Introducción a los servicios en red, arquitectura TCP/IP y modelo cliente/servidor

UNIDAD 1: INTRODUCCIÓN A LOS SERVICIOS EN RED

ÍNDICE DEL TEMA

1. Introducción 2. Arquitectura TCP/IP 3. Servicios de red 4. Tipos de servicios de red 5. Servicios de red: funcionamiento 5.1. El modelo Cliente / Servidor 5.2. La capa de Red 5.3. La capa de Transporte 6. Entorno de trabajo 2

ORIENTACIONES

En esta unidad se introducen los servicios en red y su importancia para las comunicaciones, abordando la arquitectura TCP/IP como base de estas interacciones. Se analizan los tipos de servicios de red y su funcionamiento, incluyendo el modelo Cliente/Servidor y el papel de las capas de Red y Transporte. " Se revisan conceptos clave como el direccionamiento IP, los comandos de red y archivos de configuración. " En la parte practica, se trabaja con herramientas de virtualización, preparando máquinas cliente y servidor en Windows y Linux. 3

1. INTRODUCCIÓN

" Al hablar de redes y de comunicaciones entre ordenadores resultan fundamentales dos conceptos: protocolos y arquitectura de comunicación. Los protocolos son las reglas que definen o regulan la comunicación entre entidades de sistemas diferentes. Estas reglas variarán en función del protocolo. Una arquitectura de comunicaciones es un modelo organizado de todas las funciones que realiza una red. Es el conjunto organizado de niveles y protocolos utilizados para implementar las tareas de comunicación. 4

1. INTRODUCCIÓN

Dos arquitecturas han sido determinantes en el desarrollo de los estándares de comunicación: Modelo OSI Modelo TCP/IP 7. Aplicación 6. Presentación Aplicación - > Representa datos para el usuario más el control de codificación y de diálogo. 5. Sesión 4. Transporte Transporte Admite la comunicación entre distintos dispositivos de distintas redes. 3. Red Internet -> Determina la mejor ruta a través de la red. 2. Enlace de datos Acceso a la red 1. Física > Controla los dispositivos del hardware y los medios que forman la red. 5

2. LA ARQUITECTURA TCP/IP

Nace por la necesidad de interconectar redes con diferentes tecnologías y fabricantes. La utilización de sus protocolos se estableció antes que el modelo de referencia OSI y su éxito dio lugar a que se convirtiera en un estándar, siendo la arquitectura más utilizada en el mundo, ya que es la base de las comunicaciones de Internet. La arquitectura recibe el nombre de dos de los protocolos que la conforman: o Transmission Control Protocol (TCP) o Internet Protocol (IP) 6

2. LA ARQUITECTURA TCP/IP

Capas de la Arquitectura TCP/IP

Aplicación · Interfaz con los servicios finales. Contiene toda la lógica necesaria para posibilitar las distintas aplicaciones de usuario · Las aplicaciones acceden a la capa de transporte por los puertos asignados · Protocolos: FTP, Telnet, WWW, DNS, .... Transporte (TCP, UDP) · Transferencia entre procesos de aplicación extremo-extremo · Identificación de procesos mediante Puertos · TCP (Transport Control Protocol): orientado a conexión y complejo · UDP (User Datagram Protocol): No orientado a conexión y mas sencillo Internet · Gestiona el movimiento de paquetes por la red · Transferencia entre máquinas origen y destino · Identificación mediante Direcciones IP · No fiable y no orientado a conexión · Encaminamiento y Fragmentación · Comunica errores (con ICMP y SNMP) Interfaz de red · Proporciona los drivers que interactúan con los componentes hardware para adaptar y configurar el nivel físico · Funciones de nivel físico y de enlace 7

2. LA ARQUITECTURA TCP/IP

Capa de Aplicación

4. Capa de Aplicación: Dos ordenadores se intercomunican a través de procesos, correspondiente a unas determinadas aplicaciones (correo, web, etc.) que se efectúa por medio de algún protocolo de la capa HTTP, FTP, SMTP, POP3, DNS,etc. Trata de homogeneizar los formatos de representación de los datos (textos, sonidos, imágenes, valores numéricos, instrucciones) entre equipos de la red. También realiza la compresión de texto y cifrado de seguridad. Se establecen las normas de la comunicación, prepara la conversación. 8

2. LA ARQUITECTURA TCP/IP

Capa de Transporte

3. Capa de Transporte: con protocolos como TCP y UDP garantiza que los datos lleguen de manera ordenada y confiable entre el origen y el destino, extremo a extremo, a través de los puertos. Toma los mensajes y los distribuye en pequeñas unidades (segmentos) y los pasa a la red. 2. Capa Internet. realiza el encaminamiento de los datos estableciendo la ruta más adecuada a través de la red. 1. Capa de Acceso a la red: organiza los bits en tramas para transferirlos sin error por la línea de transmisión que ofrece la capa física. Se ocupa de la transmisión de bits a través de un canal de comunicación. 9

2. LA ARQUITECTURA TCP/IP

Ejemplos de Protocolos TCP/IP

Ejemplos de protocolos TCP/IP: Sistema de nombres Configuración de host Correo electrónico Transferencia de archivos Web Capa de aplicación DNS BOOTP SMTP FTP HTTP DHCP POP TFTP IMAP Capa de Transporte UDP TCP Soporte de IP Protocolos de enrutamiento IP Capa de Internet OSPF EIGRP NAT ICMP Capa de acceso a la red ARP PPP Ethernet Controladores de interfaz 10

2. LA ARQUITECTURA TCP/IP

Protocolos TCP/IP en Comunicación Web

Ejemplo de los protocolos TCP/IP que intervendrán en el proceso de comunicación de un servidor web con un host y viceversa: Web Server Aplicación Hypertext Transfer Protocol (HTTP) Transmission Control Protocol (TCP) Transporte Internet Internet Protocol (IP) Internet Acceso a la red Ethernet Los protocolos LAN de capa de acceso a la red más comunes son Ethernet y WLAN (LAN inalámbrica). 11

3. LOS SERVICIOS DE RED

Un servicio de red es una función que ofrecen las aplicaciones y protocolos para que los usuarios o dispositivos puedan comunicarse, compartir recursos, intercambiar información y realizar diversas tareas a través de una red informática, como Internet. Los protocolos son las normas que regulan la comunicación entre sistemas, mientras que las aplicaciones son los programas que utilizan estos protocolos para comunicarse. Aunque a veces se les llame igual, es importante no confundir protocolos con aplicaciones: Servicio web: Aplicaciones (Apache, Google Chrome, etc.) Protocolos (HTTP, HTTPS) 12

4. TIPOS DE SERVICIOS DE RED

■ En una red de comunicaciones existen multitud de servicios con diferentes propósitos, desde servicios básicos como la conectividad a Internet, hasta servicios más avanzados como la administración de redes, el correo electrónico, o el almacenamiento en la nube. Dado que en cualquier red se pueden encontrar infinidad de servicios, a continuación se analizarán los servicios más básicos y esenciales que se pueden encontrar. 13

4. TIPOS DE SERVICIOS DE RED

Servicios de Administración y Configuración

Servicios de administración y configuración: ■ Esta clase de servicios nos facilita la administración y configuración de las configuraciones de los distintos equipos de la red. Destacaremos dos de estos servicios o protocolos (DHCP y DNS). Servicios de acceso: Los servicios de acceso se encargan de permitir la conexión de usuarios a la red desde lugares remotos. (SSH). 14

4. TIPOS DE SERVICIOS DE RED

Servicio de Transferencia de Ficheros

Servicio de transferencia de ficheros: ■ Esta clase de servicios nos permite el intercambio de datos en forma de ficheros entre ordenadores a través de una red, con la particularidad de que, esta transferencia es independiente de la plataforma usada y del tipo de archivos manejados. (FTP). Servicio web: Permite la comunicación y el intercambio de datos entre aplicaciones o sistemas diferentes, datos de gestión, formación, entretenimiento, comercio electrónico, etc. (HTTP / HTTPS). HTTPS es la versión segura que cifra la información. 15

4. TIPOS DE SERVICIOS DE RED

Servicios de Comunicación

Servicios de comunicación: Permiten la comunicación entre los usuarios a través de mensajes escritos y audios. Correo Electrónico (Email): Permite enviar y recibir mensajes electrónicos entre usuarios (SMPT / POP3 / IMAP). Mensajería Instantánea: Herramientas como WhatsApp que permiten la comunicación en tiempo real. VoIP (Voice over IP): Protocolo que permite hacer llamadas de voz a través de Internet (WhatsApp, Skype, etc). 16

4. TIPOS DE SERVICIOS DE RED

Servicios de Almacenamiento

Servicios de Almacenamiento: NAS (Network Attached Storage): Dispositivos de almacenamiento conectados a la red que permiten a los usuarios acceder y compartir archivos. Servicios de compartición de Archivos: Cloud Storage: Servicios como Google Drive o Dropbox que permiten almacenar y acceder a datos en la nube. 17

5. SERVICIOS DE RED: FUNCIONAMIENTO

El funcionamiento general de los servicios de red se basa en la comunicación entre dispositivos conectados a través de una red, utilizando protocolos específicos que permiten el intercambio de datos y la prestación de diversos servicios. ■ Funcionan mediante la interacción de clientes, servidores, protocolos y dispositivos de red a través de la red. Para entender claramente el funcionamiento de un servicio de red es importante conocer el modelo cliente/servidor, así como, los niveles de red y transporte de la arquitectura TCP/IP . 18

5.1. EL MODELO Cliente / Servidor

La arquitectura TCP/IP está orientada a funcionar en un entorno cliente/servidor. SERVIDOR . CLIENTES En este modelo se distingue entre un proceso cliente (que generalmente solicita servicios) y un proceso servidor (que presta el servicio al cliente). · El cliente es el proceso que habitualmente inicia la comunicación a través de peticiones al servidor, quedando a la espera de respuesta. · El servidor es el proceso que inicialmente está a la espera de posibles peticiones de los clientes. 19

5.1. EL MODELO Cliente / Servidor

Características del Servidor

SERVIDOR El servidor esta diseñado para estar disponible continuamente, esperando y escuchando solicitudes en uno o más puertos específicos. Un servidor puede atender múltiples clientes simultáneamente, manteniendo la seguridad y eficiencia. " Un servidor necesita un software y un hardware específico, sistema operativo de red y sistema fiable con un procesador potente, con discos de alta capacidad y con gran cantidad de memoria RAM. 20

5.1. EL MODELO Cliente / Servidor

Características del Cliente

CLIENTE Es la parte del sistema que inicia la comunicación solicitando servicios o recursos al servidor. Proporciona una interfaz para el usuario final (aplicación cliente), permitiéndole interactuar con el sistema, navegadores web, aplicaciones de correo electrónico, clientes FTP, y aplicaciones móviles. En muchos casos, el cliente realiza parte del procesamiento local, sin embargo, depende del servidor para obtener los datos necesarios. 21