Capa 4 Modelo OSI

UNIVERSIDAD MARIANO GALVEZ
Ingeniería en Sistemas
Capa de Transporte del Modelo OSI
Nombre: Roberto Ovando de León
Carné: 0900-073799
Nombre: Braulio Canahui
Carné: 0900-103538
Sección: “C”
I N D I C E
Capa de Transporte……………………………………………………………………………………………………………..…3
Estructura de Paquetes…………………………………………………………………………………………………………5
Funciones de la Capa de Transporte…………………………………………………………………………………..9
Protocolos de la Capa 4………………………………………………………………………………………………………….9
UDP…………………………………………………………………………………………………………………………………………….9
TCP……………………………………………………………………………………………………………………………….............10
Entidades que regulan la Capa 4……………………………………………………………………………..............11
Secuencia de Captura de Protocolos…………………………………………………………………………………13
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CAPA 4 MODELO OSI
CAPA DE TRANSPORTE
El nivel de transporte es llamado ocasionalmente el nivel de host a host o el nivel
de end to end, debido a que en él se establecen, mantienen y terminan las
conexiones lógicas para la transferencia de información entre usuarios. En
particular de la etapa 4 hasta la 7 son conocidas como niveles end to end y los
niveles 1 a 3 son conocidos como niveles de protocolo.
El nivel de transporte se relaciona más con los beneficios de end to end, como son
las direcciones de la red, el establecimiento de circuitos virtuales y los
procedimientos de entrada y salida de la red. Solamente al alcanzar el superior de
transporte (sesión) se abordarán los beneficios que son viables al usuario final.
Este nivel puede incluir las especificaciones de los mensajes de broadcast, los
tipos de datagramas, los servicios de los correos electrónicos, las prioridades de
los mensajes, la recolección de la información, seguridad, tiempos de respuesta,
estrategias de recuperación en casos de falla y segmentación de la información
cuando el tamaño es mayor al máximo del paquete según el protocolo.
Al recibir información del nivel de red, el nivel de transporte verifica que la
información este en el orden adecuado y revisa si existe información duplicada o
extraviada. Si la información recibida esta en desorden, lo cual es posible en redes
grandes cuando se enrutan las tramas, el nivel de transporte corrige el problema y
transfiere la información a nivel de sección donde se le dará un proceso adicional.
Algunos de los principales parámetros de calidad de los que se hace mención son los
siguientes:
Retardo en el establecimiento de la conexión.
Falla en el establecimiento de la conexión.
Protección contra intrusiones.
Niveles de prioridad.
Interrupción por congestión.
Retardo de la liberación de la conexión.
Error en la liberación, etc.
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ESTRUCTURA DE PAQUETES
Cuando un usuario ejecuta un comando que utiliza un protocolo de capa de
aplicación TCP/IP, se inicia una serie de eventos. El mensaje o el comando del
usuario se transfiere a través de la pila de protocolo TCP/IP del sistema local. A
continuación, el mensaje o el comando pasa por el medio de red hasta los
protocolos del sistema remoto. Los protocolos de cada capa del host de envío
agregan información a los datos originales.
Encapsulado de datos y la pila de protocolo TCP/IP
El paquete es la unidad de información básica que se transfiere a través de una
red. El paquete básico se compone de un encabezado con las direcciones de los
sistemas de envío y recepción, y un cuerpo, o carga útil, con los datos que se van a
transferir. Cuando el paquete se transfiere a través de la pila de protocolo
TCP/IP, los protocolos de cada capa agregan o eliminan campos del encabezado
básico. Cuando un protocolo del sistema de envío agrega datos al encabezado del
paquete, el proceso se denomina encapsulado de datos. Asimismo, cada capa tiene
un término diferente para el paquete modificado, como se muestra en la figura
siguiente.
Esta sección resume el ciclo de vida de un paquete. El ciclo de vida empieza cuando
se ejecuta un comando o se envía un mensaje, y finaliza cuando la aplicación
adecuada del sistema receptor recibe el paquete.
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Capa de aplicación: el origen de la comunicación
El recorrido del paquete empieza cuando un usuario en un sistema envía un mensaje
o ejecuta un comando que debe acceder a un sistema remoto. El protocolo de
aplicación da formato al paquete para que el protocolo de capa de transporte
adecuado (TCP o UDP) pueda manejar el paquete.
Supongamos que el usuario ejecuta un comando rlogin para iniciar sesión en el
sistema remoto, tal como se muestra en la Figura 1–1. El comando rlogin utiliza el
protocolo de capa de transporte TCP. TCP espera recibir los datos con el formato
de un flujo de bytes que contiene la información del comando. Por
tanto, rlogin envía estos datos como flujo TCP.
Capa de transporte: el inicio del encapsulado de datos
Cuando los datos llegan a la capa de transporte, los protocolos de la capa inician el
proceso de encapsulado de datos. La capa de transporte encapsula los datos de
aplicación en unidades de datos de protocolo de transporte.
El protocolo de capa de transporte crea un flujo virtual de datos entre la
aplicación de envío y la de recepción, que se identifica con un número de puerto de
transporte. El número de puerto identifica un puerto, una ubicación dedicada de la
memoria par recibir o enviar datos. Además, la capa de protocolo de transporte
puede proporcionar otros servicios, como la entrega de datos ordenada y fiable. El
resultado final depende de si la información se maneja con los protocolos TCP,
SCTP o UDP.
Segmentación TCP
TCP se denomina a menudo protocolo "orientado a la conexión" porque TCP
garantiza la entrega correcta de los datos al host de recepción. muestra cómo el
protocolo TCP recibe el flujo del comandorlogin. A continuación, TCP divide los
datos que se reciben de la capa de aplicación en segmentos y adjunta un
encabezado a cada segmento.
Los encabezados de segmento contienen puertos de envío y recepción, información
de orden de los segmentos y un campo de datos conocido como suma de
comprobación. Los protocolos TCP de ambos hosts utilizan los datos de suma de
comprobación para determinar si los datos se transfieren sin errores.
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Establecimiento de una conexión TCP
TCP utiliza segmentos para determinar si el sistema de recepción está listo para
recibir los datos. Cuando el protocolo TCP de envío desea establecer conexiones,
envía un segmento denominado SYN al protocolo TCP del host de recepción. El
protocolo TCP de recepción devuelve un segmento denominado ACK para confirmar
que el segmento se ha recibido correctamente. El protocolo TCP de envío emite
otro segmento ACK y luego procede al envío de los datos. Este intercambio de
información de control se denomina protocolo de tres vías.
Paquetes UDP
UDP es un protocolo "sin conexiones". A diferencia de TCP, UDP no comprueba los
datos que llegan al host de recepción. En lugar de ello, UDP da formato al mensaje
que se recibe desde la capa de la aplicación en los paquetes UDP. UDP adjunta un
encabezado a cada paquete. El encabezado contiene los puertos de envío y
recepción, un campo con la longitud del paquete y una suma de comprobación.
El proceso UDP de envío intenta enviar el paquete a su proceso UDP equivalente en
el host de recepción. La capa de aplicación determina si el proceso UDP de
recepción confirma la recepción del paquete. UDP no requiere ninguna notificación
de la recepción. UDP no utiliza el protocolo de tres vías.
Capa de Internet: preparación de los paquetes para la entrega
Los protocolos de transporte TCP, UDP y SCTP transfieren sus segmentos y
paquetes a la capa de Internet, en la que el protocolo IP los maneja. El protocolo
IP los prepara para la entrega asignándolos a unidades denominadas data gramas
IP. A continuación, el protocolo IP determina las direcciones IP para los data
gramas, para que se puedan enviar de forma efectiva al host de recepción.
Data gramas IP
IP adjunta un encabezado IP al segmento o el encabezado del paquete, además de
la información que agregan los protocolos TCP o UDP. La información del
encabezado IP incluye las direcciones IP de los hosts de envío y recepción, la
longitud del data grama y el orden de secuencia del data grama. Esta información
se facilita si el data grama supera el tamaño de bytes permitido para los paquetes
de red y debe fragmentarse.
Capa de vínculo de datos: ubicación de la estructuración
Los protocolos de capa de vínculo de datos, como PPP, colocan el data grama IP en
una estructura. Estos protocolos adjuntan un tercer encabezado y un pie de página
para crear una estructura del data grama. El encabezado de la estructura incluye
un campo de comprobación de la redundancia cíclica (CRC) que comprueba si se
producen errores al transferir la estructura por el medio de red. A continuación, la
capa del vínculo de datos transfiere la estructura a la capa física.
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Capa de red física: ubicación de envío y recepción de estructuras
La capa de red física del host de envío recibe las estructuras y convierte las
direcciones IP en las direcciones de hardware adecuadas para el medio de red. A
continuación, la capa de red física envía la estructura a través del medio de red.
Administración del paquete por parte del host de recepción
Cuando el paquete llega al host de recepción, se transfiere a través de la pila de
protocolo TCP/IP en el orden inverso al envío. ilustra esta ruta. Asimismo, cada
protocolo del host de recepción filtra la información de encabezado que adjunta al
paquete su equivalente en el host de envío. Tiene lugar el siguiente proceso:
1.
2.
3.
4.
5.
La capa de red física recibe el paquete con el formato de estructura. La
capa de red física procesa la CRC del paquete y luego envía la misma estructura
a la capa del vínculo de datos.
La capa del vínculo de datos comprueba que la CRC de la estructura sea
correcta y filtra el encabezado de la estructura y la CRC. Finalmente, el
protocolo del vínculo de datos envía la estructura a la capa de Internet.
La capa de Internet lee la información del encabezado para identificar la
transmisión. A continuación, la capa de Internet determina si el paquete es un
fragmento. Si la transmisión está fragmentada, el protocolo IP reúne los
fragmentos en el data grama original. A continuación, IP filtra el encabezado
de IP y transfiere el data grama a los protocolos de capa de transporte.
La capa de transporte (TCP, SCTP y UDP) lee el encabezado para
determinar qué protocolo de capa de aplicación debe recibir los datos. A
continuación, TCP, SCTP o UDP filtra el encabezado relacionado. TCP, SCTP o
UDP envía el mensaje o el flujo a la aplicación de recepción.
La capa de aplicación recibe el mensaje. A continuación, la capa de aplicación
lleva a cabo la operación que solicita el host de envío.
Admisión de seguimiento interno de TCP/IP
TCP/IP proporciona admisión de seguimiento interno registrando la comunicación
TCP cuando un paquete RST finaliza una conexión. Cuando se transmite o recibe un
paquete RST, con la información de conexión se registra la información de hasta 10
paquetes que se acaban de transmitir.
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FUNCIONES DE LA CAPA DE TRANSPORTE
Conexión:
– Mapeo de direcciones
– Conexión de red según
Requerimientos.
– Multiplexado o splitting
– Establecer unidad de transporte
– Funciones para la fase de
Transferencia.
– Identificación de las puntas de
Transporte.
– Transferir datos iniciales
Liberación:
– Notificación de desconexión
– Identificación de la conexión liberada
– Transferencia limitada de datos
Transferencia:
– Secuenciamiento, bloqueo,
Concatenación, segmentación
– Multiplexado o splitting
– Control de flujo
– Detección o recuperación de
Errores.
– Datos urgentes
– Delimitación de segmento
– Identificación de conexión de
Transporte.
PROTOCOLOS DE LA CAPA 4
Aunque tenemos muchos protocolos nos seguiremos centrando en nuestra
red Ethernet con TCP/IP. Nuestro TCP/IP consta de dos protocolos que
funcionan en la capa 4 del modelo OSI (capa de transporte): TCP y UDP.
UDP transporta datos de manera no fiable entre hosts. Las siguientes son las
características del UDP:
No orientado a conexión
Poco fiable
Transmite mensajes (llamados datagramas del usuario)
No ofrece verificación de software para la entrega de segmentos (poco
confiable)
No reensambla los mensajes entrantes
No utiliza acuses de recibo
No proporciona control de flujo
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TCP
ofrece un circuito virtual entre aplicaciones de usuario final. Sus
características son las siguientes:
Orientado a conexión
Fiable
Divide los mensajes salientes en segmentos
Reensambla los mensajes en la estación destino
Vuelve a enviar lo que no se ha recibido
Reensambla los mensajes a partir de segmentos entrantes.
TCP/IP es una combinación de dos protocolos individuales: TCP e IP. IP es un
protocolo de Capa 3, un servicio no orientado a conexión que brinda entrega de
máximo esfuerzo a través de una red. TCP es un protocolo de Capa 4: un servicio
orientado a conexión que suministra control de flujo y fiabilidad. La reunión de
ambos protocolos les permite ofrecer una gama de servicios más amplia. TCP/IP es
el protocolo de Capa 3 y Capa 4 en el que se basa Internet
El Protocolo de control de transmisión (TCP) es un protocolo de Capa 4 (capa de
transporte) orientado a conexión que brinda transmisión de datos fiable fullduplex (en los dos sentidos: bidireccional). TCP forma parte de la pila de protocolo
TCP/IP.
A continuación vemos las definiciones de los campos en el segmento TCP:
Puerto origen: Número del puerto que realiza la llamada
Puerto destino : Número del puerto que recibe la llamada
Número de secuencia: Número que se usa para garantizar el
secuenciamiento correcto de los datos entrantes
Número de acuse de recibo: Próximo octeto TCP esperado
HLEN: Cantidad de palabras de 32 bits del encabezado
Reservado: Se establece en cero
Bits de código: Funciones de control (como, por ejemplo, .configuración y
terminación de una sesión)
Ventana: Cantidad de octetos que el emisor desea aceptar
Checksum: Checksum calculada del encabezado y de los campos de datos
Marcador urgente: Indica el final de los datos urgentes
Opción una opción: Tamaño máximo de segmento TCP
Datos: Datos de protocolo de capa superior
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ENTIDADES QUE REGULAN LA CAPA 4
Una de las necesidades más elementales de un sistema de comunicación, es el
desarrollo de los estándares. Sin ellos, sólo podrían comunicarse los equipos de un
mismo fabricante.
Las conexiones entre los equipos también se han ido estandarizando. Entre las
distintas entidades que se han dedicado a esta estandarización está la ISO. Ellos,
han definido el modelo OSI.
El modelo OSI define siete niveles distintos, para facilitar la comunicación entre
sistemas abiertos. El modelo no asegura la comunicación, pero es la base para
poder organizar y decidir los protocolos que se van ha utilizar.
El modelo OSI, especifica las normas o reglas necesarias para que el intercambio
de datos entre equipos de diferentes fabricantes sea posible.
Basándose en este modelo, se ha desarrollado un gran grupo de protocolos para
que los diferentes tipos de ordenadores puedan trabajar en común y puedan
comunicarse.
Con el fin de simplificar la complejidad de cualquier red, los diseñadores de redes
han convenido estructurar las diferentes funciones que realizan y los servicios que
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proveen en una serie de niveles o capas. Cada grupo o nivel se encargará de
resolver un problema, y las decisiones y cambios que lleve a cabo no afectarán al
resto de grupos o niveles.
Los niveles definidos por este modelo son los siguientes:
Nivel de Aplicación
Nivel de Presentación
Nivel de Sesión
Nivel de Transporte
Nivel de Red
Nivel de Enlace
Nivel Físico
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SECUENCIA DE CAPTURA DE PROTOCOLOS
PROTOCOLOS TCP
Panel de paquetes capturados, en este panel se despliega la lista de paquetes capturados.
Al hacer clic sobre algunos de estos se despliega cierta información en los otros paneles.
PROTOCOLO UDP
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En las pantallas anteriores se encuentran dos zonas de datos las cuales son:
ZONA A: zona de listado de los paquetes capturados en la figura anterior la encontramos
de color verde.
ZONA B: Datos del frame capturado que en la figura anterior la encontramos de color
gris.
En la primera es la se establece información del Numero de Frame, tiempo en segundos de
la captura, origen, destino, protocolo involucrado y por último un campo de información
extra que previamente Wireshark a decodificado.
La segunda zona muestra los datos del Frame capturado. Nos da información de todos los
protocolos involucrados en la captura entre los cuales se encuenta:

Frame En este campo se muestra información completa de la trama capturada.
Tamaño total, etc. toda la información mostrada en la zona C.

Ethernet II En este muestra la cabecera Ethernet II que a su vez pertenece a la
capa de enlace de datos:
Nos muestra parte de la cabecera de la trama Ethener II, en este caso:

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
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Destino 6 bytes 00 01 e3 94 af 0e : MAC destino
Origen 6 bytes 00 15 c5 76 39 c8 : MAC origen
Tipo 2 bytes 08 00 : protocolo que viaja en la parte de datos de la trama en este
caso IP. 0x0800.
Internet Protocol A continuación vemos Internet Protocol con los datos de la
cabecera del data grama IP:
Transmission Control Protocol. (TCP) (UDP):
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Se trata del Segmento TCP y UDP. Protocolo involucrado en esta captura.
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