Introducción al conjunto de protocolos TCP/IP

Esta sección incluye una introducción detallada a los protocolos que se incluyen en TCP/IP. Aunque la información es conceptual, debe conocer los nombres de los protocolos. También aprenderá las acciones que lleva a cabo cada protocolo.

"TCP/IP" es el acrónimo que se utiliza comúnmente para el conjunto de protocolos de red que componen el conjunto de protocolos de Internet. Muchos textos utilizan el término "Internet" para describir tanto el conjunto de protocolos como la red de área global. En este manual, "TCP/IP" hace referencia específicamente al conjunto de protocolos de Internet. "Internet" hace referencia a la red de área extensa y los elementos que rigen Internet.

Para interconectar la red TCP/IP con otras redes, debe obtener una dirección IP única para la red. En el momento en que se redacta esta guía, esta dirección se obtiene a través de un proveedor de servicios de Internet (ISP).

Si los hosts de la red tienen que participar en el sistema de nombre de dominio (DNS), debe obtener y registrar un nombre de dominio único. InterNIC coordina el registro de nombres de dominio a través de un grupo de registros mundiales. Para obtener más información acerca de DNS, consulte Guía de administración del sistema: Servicios de nombres y directorios (DNS, NIS y LDAP).

Capas de protocolo y el modelo de Interconexión de Sistemas Abiertos

La mayoría de los conjuntos de protocolos de red se estructuran como series de capas, que en ocasiones se denominan pila de protocolos. Cada capa está diseñada para una finalidad específica. Cada capa existe tanto en los sistemas de envío como en los de recepción. Una capa específica de un sistema envía o recibe exactamente el mismo objeto que envía o recibe el proceso equivalente de otro sistema. Estas actividades tienen lugar independientemente de las actividades de las capas por encima o por debajo de la capa que se está considerando. Básicamente, cada capa de un sistema actúa independientemente de las demás capas del mismo sistema. Cada capa actúa en paralelo con la misma capa en otros sistemas.

Modelo de referencia OSI

La mayoría de los conjuntos de protocolos de red se estructuran en capas. La Organización Internacional para la Estandarización (ISO) ha diseñado el modelo de referencia de Interconexión de Sistemas Abiertos (OSI) que utiliza capas estructuradas. El modelo OSI describe una estructura con siete capas para las actividades de red. Cada capa tiene asociados uno o más protocolos. Las capas representan las operaciones de transferencia de datos comunes a todos los tipos de transferencias de datos entre las redes de cooperación.

El modelo OSI enumera las capas de protocolos desde la superior (capa 7) hasta la inferior (capa 1). La tabla siguiente muestra el modelo.

Tabla 1-1 Modelo de referencia de Interconexión de Sistemas Abiertos

El modelo de referencia OSI define las operaciones conceptuales que no son exclusivas de un conjunto de protocolos de red particular. Por ejemplo, el conjunto de protocolos de red OSI implementa las siete capas del modelo OSI. TCP/IP utiliza algunas de las capas del modelo OSI. TCP/IP también combina otras capas. Otros protocolos de red, como SNA, agregan una octava capa.

Modelo de arquitectura del protocolo TCP/IP

El modelo OSI describe las comunicaciones de red ideales con una familia de protocolos. TCP/IP no se corresponde directamente con este modelo. TCP/IP combina varias capas OSI en una única capa, o no utiliza determinadas capas. La tabla siguiente muestra las capas de la implementación de Oracle Solaris de TCP/IP. La tabla enumera las capas desde la capa superior (aplicación) hasta la capa inferior (red física).

Tabla 1-2 Pila de protocolo TCP/IP

La tabla muestra las capas de protocolo TCP/IP y los equivalentes del modelo OSI. También se muestran ejemplos de los protocolos disponibles en cada nivel de la pila del protocolo TCP/IP. Cada sistema que participa en una transacción de comunicación ejecuta una única implementación de la pila del protocolo.

Capa de red física

La capa de red física especifica las características del hardware que se utilizará para la red. Por ejemplo, la capa de red física especifica las características físicas del medio de comunicaciones. La capa física de TCP/IP describe los estándares de hardware como IEEE 802.3, la especificación del medio de red Ethernet, y RS-232, la especificación para los conectores estándar.

Capa de vínculo de datos

La capa de vínculo de datos identifica el tipo de protocolo de red del paquete, en este caso TCP/IP. La capa de vínculo de datos proporciona también control de errores y estructuras. Algunos ejemplos de protocolos de capa de vínculo de datos son las estructuras Ethernet IEEE 802.2 y Protocolo punto a punto (PPP).

Capa de Internet

La capa de Internet, también conocida como capa de red o capa IP, acepta y transfiere paquetes para la red. Esta capa incluye el potente Protocolo de Internet (IP), el protocolo de resolución de direcciones (ARP) y el protocolo de mensajes de control de Internet (ICMP).

Protocolo IP

El protocolo IP y sus protocolos de enrutamiento asociados son posiblemente la parte más significativa del conjunto TCP/IP. El protocolo IP se encarga de:

• Direcciones IP: Las convenciones de direcciones IP forman parte del protocolo IP. Cómo diseñar un esquema de direcciones IPv4 introduce las direcciones IPv4 y Descripción general de las direcciones IPv6 las direcciones IPv6.

• Comunicaciones de host a host: El protocolo IP determina la ruta que debe utilizar un paquete, basándose en la dirección IP del sistema receptor.

• Formato de paquetes: el protocolo IP agrupa paquetes en unidades conocidas como datagramas. Puede ver una descripción completa de los datagramas en Capa de Internet: preparación de los paquetes para la entrega.

• Fragmentación: Si un paquete es demasiado grande para su transmisión a través del medio de red, el protocolo IP del sistema de envío divide el paquete en fragmentos de menor tamaño. A continuación, el protocolo IP del sistema receptor reconstruye los fragmentos y crea el paquete original.

Oracle Solaris admite los formatos de direcciones IPv4 e IPv6, que se describen en este manual. Para evitar confusiones con el uso del Protocolo de Internet, se utiliza una de las convenciones siguientes:

• Cuando se utiliza el término "IP" en una descripción, ésta se aplica tanto a IPv4 como a IPv6.

• Cuando se utiliza el término "IPv4" en una descripción, ésta sólo se aplica a IPv4.

• Cuando se utiliza el término "IPv6" en una descripción, ésta sólo se aplica a IPv6.

Protocolo ARP

El protocolo de resolución de direcciones (ARP) se encuentra conceptualmente entre el vínculo de datos y las capas de Internet. ARP ayuda al protocolo IP a dirigir los datagramas al sistema receptor adecuado asignando direcciones Ethernet (de 48 bits de longitud) a direcciones IP conocidas (de 32 bits de longitud).

Protocolo ICMP

El protocolo de mensajes de control de Internet (ICMP) detecta y registra las condiciones de error de la red. ICMP registra:

• Paquetes soltados: Paquetes que llegan demasiado rápido para poder procesarse.

• Fallo de conectividad: No se puede alcanzar un sistema de destino.

• Redirección: Redirige un sistema de envío para utilizar otro enrutador.

El Capítulo 8Administración de redes TCP/IP (tareas) contiene más información sobre los comandos de Oracle Solaris que utilizan ICMP para la detección de errores.

Capa de transporte

La capa de transporte TCP/IP garantiza que los paquetes lleguen en secuencia y sin errores, al intercambiar la confirmación de la recepción de los datos y retransmitir los paquetes perdidos. Este tipo de comunicación se conoce como transmisión de punto a punto. Los protocolos de capa de transporte de este nivel son el Protocolo de control de transmisión (TCP), el Protocolo de datagramas de usuario (UDP) y el Protocolo de transmisión para el control de flujo (SCTP). Los protocolos TCP y SCTP proporcionan un servicio completo y fiable. UDP proporciona un servicio de datagrama poco fiable.

Protocolo TCP

TCP permite a las aplicaciones comunicarse entre sí como si estuvieran conectadas físicamente. TCP envía los datos en un formato que se transmite carácter por carácter, en lugar de transmitirse por paquetes discretos. Esta transmisión consiste en lo siguiente:

• Punto de partida, que abre la conexión.

• Transmisión completa en orden de bytes.

• Punto de fin, que cierra la conexión.

TCP conecta un encabezado a los datos transmitidos. Este encabezado contiene múltiples parámetros que ayudan a los procesos del sistema transmisor a conectarse a sus procesos correspondientes en el sistema receptor.

TCP confirma que un paquete ha alcanzado su destino estableciendo una conexión de punto a punto entre los hosts de envío y recepción. Por tanto, el protocolo TCP se considera un protocolo fiable orientado a la conexión.

Protocolo SCTP

SCTP es un protocolo de capa de transporte fiable orientado a la conexión que ofrece los mismos servicios a las aplicaciones que TCP. Además, SCTP admite conexiones entre sistema que tienen más de una dirección, o de host múltiple. La conexión SCTP entre el sistema transmisor y receptor se denomina asociación. Los datos de la asociación se organizan en bloques. Dado que el protocolo SCTP admite varios hosts, determinadas aplicaciones, en especial las que se utilizan en el sector de las telecomunicaciones, necesitan ejecutar SCTP en lugar de TCP.

Protocolo UDP

UDP proporciona un servicio de entrega de datagramas. UDP no verifica las conexiones entre los hosts transmisores y receptores. Dado que el protocolo UDP elimina los procesos de establecimiento y verificación de las conexiones, resulta ideal para las aplicaciones que envían pequeñas cantidades de datos.

Capa de aplicación

La capa de aplicación define las aplicaciones de red y los servicios de Internet estándar que puede utilizar un usuario. Estos servicios utilizan la capa de transporte para enviar y recibir datos. Existen varios protocolos de capa de aplicación. En la lista siguiente se incluyen ejemplos de protocolos de capa de aplicación:

• Servicios TCP/IP estándar como los comandos ftp, tftp y telnet.

• Comandos UNIX "r", como rlogin o rsh.

• Servicios de nombres, como NIS o el sistema de nombre de dominio (DNS).

• Servicios de directorio (LDAP).

• Servicios de archivos, como el servicio NFS.

• Protocolo simple de administración de red (SNMP), que permite administrar la red.

• Protocolo RDISC (Router Discovery Server) y protocolos RIP (Routing Information Protocol).

Servicios TCP/IP estándar

• FTP y FTP anónimo: el protocolo de transferencia de archivos (FTP) transfiere archivos a una red remota y desde ella. El protocolo incluye el comando ftp y el daemon in.ftpd. FTP permite a un usuario especificar el nombre del host remoto y las opciones de comandos de transferencia de archivos en la línea de comandos del host local. El daemon in.ftpd del host remoto administra las solicitudes del host local. A diferencia de rcp, ftp funciona aunque el equipo remoto no ejecute un sistema operativo basado en UNIX. Para realizar una conexión ftp, el usuario debe iniciar sesión en un sistema remoto, aunque éste se haya configurado para permitir FTP anónimo.

  Puede obtener una gran cantidad de material de servidores FTP anónimos conectados a Internet. Las universidades y otras instituciones configuran estos servidores para ofrecer software, trabajos de investigación y otra información al dominio público. Al iniciar sesión en este tipo de servidor, se utiliza el nombre de inicio de sesión anonymous, que da nombre al "servidor FTP anónimo"

  Este manual no describe el uso del FTP anónimo ni la configuración de servidores FTP anónimos. Existen múltiples libros, como Conéctate al mundo de Internet. Guía y catálogo, que describen el protocolo FTP anónimo de manera pormenorizada. Encontrará información sobre el uso de FTP en la Guía de administración del sistema: servicios de red. La página del comando man ftp(1) describe todas las opciones del comando ftp que se invocan mediante el intérprete de comandos. La página del comando man ftpd(1M) describe los servicios que proporciona el daemon in.ftpd.

• Telnet: el protocolo Telnet permite la comunicación entre los terminales y los procesos orientados a los terminales de una red que ejecuta TCP/IP. Este protocolo se implementa como programa telnet en los sistemas locales y como daemon in.telnetd en los equipos remotos. Telnet proporciona una interfaz de usuario a través de la cual se pueden comunicar dos hosts carácter por carácter o línea por línea. Telnet incluye un conjunto de comandos que se documentan de forma detallada en la página del comando man telnet(1).

• TFTP: el protocolo de transferencia de archivos trivial (tftp) ofrece funciones similares a ftp, pero no establece la conexión interactiva de ftp. Como consecuencia, los usuarios no pueden ver el contenido de un directorio ni cambiar directorios. Los usuarios deben conocer el nombre completo del archivo que se va a copiar. La página del comando man tftp(1) describe el conjunto de comandos tftp.

Comandos UNIX "r"

Los comandos UNIX "r" permiten a los usuarios ejecutar comandos en sus equipos locales que se ejecutan en el host remoto. Estos comandos incluyen:

• rcp

• rlogin

• rsh

Encontrará instrucciones sobre estos comandos en las páginas del comando man rcp(1), rlogin(1) y rsh(1).

Servicios de nombres

Oracle Solaris proporciona los siguientes servicios de nombres:

• DNS: El sistema de nombre de dominio (DNS) es el servicio de nombres que proporciona Internet para las redes TCP/IP. DNS proporciona nombres de host al servicio de direcciones IP. También actúa como base de datos para la administración del correo. Para ver una descripción completa de este servicio, consulte la Guía de administración del sistema: Servicios de nombres y directorios (DNS, NIS y LDAP). Consulte también la página del comando man resolver(3RESOLV).

• Archivos /etc : El sistema de nombres UNIX basado en host se desarrolló para equipos UNIX autónomos y posteriormente se adaptó para el uso en red. Muchos de los antiguos sistemas operativos y equipos UNIX siguen utilizando este sistema, pero no resulta adecuado para redes complejas de gran tamaño.

• NIS: El Servicio de información de la red (NIS) se desarrolló independientemente de DNS y tiene un enfoque ligeramente distinto. Mientras que DNS trata de facilitar la comunicación con el uso de nombres de equipos en lugar de direcciones IP numéricas, NIS se centra en facilitar la administración de la red al proporcionar control centralizado sobre distintos tipos de información de red. NIS almacena información sobre los nombres de equipo y las direcciones, los usuarios, la red y los servicios de red. La información de espacio de nombres NIS se almacena en asignaciones NIS. Para obtener más información sobre la arquitectura y administración de NIS, consulte la Guía de administración del sistema: Servicios de nombres y directorios (DNS, NIS y LDAP).

Servicio de directorios

Oracle Solaris admite LDAP (Protocolo ligero de acceso a directorios) junto con el servidor de directorios Sun ONE (Sun Open Net Environment), así como otros servidores de directorios LDAP. La diferencia entre un servicio de nombres y un servicio de directorios radica en la extensión de las funciones. Un servicio de directorios proporciona las mismas funciones que un servicio de nombres, pero además cuenta con funciones adicionales. Consulte la Guía de administración del sistema: Servicios de nombres y directorios (DNS, NIS y LDAP).

Servicios de archivos

El protocolo de capa de aplicación NFS proporciona servicios de archivos para Oracle Solaris. Encontrará información completa sobre el servicio NFS en la Guía de administración del sistema: servicios de red.

Administración de la red

El Protocolo simple de administración de red (SNMP) permite ver la distribución de la red y el estado de los equipos clave. SNMP también permite obtener estadísticas de red complejas del software basado en una interfaz gráfica de usuario (GUI). Muchas compañías ofrecen paquetes de administración de red que implementan SNMP.

Protocolos de enrutamiento

Los protocolos RIP y RDISC son dos protocolos de enrutamiento disponibles para las redes TCP/IP. Para ver una lista completa de los protocolos de enrutamiento disponibles para Oracle Solaris 10, consulte la Tabla 5-1 y la Tabla 5-2.