COMUNICACIÓN DE DATOS

2. I.- CAPA DE TRANSPORTE
1.- Servicios
1.1.- Servicios proporcionados a las capas superiores
1.2.- Primitivas del servicio de transporte
1.3.- Sockets de Berkeley
2.- Elementos de los protocolos de transporte
2.1.- Direccionamiento
2.2.-Establecimiento de una conexión
2.3.- Liberación de una conexión
2.4.- Control de Flujo y almacenamiento en buffer
2.5.- Multiplexión
2.6.- Recuperación de caídas
3.- Protocolos de transporte de internet
3.1.- UDP
3.2.- TCP

3. I.- CAPA DE TRANSPORTE
El nivel de transporte o capa
transporte es el cuarto nivel
del modelo OSI encargado de
la transferencia libre de
errores de los datos entre el
emisor y el receptor, aunque
no estén directamente
conectados, así como de
mantener el flujo de la red.
Es la base de toda la
jerarquía de protocolo. La
tarea de esta capa es
proporcionar un transporte de
datos confiable y económico
de la máquina de origen a la
máquina destino.

4. 1.- Servicios
1.1.- Servicios proporcionados a las capas superiores
La meta final de la capa transporte es proporcionar un servicio eficiente,
confiable y económico a sus usuarios, que normalmente son procesos de la
capa aplicación. Para lograr este objetivo, la capa transporte utiliza los
servicios proporcionados por la capa de red. El hardware o software de la
capa transporte que se encarga del trabajo se llama entidad de transporte, la
cual puede estar en el núcleo del sistema operativo, en un proceso
independiente, en un paquete de biblioteca o en la tarjeta de red.
Hay dos tipos de servicio en la capa transporte,
orientado y no orientado a la conexión. En el
servicio orientado a la conexión consta de tres
partes: establecimiento, transferencia de datos, y
liberación. En el servicio no orientado a la conexión
se tratan los paquetes de forma individual.

5. 1.2.- Primitivas del servicio de transporte
Para permitir que los usuarios accedan al servicio de transporte, la capa de transporte debe
proporcionar algunas operaciones a los programas de aplicación, es decir, una interfaz del
servicio de transporte. Cada servicio de transporte tiene su propia interfaz. Con el propósito
de ver los aspectos básicos, en esta sección examinaremos primero un servicio de transporte
sencillo y su interfaz.
Las primitivas de un transporte sencillo serían:
- LISTEN: Se bloquea hasta que algún proceso intenta el contacto.
- CONNECT: Intenta activamente establecer una conexión.
- SEND: Envía información.
- RECEIVE: Se bloquea hasta que llegue una TPDU de DATOS.
- DISCONNECT: Este lado quiere liberar la conexión.
Y con estas primitivas podemos hacer un esquema sencillo
de manejo de conexiones. Las transiciones escritas en
cursiva son causadas por llegadas de paquetes. Las líneas
continuas muestran la secuencia de estados del cliente y las
líneas punteadas muestran la secuencia del servidor.

6. 1.3.- Sockets de Berkeley
Este es otro grupo de primitivas de transporte, las primitivas usadas en UNIX
para el TCP. En general son muy parecidas a los grupos primitivos anteriores
pero ofrecen más características y flexibilidad.
Es la combinación de una dirección IP y un puerto. Fueron desarrollados en
a Universidad de Berkeley en 1983 y son el mecanismo más ampliamente
utilizado para implantar aplicaciones de red.
Socket: crea un nuevo punto de comunicación
bind: conecta el socket a la dirección local
listen: anuncia que acepta conexiones
accept: bloquea el llamador hasta que un intento de conexión arriba
connect: intenta activamente establecer una conexión
send: envía datos a través de la conexión
receive: recibe datos a través de la conexión
close: cierra la conexión.

7. 2.- Elementos de los protocolos de transporte
El servicio de transporte se Pero también existen
implementa mediante un diferencias importantes
protocolo de transporte entre ambas, como los
entre dos entidades de entornos en que operan, la
transporte. En ciertos capa transporte necesita el
aspectos, los protocolos de direccionamiento explícito
transporte se parecen a los de los destinos, mientras
protocolos de red. Ambos que la capa de red no, otra
se encargan del control de diferencia es la cantidad
errores, la secuenciación y de datos, mucho mayor en
el control del flujo. la capa de transporte.

8. 2.1.- Direccionamiento
El método que normalmente se emplea es definir direcciones de transporte en las que los
procesos pueden estar a la escucha de solicitudes de conexión. En Internet, estos puntos
terminales se denominan puertos, pero usaremos el término genérico de TSAP (Punto de
Acceso al Servicio de Transporte). Los puntos terminales análogos de la capa de red se
llaman NSAP (Punto de Acceso al Servicio de Red). Las direcciones IP son ejemplos de
NSAPs.

9. 2.2.-Establecimiento de una conexión
El problema viene cuando la red puede perder, almacenar, o duplicar
paquetes. El principal problema es la existencia de duplicados retrasados.
La solución sería más fácil si los paquetes viejos se eliminaran de la
subred cada cierto tiempo de vida. Para ello podemos utilizar las
siguientes técnicas:
Un diseño de subred Restringido. Colocar un contador
de saltos en cada paquete. Marcar el tiempo de cada
paquete. Pero en la práctica no vale solo con hacer
esto sino que tenemos que garantizar que todas las
confirmaciones de los paquetes también se eliminan.

10. 2.3.- Liberación de una conexión
La liberación de una conexión es más fácil que su establecimiento. Hay dos estilos de
terminación de una conexión: liberación asimétrica y liberación simétrica.
La liberación simétrica trata la
conexión como dos conexiones
La liberación asimétrica es la unidireccionales distintas, y
manera en que funciona el requiere que cada una se libere
mecanismo telefónico: cuando una por separado.
parte cuelga, se interrumpe la
conexión. Una posibilidad es usar la
liberación simétrica, en la que
La liberación asimétrica es abrupta cada dirección se libera
y puede resultar en la perdida de independientemente de la otra.
datos. Por lo que es obvio que se Aquí, un host puede continuar
requiere un protocolo de liberación recibiendo datos aun tras haber
más refinado para evitar la pérdida enviado una TPDU de
de datos. desconexión.

11. 2.4.- Control de Flujo y Almacenamiento en Buffer
Uno de los aspectos clave es el control de flujo. Necesitamos un esquema para
evitar que un emisor rápido desborde a un receptor lento. La diferencia principal es
que un enrutador por lo regular tiene relativamente pocas líneas, y un host puede
tener numerosas conexiones. Esta diferencia hace poco práctico emplear la
implementación que se hace en la capa de enlace.
En esta capa lo que se hace es, si el servicio de red no es confiable, el emisor debe
almacenar en un buffer todas las TPDUs enviadas, igual que en la capa enlace de
datos. Sin embargo, con un servicio de red confiable son posibles otros arreglos. En
particular, si el emisor sabe que el receptor siempre tiene espacio de buffer, no
necesita tener copias de las TPDUs que envía. Sin embargo, si el receptor no
garantiza que se aceptará cada TPDU que llegue, el emisor tendrá que usar buffers de
todas maneras. En el último caso, el emisor no puede confiar en la confirmación de
recepción de la capa red porque esto sólo significa que ha llegado la TPDU, no que
ha sido aceptada.

12. 2.5.- Multiplexión
La multiplexión de varias conversaciones en
conexiones, circuitos virtuales o enlaces físicos
desempeña un papel importante en diferentes capas
de la arquitectura de red. En la capa de transporte
puede surgir la necesidad de multiplexión por
varias razones. Por ejemplo, si en un host sólo se
dispone de una dirección de red, todas la
conexiones de transporte de esa máquina tendrán
que utilizarla. Cuando llega una TPDU, se necesita
algún mecanismo para saber a cuál proceso
asignarla. Esta situación se conoce como
multiplexión hacia arriba.
La multiplexión también puede ser útil en la capa
transporte para la utilización de circuitos virtuales,
que dan más ancho de banda cuando se reasigna a
cada circuito una tasa máxima de datos. La
solución es abrir múltiples conexiones de red y
distribuir el tráfico entre ellas. Esto se denomina
multiplexión hacia abajo.

13. 2.6.- Recuperación de caídas
Si los hosts y los enrutadores están sujetos a caídas, la
recuperación es fundamental. Si la entidad de transporte
está por entero dentro de los hosts, la recuperación de
caídas de red y de enrutadores es sencilla. Si la capa de
red proporciona servicio de datagramas, las entidades de
transporte esperan pérdida de algunas TPDUs todo el
tiempo, y saben cómo manejarla. Si la capa de red
proporciona servicio orientado a la conexión, entonces la
pérdida de un circuito virtual se maneja estableciendo
otro nuevo y sondeando la entidad de transporte remota
para saber cuáles TPDUs ha recibido y cuáles no.

14. 3.- PROTOCOLOS DE TRANSPORTE DE INTERNET
Internet tiene dos protocolos principales en la capa de
transporte, uno orientado a la conexión y otro no orientado a
la conexión. El protocolo no orientado a la conexión es el
UDP y el orientado es el TCP.
 El conjunto de protocolos de Internet soporta un protocolo de transporte no
orientado a la conexión UDP (protocolo de datagramas de usuario). Este protocolo
proporciona una forma para que las aplicaciones envíen datagramas IP
encapsulados sin tener una conexión.
 Los PDUs utilizados en UDP se denominan segmentos cuya cabecera es de 8 bytes.
El payload es el contenido del paquete.

15. 3.2.- TCP
TCP (protocolo de control de transmisión) se diseñó específicamente para
proporcionar un flujo de bytes confiable de extremo a extremo a través de
una interred no confiable. Una interred difiere de una sola red debido a que
diversas partes podrían tener diferentes topologías, anchos de banda,
retardos, tamaños de paquete… TCP tiene un diseño que se adapta de
manera dinámica a las propiedades de la interred y que se sobrepone a
muchos tipos de situaciones.
El transmisor y el receptor crean puntos de conexión llamados sockets. La
dirección de un socket está formada por el IP del host y un número de
puerto de 16 bits.

16. TECNICAS DE ENRUTAMIENTO
Cuando hablemos de “enrutamiento”
nos referimos a “enrutamiento
dinámico”
Hay dos técnicas básicas de enrutamiento
Protocolos de Estado
de Enlaces: los
Protocolos de Vector de
enrutadores
Distancia: los enrutadores
intercambian con
intercambian con sus vecinos
todos los enrutadores
información sobre cómo
la información sobre
llegar a todos los destinos.
sus enlaces.
Por ejemplo, RIP: Routing
Por ejemplo, OSPF:
Information Protocolo
Open Shortest Path
First.

17. Protocolos de Vector de Protocolos de Estado de
Distancia Enlaces
RIP: Routing OSPF: Open
Information Shortest Path
Protocolo First

19. Los protocolos de
enrutamiento proporcionan
mecanismos distintos para
elaborar y mantener las tablas
de enrutamiento de los
diferentes routers de la red.
 Enrutamiento Estático
 Enrutamiento
Predeterminado
 Enrutamiento Dinámico

20. 2. Tipos de Enrutamiento
Direccionamiento con Es también conocido como
Clase Direccionamiento IP básico.
Permite dividir una red en varias subredes
Subnetting más pequeñas
Máscara de Subred de Nos permite poder utilizar diferentes
Longitud Variable máscaras en los distintos dispositivos de
(VLSM) nuestra red

21. Supernetting o Permite agrupar varias redes en una única
Agregación superred
Permite identificar una dirección IP
Notación CIDR mediante dicha dirección
Traducción de Permite a las redes privadas conectarse a
Dirección de Red internet sin recurrir a la renumeración de
(NAT) las direcciones IP
Se refiere al tiempo que tardan todos los
Convergencia
routers de la red en actualizarse

22. 3. Algoritmos de enrutamiento
por vector de distancia
El término vector de
distancia se deriva del
hecho de que el protocolo
incluye un vector (lista) de
distancias (número de
saltos u otras métricas)
asociado con cada destino,
requiriendo que cada nodo
calcule por separado la
mejor ruta para cada
destino.

23. 4. Bucles de Enrutamiento en
Algoritmos por vector de Distancia
Horizonte
Dividido
Los bucles de enrutamiento
producen entradas de
enrutamiento incoherentes,
Actualizació
debido generalmente a un n Inversa
cambio en la topología.
Los métodos utilizados para Definición de
evitar este caso son los que Máximo
siguen:
Actualizació
n
Desencaden
ada

24. 5. Algoritmos de Enrutamiento
de Estado de Enlace
Utiliza un modelo de base de datos distribuida y
replicada. Los routers intercambian paquetes de
estado de enlace que informa a todos los routers
de la red sobre el estado de sus distintos
interfaces. Algunos de los beneficios de estos
protocolos son:
Los cambios
El ancho de de enlace y
No hay
banda del nodo son
límite en el Soporte
enlace y los inmediatam
número de para VLSM y
retrasos ente
saltos de CIDR
puede ser introducidos
una ruta.
factorizados en el
dominios

25. 6. Sistemas Autónomos
Es un conjunto de redes,
o de routers, que tienen
una única política de
enrutamiento y que se
ejecuta bajo una
administración común,
utilizando habitualmente
un único IGP
SA de múltiples
SA de conexión
conexiones, con
única, sin tránsito.
tránsito
SA de múltiples
conexiones, sin
tránsito.

27. 7. Protocolos Internos de Pasarela(Interior
Gateway Protocols o IGP)
Es un protocolo universal de
enrutamiento por vector de
Routing Information Protocol
distancia.
(RIP).
Es un protocolo universal basado
en el algoritmo de estado de
Open Short Path First (OSPF). enlace.
Diseñado para corregir algunos
de los defectos de RIP y para
Interior Gateway Protocol proporcionar un mejor soporte
(IGRP). para redes grandes con enlaces
de diferentes anchos de banda.

28. 8. Protocolos Externos de Pasarela(Exterior
Gateway Protocols o EGP)
Creados para:
Controlar la expansión de las Proporcionar una vista más
Y
tablas de enrutamiento estructurada de internet

29. BGP versión 4 (BGP-4), es el protocolo de
enrutamiento entre dominios elegido en internet
Protocolo de
enrutamiento por
vector de distancia Un uso típico de BGP, para una red conectada a
Internet a través de varios ISP, es el uso de
Gestiona el EBGP con los ISP
enrutamiento entre dos
o más routers
BGP puede parametrizarse tanto para que la red
interna actúe como una red de tránsito, como
para que no.

30. 9. Protocolos de Enrutamiento
Podemos distinguir dos tipos de Enrutamientos:
Intradominio: Para el Enrutamiento dentro de cada dominio,
buscando en todo momento el encontrar los caminos óptimos.
Interdominio: Es el que se encarga de alcanzar la "conectividad
total", no busca caminos óptimos si no garantizar la

31. 10. Criterios de Selección de Protocolos de
Topología de
Enrutamiento
Red
• Los protocolos Resumen de
del tipo OSPF e Ruta y Velocidad
IS-IS requieren un Dirección
modelo de
jerárquico • Mediante VLSM Convergenc
• Uno de los
formado un podemos criterios más
backbone y una reducir ia
importantes es
o varias áreas considerableme la velocidad
lógicas, lo que nte el número con la que un
nos puede llegar de entradas en protocolo de
a exigir que la tabla de enrutamiento
rediseñemos la enrutamiento, y identifica una
red. en ruta no
consecuencia la disponible,
carga de los selecciona una
routers, por lo nueva y
que son propaga la
recomendados información
protocolos sobre ésta.
como OSPF y
EIGRP.

32. Criterios de
Selección de Capacidad de Sencillez de
Ruta ampliación implementa
• Cuando las
• Los protocolos
ción
diferentes rutas • RIP, IGRP, y
de la Intranet se de vector de
distancia EIGRP no
compongan de requieren
varios tipos de consumen
menos ciclos de mucha
medios LAN y planificación ni
WAN, puede ser CPU que los
protocolos de organización en
desaconsejable la topología
un protocolo estado de
enlace con sus para que se
que dependa puedan
estrictamente complejos
algoritmos SPF. ejecutar de
del número de manera eficaz.
datos Sin embargo, los
protocolos de OSPF e IS-IS
estado de requieren que se
enlace haya pensado
consumen muy
cuidadosament

33. Seguridad
Compatibilidad
• Algunos protocolos
como OSPF y EIGRP
admiten poderosos • Teniendo en cuenta el
métodos de carácter propietario
autenticación, como de Cisco de
la autenticación de protocolos como IGRP
claves MD5. y EIGRP, dichos
protocolos no los
podremos utilizar con
protocolos de distintos
fabricantes.

34. 11. La regla de enrutamiento de
correspondencia más larga
Un router que tenga que decidir entre dos prefijos de longitudes
diferentes de la misma red siempre seguirá la máscara más larga
(es decir, la ruta de red más específica). Suponga, por ejemplo,
que un router tiene las dos entradas siguientes en su tabla de
enrutamiento.
192.32.1.0/24 por la ruta 1.
192.32.0.0/16 por la ruta 2.
Cuando intenta enviar tráfico al host 192.32.1.1, el router lo
intentará pasar por la ruta 1. Si la ruta 1 no estuviese disponible por
alguna razón, entonces lo pasaría por la ruta 2.

35. 12. Bucles de Enrutamiento y Agujeros Negros
Bucle de
Se produce
enrutamiento
cuando el tráfico
Agujerocuando el
Ocurre negro
tráfico llega y se
circula hacia atrás para en un destino
y hacia delante que no es el
entre elementos de destino propuesto y
la red, no desde el que no
alcanzando nunca puede ser
su destino final. reenviado.
Estas dos situaciones tienden a ocurrir cuando se dispone de
tablas de enrutamiento gestionadas en una parte por protocolos
de enrutamiento, y en otra por rutas estáticas, así como por una
incorrecta agregación de rutas de otros proveedores.

36. 13. Resumen de Protocolos de Enrutamiento
RIP-1 RIP-2 IGRP EIGRP OSPF BGP
¿Soporta VLSM? NO SI NO SI SI SI
Velocidad
Lenta Media Media Rápida Rápida Rápida
Convergencia
Tecnología Vector Vector Vector Mixto Enlace Vector
Número max. Saltos 15 15 255 255 65535
Seguridad MD5 MD5 MD5
Varias
Selección de Ruta Saltos Saltos Varias Métricas Ancho Banda
Métricas
Compatibilidad Universal Universal Cisco Cisco Universal Universal
Tipo IGP IGP IGP IGP IGP EGP
¿Proceso / ASN? NO NO PROCESO PROCESO PROCESO ASN
¿Despende de
NO NO NO NO SI NO
Topología?

38. NAT (Network Address Translation -
Traducción de Dirección de Red) es un
mecanismo utilizado por enrutadores IP
para intercambiar paquetes entre dos
redes que se asignan mutuamente
direcciones incompatibles. Consiste en
convertir en tiempo real las direcciones
utilizadas en los paquetes transportados.
Su uso más común es permitir utilizar direcciones para
acceder a Internet. Existen rangos de direcciones
privadas que pueden usarse libremente y en la cantidad
que se quiera dentro de una red privada.

39. 1.Funcionamiento:
Es un tipo de NAT en el que una
Estática dirección IP privada se traduce a una
dirección IP pública, y donde esa
dirección pública es siempre la misma.
Dinámic Es un tipo de NAT en la que una
dirección IP privada se mapea a una IP
a
pública basándose en una tabla de
direcciones de IP registradas (públicas).
Sobrecar La más utilizada es la NAT dinámica,
ga conocida también como PAT (Port
Address Translation - Traducción de
Direcciones por Puerto), NAT de única
dirección o NAT multiplexado a nivel
de puerto.

40. Cuando las direcciones IP utilizadas en
la red privada son direcciones IP
públicas en uso en otra red, el
ruteador posee una tabla de
Solapamie
traducciones en donde se especifica
nto el reemplazo de éstas con una única
dirección IP pública. Así se evitan los
conflictos de direcciones entre las
distintas redes.

42. Port Address Translation (PAT) es una
característica del estándar NAT, que
traduce conexiones TCP y UDP hechas por
un host y un puerto en una red externa a
otra dirección y puerto de la red interna.
Permite que una sola dirección IP sea
utilizada por varias máquinas de la
intranet.
La traducción de los puertos, llamada PAT para distinguirla de la
traducción de direcciones (NAT), se apoya en el hecho de que el
puerto de origen carece de importancia para la mayoría de los
protocolos. Igual que NAT, se sitúa en la frontera entre la red
interna y externa, y realiza cambios en la dirección del origen y
del receptor en los paquetes de datos que pasan a través de ella.

43. CONCLUSIONES:
• La capa de transporte es la responsable del envío y la
recepción de los segmentos de datos de la capa de
aplicación. Esta capa ofrece a la capa de aplicación, dos
servicios. Un servicio que consiste en el envío y recepción de
datos orientado a conexión y otro que consiste en el envío y
recepción de datos no orientados a conexión.
• El protocolo TCP "Transmition Control Protocol" de la capa de
transporte es un servicio orientado a conexión y la unidad de
datos que envía o recibe el protocolo TCP es conocido con el
nombre de segmento TCP.
• La función protocolo TCP consiste en ofrecer un servicio de
envío y recepción de datos orientado a conexión que sea
seguro y que goce de los siguientes mecanismos:
- Multiplexamiento.
- Conexiones.
- Fiabilidad.
- Control de flujo y congestión.

44. • El producto del ancho de banda de una conexión TCP puede
afectar el rendimiento de las conexiones TCP; y los siguientes
parámetros de configuración pueden ser manipulados a fin de
optimizar el rendimiento de las conexiones TCP:
- Factor de posicionamiento de la ventana RFC 1323.
- El tamaño del buffer de envio y recepción de datos.
- Un mismo MTU entre los enlaces del computador fuente y
destino.
• El protocolo UDP "User Datagram Protocol" de la capa de
transporte es un servicio no orientado a conexión y la unidad de
datos que envía o recibe el protocolo UDP es conocido con el
nombre de datagrama UDP.

45. • Cuando la transferencia de datagramas se establece a través de
una red WAN haciendo uso de un protocolo UDP que es un
protocolo no orientado a conexión, los enrutadores pueden
experimentar momentos de congestión, ya que los mismos
interactúan con un servicio de conexión no orientado y el ancho de
banda de un enlace WAN en la mayoría de los casos es menor que
el ancho de banda de una red LAN. Para resolver este
inconveniente muchas veces se tiene que implementar técnicas de
control de flujo de datagramas UDP en el enrutador de salida de la
red local con el fin de adaptar el flujo de paquetes UDP con la
capacidad de recepción y re-envío de paquetes de los
enrutadores y así evitar momentos de congestión. Como ejemplo
de estas técnicas tenemos el protocolo Random Early Detection
RED.