Unidad X: Networking y el modelo Osi. (parte 4)

Capa de aplicación

Ofrece a las aplicaciones la posibilidad de acceder a los servicios de las demás capas y define los protocolos que utilizan las aplicaciones para intercambiar datos, como correo electrónico (Post Office Protocolo y SMTP), gestores de bases de datos y servidor de ficheros (FTP), por UDP pueden viajar (DNS y Routing Information Protocolo). Hay tantos protocolos como aplicaciones distintas y puesto que continuamente se desarrollan nuevas aplicaciones el número de protocolos crece sin parar.
Cabe aclarar que el usuario normalmente no interactúa directamente con el nivel de aplicación. Suele interactuar con programas que a su vez interactúan con el nivel de aplicación pero ocultando la complejidad subyacente.

Funciones

La capa de presentación tiene la misión de presentar los datos en una forma que el dispositivo receptor pueda comprender. Para comprender mejor este concepto, piensa en la analogía de dos personas que hablan distintos idiomas. La única forma de que se puedan entender es que otra persona les traduzca. La capa de presentación actúa como traductor de los dispositivos que necesitan comunicarse dentro de una red.
La Capa 6, o capa de presentación, cumple tres funciones principales:

• Formateo de datos (presentación)
• Cifrado de datos
• Compresión de datos

Después de recibir los datos de la capa de aplicación, la capa de presentación ejecuta una de sus funciones, o todas ellas, con los datos antes de mandarlos a la capa de sesión. En la estación receptora, la capa de presentación toma los datos de la capa de sesión y ejecuta las funciones requeridas antes de pasarlos a la capa de aplicación.
Para comprender cómo funciona el formateo de datos, imagina dos sistemas diferentes. El primer sistema utiliza el Código ampliado de caracteres decimal codificados en binario (EBCDIC) para representar los caracteres en la pantalla. El segundo sistema utiliza el Código americano normalizado para el intercambio de la información (ASCII) para la misma función. La Capa 6 opera como traductor entre estos dos tipos diferentes de códigos.
Los estándares de la Capa 6 también determinan la presentación de las imágenes gráficas. A continuación, presentamos tres de estos estándares:

• GIF: Un formato de imagen utilizado en los primeros tiempos de las comunicaciones, en las famosas BBS o boletines electrónicos
• TIFF (Formato de archivo de imagen etiquetado): Un formato para imágenes con asignación de bits de alta resolución
• JPEG (Grupo conjunto de expertos fotográficos): Formato gráfico utilizado para fotografía e imágenes complejas con buena calidad/compresión

Otros estándares de la Capa 6 regulan la presentación de sonido y películas. Entre estos estándares se encuentran:

• MIDI: (Interfaz digital para instrumentos musicales) para música digitalizada
• MPEG (Grupo de expertos en películas): Estándar para la compresión y codificación de vídeo
• QuickTime: Estándar para el manejo de audio y vídeo para los sistemas operativos de los MAC

Formatos de archivos

ASCII y EBCDIC se utilizan para dar formato al texto. Los archivos de texto ASCII contienen datos de caracteres sencillos y carecen de cualquier comando de formato (negrita,  subrayado). El programa Notepad es un ejemplo de aplicación que usa y crea archivos de texto. Generalmente estos archivos tienen la extensión .txt. El código EBCDIC es muy similar al código ASCII en el sentido de que tampoco utiliza ningún formato sofisticado. La diferencia principal entre los dos códigos es que EBCDIC se utiliza principalmente en sistemas mainframe (grandes ordenadores) y el código ASCII se utiliza en los PC. Aunque una ampliación muy utilizada ahora es el "Unicode" que es una ampliación del famoso ASCII
Otro formato de archivo común es el formato binario. Los archivos binarios contienen datos codificados especiales que sólo se pueden leer con aplicaciones específicas. Programas como FTP utilizan el tipo de archivo binario para transferir archivos. Internet por ejemplo utiliza dos formatos de archivo binario para visualizar imágenes: el Formato de intercambio gráfico (GIF), y el del Grupo conjunto de expertos fotográficos (JPEG). Cualquier equipo con un lector de formatos de archivo GIF y JPEG puede leer este tipo de archivos, independientemente del tipo de ordenador que se trate.
El formato de archivo multimedia es otro tipo de archivo binario, que almacena sonidos, música y vídeo. Los archivos de sonido generalmente operan en una de dos formas. Se pueden descargar completamente primero y luego escucharlos, o bien se pueden escuchar mientras se están descargando. Y lo último es leer las películas directamente desde Internet como hacen los canales de Imagenio de Telefónica. Windows usa el formato de sonido WAV y el formato AVI para los vídeos.
Otro tipo de formato de archivo es el "lenguaje de etiquetas". Este formato actúa como un conjunto de instrucciones que le indican al navegador de Web cómo mostrar y administrar los documentos. El Lenguaje de etiquetas por hipertexto (HTML) es el lenguaje de Internet. Las direcciones HTML le indican al navegador dónde mostrar texto o un hipervínculo con otro URL. El formato HTML no es un lenguaje de programación sino un conjunto de direcciones para la visualización de una página, lo mismo que el formato Word de Microsoft pero mas sencillo y estándar.

Cifrado y compresión de datos

La capa 6 también es responsable del cifrado de datos: el cifrado de los datos protege la información durante la transmisión. Las transacciones financieras (por ej., los datos de las tarjetas de crédito) utilizan el cifrado para proteger la información confidencial que se envía a través de Internet. Se utiliza una clave de cifrado para cifrar los datos en el lugar origen y luego descifrarlos en el lugar destino.
Otra de las funciones de esta capa de presentación es la compresión de los archivos. La compresión funciona mediante el uso de algoritmos (fórmulas matemáticas complejas) para reducir el tamaño de los archivos. El algoritmo busca patrones de bits repetidos en el archivo y entonces los reemplaza con un token. Un token es un patrón de bit mucho más corto que representa el patrón largo.

Capa 7 (de aplicación)

Ahora que sabemos lo que ocurre con los paquetes de datos cuando se

transportan a través de la capa de presentación, es hora de conocer la

última capa, a través de la cual se transportan los paquetes de datos antes

de alcanzar su destino final. La última capa o Capa 7 del modelo OSI se

denomina capa de aplicación. La capa de aplicación es la capa más

cercana a nosotros: es la que funciona cuando interactuamos con

aplicaciones de software como, por ejemplo, enviar y recibir correo

electrónico a través de una red. Podremos ver cómo la capa de aplicación

maneja los paquetes de datos de las aplicaciones cliente-servidor,

servicios de denominación de dominio y aplicaciones de red examinando

lo siguiente:

Procesos de aplicación

En el contexto del modelo de referencia OSI, la capa de aplicación (Capa 7)

soporta el componente de comunicación de una aplicación. La capa de

aplicación es responsable de:

●identificar y establecer la disponibilidad de los socios de la

comunicación deseada

●sincronizar las aplicaciones cooperantes

●establecer acuerdos con respecto a los procedimientos para la

recuperación de errores

●controlar la integridad de los datos

Esta capa determina si existen suficientes recursos para la comunicación

entre sistemas. Por lo tanto, sin la capa de aplicación, no habría soporte de

comunicación de red. Algunos ejemplos de procesos de aplicación de este

tipo son las hojas de cálculo, procesadores de texto. Además, la capa de

aplicación proporciona una interfaz directa para el resto del modelo OSI,

mediante el uso de aplicaciones de red (por ejemplo, WWW, correo

electrónico, FTP, Telnet), o una interfaz indirecta, mediante el uso de

aplicaciones independientes (por ejemplo, procesadores de texto, hojas

de cálculo, administradores de presentaciones).

Aplicaciones de red directas

La mayoría de las aplicaciones que operan en un entorno de red se

clasifican como aplicaciones cliente/servidor. Estas aplicaciones como

FTP, los navegadores de Web y el correo electrónico tienen dos

componentes que les permiten operar: el lado del cliente y el lado del

servidor. El lado del cliente se encuentra ubicado en el ordenador local y

es el que solicita los servicios. El lado del servidor se encuentra ubicado

en un equipo remoto y proporciona servicios respondiendo al pedido del

cliente.

Una aplicación cliente/servidor funciona mediante la repetición constante

de la siguiente rutina cíclica: petición del cliente, respuesta del servidor;

petición del cliente, respuesta del servidor; etc. Por ejemplo, un navegador

de Web accede a una página Web solicitando un URL, o dirección de Web,

en un servidor de Web remoto. Después de que ubica la dirección URL, el

servidor de Web identificado por la dirección URL responde a la petición.

Posteriormente, tomando como base la información recibida del servidor

de Web, el cliente puede solicitar más información del mismo servidor de

Web o puede acceder a otra página Web desde un servidor de Web

distinto.

Firefox e Internet Explorer son ahora los navegadores o exploradores de

Internet mayoritarios. Una forma sencilla para comprender cómo funciona

un navegador de Web es compararlo con el control remoto de una

televisión. El control remoto le otorga la capacidad para controlar

directamente las funciones de un televisor: volumen, canales, brillo, etc.

Para que el control remoto funcione correctamente, no es necesario

entender cómo funciona electrónicamente el control remoto. Lo mismo se

aplica en el caso de un navegador de Web, ya que el navegador le brinda

la capacidad de navegar a través de la Web haciendo clic en los

hipervínculos. Sin embargo, para que el navegador de Web funcione

correctamente, no es necesario comprender el funcionamiento ni la

interacción de los protocolos OSI de las capas inferiores.

Soporte de red indirecto

Dentro de un entorno LAN, el soporte de red de aplicación indirecta

corresponde a una función cliente/servidor. Si un cliente desea guardar un

archivo desde un procesador de textos en un servidor de red, el redirector

permite que la aplicación de procesamiento de textos se transforme en un

cliente de red.

El redirector es un protocolo que funciona con los sistemas operativos y

clientes de red en lugar de programas de aplicación específicos.

●Protocolo Apple File

●Interfaz de usuario NetBIOS extendida (NetBEUI)

●Protocolos IPX/SPX de Novell

●Sistema de archivos de red (NSF) del conjunto de protocolos TCP/IP

El proceso del redirector es el siguiente:

1.El cliente solicita que el servidor de archivos de la red permita que

los archivos de datos se puedan guardar.

2.El servidor responde guardando el archivo en el disco o rechaza la

petición del cliente.

3.Si el cliente solicita que el servidor de impresión de la red permita

que los archivos de datos se impriman en una impresora (red)

remota, el servidor procesa la petición imprimiendo el archivo en

uno de sus dispositivos de impresión o rechaza la petición. 

El redirector permite al administrador de red asignar recursos remotos a

los nombres lógicos en el cliente local. Una vez que seleccionamos uno de

estos nombres lógicos para realizar una operación, como por ejemplo,

guardar o imprimir un archivo, el redirector de red envía el archivo

seleccionado al recurso remoto correspondiente de la red para su

procesamiento. Si el recurso se encuentra en un equipo local, el redirector

ignora la petición y permite que el sistema operativo local la procese.

La ventaja de usar un redirector de red para un cliente local es que las

aplicaciones del cliente nunca tienen que reconocer la red. Además, la

aplicación que solicita el servicio se ubica en el equipo local y el redirector

reenruta la petición al recurso de red correspondiente, mientras que la

aplicación lo considera como petición local.

Los redirectores expanden las capacidades de software que no son de

red. También permiten que los usuarios compartan documentos, bases de

datos, impresoras y otros recursos, sin tener que usar software de

aplicación especial.

Conectarse y desconectarse

Es importante ver que en cada uno de los ejemplos anteriores la conexión

con el servidor se mantiene sólo durante el tiempo suficiente como para

procesar la transacción. En el ejemplo de la Web, la conexión se mantiene

lo suficiente como para descargar la página Web actual. En el ejemplo de

la impresora, la conexión se mantiene sólo lo suficiente como para enviar

el documento al servidor de impresión. Una vez que se ha completado el

proceso, la conexión se interrumpe y debe reestablecerse para que la

siguiente petición de proceso se pueda llevar a cabo. Esta es una de las

dos maneras en que se produce el proceso de comunicación.

Luego veremos el segundo método para el proceso de la comunicación.

Esto se ilustra a través de los ejemplos de Telnet y FTP, que establecen

una conexión con el servidor y mantienen esa conexión hasta que se haya

ejecutado todo el proceso.  El equipo cliente finaliza la conexión cuando el

usuario determina que ha finalizado. Todas las actividades de

comunicación entran en una de estas dos categorías.

Problemas al usar direcciones IP

En el capítulo sobre la capa de red, vimos Internet se basa en un esquema

de direccionamiento jerárquico. Esto permite el enrutamiento basado en

clases de direcciones en lugar de en direcciones individuales. El problema

que esto crea para el usuario es la asociación de la dirección correcta con

el sitio de Internet. La única diferencia entre la dirección 198.151.11.12 y la

198.151.11.21 es la transposición de un dígito. Es muy fácil olvidarse cuál

es la dirección de un sitio en particular dado que no hay ningún elemento

que permita asociar el contenido del sitio con su dirección.

Para poder asociar el contenido del sitio con su dirección, se desarrolló un

sistema de denominación de dominios. Un dominio es un grupo de

ordenadores asociados, ya sea por su ubicación geográfica o por el tipo

de actividad comercial que comparten. El nombre de un dominio es una

serie de caracteres y/o números, generalmente un nombre o una

abreviatura, que representa la dirección numérica de un sitio de Internet.

Existen más de 200 dominios de primer nivel en Internet, por ejemplo:

.us: United States (Estados Unidos)

.uk: United Kingdom (Reino Unido)

.es: España

También existen nombres genéricos, por ejemplo:

.edu: sitios educacionales

.com: sitios comerciales

.gov: sitios gubernamentales

.org: sitios sin fines de lucro

.net: servicio de red

Dirección IP	Sitio web
207.46.198.60	microsoft.com
217.76.134.211	adrformacion.com
194.30.32.251	www.larioja.com

El servidor de denominación de dominio (DNS) es un servicio ubicado en

una red. Responde a las peticiones que realizan los clientes para traducir

un nombre de dominio a la dirección IP asociada. El sistema DNS se basa

en una jerarquía que crea distintos niveles de servidores DNS. Todo esto

lo veremos ampliamente dentro de una par de capítulos porque es

imprescindible para el buen funcionamiento de Windows 2003 Server.

Si un DNS local puede traducir un nombre de dominio a su dirección IP

asociada, lo hace y devuelve el resultado al cliente. Si no logra traducir la

dirección, transfiere la petición al siguiente servidor DNS de nivel superior

del sistema, que intenta entonces traducir la dirección. Si el DNS de este

nivel puede traducir el nombre de dominio a su dirección IP asociada, lo

hace y devuelve el resultado al cliente De no ser así, envía la solicitud al

siguiente nivel superior. Este proceso se vuelve a repetir hasta que el

nombre de dominio se haya traducido o que se haya alcanzado el nivel

DNS más elevado. Si no se puede encontrar el nombre de dominio en el

nivel DNS superior, se considera como error y se devuelve el mensaje de

error correspondiente.

Cualquier tipo de aplicación que utiliza nombres de dominio para

representar direcciones IP utiliza DNS para traducir ese nombre a la

dirección IP correspondiente. Esta es uno de los pilares de la

configuración del Directorio Activo de Windows 2003 Server así que lo

veremos con mas detalle mas adelante...

Sebastián Cintes, Daiana Lis Gimenez    2 "B"