes de fabricación MMS, servicio de directorio DS y otros protocolos;
Capa de presentación de capa 6: se utiliza principalmente A Representación de la información intercambiada entre dos sistemas de comunicación. Resolver problemas gramaticales de información de usuario para usuarios de nivel superior. Incluye funciones como intercambio de formato de datos, cifrado y descifrado de datos, compresión y recuperación de datos;
Capa 5 Capa de Sesión: - Establecimiento de una conexión terminal entre dos nodos. Proporciona un mecanismo de control de diálogo entre aplicaciones del sistema final. Este servicio incluye configurar si la conexión se establece en modo full-duplex o half-duplex, aunque el modo dúplex se puede manejar en la capa 4;
Capa de Transporte de Capa 4: - Entrega General de Datos - Conexión Orientada o sin conexión. Proporcionar a los usuarios de la capa de sesión un mecanismo de servicio de transmisión de datos optimizado, transparente y confiable de extremo a extremo. Incluyendo servicios full-duplex o half-duplex, control de flujo y recuperación de errores;
Capa de red Capa 3: - Esta capa establece una conexión entre dos nodos a través del direccionamiento y es la capa de transporte del extremo de origen para el Después de enviar los paquetes, se seleccionan los nodos de enrutamiento y conmutación apropiados y los paquetes se transmiten con precisión a la capa de transporte del destino de acuerdo con la dirección. Implica enrutar y transmitir datos a través de la red de interconexión;
Capa 2 Capa de enlace de datos: - Esta capa enmarca los datos y maneja el control del flujo. Proteja la capa física, proporcione una conexión de enlace de datos para la capa de red y realice una transmisión de datos casi sin errores en una conexión física que pueda fallar. Esta capa especifica la topología y proporciona direccionamiento de hardware;
Capa 1 Capa física: en la parte inferior del modelo de referencia OSI. La función principal de la capa física es utilizar medios de transmisión físicos para proporcionar conexiones físicas para que la capa de enlace de datos transmita de forma transparente flujos de bits.
Cuando se envían datos, estos pasan de la séptima capa a la primera capa, y al recibir datos ocurre lo contrario.
Las tres capas superiores se denominan colectivamente capa de aplicación y se utilizan para controlar aspectos del software. Las cuatro capas inferiores se denominan colectivamente capa de flujo de datos y se utilizan para administrar el hardware.
Los datos se dividirán cuando se envíen a la capa de flujo de datos.
Los datos en la capa de transporte se denominan segmento, la capa de red se denomina paquete, la capa de enlace de datos se denomina trama y la capa física se denomina flujo de bits. Este nombre se denomina PDU. (Unidad de Datos de Protocolo)
1.1.2 Tres niveles de abstracción en el proceso de formulación OSI
1.1.3 El significado de servicios y protocolos en OSI
1.1 .4 SAP, interfaz entre capas y unidad de transmisión de datos en OSI
1.1.5 Primitivas de servicio en OSI
1.1.6 Tipos de servicios en OSI
1.2Red IP jerarquía
1.2.1Jerarquía de red IP Composición estructural
1.2.2 Relación entre jerarquía de red IP y OSI
1.2.3Familia de protocolos TCP/IP
El protocolo TCP/IP no es un nombre colectivo para todos los protocolos, sino que se refiere a todo el conjunto de protocolos TCP/IP de Internet.
En términos del modelo de capas de protocolo, TCP/IP consta de cuatro capas: capa de interfaz de red, capa de red, capa de transporte y capa de aplicación.
El protocolo TCP/IP no es totalmente coherente con el modelo de referencia de siete capas OSI (Open System Interconnect) es un modelo de referencia de interconexión de sistema abierto tradicional y una referencia abstracta de siete capas para los protocolos de comunicación. Modelo en el que cada capa realiza una tarea específica. 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 interfaz de red), capa de red (capa de red), capa de transporte, capa de sesión, capa de presentación y capa de aplicación (capa de aplicación). El protocolo de comunicación TCP/IP adopta una estructura jerárquica de 4 capas, y cada capa llama a la red proporcionada por la siguiente capa para completar sus propias necesidades.
Dado que los diseñadores de ARPNET se centran en la interconexión de redes y permiten que la subred de comunicación (capa de interfaz de red) adopte varios protocolos existentes o futuros, no se proporcionan protocolos especiales en esta capa. De hecho, el protocolo TCP/IP se puede conectar a cualquier red a través de la capa de interfaz de red, como la red de conmutación X.25 o la LAN IEEE802.
1.3 Cómo entender la arquitectura de una red informática
1.4 Direccionamiento en el proceso de comunicación de la red
1.4.1 Estructura de direccionamiento
1.4. 2 Proceso de direccionamiento
Ejercicio 2.1Protocolo IPv4
2.1.1Formato de datagrama IPv4
2.1.2Dirección IPv4
2.1.3Encapsulación segmentada IPv4
2.1.4Módulo funcional IPv4
2.1.5Proceso de envío y recepción IPv4
2.1.6Enrutamiento IPv4
2.2Protocolo IPv6
IPv6 es la abreviatura de Protocolo de Internet versión 6, donde Protocolo de Internet se traduce como "Protocolo de Internet". IPv6 es el protocolo IP de próxima generación diseñado por IETF (Internet Engineering Task Force) para reemplazar la versión actual del protocolo IP (IPv4). IPv6 se propuso resolver algunos de los problemas y deficiencias de IPv4. Al mismo tiempo, también propuso mejoras en muchos aspectos, como el enrutamiento y la configuración automática. Después de un largo período de existencia de IPv4 e IPv6, IPv6 eventualmente reemplazará por completo a IPv4 y ocupará una posición dominante en Internet.
2.2.1Formato de paquete IPv6
2.2.2Encabezado de extensión IPv6
IPv6 simplifica el encabezado de datos para reducir la sobrecarga del procesador y ahorrar ancho de banda de la red. El encabezado IPv6 consta de un encabezado básico y múltiples encabezados de extensión (encabezado de extensión). El encabezado básico tiene una longitud fija (40 bytes) y contiene información que todos los enrutadores deben procesar. Dado que la mayoría de los paquetes en Internet simplemente son reenviados por enrutadores, una longitud fija del encabezado ayuda a acelerar el enrutamiento. El encabezado IPv4 tiene 15 campos, mientras que el encabezado IPv6 tiene solo 8 campos. La longitud del encabezado IPv4 la especifica el campo IHL, mientras que el encabezado IPv6 está fijo en 40 bytes. Esto facilita que los enrutadores procesen los encabezados IPv6. Al mismo tiempo, IPv6 también define una variedad de encabezados de extensión, lo que hace que IPv6 sea extremadamente flexible y puede brindar un soporte sólido para una variedad de aplicaciones. También brinda la posibilidad de admitir nuevas aplicaciones en el futuro. Estos encabezados se colocan entre el encabezado IPv6 y el encabezado de la capa superior, y cada uno puede identificarse mediante un valor único de "siguiente encabezado". Con la excepción del encabezado de opciones tramo por tramo (que transporta información que debe ser procesada por cada nodo a lo largo de la ruta de transmisión), el encabezado de extensión solo se procesa cuando llega al nodo de destino especificado en el encabezado IPv6 (cuando en el En el caso de multidifusión, es cada nodo de destino especificado). Allí, el método de decodificación estándar utilizado en el siguiente campo de encabezado de IPv6 llama al módulo correspondiente para procesar el primer encabezado de extensión (o el encabezado de la capa superior si no hay un encabezado de extensión). El contenido y la semántica de cada encabezado de extensión determinan si se procesa el siguiente encabezado. Por lo tanto, los encabezados de extensión deben procesarse en el orden en que aparecen en el paquete. Una implementación completa de IPv6 incluye la implementación de los siguientes encabezados extendidos: encabezado de opciones segmento por segmento, encabezado de opciones de destino, encabezado de enrutamiento, encabezado de segmentación, encabezado de autenticación, encabezado de encapsulación de seguridad de carga útil y encabezado de destino final.
2.2.3 Dirección IPv6
IPv6 amplía cuatro veces la longitud de la dirección IP existente, de los 32 bits actuales de IPv4 a 128 bits, para admitir una gran cantidad de nodos de red. De esta forma, el número total de direcciones IPv6 es aproximadamente 3,4*10E38. En promedio, en la superficie de la tierra habrá 6,5*10E23 direcciones por metro cuadrado.
IPv6 admite más niveles de jerarquía de direcciones Los diseñadores de IPv6 dividieron el espacio de direcciones IPv6 según diferentes prefijos de direcciones y adoptaron una estructura de direcciones jerárquica para facilitar el reenvío rápido de paquetes de datos por parte de los enrutadores de la red troncal.
IPv6 define tres tipos de direcciones diferentes. Son Dirección de unidifusión (Dirección de unidifusión), Dirección de multidifusión (Dirección de multidifusión) y Dirección Anycast (Dirección Anycast). Todos los tipos de direcciones IPv6 pertenecen a interfaces y no a nodos. Se asigna una dirección de unidifusión IPv6 a una determinada interfaz y una interfaz solo puede pertenecer a un nodo específico. Por lo tanto, la dirección de unidifusión de cualquier interfaz de un nodo se puede utilizar para identificar el nodo.
La dirección unicast en IPv6 es continua La dirección enmascarable en bits es muy similar a la dirección IPv4 con CIDR. Hay varias formas de direcciones de unidifusión en IPv6, incluidas direcciones de unidifusión globales basadas en proveedores, direcciones de unidifusión basadas en geolocalización, direcciones NSAP, direcciones IPX, direcciones locales de nodo, direcciones locales de enlace y direcciones de host compatibles con IPv4, etc. .
Una dirección de multidifusión es una situación en la que un identificador de dirección corresponde a múltiples interfaces (normalmente pertenecientes a diferentes nodos). Las direcciones de multidifusión IPv6 se utilizan para representar un grupo de nodos. Un nodo puede pertenecer a varias direcciones multicast. La multidifusión en Internet evolucionó en 1988 con la llegada de las direcciones IPv4 de Clase D. Esta característica es ampliamente utilizada por aplicaciones multimedia que requieren transmisión de un nodo a varios nodos. RFC-2373 proporciona una descripción más detallada de las direcciones de multidifusión y proporciona una serie de direcciones de multidifusión predefinidas.
Una dirección anycast también es un caso en el que un identificador corresponde a múltiples interfaces. Si se solicita que un paquete se entregue a una dirección anycast, se entregará a la interfaz más cercana en el conjunto de interfaces identificadas por esa dirección (según lo determinado por la métrica de distancia del protocolo de enrutamiento). Una dirección anycast se extrae del espacio de direcciones de unidifusión, por lo que puede utilizar cualquier formato que represente una dirección de unidifusión. Sintácticamente, no hay diferencia entre esta y una dirección de unidifusión. Cuando una dirección de unidifusión se dirige a más de una interfaz, la dirección se convierte en una dirección de difusión directa y se especifica explícitamente. Cuando un usuario envía un paquete a esta dirección anycast, el servidor más cercano al usuario le responderá. Esto es de gran beneficio para un usuario de la red que está en constante movimiento y cambio.
2.3UDP
2.3.1 Descripción general del protocolo de la capa de transporte
2.3.2Formato de datagrama UDP
2.3.3Algoritmo de suma de comprobación UDP
2.3.4Aplicación UDP
2.4TCP
2.4.1Formato de segmento TCP
2.4.2Conexión TCP
2.4.3TCP control de flujo
Ejercicio 3.1 Espacio de nombres de dominio
3.1.1 Dominio
3.1.2 Nombre de dominio
3.1.3 Zona
3.2 Servidor de nombres 3.2.1 Tipo de servidor de nombres
3.2.2 Árbol de servidores de nombres
3.3 Algoritmo de resolución de nombres de dominio
3.3. método de resolución de nombres
3.3.2 Localización del servidor de nombres de dominio inicial
3.4 Resolución inversa de nombres de dominio
3.4.1 Características de la resolución inversa de nombres de dominio
3.4.2 Principio de resolución inversa de nombres de dominio
3.5 Mensaje de resolución de nombres de dominio
3.5.1 Formato del mensaje
3.5.2 Tipo de registro y estructura
p>
3.5.3 Transporte de mensajes de resolución de nombres de dominio
Ejercicio 4.1 Estrategia de enrutamiento
4.2 Método de ruta más corta
4.2.1 Principio Básico
4.2.2 Generación de tabla de enrutamiento
4.3 Método de difusión
4.3.1 Principios básicos
4.3 .2 Método de difusión selectiva
4.4 Enrutamiento basado en tráfico
......Capítulo 5 Protocolo de enrutamiento Capítulo 6 Resolución de direcciones Capítulo 7 Red de área local Capítulo 8 Red de acceso de banda ancha Capítulo 9 Red de conmutación tradicional Capítulo 10 Capítulo Red conmutada de banda ancha ATM Capítulo 11 Tecnología IPoverATM tradicional Capítulo 12 Nueva tecnología de red conmutada de banda ancha Capítulo 13 Calidad del servicio de red Capítulo 14 Referencias de tecnología de seguridad de red