Capitulo 3 - Protocolos y funcionalidad de la capa de Aplicación

La Capa de Aplicación

En este capitulo trataremos a fondo sobre los modelos OSI y TCP/IP y abarcaremos la capa de Aplicación la cual es la séptima del modelo OSI y la capa superior del modelo TCP/IP. El modelo OSI consta de 7 capas las cuales realizan una serie de protocolos que permiten las aplicaciones requeridas por el usuario. En este capitulo nos enfocaremos en lo que es la capa de Aplicaciones que trabaja junto con la capa 5 y 6 que son Sesión y Presentación.

Los Modelos OSI y TCP/IP

El modelo de referencia de interconexión de sistemas abiertos es una representación abstracta en capas, creada como guía para el diseño del protocolo de red. El modelo OSI divide el proceso de networking en diferentes capas lógicas, cada una de las cuales tiene una única funcionalidad y a la cual se le asignan protocolos y servicios específicos.

Capa de Aplicación (OSI)

La capa de Aplicación, Capa siete, es la capa superior de los modelos OSI y TCP/IP. Es la capa que proporciona la interfaz entre las aplicaciones que utilizamos para comunicarnos y la red subyacente en la cual se transmiten los mensajes. Los protocolos de capa de aplicación se utilizan para intercambiar los datos entre los programas que se ejecutan en los hosts de origen y destino.

La capa de Aplicación prepara la comunicación entre las personas para la transmisión de la red de datos.

Entre los pasos de que realiza la capa de aplicación están:

• Preparar la comunicación entre las personas para la transmisión de la red de datos.
• Las personas crean la comunicación
• El software y el hardware convierten la comunicación a un formato digital.
• Los servicios de la capa de aplicación inician la transferencia de datos.

La capa de Aplicacion (TCP/IP)

Algunos de los protocolos TCP/IP son:

• El protocolo Servicio de nombres de dominio (DNS, Domain Name Service) se utiliza para resolver nombres de Internet en direcciones IP.
• El protocolo de transferencia de hipertexto (HTTP, Hypertext Transfer Protocol) se utiliza para transferir archivos que forman las páginas Web de la World Wide Web.

Capa de Presentación

• Codificación y conversión de datos de la capa de aplicación para garantizar que los datos del dispositivo de origen puedan ser interpretados por la aplicación adecuada en el dispositivo de destino.
• Compresión de los datos de forma que puedan ser descomprimidos por el dispositivo de destino.
• Encriptación de los datos para transmisión y descifre de los datos cuando se reciben en el destino.

Capa de Sesión

Como lo indica el nombre de la capa de Sesión, las funciones en esta capa crean y mantienen diálogos entre las aplicaciones de origen y destino. La capa de sesión maneja el intercambio de información para iniciar los diálogos y mantenerlos activos, y para reiniciar sesiones que se interrumpieron o desactivaron durante un periodo de tiempo prolongado.

Entre Los protocolos de capa de aplicación de TCP/IP más conocidos son aquellos que proporcionan intercambio de la información del usuario.

Existen softwares de la capa de Aplicacion. Esto podemos verlo cuando abrimos un explorador Web o una ventana de mensajeria instantanea la cual se inicia una aplicacion y esta se coloca en la memoria del dispositivo que que la ejecuta y estos programas que se ejecutan se les llama Procesos.

Dentro de la capa de Aplicación, existen dos formas de procesos o programas de software que proporcionan acceso a la red: aplicaciones y servicios.

Aplicaciones:

Aplicaciones son los programas de software que utiliza la gente para comunicarse a través de la red. Los clientes de correo electrónico y los exploradores Web son ejemplos de este tipo de aplicaciones.

Servicios:

Otros programas pueden necesitar la ayuda de los servicios de la capa de Aplicación para utilizar los recursos de la red, como transferencia de archivos o cola de impresión en red. Aunque son transparentes para el usuario, estos servicios son los programas que se comunican con la red y preparan los datos para la transferencia.

El Modelo Cliente-Servidor

En el modelo cliente-servidor, el dispositivo que solicita información se denomina cliente y el dispositivo que responde a la solicitud se denomina servidor.

Redes y aplicaciones entre pares (P2P, Peer to Peer)

Modelo Punto a Punto

Además del modelo cliente/servidor para redes, existe también un modelo punto a punto. Las redes punto a punto tienen dos formas distintivas: diseño de redes punto a punto y aplicaciones punto a punto (P2P).

Redes entre pares

En una red entre pares, dos o más computadoras están conectadas a través de una red y pueden compartir recursos (por ejemplo, impresora y archivos) sin tener un servidor dedicado.

Aplicaciones punto a punto

Una aplicación punto a punto (P2P), a diferencia de una red punto a punto, permite a un dispositivo actuar como cliente o como servidor dentro de la misma comunicación. En este modelo, cada cliente es un servidor y cada servidor es un cliente. Ambos pueden iniciar una comunicación y se consideran iguales en el proceso de comunicación.

Protocolos y Servicios DNS

la capa de transporte utiliza un esquema de direccionamiento que se llama número de puerto. Los números de puerto identifican las aplicaciones y los servicios de la capa de Aplicación que son los datos de origen y destino.

Números de puerto TCP y UDP normalmente asociados con estos servicios. Algunos de estos servicios son:

• Sistema de nombres de dominio (DNS): puerto TCP/UDP 53.
• Protocolo de transferencia de hipertexto (HTTP, Hypertext Transfer Protocol): puerto TCP 80.

• Protocolo simple de transferencia de correo (SMTP, Simple Mail Transfer Protocol): puerto TCP 25.
• Protocolo de oficina de correos (POP): puerto UDP 110.
• Telnet: puerto TCP 23.
• Protocolo de configuración dinámica de host: puerto UDP 67.
• Protocolo de transferencia de archivos (FTP, File Transfer Protocol): puertos TCP 20 y 21.

El servidor DNS almacena diferentes tipos de registros de recursos utilizados para resolver nombres. Estos registros contienen el nombre, la dirección y el tipo de registro.

Algunos de estos tipos de registro son:

• A: una dirección de un dispositivo final.
• NS: un servidor de nombre autoritativo.
• CNAME: el nombre ideal (o Nombre de dominio completamente calificado) para un alias, que se utiliza cuando varios servicios tienen una única dirección de red pero cada servicio tiene su propia entrada en DNS.
• MX: registro de intercambio de correos, asigna un nombre de dominio a una lista de servidores de intercambio de correos para ese dominio.

En redes de datos, los dispositivos son rotulados con direcciones IP numéricas para que puedan participar en el envío y recepción de mensajes a través de la red. Sin embargo, la mayoría de las personas pasan mucho tiempo tratando de recordar estas direcciones numéricas. Por lo tanto, los nombres de dominio fueron creados para convertir las direcciones numéricas en nombres simples y reconocibles.

El Sistema de nombres de dominio (DNS) se creó para que el nombre del dominio busque soluciones para estas redes. DNS utiliza un conjunto distribuido de servidores para resolver los nombres asociados con estas direcciones numéricas.

El protocolo DNS define un servicio automatizado que coincide con nombres de recursos que tienen la dirección de red numérica solicitada.

Los sistemas operativos informáticos también tienen una utilidad denominada nslookup que permite al usuario consultar manualmente los servidores de nombre para resolver un determinado nombre de host. Esta utilidad también puede utilizarse para resolver los problemas de resolución de nombres y verificar el estado actual de los servidores de nombres.

HTTP especifica un protocolo de solicitud/respuesta. Cuando un cliente, generalmente un explorador Web, envía un mensaje de solicitud a un servidor, el protocolo HTTP define los tipos de mensajes que el cliente utiliza para solicitar la página Web y envía los tipos de mensajes que el servidor utiliza para responder. Los tres tipos de mensajes más comunes son GET, POST y PUT.

GET es una solicitud de datos del cliente. Un explorador Web envía el mensaje GET para solicitar las páginas desde un servidor Web.

POST y PUT se utilizan para enviar mensajes que cargan los datos al servidor Web. Por ejemplo, cuando el usuario ingresa datos en un formulario incorporado en una página Web, POST incluye los datos en el mensaje enviado al servidor.

PUT carga los recursos o el contenido al servidor Web.

Servicios de E-Mail y protocolos SMTP/POP

Dos ejemplos de protocolos de capa de aplicación son Protocolo de oficina de correos (POP) y Protocolo simple de transferencia de correo (SMTP), que aparecen en la figura. Como con HTTP, estos protocolos definen procesos cliente-servidor.

Para recibir e-mails desde un servidor de e-mail, el cliente de correo electrnico puede utilizar un POP. Al enviar un e-mail desde un cliente o un servidor, se utilizan formatos de mensajes y cadenas de comando definidas por el protocolo SMTP.

Procesos del servidor de e-mail: MTA y MDA

El servidor de e-mail ejecuta dos procesos individuales:

• Agente de transferencia de correo (MTA, Mail Transfer Agent).
• Agente de entrega de correo (MDA, Mail Delivery Agent).

El proceso Agente de transferencia de correo (MTA) se utiliza para enviar correos electrónicos.

El Agente de envío de correo (MDA) acepta una parte del e-mail desde un Agente de transferencia de correo (MTA) y realiza el envío real. El MDA recibe todo el correo entrante desde el MTA y lo coloca en los buzones de los usuarios correspondientes. El MDA también puede resolver temas de entrega final, como análisis de virus, correo no deseado filtrado y manejo de acuses de recibo.

Para su entretencion vea este vídeo donde podrá visualizar y entender los conceptos de networking.