INTERNETyTCPIPdiciembre2003

Captulo 1. Arquitecturas Estructuradas de Comunicaciones

1. ARQUITECTURAS COMUNICACIONES1.1

ESTRUCTURADAS

DE

Introduccin y generalidades

Las redes son actualmente una de las partes esenciales de los sistemas de informacin ya que, a travs de ellas, un usuario puede comunicarse con otros y compartir recursos de informacin y computacin, con el ahorro econmico que esto conlleva. En este contexto, una red va a ser algo muy conceptual que se va a representar grficamente mediante una nube como un medio comn de comunicacin y comparticin. Por consiguiente, en este libro no se va a entrar en la topologa, tecnologa, etc., de ninguna red; pero s, por ejemplo, en los protocolos de comunicaciones TCP/IP y en las unidades de datos manejadas por dichos protocolos, las cuales se intercambian a travs de la infraestructura fsica de cualquier red en Internet.

RED

Figura 1.1.- Comparticin en red de recursos de informacin y computacin. Aunque la taxonoma de las redes es muy amplia y variada y, por tanto, se pueden clasificar de muy diferentes formas1; una forma muy til de clasificarlas, para una mayor comprensin, es basndose en su aspecto, ya sea fsico o abstracto. En funcin de esta caracterstica, se pueden establecer los dos tipos de redes siguientes:1

En funcin de su tecnologa, del rea geogrfica que cubren, de su gestin o administracin, etc.

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REDES DE COMUNICACIONES: Redes fsicas que engloban cualquier tipo de red existente y, por tanto, cualquier tipo de servicio de comunicaciones (voz, datos, vdeo, etc.). REDES DE COMPUTADORAS: Redes abstractas formadas por la interconexin de las anteriores y basadas en el uso de un mismo conjunto de protocolos de comunicaciones que aseguran la interoperabilidad entre procesos iguales que se ejecutan en mquinas diferentes. Un ejemplo muy significativo es la red Internet, una inmensa red de computadoras formada por la interconexin de infinidad de redes fsicas y en donde se usan los protocolos TCP/IP para la comunicacin de los correspondientes sistemas finales. En este escenario, un sistema es cualquier mquina o dispositivo capaz de ejecutar la arquitectura de protocolos TCP/IP. En la Figura 1.2 se muestra una hipottica red o nube Internet formada por la interconexin de una serie de redes de comunicaciones o pequeas nubes fsicas. Se asume que todas las mquinas hablan un mismo lenguaje de comunicaciones en funcin de un conjunto de protocolos conocido como TCP/IP. Asimismo, ya se estudiar que existen unas computadoras conocidas como routers2 que hacen el papel de sistemas intermedios y que permiten encaminar datos de una nube a otra en funcin del destinatario.TCP/IP

... ... ...INTERNETTCP/IP

... ...

RED FSICA

TCP/IP

...IP

...... ... ... ...IP

... ...

...IP

...IP

... ... ...

...

IP

......ROUTER

...

...TCP/IP

...TCP/IP

Figura 1.2.- Una hipottica red Internet.

En adelante, y a pesar de su sintaxis anglosajona, en este libro a un sistema intermedio o encaminador o dispositivo de encaminamiento se le denominar router.

2

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1.2

Estratificacin en niveles de comunicaciones

Segn se muestra en la Figura 1.3, los protocolos TCP/IP se estratifican en una arquitectura estructurada en cinco niveles de comunicaciones. El nivel ms alto o nivel de aplicacin es el nivel con el que interactan los usuarios. El nivel ms bajo viene definido por el hardware de acceso al medio fsico de interconexin. Todos los niveles son mutuamente independientes en el sentido de que en cada nivel, a excepcin del nivel fsico o de hardware, hay uno o ms protocolos que llevan a cabo unas funciones y proporcionan unos servicios totalmente diferentes del resto de los niveles. En el caso de disponer de diferentes protocolos en un mismo nivel de comunicaciones, existirn distintas clases de funciones y servicios dentro de dicho nivel. En este contexto, un protocolo define unas funciones que proporcionan un determinado servicio en funcin del nivel de comunicaciones en que se encuentre. Dicho de otro modo, un servicio es el resultado de efectuar las acciones o funciones definidas por el correspondiente protocolo, basndose en unas determinadas cabeceras de informacin de control, cuyo formato tambin est definido en el diseo de dicho protocolo. Un nivel de comunicaciones, como es el caso del nivel de transporte TCP/IP, que ya se analizar, ofrece dos protocolos de transporte (TCP y UDP) que proporcionan dos servicios del nivel de transporte diferentes. Asimismo, un servicio puede ser el resultado de realizar una o ms funciones. Por ejemplo, las entidades IP, que funcionan segn su protocolo IP, para proporcionar el servicio del nivel Internet o nivel de red o de encaminamiento TCP/IP (que tambin se estudiar ms adelante), deben llevar a cabo, bsicamente, funciones como elegir una ruta en funcin de su tabla de encaminamiento, detectar potenciales errores fsicos en su cabecera de control, fragmentar (y reensamblar en el destino), etc.

APLICACINTRANSPORTE

INTERNETRED DE ACCESO

INTERFAZ DE RED HARDWARE

Figura 1.3.- La arquitectura estructurada de comunicaciones TCP/IP.

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Toda arquitectura estructurada de comunicaciones (TCP/IP de IAB, OSI de ISO, SNA de IBM, IPX/SPX de Novell, XNS de Xerox, etc.) presenta dos ventajas muy relevantes: REDUCCIN DE LA COMPLEJIDAD: Facilita la labor de diseo a travs de una estructura ms comprensible por una divisin en diferentes niveles de comunicaciones. Incluso esta caracterstica permite que diferentes equipos de trabajo (programadores) puedan desarrollar sus labores en diferentes niveles sin interferirse. FACILITACIN DEL CAMBIO TECNOLGICO: Permite que cualquier cambio llevado a cabo en cualquier nivel no afecte (si el sistema est bien estructurado) al resto de los niveles de la arquitectura. Actualmente, existen dos tipos de estndares en el contexto de las arquitecturas estructuradas de comunicaciones: DE IURE: Del latn por razn, por justicia, etc.; son los autnticos estndares ya que son aprobados y propuestos por un organismo internacional de normalizacin, tal es el caso de la arquitectura OSI del organismo ISO. DE FACTO: Mal llamados estndares, pero se consideran como tales por el facto o por el hecho de su amplio uso. ste es el caso de la arquitectura TCP/IP que no ha sido propuesta o aprobada por ningn organismo internacional de normalizacin y, sin embargo, es la arquitectura de comunicaciones por excelencia y, por tanto, la ms utilizada. La siguiente Figura 1.4 muestra dos sistemas finales con una misma arquitectura genrica de comunicaciones, los cuales estn conectados a travs de una red ya sea de comunicaciones o computadoras. En este ejemplo, el nivel ms alto es un nivel n y el ms elemental se corresponde con el nivel 1. A excepcin del nivel ms elemental o nivel fsico o de hardware (nivel 1), en cada nivel de comunicaciones habr al menos una entidad de software o proceso que se rige bajo un determinado protocolo de comunicaciones.

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Emisor

Receptor

Nivel n ... Nivel 1

Nivel n ... Nivel 1

REDFigura 1.4.- Comunicacin entre los distintos niveles de un mismo sistema. La comunicacin entre los diferentes niveles de un mismo sistema consiste en enviar los datos o la informacin que se ha de transmitir de ARRIBA ABAJO (del nivel n al nivel 1) en el sistema emisor, y de ABAJO ARRIBA (del nivel 1 al nivel n) en el sistema receptor. Cada entidad de software en el sistema emisor conoce previamente y por configuracin a su vecino del piso de abajo para la entrega correcta de las oportunas unidades de datos. En el sistema receptor, si existe ms de una entidad de software en un determinado nivel de comunicaciones de la arquitectura, la entidad en el piso o nivel inmediatamente inferior debe conocer (examinando la informacin de control recibida) el identificador de la entidad de software del piso superior a la cual va a pasar los correspondientes datos. En el caso de que slo haya una entidad en un nivel superior, el vecino de abajo le pasa los datos por omisin. Particularizando un poco ms, segn se describe en la siguiente Figura 1.5, la comunicacin entre los distintos niveles en sistemas diferentes se basa en que entre ambos extremos y para cada nivel existe un protocolo de comunicaciones que define los mensajes intercambiados y las acciones o funciones que tienen que llevar a cabo las entidades de software del nivel correspondiente. As, en el nivel n+1 de cada sistema habr una entidad del nivel n+1. Estas dos entidades del nivel n+1 se comunican intercambiando mensajes de control cuyo formato y acciones estn definidas a travs del correspondiente protocolo del nivel n+1. De la misma manera, en el nivel n de cada sistema habr una entidad del nivel n. Estas dos entidades del nivel n se comunican intercambiando mensajes de control cuyo formato y acciones estn definidas a travs del correspondiente protocolo del nivel n. De igual forma, en el nivel n-1 de cada sistema habr una entidad del nivel n-1. Estas dos entidades del nivel n-1 se comunican intercambiando mensajes de control cuyo formato y acciones estn definidas, a su vez, a travs del correspondiente protocolo del nivel n-1. Y as, sucesivamente, para el resto de los niveles exceptuando, como ya se ha comentado, el nivel ms elemental o de hardware.

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Nivel n+1 Nivel n Nivel n-1 Nivel n-2 Hardware

Protocolo de nivel n+1 Protocolo de nivel n Protocolo de nivel n-1 Protocolo de nivel n-2


REDFigura 1.5.- Comunicacin entre los distintos niveles en sistemas diferentes En la siguiente Figura 1.6 se ahonda un poco ms en el concepto de la comunicacin entre los distintos niveles de un mismo sistema. En el sistema emisor, la comunicacin de arriba abajo consiste en aadir, a los potenciales datos de usuario, cabeceras de informacin de control por cada uno de los niveles (a excepcin del nivel ms elemental o nivel fsico) por donde van pasando dichos datos. En el sistema receptor, se hace todo lo contrario, es decir, se eliminan dichas cabeceras a medida que se realizan las funciones pertinentes basndose en la cabecera de cada nivel. Cada cabecera contiene un mensaje de informacin de control. Como ya se ha indicado, el formato de la cabecera, y las acciones que hay que llevar a cabo en funcin de la informacin de control contenida en dicha cabecera, se define en el correspondiente protocolo de nivel. Por ejemplo, la entidad del nivel n introduce una cabecera para que la entidad homloga en el sistema receptor lleve a cabo unas funciones de nivel n basndose en la informacin registrada en dicha cabecera. Visto de otra manera: Para llevar a cabo un servicio del nivel n+1, dos entidades del nivel n+1 necesitan previamente un servicio del nivel n para realizar las funciones del nivel n+1 definidas por el protocolo del nivel n+1. Para llevar a cabo un servicio del nivel n, dos entidades del nivel n necesitan previamente un servicio del nivel n-1 para realizar las funciones del nivel n definidas por el protocolo del nivel n. Y as sucesivamente hasta llegar al nivel ms elemental o nivel fsico.

Resumiendo, cada nivel superior se apoya en los servicios del nivel inmediatamente inferior hasta alcanzar el nivel ms elemental o nivel fsico.

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DATOS

DATOS DATOS DATOS DATOS DATOS


DATOS DATOS DATOS DATOS


REDFigura 1.6.- Inclusin y eliminacin de cabeceras de informacin de control.

1.3

Modelo de referencia OSI

Dentro del marco de estndares especificados por el organismo internacional de normalizacin conocido como ISO (International Standards Organization), se ha definido una arquitectura estructurada de comunicaciones o modelo bsico de referencia OSI (Open Systems Interconnection) para la interconexin de sistemas abiertos. Este modelo de referencia OSI (ISO/IEC IS 7498) que se defini en 1978 y se public en 1982 por el comit tcnico conjunto JTC1 (Joint Technical Committee 1) de ISO y Comit Electrotcnico Internacional (IEC o International Electrotechnical Committee), describe cmo implementar una arquitectura estructurada en siete niveles de comunicaciones para interconectar sistemas finales heterogneos. Es importante tener en cuenta que antes de que se publicara el modelo OSI, la mayora de las computadoras se diseaban como sistemas cerrados, esto es, sistemas que no eran capaces de comunicarse con otros de diferentes fabricantes de equipos informticos (IBM, Digital, Xerox, etc.). En un principio este problema no era demasiado serio ya que cuando una empresa se informatizaba, apostaba por un solo fabricante el cual aparte de los equipos proporcionaba, asimismo, su propia solucin de comunicaciones, es decir, sus propios protocolos de comunicaciones. El escenario se complicaba cuando las distintas organizaciones dejaban de funcionar aisladamente y decidan comunicarse, incluso compartiendo recursos de informacin y computacin. Cada fabricante defina sus protocolos de comunicaciones para interconectar sus propios equipos, los cuales eran totalmente incompatibles con los de otros fabricantes. En este contexto, el mundo de las comunicaciones de datos se haba transformado en una autntica torre de Babel. Para resolver este galimatas se crearon distintas organizaciones nacionales e internacionales de normalizacin cuyo principal cometido era la generacin de normas de amplio consenso y recomendable cumplimiento por todos.

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De entre todos estos organismos, el ms universal es ISO cuyas reas de actuacin abarcan temas tan dispares como materiales, alimentos, salud, transporte, comunicaciones, etc. Se fund en 1947 y est constituido por los organismos de normalizacin de la mayora de los pases con un mnimo nivel tecnolgico, representando el 95% de la produccin industrial en el mundo. Como se ha comentado con anterioridad, su principal logro en el mundo de las comunicaciones de datos fue la creacin del modelo arquitectnico de referencia para la interconexin de sistemas abiertos o modelo OSI. Entendiendo por sistemas abiertos, aqullos capaces de interconectarse con otros de acuerdo a unas normas internacionales. Es importante resaltar que OSI es una referencia abstracta y no una implementacin, es decir, OSI es un conjunto de documentos o papeles que indican cmo hay que desarrollar los protocolos. Dicho modelo irrumpi con una gran fuerza y fue adoptado por otros organismos prestigiosos de normalizacin tanto nacionales como internacionales. Tal es el caso del Comit Consultivo Internacional Telegrfico Telefnico (CCITT), lo que hoy se conoce como el sector de estandarizacin de Telecomunicaciones de la Unin Internacional de las Telecomunicaciones (ITU-T o UIT-T), que public, en 1984, un estndar equivalente (X.200). Pero a pesar de su puesta en escena, la red OSI y su arquitectura de comunicaciones del mismo nombre, sucumbi ante la llegada de la red Internet y de su arquitectura TCP/IP. De hecho, y a excepcin bsicamente de los tres primeros niveles de su arquitectura en redes de conmutacin de paquetes X.25, de los dos primeros niveles de su arquitectura de comunicaciones en redes de rea local segn la norma IEEE 802 y de su sintaxis comn de representacin y codificacin (ASN.1); en la actualidad OSI slo se emplea como una referencia estandarizada para la descripcin conceptual de los niveles de comunicaciones de otras arquitecturas (p. ej., TCP/IP). ISO pretenda que se implantara a nivel mundial una red de redes OSI, parecido a lo que hoy es Internet pero utilizando los protocolos OSI. En la Figura 1.7 se describe una hipottica red o nube OSI formada por la interconexin de una serie de redes o pequeas nubes fsicas (redes de comunicaciones). Se asume que todas las mquinas hablan un mismo lenguaje de comunicaciones basndose en un conjunto de protocolos OSI. Asimismo, al igual que en Internet, para interconectar las diferentes redes fsicas se necesitaban unas computadoras que hacan el papel de routers o de sistemas intermedios, permitiendo encaminar datos de una red a otra en funcin del destinatario. Al igual que los routers de TCP/IP disponen de un software de comunicaciones hasta el nivel de Internet o nivel de red de la arquitectura TCP/IP, los routers de OSI slo deban disponer de un software de comunicaciones hasta el nivel de red de la arquitectura OSI (nivel 3).

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OSI

... ... ... ... ...N3

RED FSICA

...N3

OSI

... ... ... ... ...N3

... ... ...OSIOSI

...N3

... ... ...

...

N3

...OSI

... ...ROUTER

...OSI

...

Figura 1.7.- Una hipottica red OSI.

1.3.1 Niveles de comunicacionesEn la Figura 1.8 se muestran los siete niveles de la arquitectura OSI y las funciones fundamentales que se realizan en cada uno de ellos.APLICACINProcesos de Usuario (p.e., MOTIS/X.400)

PRESENTACIN APLICACINIndependizacin de la Sintaxis Local mediante ASN.1 Procesos de Usuario (p.e., MOTIS/X.400)

SESINAdministracin y Gestin del Dilogo

TRANSPORTESegmentacin y Transporte Extremo a Extremo

REDEncaminamiento

ENLACEIntercambio de datos entre dos entidades contiguas

FSICOAcceso al Soporte de Transmisin

Figura 1.8.- Modelo OSI de ISO: Funciones de los niveles. Nivel de aplicacin (nivel 7): Es el nivel ms alto de la arquitectura OSI con el que interactan los correspondientes usuarios. Por tanto, en este nivel se ejecutan las diferentes aplicaciones o procesos de usuario como es el caso, por ejemplo, del correo electrnico que en OSI se describe en la norma MOTIS (Message Oriented Text Interchange System) cuyo equivalente ITU-T o UIT-T es, a su vez, la norma X.400.

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Nivel de presentacin (nivel 6): Es el nivel responsable de la sintaxis de las informaciones intercambiadas entre entidades del nivel de aplicacin. Por consiguiente, es el nivel que se ocupa de la presentacin de los datos intercambiados por los procesos de aplicacin del usuario. Independiza las sintaxis locales de cada una de las mquinas mediante una sintaxis abstracta de representacin, codificacin y transferencia conocida como ASN.1 (Abstract Syntax Notation One). A travs de esta sintaxis se comunican mquinas que utilizan, por ejemplo, diferentes mtodos a la hora de numerar los enteros. As hay mquinas (p. ej., IBM) que empiezan a numerar sus octetos a partir del octeto ms significativo o de mayor orden, es decir, el situado ms a la izquierda (big-endian); sin embargo, hay otras (p. ej., Digital) que numeran sus octetos a partir del octeto menos significativo o de menor orden, es decir, el situado ms a la izquierda (little-endian). Asimismo, la representacin de los nmeros en coma flotante tambin difiere entre arquitecturas fsicas diferentes de mquinas. Tambin, la forma de codificar los caracteres (un octeto o dos por carcter) puede diferir de una mquina a otra, etc. ASN.1 juega un papel muy relevante fuera de la arquitectura OSI como es el caso, por ejemplo, de la arquitectura TCP/IP dentro del contexto del protocolo SNMP (Simple Network Management Protocol) de gestin de red TCP/IP para la representacin de sus variables que se almacenan en su base de informacin de gestin. Nivel de sesin (nivel 5): Es el nivel responsable de administrar y sincronizar el dilogo entre entidades del nivel de presentacin. La administracin del dilogo implica, en transmisiones semidplex (envos bidireccionales no simultneos), establecer turnos de dilogo mediante el envo de una secuencia especial de datos (testigo de control). Slo la entidad del nivel de presentacin que tenga el testigo puede transmitir datos y la otra debe permanecer en silencio. Cuando una entidad del nivel de presentacin termina de transmitir, solicita a travs de una llamada, el envo del testigo de control a su entidad del nivel de sesin que es quien ofrece dicho servicio y quien transmite dicha informacin para que la entidad del nivel de presentacin remota pueda enviar datos. A su vez, la sincronizacin del dilogo permite, cuando ocurre un fallo local (que implica prdida de datos) por encima del nivel de transporte, que las entidades del nivel de presentacin puedan reiniciar el dilogo en un punto conocido. Para ello, las entidades de presentacin dividen la informacin que desean transmitir en unas unidades denominadas pginas, mediante la insercin de un nmero de serie o punto de sincronizacin entre cada una de ellas. En el caso de presentarse un problema, se retransmiten todos los datos enviados despus del ltimo punto de sincronizacin recibido. La entidad del nivel de presentacin solicita a travs de una llamada, un punto de sincronizacin a su entidad del nivel de sesin que es

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quien ofrece dicho servicio y quien incluye entre los datos el pertinente nmero de sincronizacin para la entidad receptora del nivel de presentacin. Por ltimo, indicar que el nivel de sesin es una capa muy delgada, es decir, con muy pocas funciones en comparacin con otros niveles. Incluso, durante el desarrollo del modelo OSI se llev a cabo un debate de gran magnitud sobre la conveniencia de disponer de dicho nivel. Nivel de transporte (nivel 4): Es el nivel responsable del transporte de los datos entre las entidades del nivel de sesin. Si el servicio ofrecido por el nivel de transporte es fiable, o lo que es lo mismo, orientado a conexin (concepto que ya se estudiar ms adelante), se establece una conexin extremo a extremo entre dos entidades de este nivel, una en la mquina de origen y otra en la mquina de destino. Por esta conexin fluyen, posteriormente, de manera ordenada todos los paquetes o unidades de datos de este nivel. En este tipo de servicio, el nivel de transporte se encarga de la fiabilidad de la comunicacin extremo a extremo, independientemente de la tecnologa, topologa, nmero y tipo de redes que hayan intervenido. Por tanto, hay todo un control de errores fsicos (deteccin y recuperacin de las unidades de datos que han cambiado fsicamente en algn bit) y lgicos (deteccin y recuperacin de unidades de datos perdidas, desordenadas y duplicadas). Asimismo, hay un control de flujo entre ambas entidades para impedir que una transmita ms rpidamente de lo que otra es capaz de almacenar y procesar. Si el servicio ofrecido por el nivel de transporte no es fiable, o lo que es lo mismo, no es orientado a conexin, no se establece ninguna conexin extremo a extremo entre dichas entidades. Consecuentemente, cada unidad de datos se trata como una unidad independiente y se enva aisladamente de las dems. Por consiguiente, no se mantiene ningn tipo de control de errores ni de flujo. Esto quiere decir que las unidades de datos pueden no llegar y en el caso de llegar, hacerlo de forma desordenada. Es importante resaltar que a partir de este nivel todas las comunicaciones son extremo a extremo ya que no va a intervenir nunca una entidad del nivel de transporte en el camino entre las dos entidades de transporte origen-destino. Nivel de red (nivel 3): Es el nivel responsable del encaminamiento de los paquetes de datos por una hipottica red OSI. Cada paquete o unidad de datos del nivel de red contiene una cabecera de informacin de control, incluyendo entre otras informaciones, la direccin de la correspondiente mquina destinataria del paquete en cuestin. En funcin de esta direccin, cada entidad del nivel de red, en el camino origen-destino, toma una decisin de encaminamiento hacia el sistema final remoto. Asimismo, al igual que en el nivel de transporte, el nivel de red puede ofrecer un servicio fiable (orientado a - 11 -


conexin) o no fiable (no orientado a conexin). Si el servicio es fiable, se establece una conexin entre las pertinentes dos entidades del nivel de red para que, adems de la funcin fundamental de encaminar, realicen todo un control de errores fsicos (deteccin y recuperacin de paquetes que han cambiado fsicamente en algn bit) y lgicos (deteccin y recuperacin de paquetes perdidos, desordenados y duplicados). Asimismo, hay un control de flujo entre ambas entidades del nivel de red para impedir que una entidad transmita ms rpidamente de lo que otra es capaz de almacenar y procesar. Si el servicio ofrecido por el nivel de red no es fiable (servicio tpico en una red de computadoras), o lo que es lo mismo, no es orientado a conexin, no se establece ninguna conexin entre las dos entidades del nivel de red. Consecuentemente, cada paquete se trata como una unidad independiente y se encamina aisladamente de los dems. Por consiguiente, no se mantiene ningn tipo de control de errores ni de flujo. Esto quiere decir, que las unidades de datos pueden no llegar y en el caso de llegar, hacerlo de forma desordenada. Nivel de enlace (nivel 2): Es el nivel responsable del intercambio de tramas (o unidades de datos de este nivel) entre dos entidades contiguas en el camino origen-destino. Asimismo, al igual que en los niveles de transporte y red, el nivel de enlace puede ofrecer un servicio fiable (orientado a conexin) o no fiable (no orientado a conexin). Si el servicio es fiable (servicio tpico en una red de computadoras OSI), se establece una conexin entre las pertinentes dos entidades del nivel de enlace para que realicen todo un control de errores fsicos generados por el medio fsico de interconexin (deteccin y recuperacin de tramas que han cambiado fsicamente en algn bit) y lgicos (deteccin y recuperacin de tramas perdidas, desordenadas y duplicadas). Asimismo, hay un control de flujo entre ambas entidades del nivel de enlace para impedir que una entidad transmita ms rpidamente de lo que otra es capaz de almacenar y procesar. Si el servicio ofrecido por el nivel de enlace no es fiable, o lo que es lo mismo, no es orientado a conexin, no se establece ninguna conexin entre las dos entidades del nivel de enlace. Consecuentemente, cada trama se trata como una unidad independiente y se enva aisladamente de las dems. Por consiguiente, no se mantiene ningn tipo de control de errores (slo hay una deteccin de errores fsicos sin recuperacin) ni de flujo. Nivel fsico (nivel 1): Es el nivel responsable del acceso al medio fsico de interconexin. Por consiguiente, define las caractersticas elctricas (niveles de tensin o voltaje entre los cables, ), mecnicas (forma y constitucin de los conectores, disposicin de los pines, ) y lgicas (seales intercambiadas) con el dispositivo de transmisin-recepcin (p.ej., un mdem) para acceder al medio fsico y permitir el envo de tramas entre las dos entidades contiguas del nivel de - 12 -


enlace. En consecuencia, en este nivel no hay entidades de software y, por tanto, no existe ningn protocolo del nivel fsico entre mquinas adyacentes.

1.3.2 Puntos de acceso al servicioN+1Interfaz Nivel N+1

SAP N

N

Nivel N

Figura 1.9.- Punto de acceso al servicio (SAP). ISO ha definido, para su arquitectura OSI, un conjunto de trminos y conceptos estandarizados que conviene conocer y que, con los mismos o con diferentes nombres, se han trasladado a otras arquitecturas de comunicaciones como es el caso de TCP/IP. 1. Servicio: Resultado de efectuar una o ms acciones o funciones definidas por el correspondiente protocolo. Formalmente, un servicio en OSI se identifica por un conjunto de primitivas o llamadas u operaciones. 2. Primitiva: Concepto abstracto que define3 cmo llevar a cabo la llamada a un servicio. Obviamente, para poder llamar a un servicio proporcionado por una entidad de software, primeramente, hay que saber llamar a dicha entidad. 3. SAP4 (Service Access Point): Punto de acceso al servicio o identificador de la entidad de software del nivel inmediatamente superior (vecino del piso de arriba), cuando en este nivel existe ms de una entidad. Un SAP del nivel N identifica siempre a una entidad del nivel N+1. Por tanto, en las llamadas de abajo arriba se usan los SAP para poder identificar a una entidad de entre otras que se encuentran en el nivel inmediatamente superior. En las llamadas de

3

En un documento para el programador.

Este mismo nombre (SAP origen y SAP destino) se usa, por ejemplo, en el subnivel LLC (Logical Link Control) 802.2 del nivel de enlace de la arquitectura de comunicaciones de redes de rea local que siguen la norma IEEE 802. Mediante este concepto se identifica a la entidad de software del nivel inmediatamente superior.

4

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arriba abajo siempre se interacta con la misma entidad5 del nivel inmediatamente inferior. Cuando se realiza una llamada del nivel N+1 al nivel N se pasa, como un parmetro ms de la llamada, el SAP de la entidad remota N+1. Los SAP representan la frontera o lnea divisoria que define el interfaz entre los niveles de comunicaciones adyacentes en un mismo sistema.

1.3.3 ServiciosSistema ANivel N+1

Sistema B PDU N+1

N+1

N+1

Nivel N+1

SolicitudInterfaz

Confirmacin SAP N SAP origen

Respuesta SAP N

IndicacinInterfaz

SAP destinoNivel N

Nivel N

NConexin N

N

Figura 1.10.- Servicio confirmado. Dos entidades pares son dos entidades de software que se rigen bajo el mismo protocolo de comunicaciones y que estn ubicadas en el mismo nivel en sistemas diferentes. Por tanto, para que dos entidades pares del nivel N+1 se intercambien unidades de datos del protocolo (PDU: Protocol Data Unit) del nivel N+1, necesitan previamente un servicio del nivel N. Si el servicio ofrecido por el nivel N es confirmado (ver Figura 1.10), la entidad N+1 requiere cuatro primitivas del nivel N: Solicitud: Llamada de la entidad N+1 a la entidad N, en el sistema local emisor, para solicitar un servicio del nivel N. Indicacin: Llamada de la entidad N a la entidad N+1, en el sistema receptor remoto, para indicar a la entidad N+1 que una entidad par ha solicitado un servicio del nivel N con el objetivo de comunicarse con ella.

5

Identificada previamente en la configuracin local OSI.

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Respuesta: Llamada de la entidad N+1 a la entidad N, en el sistema receptor remoto, para responder afirmativamente6 al servicio previamente solicitado por su entidad par. Confirmacin: Llamada de la entidad N a la entidad N+1, en el sistema local emisor, para indicar a la entidad N+1 que su entidad par desea confirmar el servicio previamente solicitado.Sistema ANivel N+1 Solicitud de Servicio N

Sistema B PDU N+1

N+1Interfaz

N+1

Nivel N+1 Indicacin de Servicio N

SAP N Origen

Interfaz

SAP N Destino

Nivel N

NServicio N

N

Nivel N

Figura 1.11.- Servicio no confirmado. Como ya se ha indicado, para que dos entidades pares del nivel N+1 se intercambien unidades de datos del protocolo (PDU: Protocol Data Unit) del nivel N+1, necesitan previamente un servicio del nivel N. Si el servicio ofrecido por el nivel N es no confirmado (ver Figura 1.11), se requieren, a su vez, dos primitivas del nivel N: Solicitud: Llamada de la entidad N+1 a la entidad N, en el sistema local emisor, para solicitar un servicio del nivel N. Indicacin: Llamada de la entidad N a la entidad N+1, en el sistema receptor remoto, para indicar a la entidad N+1 que una entidad par ha solicitado un servicio del nivel N para poder comunicarse con ella.

6

En caso de respuesta negativa, el servicio de la entidad N debe ofrecer a la entidad N+1 otro servicio mediante otra llamada representada por la correspondiente primitiva para solicitar un aborto de la conexin. De esta forma, N enva, por la red a su entidad par, un mensaje con esta informacin de control para que tenga constancia de este hecho la entidad N+1 en el Sistema A.

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Asimismo, si el servicio ofrecido por un hipottico nivel N es fiable (ver siguiente Figura 1.12), se dice que el servicio es orientado a conexin, el cual dispone siempre de tres fases: 1. Establecimiento de la conexin (entre entidades del nivel N): Es una especie de aviso; primero, para que la entidad remota N + 1 d su consentimiento para recibir datos de nivel N+1 y, segundo, para que ambas entidades pares del nivel N lleven a cabo, en la siguiente fase de transferencia de datos, todas las funciones fiables como, la correccin de errores fsicos (bits cambiados en las unidades del nivel N transmitidas) y errores lgicos (unidades de datos del nivel N perdidas, desordenadas y duplicadas). Asimismo, efectan el correspondiente control de flujo para evitar congestiones. Se recuerda, que cada unidad de datos del nivel N encapsula una unidad de datos del nivel N+1. La fase de establecimiento de la conexin es siempre un servicio confirmado. 2. Transferencia de datos (entre entidades del nivel N): El envo de las unidades de datos se realiza fiablemente, es decir, ambas entidades del nivel N colaboran en el control de errores y flujo de la informacin intercambiada. La fase de transferencia de datos es siempre un servicio no confirmado. Las confirmaciones a los datos recibidos correctamente se envan por el propio protocolo del nivel N que es el que ofrece el servicio fiable. 3. Liberacin de la conexin (entre entidades del nivel N): Una vez las entidades del nivel N han transferido todas las unidades de datos del nivel N (encapsulan, a su vez, a las unidades de datos del nivel N+1), se procede a la liberacin de la conexin previamente establecida. La fase de liberacin de la conexin es siempre un servicio no confirmado. La confirmacin7 (OK!) al mensaje de Fin (liberar la conexin) se enva, en la Figura 1.12, porque as est diseado por el propio protocolo del nivel N; pero no porque se lo haya indicado la entidad del nivel N+1 a travs de otra llamada. Incluso, el protocolo del nivel N podra obligar a la entidad del nivel N del sistema B a transmitir otro mensaje de Fin (liberar la conexin) a su entidad par en el sistema A y que sta tambin se d por enterada transmitiendo, a su vez, otro OK! De esta ltima forma, y como otra alternativa ms de liberacin a la indicada en la Figura 1.12, una entidad N puede estar transmitiendo datos mientras la otra ha cerrado su lado de la conexin. Por consiguiente, en este ltimo caso, la conexin se liberar completamente cuando se enva en los dos sentidos un mensaje de Fin y se reciben los OK! pertinentes.

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Si existen (no es obligatorio).

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N+1

Sistema A

Medio Fsico de Interconexin N N

Sistema B N+1

Solicitud (Conexin)

Inicio de conexinOK!

Indicacin (Conexin)Respuesta

Confirmacin

Solicitud (Datos)

Datos OK!(Protocolo del niv

Indicacin (Datos)el N)

) Indicacin (Datos

Datos

Solicitud (Datos)

OK!(Protocolo del nivel N )

Solicitud (Liberacin)

Fin OK!el N) (Protocolo del niv

Indicacin (Liberacin )

Figura 1.12.- Servicio del nivel N orientado a conexin. Si el servicio ofrecido por un hipottico nivel N es no fiable, se dice que el servicio es no orientado a conexin (ver siguiente Figura 1.13), el cual dispone slo de una fase: Transferencia de datos (entre entidades del nivel N): El envo de las unidades de datos se realiza sin fiabilidad, es decir, cada unidad de datos del nivel N se trata como una unidad independiente y se enva aisladamente de las dems. Por consiguiente, no se mantiene ningn tipo de control de errores ni de flujo. Esto quiere decir, que las unidades de datos pueden no llegar y en el caso de llegar, hacerlo incorrectamente. La entidad receptora del nivel N va pasando los datos al nivel N+1 segn van llegando (aunque lleguen desordenadamente o con errores). Como el servicio ofrecido por el nivel N es no orientado a conexin, la entidad N del sistema B y del sistema A no enva ningn tipo de confirmacin (OK!) a las unidades de datos recibidas (ver siguiente Figura 1.13). Asimismo, tampoco hay un control de flujo, por tanto, cuando una entidad N se congestiona, empieza a eliminar todas las unidades del nivel N que vaya recibiendo. La fase de transferencia de datos ya sea de un servicio orientado a conexin o no orientado a conexin es siempre un servicio no confirmado. Este tipo de servicio de nivel N es lo que se entiende, tambin, por un servicio no orientado a conexin sin confirmacin, es decir, en el nivel N no existe ningn mecanismo de confirmaciones a los datos recibidos.

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N+1

Sistema A

Medio Fsico de Interconexin N N

Sistema B N+1

Solicitud (Datos)

DatosDatos

Indicacin (Datos)Solicitud (Datos)

) Indicacin (Datos

Figura 1.13.- Servicio del nivel N no orientado a conexin sin confirmacin. El servicio no orientado a conexin sin confirmacin8, es til en dos situaciones. En primer lugar, cuando los niveles superiores ofrecen los mecanismos de control de errores y flujo necesarios. En segundo lugar, cuando no tiene ningn sentido establecer y mantener una conexin como puede ser, por ejemplo, el muestreo peridico de sensores de datos, componentes de seguridad y las transmisiones de imgenes o audio. En estos escenarios, la prdida ocasional de datos puede no ser importante siempre que stos lleguen de forma rpida. Un servicio menos tpico y, por tanto, menos utilizado es el servicio no orientado a conexin con confirmacin9. Este servicio tiene una cierta utilidad, por ejemplo, en la gestin de alarmas o seales de control de emergencia de una organizacin. Sera muy til una confirmacin de modo que el emisor pueda estar seguro de que el receptor ha recibido la seal o el aviso pertinente. Adems, teniendo en cuenta la urgencia de la seal, por razones obvias, no se debe perder tiempo en establecer la conexin como paso previo a la transferencia de los datos (aviso de alarma). Este ltimo servicio, aunque menos usual que los anteriores (orientado a

Que por otro lado es el tpico servicio no orientado a conexin cuya fase de transferencia es siempre un servicio no confirmado (dos primitivas).9

8

A pesar del juego de palabras, la fase de transferencia de datos sigue siendo un servicio no confirmado (dos primitivas).

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conexin y servicio no orientado a conexin sin confirmacin) se muestra en la siguiente Figura 1.14:Sistema A Medio Fsico de Interconexin N N Sistema B N+1

N+1

Solicitud (Datos)

el N) (Protocolo del niv

Datos OK!

Indicacin (Datos)Solicitud (Datos)

s) Indicacin (Dato

Datos

OK!(Protocolo del nivel N )

Figura 1.14.- Servicio del nivel N no orientado a conexin con confirmacin.

1.3.4 Protocolos e interfacesEn este contexto, conviene diferenciar claramente entre protocolo e interfaz. Protocolo: Conjunto de reglas que controlan la interaccin entre entidades pares o iguales. Interfaz: Conjunto de reglas que controlan la interaccin entre entidades no pares, pero contiguas en el mismo sistema.

Por ejemplo, dos entidades pares o iguales (entienden el mismo protocolo) del nivel N en dos mquinas diferentes, llevan a cabo las mismas acciones a travs de su protocolo del nivel N. Sin embargo, dos entidades contiguas (p. ej., N y N-1) ubicadas en la misma mquina pero en niveles adyacentes diferentes (por tanto, son dos entidades diferentes), se rigen por el interfaz o lnea divisoria que les separa en el sistema.

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PROTOCOLO Interfaz Interfaz

PROTOCOLO

Medio Fsico

Figura 1.15.- Diferencias entre protocolo e interfaz. Para una mayor comprensin de la diferencia existente entre protocolo e interfaz, se muestra en la Figura 1.15 una analoga entre dos sistemas con una misma arquitectura estructurada de comunicaciones de dos niveles y dos edificios de dos pisos. En el piso superior se encuentran dos arquitectos (dos entidades pares o iguales) que estn diseando una iglesia segn el protocolo que define una jerga o argot tcnico arquitectnico. El protocolo de este nivel define el formato de los mensajes arquitectnicos y las acciones que hay que realizar en funcin de dichos mensajes. En el nivel de abajo existen otras entidades que realizan unas funciones de transmisin de los mensajes del piso superior, por ejemplo, si tu hablas yo me callo, si hablas muy deprisa hazlo ms despacio, si no te entiendo repite, etc. Pues bien, teniendo en cuenta que en el piso superior no se tiene acceso directo al medio fsico de interconexin, los mensajes deben pasar a travs del pertinente interfaz (en la analoga un agujero en el suelo o la escalera) al piso inmediatamente inferior en el sistema emisor y al superior en el sistema receptor.

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1.4

BibliografaInformation Processing Systems-Open Systems Interconnection-Basic Reference Model, ISO 7498 (X.200, ITU-T), 1978. OSI EXPLAINED End to End Computer Communication Standards; J. Hendshall, S. Shaw, Ellis Horwood, 1988. Inside TCP/IP, K. S. Siyan, 3 Edicin, New Riders, 1997. Comunicaciones y Redes de Computadores. Sexta edicin. William Stallings. Ed. Prentice-Hall. 2000. Computer Networks. Cuarta edicin. A. S. Tanenbaum. Ed. International 2003. Redes de Comunicacin, Conceptos fundamentales y arquitecturas bsicas, Len Garca, A., Widjaja I.; McGraw-Hill, 2002. Redes de Ordenadores. Protocolos, normas e interfaces. U. Black. Editorial. Ra-ma. 1995.

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Captulo 2. Modelo en Internet

2. MODELO INTERNET

DE

COMUNICACIONES

EN

Una vez se han analizado los conceptos ms relevantes del modelo o arquitectura OSI como referencia estandarizada; se pasa, a continuacin, a estudiar con ms detenimiento el modelo de protocolos de comunicaciones de TCP/IP utilizado en la red Internet.

2.1

Historia

A principios de la dcada de los 60, el mundo se encontraba en plena psicosis de guerra fra. La posibilidad de un ataque nuclear era un supuesto manejado por las autoridades de los EE UU. Tras el temor a un desastre de este tipo, la cuestin que haba que resolver se poda resumir en lo siguiente: Cmo establecer una comunicacin despus de una tragedia de este tipo? No haba duda de que la Amrica de esa poca iba a necesitar una red robusta de mando y control que uniera entre s las bases esparcidas por todo el pas. Sin embargo, por mucho que se protegieran los nodos o sistemas intermedios (routers) y las lneas de comunicaciones siempre subsistira la posibilidad de que una bomba nuclear alcanzase el centro de control, objetivo primordial del enemigo, con lo que la red quedara inservible. En este escenario, el Departamento de Defensa (DoD) de los EE UU cay en la cuenta de que la tecnologa de conmutacin de circuitos empleada por la red telefnica tradicional era demasiado frgil para resistir el ms mnimo ataque y mucho menos la tan temida guerra nuclear. Si se destrua una conexin entre dos centrales importantes o quedaba una central fuera de servicio, buena parte de las comunicaciones de defensa del pas podran quedar inutilizadas. Sin embargo fue la corporacin RAND10, nido de estrategas de la guerra fra, quien plant cara a este importante problema, intentando responder a las siguientes preguntas: Cmo podran las autoridades de los EE UU comunicarse tras un ataque nuclear? Cmo se debera controlar y gobernar la red, teniendo en cuenta que una autoridad central sera, obviamente, el objetivo inmediato de un misil enemigo?

10

Research and Development.

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En 1964 se promulg la propuesta RAND encaminada a solventar las eventualidades anteriores, cuyos principios11 fueron los siguientes: Todos los nodos deberan ser iguales y sin una autoridad central de control. Los mensajes se dividiran en bloques de una menor longitud denominados paquetes. Cada uno de estos paquetes llevara la informacin necesaria para ir de forma independiente desde un nodo origen a un nodo destino. La ruta particular de cada paquete no importaba, es ms los diferentes paquetes pertenecientes a un mismo mensaje podan ir por rutas diferentes. Slo contaba el resultado final, es decir, que existieran los mecanismos adecuados para recomponer el mensaje original en el lugar de destino. Por ejemplo, si se deseaba enviar un mensaje desde una mquina en New York a San Francisco, un trozo (paquete) podra ir por el norte (p. ej., Chicago), otro por el centro (p. ej., Denver) y otro por el sur (p. ej., Houston). Lo importante es que la mquina destinataria en San Francisco dispusiera del software necesario para reconstruir el mensaje tal y como ha salido desde la mquina de origen en New York. Naca de esta forma, un tanto siniestra, el concepto de RED DE CONMUTACIN DE PAQUETES y, por ende, la tecnologa del mismo nombre, como ejemplo de un sistema lo suficientemente robusto como para hacer frente a adversidades y fallos. Se resalta que Internet es una red de computadoras que basa su funcionamiento en la tecnologa de conmutacin de paquetes mediante un servicio de encaminamiento no orientado a conexin. La idea de crear una red descentralizada, basada en la conmutacin de paquetes y a prueba de bombas fue tomando cuerpo en el Instituto Tecnolgico de Massachusetts (MIT) y en la Universidad de California en Los ngeles (UCLA). Curiosamente, fue el Laboratorio Nacional de Fsica del Reino Unido quien primero construy un prototipo de esas caractersticas en 1968. En respuesta al lanzamiento, en 1957, del primer satlite sovitico (el Sputnik), el DoD fund la Agencia de Proyectos de Investigacin Avanzada del Pentgono (ARPA) para devolver la superioridad a los EE UU en aplicaciones informticas militares. En 1969, ARPA decidi financiar a la empresa BBN (Bolt, Beranek, and Newman, Incorporated) para llevar a cabo un experimento similar al europeo, aunque ms ambicioso, en los EE UU y en donde los nodos de la red se utilizaran para unir supercomputadoras de aquella poca. La BBN entreg en otoo de 1969, un primer nodo a la Universidad de11

Que son la base de la actual Internet.

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California en Los ngeles (UCLA). En diciembre de 1969, ya haba otros tres ms, concretamente en: El Instituto de Investigacin en Stanford (SRI). La Universidad de California en Santa Barbara (UCBS). La Universidad de Utah. La instalacin y puesta en funcionamiento de estos cuatro nodos en diciembre de 1969, es lo que constituy ARPANET, red que se llam as en honor a sus patrocinadores y que constituy el embrin de la futura red Internet. Durante los aos 70, la red ARPA fue creciendo pues su estructura descentralizada facilitaba la correspondiente expansin. Todos los sistemas conectados a ARPANET se comunicaban mediante un mismo lenguaje o protocolo basado en la tcnica de conmutacin de paquetes y conocido con el nombre de NCP (Network Control protocol). En 1973, ARPA que fue rebautizada como DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency), lanz una nueva iniciativa con el objetivo de financiar la investigacin en tcnicas y tecnologas para conectar redes de paquetes de varios tipos. La idea era apoyar el desarrollo de protocolos (militares) de comunicaciones que permitieran a las computadoras comunicarse de modo transparente a travs de la interconexin de distintas redes de paquetes. Esta iniciativa fue bautizada como Proyecto Internetting, del que ha derivado el nombre actual de Internet. Un poco antes de que surgiera Internetting, Vinton Cerf en su laboratorio de Stanford y Robert Kahn en la compaa BBN, haban estado trabajando conjuntamente en entornos mviles de red (redes de radio y satlite de conmutacin de paquetes), diseando los correspondientes protocolos de interconexin. Es ms, en 1974 apareci un primer diseo del protocolo TCP (Transmission Control Protocol), en el que no se distingua entre TCP e IP (Internet Protocol), slo se hablaba del protocolo de control de transmisin en el nivel de transporte. Dicho esbozo de lo que luego seran los protocolos TCP/IP, apareci en un artculo publicado por Cerf y Kahn en mayo de 1974 en la revista IEEE Transactions of Communications.

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TCP/IP

Figura 2.1.- Los protocolos en Internet. Antes de seguir, conviene recordar que TCP/IP son los protocolos de comunicaciones que definen el idioma o lenguaje utilizado para asegurar la interoperabilidad en Internet entre los diferentes sistemas finales de los usuarios. Igual que las personas necesitan utilizar un mismo idioma para entenderse, las mquinas en Internet necesitan utilizar unos mismos protocolos en cada uno de los niveles de comunicaciones de la arquitectura TCP/IP. Continuando con la historia de Internet y TCP/IP, la primera demostracin de los protocolos TCP/IP fue en julio de 1977, y en un escenario montado para interconectar las tres redes siguientes basadas en la tecnologa de paquetes: Red de radio de conmutacin de paquetes (PRNET: Packet Radio Network). Red de satlite de conmutacin de paquetes (SATNET: Packet Satellite Network). Red de cable de conmutacin de paquetes (ARPANET). De esta manera, se simul el escenario de un campo de batalla y, mediante una unidad mvil, basada en un sistema de radio (ubicada en San Francisco), se transmiti informacin a otras mquinas a nivel continental (EE UU) e intercontinental (Noruega e Inglaterra). Evidentemente, este tipo de demostraciones gustaron mucho a DARPA, que decidi en 1980, adoptar los protocolos TCP/IP y convertirlos en sus protocolos militares por excelencia. Posteriormente, en 1982, se decidi que todos los sistemas que se conectaran a ARPANET transitaran del viejo NCP al nuevo conjunto de protocolos TCP/IP.

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Mientras tanto el uso de los protocolos TCP/IP se fue generalizando en otras redes para su conexin a ARPANET, que segua creciendo de forma sostenida, y transformndose en la futura red troncal (backbone nacional) de la nueva Internet. Es importante hacer notar, que a comienzos de la dcada de los 80 surgieron en el mundo cientfico de EE UU, otras redes para dar servicio a la comunidad cientfica e investigadora no directamente relacionada con ARPANET, como son las siguientes que se describen por su relevancia: CSNET (Computer Science Network): Se cre en 1981 e interconectaba los departamentos de informtica o de ciencias de la computacin de las universidades y centros pblicos de algunos estados de EE UU. Fue la primera red autnoma en conectarse con ARPANET va TCP/IP. BITNET (Because Its Time Network): Tambin se cre en 1981 y a su vez, interconectaba los departamentos de ciencias de algunos estados de EE UU. Por consiguiente, a diferencia de CSNET que una a los informticos, BITNET tena un carcter notoriamente multidisciplinar.

En 1983, la Agencia de Comunicacin de la Defensa (DCA) responsable de la instalacin de Redes de Datos de la Defensa y que desde julio de 1975 se ocupaba de ARPANET, separ sta en dos redes independientes: MILNET: La red de comunicaciones militares, creada para un entorno estrictamente militar. ARPANET: La red de investigacin que permaneci con el mismo nombre para dicho contexto de investigacin y desarrollo. Asimismo, era la red usada por las agencias gubernamentales de los EE UU (NASA, CIA, FBI, DCA, Departamento de Energa, ...). A pesar de su crecimiento, ARPANET, se fue quedando como una comunidad ms reducida frente a otras que iban surgiendo, impulsadas por la necesidad de conectar las nuevas y potentes mquinas que proliferaban, las cuales se interconectaban entre s mediante un pegamento transparente que una mltiples redes sin costuras aparentes. Puesto que el software de TCP/IP era de dominio pblico y la tecnologa bsica era descentralizada, era imposible frenar el impulso de interconexin de los usuarios.

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En este contexto, la red Internet nace en 1983 como red de interconexin entre: ARPANET MILNET CSNET Las tres redes anteriores se unieron mediante los protocolos TCP/IP y a las cuales, posteriormente, se iran uniendo otras redes de EE UU y de otros pases. En este contexto, ARPANET se convirti en la red troncal de Internet. Un hecho resaltable en la historia de Intenet y TCP/IP fue en 1980, cuando DARPA (que al fin al cabo estaba financiada con dinero pblico) decidi que los protocolos TCP/IP no fueran un secreto militar, abrindolos al pblico en general de forma gratuita. Por tanto, una decisin trascendental de DARPA, en cuanto a potenciar el uso de los protocolos TCP/IP, fue llevarlos al entorno Unix, ya que con ello, consigui que el gran contexto universitario se interesara por dichos protocolos y comenzara a utilizarlos. Consecuentemente, para animar a los investigadores universitarios a adoptar y usar los nuevos protocolos, DARPA no tuvo mejor idea que financiar a sus viejos amigos de la BBN para que desarrollaran una implementacin de los protocolos TCP/IP sobre el Unix estndar de AT&T. Asimismo, financi a la Universidad de Berkeley (California) para que hicieran un porting o traslado del trabajo llevado a cabo por la BBN, al Unix de Berkeley v4.2. Como resultado de todo ello, DARPA consigui en una primera tacada que el uso de TCP/IP alcanzara el 90% de los departamentos universitarios informticos o de ciencias de la computacin. Adems, todo esto provoc incluso que muchos fabricantes y vendedores de computadoras, como es el caso de Sun Microsystems, comenzaran a utilizar BSD como base en sus productos comerciales. Asimismo, la Universidad de Berkeley desarroll un interfaz de programacin de aplicaciones (API de sockets) basado en unas libreras de funciones para facilitar la creacin e integracin de nuevas aplicaciones en la arquitectura TCP/IP y, por tanto, en Internet. Es importante recordar que TCP/IP se desarroll originalmente para la comunicacin de computadoras con sistema operativo Unix a travs de ARPANET. Los aos de 1983 a 1985 fueron un periodo de consolidacin de los protocolos Internet, en el sentido de que numerosos fabricantes de equipos informticos empezaron a sacar al mercado equipos que hablaban TCP/IP, convirtindolos en el estndar de facto para la intercomunicacin de computadoras.

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Un ltimo factor decisivo en la historia de la arquitectura TCP/IP fue el nacimiento en 1986 de la red de alta velocidad NSFnet12 de la National Science Foundation (NSF) cuyo objetivo fue facilitar a toda la comunidad cientfica e investigadora americana el acceso mediante lneas de alta velocidad (56.000 bps en 1986, 1.5 Mbps en 1989 y 45 Mbps en 1992), a cinco grandes centros de supercomputacin. Ante los impedimentos de tipo burocrtico y administrativo para utilizar ARPANET, la NSF decidi crear una red propia que acabara convirtindose en la autntica espina dorsal o red troncal (backbone) de Internet. Para rentabilizar las inversiones, en vez de hacer una red en estrella, enlazando cada universidad o cada centro con los supercomputadoras mediante extensos circuitos dedicados, NSF financi una docena, aproximadamente, de redes regionales (casi una por estado) que se conectaron a la red troncal. A su vez, la red troncal NSFnet se conect al backbone de Internet de DARPA (ARPANET backbone). Dado su carcter abierto a toda la comunidad cientfico e investigadora13, la red NSFnet desencaden una explosin de conexiones sobre todo por parte de las universidades, originando una demanda creciente e imparable de conectividad Internet. Paralelamente, otras agencias del gobierno de EE UU (la NASA, el Departamento de Energa y el Instituto Nacional de la Salud) fueron poniendo en marcha sus propias redes, creando de este modo toda una confederacin TCP/IP. Paralelamente al auge de Internet, el final de la dcada de los 80 signific tambin el declive de ARPANET desde la entrada en escena de NSFnet; expirando pacficamente en 1990, vctima de su propio xito. Sus usuarios apenas notaron su desaparicin, debido a que su funcionalidad no slo permaneci sino que fue mejorando continuamente al ser reemplazada por una nueva red (INTERNET) con una tecnologa propia (TCP/IP). En el mismo ao de la desaparicin de ARPANET, concretamente, en julio del 90 se realiza la primera conexin espaola con Internet, mediante un servicio experimental de RedIRIS14 (http://www.rediris.es), un organismo dependiente del CSIC (Consejo Superior de Investigaciones Cientficas) que gestiona la actual Red nacional acadmica y de I + D en Espaa.

12

Una nube ms en Internet, la cual fue creada con dinero pblico para apoyar al mundo educativo y de investigacin. Al contrario que las iniciativas anteriores ms restringidas a investigadores del gobierno y al rea de la defensa. Antes Fundesco.

13

14

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Para una mayor comprensin, la clave del desarrollo del fenmeno de Internet se podra resumir en dos aspectos fundamentales: Aspecto Tcnico: IP SOBRE TODO (antiguo eslogan en Internet).- El protocolo IP (Internet Protocolo) que se define en el nivel de red de la arquitectura TCP/IP, es la pieza clave sobre la que se construye toda la red Internet. Su simplicidad y flexibilidad hace posible su funcionamiento sobre todo tipo de tecnologas de red, lo cual posibilita en cualquier entorno el uso del resto de los protocolos superiores de la arquitectura Internet. Aspecto Estratgico: LIBERTAD, COOPERACIN Y GRATUIDAD.- Nadie gobierna Internet. No existe ningn organismo propio de Internet que se encargue de operar la red, por lo que hay una ausencia de innecesarias trabas de tipo burocrtico y administrativo. Internet es de todos y de nadie a la vez. Cada red conserva su independencia y est controlada y gobernada por su propia organizacin interna, por tanto, pertenece a todos y a nadie a la vez. Cada individuo y cada organizacin es el dueo de sus mquinas y de su informacin. No hay jefes ni censores oficiales ni oficiosos. Al no existir una autoridad central y ser una red democrtica y descentralizada, todos los nodos pueden dialogar entre ellos de igual a igual. Por consiguiente, Internet es incontrolable por una autoridad central, es decir, no tiene propietario. Quiere decir esto, que en todo caso es la propia comunidad la que debe autorregularse, ignorando o bloqueando por accin (enviando mensajes al origen de una determinada informacin) u omisin recriminando cualquier actitud incorrecta o deshonesta. En este escenario, es importante tener claro que la censura en Internet es algo totalmente absurdo. El contenido ilcito de una mquina en un pas determinado, puede ser absolutamente legal en otro pas diferente. Teniendo en cuenta que en Internet no se factura por la distancia, no habra ms que cambiar la informacin de una mquina a otra. Para una censura completa, todos los pases deberan acordar unas mismas reglas del juego. Pero, cundo todos los pases de este planeta se han puesto de acuerdo en algo? Los que pretenden censurar en Internet es que han entendido muy poco y, seguramente, les quede un largo camino todava por recorrer. Volviendo a otro aspecto estratgico. Se destaca el hecho de que numerosos individuos e instituciones han colaborado desinteresadamente en el desarrollo de nuevos procedimientos y aplicaciones, cuyo uso se ha ido extendiendo porque, a su vez, otros han participado con crticas, sugerencias, pruebas y mejoras. Por ltimo, recordar que en Internet no hay facturacin en funcin de la distancia a diferencia de otras redes comerciales. Tampoco se factura por el tiempo de acceso ni por el volumen de

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trfico, otra cosa es lo que el usuario compre en Internet y lo que haga cada proveedor de servicios o ISP15 (que dispone de su propia infraestructura de red y men de servicios) en funcin de su esquema de tarifas. Otra de las razones del enorme crecimiento de Internet se debe en parte a que es una red basada en redes fsicas creadas con fondos gubernamentales o pblicos de cada pas dentro de Internet, lo que proporciona un servicio global prcticamente gratuito. Con respecto al conjunto de protocolos TCP/IP utilizados en Internet, stos renen una serie de caractersticas que se mencionan a continuacin: A pesar de que los protocolos TCP/IP son unos estndares de facto, son los protocolos ms extendidos y utilizados en el mundo de las comunicaciones de datos. No slo son de libre distribucin, sino que adems su funcionamiento est garantizado en la inmensa mayora de los sistemas. La estructura administrativa (IAB, o Internet Advisory Board) que coordina Internet, no opera la red (de ah su xito). Eso s, promueve el conocimiento general de la red y su tecnologa, definiendo las reglas de carcter tcnico. Toda la literatura Internet (documentos RFC o Request for Comments) es de dominio pblico y se encuentra, por la red, a la libre disposicin de cualquiera que necesite un documento al respecto. Los protocolos TCP/IP se encuentran implantados en la totalidad de los sistemas operativos (Unix, Windows, etc.). A diferencia de OSI/ISO, los productos TCP/IP han tenido una gran repercusin y acogida debido a que la realizacin de los estndares (de facto) sigue un proceso natural de ABAJO a ARRIBA, en cuanto a que primero se desarrolla, luego se prueba y despus se normaliza. De este modo, cuando un estndar llega a ser estable ya hay productos que lo implementan. El resultado es que el mercado ha surgido de forma natural. Si a esto se aade la colaboracin desinteresada entre mltiples individuos, grupos e instituciones y la ausencia de innecesarias trabas de tipo burocrtico y administrativo, se entiende el enorme crecimiento de todo lo que conlleva este entorno.

A continuacin, se procede a una definicin ms concreta de la red Internet y cmo sta se va formando. Partiendo del hecho, de que una red de computadoras no es ms que un conjunto de mquinas que hacen uso, tanto de las redes de datos subyacentes como de

15

El concepto de ISP se estudiar ms adelante.

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un mismo conjunto de protocolos para comunicarse, asegurando tanto la interconexin como la interoperabilidad entre dichos computadoras; se puede avanzar en la definicin y definir Internet como: Una inmensa red de computadoras o red abstracta formada por la interconexin de muchas redes fsicas (redes de comunicaciones), cualquiera que sea su tecnologa y en donde todas utilizan la arquitectura de protocolos TCP/IP y, comparten un mtodo de direccionamiento comn. Internet o la red del mismo nombre, es la mayor red TCP/IP de computadoras que existe, la madre de todas las redes de computadoras. Por consiguiente, es una red lgica, abstracta o virtual que hace uso de las propias redes fsicas subyacentes que proporcionan la correspondiente infraestructura fsica de interconexin. Quiere decir esto, que todas las redes fsicas que intervienen componen una red lgica, de ah que digamos que Internet es la mayor red de redes existente en el planeta.

GATEWAY (ROUTER)

RED 1

RED 2

RED LGICA (PRIVADA) = RED 1 + RED 2Figura 2.2.- Formacin de una red abstracta o de computadoras. La interconexin fsica de dos o ms redes fsicas (redes de comunicaciones) slo se puede realizar por medio de una computadora conectada a cada una de ellas. A la computadora que pasa las correspondientes unidades de datos (paquetes) entre redes se le denomina gateway o router o pasarela o dispositivo de encaminamiento o, simplemente, encaminador. ltimamente, se prefiere utilizar el trmino router o encaminador al de gateway, trmino original utilizado en los primeros documentos sobre Internet y TCP/IP. La Figura 2.2 describe el caso ms simple de interconexin de redes fsicas o redes de comunicaciones para formar una red abstracta o lgica privada (red de computadoras privada). En la siguiente Figura 2.3 se vuelve a mostrar una hipottica red o nube Internet formada por la interconexin de una serie de redes o pequeas nubes fsicas (redes de comunicaciones). Asimismo, como tambin se ha comentado con anterioridad, se estudiar que existen unas computadoras que hacen de dispositivos de encaminamiento - 32 -


y que se conocen como routers, los cuales juegan el papel de sistemas intermedios, encaminando datos de una nube a otra en funcin del destinatario.

... ... ... ...INTERNET

RED FSICA

...

...

...

... ...

......

... ... ...

... ... ... ...

...

.........ROUTER

...

...

Figura 2.3.- Una hipottica red Internet. Prcticamente desde 1988, Internet ha venido experimentando un crecimiento exponencial en casi todos sus parmetros. Algunos datos son los siguientes: En 1969 haba una nica red fsica (ARPANET: embrin de Internet) En 1984 haba ms de 1000 redes fsicas interconectadas en Internet. En 1992 Internet enlazaba ms de 10.000 redes de 50 pases. En 1994 se haba logrado integrar 25.000 redes de 146 pases. En 1995 se interconectaban ms de 35.000 redes fsicas y el nmero de mquinas servidoras (sistema operativo multiusuario) era de de unos 4.800.000.

Tal y como se muestra en la siguiente Figura 2.4, hoy ya se puede hablar de ms de cien mil redes fsicas (prcticamente cada 30 minutos se conecta una nueva red a Internet), de ms de 75 millones de mquinas servidoras, ms de 500 millones de usuarios (las computadoras o sistemas finales) y ms de 160 pases conectados a Internet (cualquier pas con un mnimo de nivel tecnolgico). Ms en concreto, y con fecha de febrero de 2002, hay 544,2 millones de usuarios conectados a Internet en todo el mundo. En el contexto espaol el nmero de internautas o usuarios espaoles alcanza los 7,7 millones segn la ltima medicin del Estudio General de Medios (EGM).

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>100.000 redes >75.000.000 servidores >160 pases >500.000.000 usuarios

Figura 2.4.- Nmeros en Internet.

2.2

Organizacin de centros para el acceso a Internet

Para lograr la coordinacin necesaria entre usuarios y proveedores del servicio de conexin, se dispone de una serie de procedimientos que son llevados a cabo por los centros responsables y que garantizan la correcta administracin y operacin de Internet. Estos centros han ido experimentando con el tiempo una progresiva descentralizacin y del clsico DDN (Defense Data Network)/Internet Network Information Center (InterNIC, http://www.internic.net) que operaban a nivel mundial se ha pasado a una estructura en donde intervienen nuevas y diversas organizaciones dentro de Internet que se encargan de realizar las tareas para las que tienen competencia. Dicha estructura se basa, en parte, en los siguientes centros: NIC (Network Information Center): Es una organizacin que lleva a cabo, fundamentalmente, las tareas administrativas centradas en el: Registro de nombres simblicos o de dominios de primer nivel bajo el nombre simblico del pas correspondiente. El NIC espaol (http://www.nic.es) ejerce esta funcin para el dominio es, gestionando de cara a Internet dicho dominio de primer nivel y registrando, dando de alta y delegando autoridad para los subdominios bajo es. Como se comentar posteriormente al hablar del DNS16, el administrador de cada nivel, que mantiene su parte correspondiente de la base de datos distribuida (DNS), es responsable del registro de los nombres de dominio dentro de su nivel, garantizando que stos sean nicos.

16

Domain Name System: Sistema de nombres de dominios en Internet.

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En el escenario de los NIC o centros de informacin de red, se resalta que InterNIC se cre en abril de 1993 para llevar a cabo tareas de registro de direcciones de IP y nombres de dominio DNS que antes llevaba a cabo el ente DDN (Defense Data Network) de la DCA que gestionaba ARPANET. Ahora, todas estas tareas estn centralizadas en la raz o primer nivel dentro del ICANN (Internet Corporation Assigned Names and Numbers), organismo cuyas funciones se analizarn ms adelante. Durante muchos aos, el DoD mantuvo un importante papel de coordinacin en Internet. Su centro de informacin de la red DDN (DDN NIC) proporcionaba servicios a los usuarios, administradores de red, etc. En el verano de 1993, las funciones de apoyo a los usuarios civiles de Internet pasaron a la NSF (organismo subvencionado con dinero pblico) que financiaba, a su vez, dos agencias: Servicios de registro de InterNIC, por Network Solutions, Inc., Herndon, (Virginia). Servicios de directorio y base de datos de InterNIC, por AT&T.

Asimismo, se establecieron centros de registro adicionales en otros pases para coordinar los nombres y direcciones de las computadoras con TCP/IP. NOC (Network Operation Center): Es una organizacin con soporte de conexin a Internet y que lleva a cabo las tareas operativas de configuracin y gestin de mquinas y redes para dicho acceso; tareas que se describen a continuacin: Operacin de red: Diseo, configuracin de los equipos encaminadores, tareas operativas relacionadas con el servicio de DNS, etc. Gestin de la red: Informe de averas, monitorizacin en tiempo real del estado de la red, deteccin y correccin de problemas, gestin de configuracin de equipos, recogida de datos estadsticos, etc.

Por consiguiente, se puede considerar como NOC cualquier organizacin con un conjunto ms o menos numeroso de mquinas, y una red conectada a Internet indirectamente mediante un proveedor de servicios en Internet (ISP) o directamente (el NOC es el mismo ISP). Cada ISP dispone de su propio NOC. Por ejemplo, RedIRIS (http://www.rediris.es) es el NOC para el sector espaol de universidades y centros de investigacin. Es decir, RedIRIS es NOC e ISP, por ejemplo, para la Facultad de Informtica de la Universidad Politcnica de Madrid. A su vez, la Facultad de Informtica es slo un NOC que permite conectarse a Internet a sus alumnos, profesores y personal de administracin y servicios. Es importante resaltar que todo ISP es un NOC, pero no todo NOC es un ISP.

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NCC (Network Coordination Center): Es una organizacin que lleva a cabo, de manera separada, las tareas de coordinacin a nivel continental de los NIC y NOC en cada uno de los correspondientes pases. Por ejemplo, en el contexto europeo lleva esta coordinacin, el centro de control de las redes IP europeas, RIPE NCC (http://www.ripe.net), ubicado en Amsterdam y que es el pertinente registro delegado de Internet en Europa. Resumiendo, uno de los objetivos en Internet es la descentralizacin de funciones para conseguir una mayor difusin de Internet en el planeta. Antes de que Internet traspasara las fronteras de los EE UU ya haba una serie de centros que coordinaban el funcionamiento de dicha red de redes. Para evitar que todo estuviera centralizado en un nico centro, ISOC se ha ido estructurando, con el tiempo, en diversas entidades, reduciendo muchas de las funciones que a nivel global llevaba a cabo InterNIC, una organizacin que contina llevando ciertas tareas administrativas y que ahora ha delegado en otras organizaciones dentro del contexto de Internet. Para ello, y tal como se ha sealado anteriormente, existe una serie de entidades (NIC) en cada pas (en Espaa http://www.nic.es) que controlan su registro DNS de nombres simblicos. Por encima, existen otras entidades que controlan y coordinan a los NIC como es el caso de RIPE NCC en Europa que, adems, aparte de otras funciones17 es un eslabn en la jerarqua de asignaciones de direcciones de IP en Europa. En un pas hay un NIC y tantos NOC como organizaciones existan con soporte de conexin a Internet, los cuales tienen que tener una entidad delegada de Internet por arriba (no centralizada en los EE UU) que marque ciertas polticas distribuidas como es el caso de la asignacin de direcciones de IP. En realidad es toda una jungla de centros cuyas funciones se van actualizando cada poco tiempo. Finalmente, los usuarios, organizaciones, proveedores (ISP) y NIC de cada pas son los ltimos eslabones en la jerarqua de Internet.

17

Coordina el DNS, gestiona la base de datos con redes IP, asigna nmeros de sistemas autnomos en Europa, etc.)

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2.3

Jerarqua de centros de acceso a InternetTRNSITO NACIONAL

...INTERNET NSP (EE UU)

...NSP (Espaa) NSP (Espaa)

ISP

...

...

... NAP ... ISP

...

ISP ... ISP ISP ... ISP ... NAP ISP ... ISP ISPusuario

NSP (Network Service Provider): Centro de trnsito Internacional NAP (Network Access Point): Centro de trnsito nacional ISP (Internet Service Provider) o IAP (Internet Access Provider): Centro de Acceso Local

NAP ... ISP

Figura 2.5.- Jerarqua de centros de acceso a Internet. La Figura 2.5 muestra una jerarqua de centros, que se puede entender dentro de la semntica o del contexto de centros de operacin de red (NOC): NSP (Network Service Provider): Centro de trnsito internacional (tambin conocido como CIPSI o Centro Internacional Proveedor de Servicios IP), el cual juega un papel fundamental cuando las mquinas de origen y destino se encuentran en diferentes pases. Es el proveedor troncal o de backbone de red o centro que provee el acceso real al ncleo de Internet. En cada pas puede haber ms de un NSP que permite la conexin a Internet con otros pases. Por tanto, se consideran centros internacionales y componentes estructurales fundamentales de Internet. Un NSP puede ser NAP (concepto que se ve a continuacin) y proveedor o ISP de cara a un usuario final. Por ejemplo, en Espaa, algunos operadores globales de telecomunicaciones son NSP, tal es el caso de: Grupo Telefnica (Terra y TDATA o Telefnica Data), RedIRIS, BT Telecomunicaciones, etc. Por tanto, un operador global de telecomunicaciones o proveedor de trnsito puede ser NSP, NAP e ISP o NSP y NAP o slo NAP. En los dos ltimos casos, el usuario se conecta a un ISP y ste al operador que hace de NSP y NAP o slo de NAP. NAP (Network Access Point): Centro de trnsito nacional que juega un papel fundamental cuando las mquinas de origen y destino se encuentran en el mismo

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pas. Conectan los ISP con otros a nivel nacional. Son tambin los centros de trnsito entre los ISP y NSP. Fundamentalmente, los NAP proporcionan interconexiones entre los ISP. El trfico se intercambia en los NAP pblicos para permitir que los clientes de un proveedor (ISP) alcancen a los clientes conectados a otro proveedor. Suelen ser uno de los puntos con ms congestin en Internet. Bsicamente, el procedimiento operativo consiste en lo siguiente: Un NAP mira la direccin de destino de la unidad de datos (datagrama IP18) recibida y consulta su tabla de encaminamiento para su pertinente envo. Si la mquina de destino se encuentra en el mismo pas que la mquina de origen, no es necesario atravesar ningn NSP, y el NAP encamina a otro NAP o incluso a un ISP. De esta forma, se evita que, por ejemplo, en el caso de Espaa, los internautas espaoles pasen por lneas extranjeras para conectarse a mquinas situadas fsicamente en Espaa y que dependen de otro operador de red (NAP). En este contexto, los NAP suelen conectarse entre s para formar los llamados puntos neutros de conexin entre dos o ms centros de igual jerarqua (NIX o Neutral Internet Exchange o punto neutro de intercambio de trfico en Internet dentro de un pas). Hay que tener en cuenta que antes gran parte de las conexiones entre usuarios espaoles pasaban por fuera del territorio espaol, hecho que provocaba considerables retrasos debido a sobrecargas en las lneas ISP (Internet Service Provider) o IAP (Internet Access Provider): Centro de Acceso Local, o lo que se entiende por un proveedor de servicios en Internet (acceso a Internet, servidor de pginas Web, correo, noticias, etc.) o, simplemente, un proveedor que proporciona slo el acceso a Internet tanto al usuario final directamente como a otros proveedores de servicios. Si un usuario es cliente de un proveedor, su conexin ser exclusivamente con dicho proveedor. La forma de conectarse el proveedor a uno o ms NAP, o a travs de conexiones directas, puede afectar la calidad de servicio.

2.4

El acceso a Internet

Para que un usuario desde su casa acceda a Internet, siempre es necesario disponer de un ISP. En este contexto, existe una gran cantidad de proveedores a nivel nacional (europeo o mundial) que pueden ofrecer diferentes modalidades de acceso y servicios de Internet a usuarios y organizaciones dentro de un pas. Por consiguiente, para que un usuario normal y corriente pueda acceder a Internet necesita disponer de una conexin a

Ya se estudiar que un datagrama IP es la unidad de datos manejada por el protocolo IP en el nivel de red de la arquitectura TCP/IP.

18

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una mquina de entrada en Internet (la cual verifica el nombre de usuario y contrasea). Dicha mquina la proporciona un ISP a travs de un determinado esquema de tarifas. A su vez, el ISP necesitar un proveedor de trnsito u operador para poder conectar su router o dispositivo de encaminamiento a otro router en Internet. Obviamente, tambin el mismo operador puede ofrecer directamente el servicio ISP, como es el caso del Grupo Telefnica en Espaa mediante Terra (para usuarios individuales y empresas pequeas) y Telefnica Data (empresas de tipo medio y grandes).

INTERNET

Proveedor de Servicios en Internet (ISP)

Figura 2.6.- El acceso a Internet. Como se ha mencionado con anterioridad, en Internet no hay facturacin en funcin de la distancia a diferencia de otras redes comerciales. Tampoco se factura por el tiempo de acceso ni por el volumen de trfico; otra cosa es lo que se compre en Internet y lo que haga cada ISP (que dispone de su propia infraestructura de red y men de servicios) en funcin de su esquema de tarifas.

R.T.C.

Internet Proveedor (ISP)

TCP/IP

Usuario

Figura 2.7.- Tpico acceso bsico a Internet. En la Figura 2.7 se muestra la solucin ideal y ms barata para un usuario que de vez en cuando se conecta a Internet. Todo lo que necesita es una computadora, los

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protocolos TCP/IP instalados en dicha mquina, una conexin telefnica, un mdem19 y, finalmente, el nmero telefnico de una mquina de entrada (ISP) a Internet. Previamente, el mdem se conecta a un puerto serie de la mquina del usuario y se configura indicando sus caractersticas o propiedades generales (tipo de mdem = estndar, puerto serie = COM 1 2, telfono del proveedor = xxxxxxx), propiedades de marcado (p. ej., cdigo de rea = 91, zona geogrfica = Espaa (34), marcacin = por tonos, ...). Por regla general, cuando uno se conecta a Internet (va ISP), hay que identificarse previamente como un cliente reconocido por el correspondiente ISP. Una vez efectuada la llamada, ste solicitar inicialmente el nombre de usuario y contrasea de su potencial cliente. Una vez verificada la anterior informacin, el ISP encaminar a dicho usuario por Internet en funcin, por ejemplo, de la pgina inicial que haya configurado el usuario en su navegador.

Figura 2.8.- Portales en Internet. Un portal en Internet, como su nombre indica, es una puerta de entrada a Internet, o lo que es lo mismo, una antesala que permite acceder a distintos servicios en Internet de forma ms cmoda. Por consiguiente, es el punto inicial donde se ofrece una serie de servicios comunes y habituales (enlaces clasificados por temticas, motor de bsqueda, etc.) que suelen ser necesarios cuando se comienza una sesin de navegacin. Cada vez, los portales son ms sofisticados y ofrecen ms servicios (cuentas de correo gratuitas,

19

Para transformar los ceros y unos procedentes de la computadora en sonido que pueda ser enviado por la Red Telefnica Conmutada y viceversa.

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foros de discusin, chat, mantenimiento de pginas Web, etc.). El objetivo es que un internauta o usuario en Internet pueda encontrar todo lo que necesite, sin necesidad de navegar a lo loco, con el correspondiente ahorro de tiempo y dinero. Por regla general, los portales suelen ser ofrecidos por un ISP o un operador global de telecomunicaciones (Telefnica, Auna, BT, Airtel, Jazztel, Uni2, ). Asimismo, el objetivo de cualquiera de estas entidades es que el usuario se conecte inicialmente a su portal (a ser posible como direccin inicial de navegacin) cuando quiera acceder a Internet y, adems, sea un potencial cliente suyo contratando algn servicio especfico o algn acceso de ms calidad. Es curioso resaltar que en 1998, Espaa encabezaba la lista de los pases con ms empresas dedicadas a ofrecer a sus clientes acceso a Internet. La oferta superaba a la demanda: ms de 300 proveedores para 1,5 millones de internautas. Cuando los portales de las compaas telefnicas comenzaron a ofrecer el acceso gratuito, muchos ISP se vieron obligados a cerrar o a cambiar de actividad. Desde entonces, el sector vive un proceso de concentracin entorno a los grandes operadores. Actualmente, hay en Espaa menos de 50 proveedores con un volumen de negocio razonable. El mercado de Internet en Espaa concentra dos protagonistas: Terra del Grupo Telefnica y Wanadoo20 Espaa (de France Telecom) con con 1,8 millones y 1,5 millones de clientes respectivamente. Esto supone que ambas compaas controlan el 77% del mercado de acceso a Internet en nuestro pas. En la anterior Figura 2.8 se muestra, como ejemplo, el portal de Jazztel (http://www.ya.com/) que es operador de telecomunicaciones e ISP (Jazzfree) y que ofrece, aparte de otros servicios, un acceso gratuito a Internet.RED DE TELEFNICAInfraestructura alquilada

Internet Proveedor (ISP)

Usuario

Figura 2.9.- Acceso gratis a Internet.

20

Wanadoo es actualmente el segundo ISP en Europa.

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En este escenario conviene resaltar que cuando se dice que una entidad ofrece un servicio de acceso gratuito a Internet a travs de una lnea convencional, en realidad, no es gratis la conexin; lo que se est pagando es la llamada local. Concretamente, por ejemplo, el coste de la llamada puede ser de 0,009 euros (1,64 pts)/minuto entre 18:00 y 8:00 h y 0,024 euros (4 pts)/minuto entre las 8:00 y 18:00 h. Conviene tener en cuenta que para que un ISP pueda ofrecer un acceso gratuito, es necesario que ese ISP posea una licencia de operador telefnico. Consecuentemente, ese ISP alquila, por ejemplo, a Telefnica parte de su infraestructura como una red privada virtual para poder entrar en el negocio de las llamadas (ver Figura 2.9). De esta forma, si un usuario cualquiera accede a travs de la red telefnica tradicional a la mquina de entrada21 del ISP; la tarifa local es la que Telefnica tenga establecida. Posteriormente, del tiempo total de conexin, Telefnica compensa al ISP en funcin de su esquema de tarifas, por ejemplo, los citados 0,009 euros (1,64 pts)/minuto entre 18:00 y 8:00 y 0,024 euros (4 pts)/minuto. Quiere decir esto, que el usuario no paga directamente al ISP sino a su operador telefnico. Evidentemente, para que un ISP proporcione conexiones gratuitas, es necesario disponer de un nmero suficientemente grande de potenciales clientes para que el servicio final sea de inters tanto para el ISP como para el operador telefnico. Como se indic anteriormente, esto ltimo fue la causa fundamental de que muchos ISP cerraran en Espaa. Por ltimo y para terminar con esta seccin dedicada al acceso a Intenet, slo indicar como referencia cultural22 que la urbe del mundo mejor conectada a Internet no es ninguna ciudad ms o menos importante de los EE UU sino la medieval ciudad espaola de Zamora, y los artfices de su transformacin recibieron en Washington un premio que la incluye en la historia de la red. En septiembre de 2002, Zamora se convirti en la primera ciudad del mundo donde no importa dnde se est, en un parque a orillas del Duero, en su puente de piedra del siglo XII o en la casa del Cid; siempre se podr estar conectado, sin necesidad de cables. Con ello, la tranquila ciudad que tuvo su gloria en la lejana Edad Media, ha entrado tambin en los anales de la historia de la ms moderna tecnologa, gracias a la tecnologa inalmbrica WiFi (IEEE 802.11). Hasta ahora slo existan hot spots lugares como aeropuertos y centros comerciales donde los abonados a un servicio de Internet podan acceder a la red de forma inalmbrica, ahora es toda una ciudad con 65.000 habitantes; pero cuyos numerosos edificios de piedra milenaria ofrecen dificultad, ya que obstaculizan la transmisin de las ondas de

21

Mismo login/password (p. ej., gratis/gratis) para todos los usuarios.

22

Tal y como se reflej el martes 3 de junio de 2003 en el diario EL MUNDO (http://www.elmundo.es/navegante/).

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baja potencia que utiliza la red23. De aqu en adelante Zamora la bien cercada podr conocerse tambin como la bien conectada.

2.5 Organizacin de centros para el control y evolucin de Internet(Internet Society)

ISOC

IAB(Internet Advisory Board)

IANA(Internet Assigned Numbers Authority)

IETF(Internet Engineering Task Force)

IRTF(Internet Research Task Force)

ICANN DNSO(Internet Corporation Assigned Names and Numbers)

(Domain Name Supporting Organization)

PSO

IESG(Internet Engineering Steering Group)

IRSG(Internet Research Steering Group)

(Protocol Supporting Organization)

ASO(Address Supporting Organization)

ARIN

RIPE NCC

AP NIC

Figura 2.10.- Organizacin de centros para el control y evolucin de Internet. Como ya se ha indicado, una de las caractersticas esenciales de Internet es su descentralizacin y que nadie gobierna esta inmensa red de computadoras, conservando cada red conectada su propia independencia. Sin embargo, para que semejante anarqua funcione24 es necesaria la existencia de una coordinacin que slo se preocupe de promover la red y de buscar respuestas a posibles problemas tcnicos. En este contexto, y segn se describe en la Figura 2.10, la Sociedad Internet o ISOC (Internet Society), promueve el conocimiento general de Internet y su tecnologa especificando las reglas de carcter tcnico. Consecuentemente, su principal objetivo es fomentar el crecimiento de Internet en todos sus aspectos (nmero de usuarios, nuevas aplicaciones, mejor infraestructura, etc.). Dentro de dicha sociedad est el gran

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300 antenas de unos 10 cm de largo que permite a los 1.200 abonados navegar en la red informtica dondequieran que se encuentren. Otra aplicacin inmediata y lucrativa de la nueva tecnologa es su uso por telfonos mviles que permite a los abonados conversar todo lo que quieran por una tarifa plana mensual, que en Zamora es de 9,90 euros. Tal vez, la nica anarqua que funciona en el planeta.

24

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consejo de patriarcas o IAB (Internet Advisory Board), que organiza y gestiona la Sociedad Internet. El IAB est formado por un grupo pequeo de investigadores (senior researchers), la mayora, diseadores y desarrolladores iniciales de la arquitectura TCP/IP. El IAB se encarga de determinar las necesidades tcnicas a corto, medio y largo plazo y de la toma de decisiones, guiando la evolucin del conjunto de protocolos TCP/IP. Tambin aprueba las recomendaciones y estndares de Internet, recogidos en una serie de documentos (los documentos RFC o Request For Comments). A su vez, del IAB dependen fundamentalmente dos organizaciones: IETF (Internet Engineering Task Force): Es el grupo de ingeniera de Internet que cuida los aspectos tcnicos a corto y medio plazo. El grupo de direccin del IETF es el IESG (Internet Engineering Steering Group). IRTF (Internet Research Task Force): Es el grupo de investigacin de Internet que estudia los aspectos tcnicos a largo plazo. El grupo de direccin del IRTF es el IRSG (Internet Research Steering Group). Asimismo, existe otro rgano de ISOC como es IANA (Internet Assigned Number Authority, http://www.iana.org), responsable de la definicin de polticas para la asignacin de los diversos recursos asignables de Internet, como es el caso de los nombres simblicos o de dominios, de las direcciones numricas o direcciones de Internet y de los valores o nmeros utilizados en el conjunto de protocolos TCP/IP. En este contexto, ICANN (http://www.icann.org), es una entidad delegada del IANA que lleva a cabo pragmticamente todo el trabajo definido en papel por IANA.

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