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Modificaciones en el Protocolo de Comunicación TCP/IP para Internet
El modelo OSI (OPEN SYSTEM INTERCONNECTION) de siete capas fue creado alrededor del año 1979 con el objetivo de facilitar el control, análisis, mejora el reemplazo y administración de los recursos que constituyen el sistema de comunicaciones, además de facilitar el desarrollo de software y hardware que enlazan a redes de trabajo incompatibles.
A continuación se definirán las siete capas del modelo de referencia OSI, describiendo en forma general la función de las mismas.
7 |
APLICACIÓN |
Se entiende directamente con el usuario final, al proporcionarle el servicio de información distribuida para soportar las aplicaciones y administrar las comunicaciones por parte de la capa de presentación. |
6 |
PRESENTACIÓN |
Permite a la capa de aplicación interpretar el significado de la información que se intercambia. Esta realiza las conversiones de formato mediante las cuales se logra la comunicación de dispositivos. |
5 |
SESIÓN |
Administra el diálogo entre las dos aplicaciones en cooperación mediante el suministro de los servicios que se necesitan para establecer la comunicación, flujo de datos y conclusión de la conexión. |
4 |
TRANSPORTE |
Esta capa
proporciona el control de extremo a extremo y el
intercambio de información con el nivel que requiere el
usuario. Representa el corazón de la jerarquía de los protocolos que permite realizar el transporte de los datos en forma segura y económica. |
3 |
RED |
Proporciona
los medios para establecer, mantener y concluir las
conexiones conmutadas entre los sistemas del usuario
final. Por lo tanto, la capa de red es la más baja, que se ocupa de la transmisión de extremo a extremo. |
2 |
ENLACE |
Asegura con confiabilidad del medio de transmisión, ya que realiza la verificación de errores, retransmisión, control fuera del flujo y la sequenciación de la capacidades que se utilizan en la capa de red. |
1 |
FISICO |
Se encarga de las características eléctricas, mecánicas, funcionales y de procedimiento que se requieren para mover los bits de datos entre cada extremo del enlace de la comunicación. |
El TCP/IP es un grupo de protocolos desarrollados para permitir la cooperación entre computadores para compartir recursos a través de una red de trabajo.
Este fue desarrollado por un grupo de investigadores del Departamento de Defensa para crear una RED de REDES DE TRABAJO.
EL TCP y el IP son los mas conocidos protocolos, esto a provocado que el uso de estos términos TCP/IP o IP/TCP se refieren a una gran familia, por ejemplo
cuando hablamos del NFS, este está basado en el TCP/IP, aunque no use del todo el TCP usa el IP y sustituye el TCP por el UDP.
IP. Esta parte del protocolo es responsable de mover los paquetes de datos desde un nodo a otro, éste envía cada porción de datos basados en cuatro byte, que son la dirección del destino.
TCP. Por otra parte, el TCP es responsable de verificar la correcta entrega de los datos desde el cliente al servidor. Dado que la información puede perderse en el intermedio del punto de envío al punto destino.
El TCP aporta el soporte para detectar errores de datos perdidos y dispara la retransmisión hasta que los datos sean correctos y completamente recibidos.
SOCKETS. Es el nombre que se le ha dado a los paquetes de subrutinas que permiten el acceso al TCP/IP en la mayoría de los sistemas.
Servicios más tradicionales que ofrece el TCP/IP.
Transferencia de Archivos.
El protocolo de transferencia de archivos FTP, permite al usuario de cualquier computador tomar o enviar los archivos desde otra computadora, la seguridad de este proceso es manejada por requerimiento para el usuario de especificar un su nombre y una palabra clave para el reconocimiento del otro computador.
Acceso remoto.
El protocolo de estación de trabajo de redes TELNET, permite al computador de un usuario conectarse con otro computador de la red de trabajo. Una vez iniciada la sesión remota, todo lo que es digitado en su computador es enviado la computador remoto aun cuando se está interactuando con su computador. De esta manera el protocolo TELNET hace su computador invisible mientras la sesión este activa.
Correo.
El objetivo principal del correo es poder enviar mensajes a usuarios en otros computadores. La función del correo es simplemente permitir al usuario sumar un mensaje en el archivo de mensajes de otro computador.
Existen algunos otros servicios que permite el TCP/IP en algunos ambientes de los cuales podemos nombrar:
El IP v4, protocolo actual fue diseñado para redes de trabajo relativamente pequeñas de ingenieros y científicos que ejecutaban principalmente transferencia de archivos.
Con la actual dirección de 4 bytes usada por el IP v4, Internet espera que se quede sin nuevas direcciones en esta década y posiblemente anticipada para el año 1998, por la gran base instalada de anfitriones ( HOST ) y enrutadores ( ROUTERS ), fue necesario diseñar otro protocolo que permita la migración gradual desde el protocolo IP v4 al IP v6.
CARACTERÍSTICAS DEL IPv6
La característica más importante del protocolo IP v6 es que su capacidad de direccionamiento es aumentada exponencialmente a 16 bytes, desde la versión anterior de 4 bytes IP v4, además implementa una serie de conceptos que discutiremos a continuación.
La configuración de las interfaces para los protocolos de las versiones anteriores al IP v6 han requerido de un proceso manual, no así esta nueva versión, que tiene como gran característica la autoconfiguración.
El proceso de autoconfiguración incluye la creación de una dirección local y global además de la verificación de que esta dirección es única, determinando que información debería se autoconfigurada (" Direcciones, otra informaciones o ambas "), utilizando los procedimientos de Autoconfiguración sin Estado de Dirección y Detección de Direcciones Duplicadas.
El mecanismo sin estado de dirección, permite al HOST generar sus propias direcciones usando una combinación de la información localmente disponible y la información indicada por los enrutadores, la cual consta de prefijos que identifican una sub_red, la cual esta asociada a una conexión. El HOST establece la interface de conexión que solo identifica una interface en la sub_red, pero la dirección asignada está compuesta por la combinación de las dos,
Detección de Direcciones Duplicadas.
La detección de direcciones duplicadas debe ser ejecutado para asignación automática de su dirección, a menos que la dirección halla sido dada en forma manual.
Este proceso verifica que la dirección única (UNICAST) asignada en forma automática no exista en forma local ni en forma global, así mismo no es recomendable la ejecución de este proceso sobre direcciones Generales (MULTICAST) dado que esta identifica una serie de interfaces, que típicamente pertenecen a diferentes nodos.
El protocolo IP v6 introduce rutinas especificas para la encriptación y autenticación de los diferentes niveles de paquetes, la aplicación de ellos solamente depende de que estas funciones estén disponibles.
El método de encriptación codifica los paquetes de datos para prevenir la lectura de los mensajes por personas no autorizadas. La autenticación verifica que la dirección de donde fue enviado en mensaje no se pierda y paquete de información no sea interferido en la ruta.
Este protocolo permite encriptar y autenticar no solo los paquetes de datos sino también toda la comunicación entre los diferentes anfitriones (HOST), además el usuario puede utilizar el algoritmo estándar de seguridad o solicitar el uso de algoritmos adicionales cuando éstos estén disponibles.
La implementación del IP v6 incluiría 64 bit DES para la encriptación. Este algoritmo utiliza una llave secreta simétrica de 64 bits para los niveles de encriptación. Esto permite al usuario la opción de encriptar la porción de datos o encriptar el paquete completo incluyendo los encabezados para darle mayor confidencialidad.
El protocolo IP v6 incluye el algoritmo " MD5 " para autenticación de mensajes. Este algoritmo combina el paquete de datos y la llave secreta del emisor del mensaje par generar un número de 128 bits. Si el computador destinatario genera el mismo número, esto verifica que el mensaje llego sin ser modificado desde el usuario que lo envió.
El IP v6 incorpora una variedad de funciones que hacen posible el uso de INTERNET para el envío de transmisiones de vídeo y otros en tiempo real que necesitan la garantía de un ancho de banda y latencia para asegurar que los paquetes lleguen en un buen estado.
Esta función entrega mensajes a todos los anfitriones (HOST) que están compuestos de ciertas características. Esta función permite llevar vídeo u otros datos simultáneamente a un gran número de usuarios ya sea públicos o privados sin desperdiciar el ancho de banda.
Reservaciones de Ancho de Banda
Un anfitrión (HOST) pude reservar un ancho de banda sólo a una ruta entre un origen y un destino, esta función hace posible proveer de vídeo u otros datos en tiempo real con la garantía de la calidad de servicio.
La los paquetes se les asignará un nivel de prioridad, asegurando que la transmisión de voces o vídeo no sea interrumpida por paquetes de menor prioridad.
El IP v6 soporta paquetes de diferentes tamaños hasta un máximo de 4 megas, esto hace la transmisión de vídeo mas fácil y asegura que esta versión haga posible la mejor utilización del ancho de banda sobre cualquier medio de transmisión.
Este concepto conocido como PLUG AND PLAY, elimina el concepto anterior de configurar manualmente cada maquina con su dirección y información general de la red de trabajo. Esto es una confusión y un gran problema, dado que está propenso a error dado que puede ser realizado por muchos usuarios individuales y es una faena que consume tiempo del administrados de la red.
Descubrimiento de la Dirección
El IP v6 permite al HOST aprender su propia dirección desde un enrutador con solo encenderlo, eliminando la necesidad de configurar la dirección de cada HOST. También este protocolo provee procedimientos específicos para localizar una dirección de un sitio local de comunicaciones sin tener enrutadores, soportando el DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) el cual permite al Host obtener toda la información relevante de l a red desde un enrutador local.
Cambios Automáticos de Dirección
Dado que las direcciones de la red son distribuidas por los enrutadores, el cambiar de direcciones de la red, por ejemplo: Cuando se intercambian los proveedores de acceso, esto solo requiere la actualización del enrutador. Además todas las direcciones incluyen un tiempo de vida.
Soporte de Anfitriones Móviles
IP v6 incorpora algoritmos para enviar paquetes desde una dirección base a otra dirección. Esto permite a los usuarios conectarse a Internet desde cualquier localidad, aun desde teléfonos movibles que sin tener una conexión física reciben sus mensajes.
Esta versión especifica algoritmos de detección de vecinos o vías de acceso muertas asegurando todas las implementaciones para que cuando esto ocurra, eficientemente detecte el problema y reenrute los paquetes cuando sea necesario.
Simplificación de los Encabezados
IP v6 simplifica los encabezados de 12 datos en la versión IP v4 a solamente 8. Esto reduce considerablemente el tiempo de cálculo requerido para procesar el encabezado, de esta manera habrá una incremento en la velocidad de enrutamiento.
Optimización del Tamaño de Paquetes
Antes de enviar los paquetes de datos, este protocolo determina el tamaño máximo soportado por todos los enrutadores a lo largo de la dirección de envío. El computador divide el mensaje en paquetes que no requieren fragmentación por enrutadores, reduciendo la carga computacional de los enrutadores.
Multicasting reduce la carga en el Host
La función de multicasting permite al Host y enrutadores enviar mensajes de reconocimiento de vecinos, solo las máquinas que se han registrado van a recibir este mensaje, eliminando la necesidad de descartar los paquetes que son irrelevantes para todas las máquinas.
Direccionamiento múltiple permite la agregación a la ruta
El IP v6 permite múltiple direccionamiento por dispositivo de interface, haciendo la agregación de rutas simple y eficiente. Por ejemplo, si un anfitrión está siendo utilizado por múltiples accesos de proveedores, esto puede ser separando agregando direcciones sobre cada uno de los espacios de direcciones de los proveedores.
Control sobre el manejo de opciones
El IP v6 permite aplicaciones que especifican como tratar opciones que son desconocidas. Esto provee al IP v6 la gran flexibilidad de agregar nuevos opciones en le futuro, sin que exista una actualización completa de las implementaciones instaladas.
Como opuesto a la capacidad de escoger solo lo libre o lo estricto para enrutar todo el camino, en el IP v6 los usuarios puede especificar rutinas libres o estrictas enrutamiento para cada punto o nodo a lo largo del camino. IP v6 también incluye la flexibilidad de incorporar métodos adicionales de enrutamiento en el futuro.
Direccionamiento Multiple (MULTICAST)
IP v6 incrementa la funcionalidad, permitiendo al que envía un mensaje a cada uno de los que pertenecen a un grupo con solo una dirección.
Características de configurabilidad
El protocolo IP v6 para enrutadores y anfitriones, permite descubrir la máquinas vecinas mediante el método de identificación de vecinos (NEIGHBOR DISCOVERY), éste contiene todas las características para el descubrimiento como parámetros para la configuración local.
Esto provee un incremento en la flexibilidad, como la capacidad de optimizar el descubrimiento de vecinos, para las necesidades y restricciones de cada una de las redes de trabajo individual.
Por la gran capacidad instalada en base al IP v4 en los anfitriones y enrutadores, las especificaciones para el IP v6 incluyen mecanismos diseñados para asegurar la suavidad y gradual transición del IP v4 al IP v6.
Traslado de las direcciones del IP v4
Las direcciones del IP v4 son fácilmente trasladadas a la versión IP v6 con simple y sencillamente agregando un prefijo de ceros.
Por un futuro impredesible, todas las implementaciones del IP v6 incluyen pilas para la IP v4.
Aquellos Host que trabajen bajo la IP v6 pueden comunicarse con otros a través del enrutadores bajo IP v4, simplemente con convertir los paquetes de IP v6 dentro de paquetes IP v4.
NODE Dispositivo que implementa el IP.
ROUTER Es un nodo que adelanta los paquetes del IP no explisitos, enrutador
HOST Es un nodo que no es un enrutador. computador, Anfitrión.
CAPAS SUPERIORES
Son las capas del protocolo que se encuentran inmediatamente debajo del IP.
Algunos ejemplos son : Protocolos de transporte TCP y UDP protocolos de
control como ICMP.
LINK Facilidad de comunicación o medio sobre la cual los nodos pueden comunicarse en la capa de enlace.
INTERFACE Ataduras de un nodo a una medio de comunicación.
PAQUETE Es el encabezado del IP más la carga.
DIRECCIÓN Es la identificación de una capa del IP para un grupo de interfaces.
DIRECCIONES UNICAT
Es un identificador para una sola dirección, ejemplo una paquete enviado a una dirección unicast es entregado a la interface identificada con esa dirección.
DIRECCIONES MULTICAST
Es un identificador para un grupo de interfaces, ejemplo un paquete es enviado a una dirección multicast y es entregado a todas aquellas interfaces identificadas por esa dirección.
DIRECCIONES GLOBALES
Una dirección con ilimitadas dimensiones.
AUTOCONFIGURACIÓN
No necesita una configuración manual, reconoce en forma automática las características del dispositivo.
PLUG AND PLAY
Concepto que identifica un ambiente, en donde existe la autoconfiguración.
DIRECCIONES ANYCAST
Un identificador para un grupo de interfaces, con la diferencia de que el mensaje es llevado a uno de las interfaces identificadas por esa dirección.
ENCRIPTACIÓN
Método de seguridad por el cual los datos son convertidos en otros por medio de procedimientos de seguridad, con el fin de que la información no sea leída por nadie.
AUTENTICACIÓN
Método por el cual mediante procedimientos especiales verificamos la validez de la información.
FLEXIBILIDAD Capacidad de adaptación a los cambio.
1. Mentat Inc. California USA.
info mentat.com.
2. Network Working Group.
draft-ietf-ipngwg-iid-02.txt
FTP://ds.internic.net/internet-drafts
3. Network Working Group.
IP v6 Testing address Allocation January 1996
FTP://ds.internic.net/rfc/rfc1897.txt
4. ADDRCONF Working Group December 1995
IETF Internet Engineering Task Force
IP v6 Stateless Address Autoconfiguration
5. Digital Equipment Corp
Link Local Addressing and Name Resolution in IP v6.
draft-ietf-ipnwg-linkname-00.txt
FTP://ds.internic.net/internet-drafts
Tanenbaum, Andrew S. Redes de Ordenadores. México : Editorial Printice-Hall Hispanoamericana, S.A. 1991
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