Capa de Aplicacion

Modelo OSI: 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 interactúamos 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

Utm-CompuRed.blogspot.com

proporciona una interfaz directa para el resto del modelo OSI,
mediante el uso de aplicaciones de red (por ej., WWW, correo
electrónico, FTP, Telnet), o una interfaz indirecta, mediante el uso
de aplicaciones independientes (por ej., procesadores de texto,
hojas de cálculo, administradores de presentaciones, redirectores
de red).

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... (ya las conocemos perfectamente ¿no?)

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.


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 2008 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 2008 Server así que
lo veremos con mas detalle mas adelante...

Aplicaciones de red

Como ejemplos finales de aplicaciones de red vamos a enumerar
algunas de ellas, todas ya conocidas de sobra pero que nos servirán
para cerrar este repaso al modelo OSI.

Internet

Las aplicaciones de red se seleccionan tomando como base el tipo
de trabajo que necesita realizar. Un conjunto completo de
programas de capa de aplicación está disponible para realizar la
interfaz con Internet. Cada tipo de programa de aplicación se asocia
con su propio protocolo de aplicación. A pesar de que existen más
tipos de programas y protocolos disponibles, ahora veremos estas:

• Las páginas WWW usa el protocolo HTTP.
• Los programas de acceso remoto utilizan el protocolo Telnet
para la conexión entre hosts.
• Los programas de correo electrónico soportan el protocolo de
capa de aplicación POP3 para correo electrónico.
• Los programas de utilidades de archivo utilizan el protocolo
FTP para copiar y trasladar archivos entre sitios remotos.
• La recopilación y monitorización de datos de la red utilizan el
protocolo SNMP.

Es importante volver a comentar que la capa de aplicación es
simplemente otra capa de protocolo dentro de los modelos OSI o
TCP/IP. Los programas hacen interfaz con los protocolos de capa de
aplicación.


Las aplicaciones de cliente de correo electrónico trabajan con el
protocolo POP3 y lo mismo ocurre con los navegadores de Web.
Los dos navegadores de Web de mayor popularidad son Firefox e
Internet Explorer, la apariencia y la operación de estos dos
programas es distinta, pero ambos funcionan con el protocolo HTTP
de capa de aplicación.

La dirección de correo electrónico, por ejemplo:
Jose@adrformacion.com está formado por dos partes: el nombre
del destinatario (se ubica antes del signo @) y la dirección de la
oficina de correo del destinatario (después del signo @). El nombre
del destinatario sólo es importante una vez que el mensaje llega a
la dirección de la oficina de correos, que es una entrada DNS que
representa la dirección IP del servidor de la oficina de correos

DNS

Siempre que un cliente de correo electrónico envía mensajes
solicita a un servidor DNS conectado a la red que traduzca los
nombres de dominio a sus direcciones IP asociadas. Si el DNS puede
traducir los nombres, devuelve la dirección IP a los clientes,
permitiendo de esta manera la segmentación y el encapsulamiento
correcto en la capa de transporte. Si el DNS no puede traducir los
nombres las solicitudes se transfieren hasta que los nombres se
hayan traducido.

La parte de la dirección de correo electrónico que contiene el
nombre del destinatario (receptor) cobra importancia en este
punto. El servidor lo extrae del mensaje de correo electrónico y
verifica que la persona sea un usuario de la oficina de correos. Si el
destinatario es un usuario, guarda el mensaje en su buzón hasta
que alguien lo recupere. Si el destinatario no es un usuario, la
oficina de correos genera un mensaje de error y envía el mensaje
de vuelta al remitente.

La segunda parte del proceso de correo electrónico es el proceso de
recepción. Los destinatarios de mensajes de correo electrónico
deben utilizar el software cliente de correo electrónico des sus
equipos para realizar peticiones a las oficinas postales de correo
electrónico. Cuando el destinatario del mensaje hace clic en los
botones "Recibir correo" o "Recuperar correo" en el programa de
correo electrónico, generalmente se le solicita su validación. Una
vez que ha validado y ha hecho clic en "Aceptar", el software de
correo electrónico crea una petición para los servidores de la
oficina de correos. Después extrae las direcciones de la oficina de
correos de los datos de configuración que se escribieron cuando se
configuró el software de correo electrónico. El proceso usa luego
otra verificación DNS para buscar las direcciones IP de los
servidores. Finalmente, las peticiones son segmentadas y
secuenciadas por la capa de transporte.

Los paquetes de datos se transportan a través de las capas
restantes del modelo OSI (es decir, de red, de enlace de datos y
física) y se retransmiten a través de Internet a la oficina de correo
electrónico destino. Una vez que llegan a la oficina de correos, los
paquetes se reensamblan en la secuencia correcta y se verifica si se
ha producido algún error de transmisión de datos.

En la oficina de correo, se examinan las peticiones y se verifican los
nombres de usuario y las contraseñas. Si todo está en orden, el
servidor de la oficina de correos transmite todos los mensajes de
correo electrónico a los ordenadores donde los mensajes se
vuelven a segmentar, secuenciar y encapsular como tramas de
datos, para ser enviados al equipo del cliente o del destinatario del
correo electrónico.

Finalmente cuando los mensajes de correo electrónico llegan al
ordenador, se pueden abrir y leer. Si hace clic en el botón
"Responder" o "Reenviar", para enviar una respuesta a los

mensajes, se vuelve a iniciar todo el proceso. Los mensajes de
correo electrónico se envían normalmente como texto ASCII, pero
los archivos que se adjuntan a ellos pueden ser de audio, vídeo,
gráficos o de cualquier otro tipo de datos. Para enviar y recibir
correctamente los archivos adjuntados, los esquemas de
codificación deben ser los mismos en el equipo emisor y receptor.
Los dos formatos más comunes para los archivos adjuntos de
correo electrónico son Extensión de Correo Multipropósito para
Internet (MIME) y UUencode (una utilidad Unix)

Telnet

El software de emulación de terminal (Telnet) tiene la capacidad de
acceder de forma remota a otro ordenador. Nos permite
conectarnos a un servidor y poder ejecutar comandos en esa
consola. Se considera al cliente Telnet como una máquina local y al
servidor Telnet, que utiliza un software especial denominado
servicio (o demonio en Unix/Linux), como un servidor remoto.

Para realizar una conexión desde un cliente Telnet debemos
seleccionar una opción de conexión. Un cuadro de diálogo indica
que se debe colocar un "Nombre de host" y un "Tipo de terminal".
El nombre de host es la dirección IP (DNS) del equipo remoto al que
se conecta. Tipo de terminal describe el tipo de emulación de
terminal que desea que ejecute el ordenador. En una conexión
Telnet el proceso y almacenamiento se producen en su totalidad en
el equipo remoto.

Telnet empieza de la misma manera que el proceso de correo
electrónico. Al introducir un nombre DNS para una ubicación telnet,
el nombre se debe traducir a la dirección IP asociada antes de
establecer cualquier conexión. La aplicación Telnet funciona
principalmente en las tres capas superiores del modelo OSI: capa
de aplicación (comandos), capa de presentación (formatos, por lo

general, ASCII) y capa de sesión (transmisiones). Los datos pasan
entonces a la capa de transporte donde se segmentan y donde se
agregan la dirección de puerto y la verificación de errores. Los
datos pasan luego a la capa de red donde se agrega el encabezado
IP (que contiene la dirección IP origen y destino). Posteriormente,
el paquete se transporta a la capa de enlace de datos, que
encapsula el paquete en una trama de datos, agrega la dirección
MAC origen y destino y la información final de trama. Si el equipo
origen no tiene la dirección MAC del equipo destino, realiza una
petición ARP (todo esto ya te lo sabes...). Una vez que se ha
determinado la dirección MAC, la trama se transporta a través del
medio físico (en formato binario) hasta el siguiente dispositivo.

Una vez que los datos llegan al host remoto las capas de enlace de
datos de red y de transporte reensamblan los comandos de los
datos originales. El host remoto ejecuta los comandos y transmite
los resultados nuevamente al cliente local mediante el mismo
proceso de encapsulamiento que entregó los comandos originales.
Este proceso completo se vuelve a repetir, enviando comandos y
recibiendo resultados hasta que el cliente local haya completado la
tarea que necesita realizar. Una vez que la tarea está finalizada, el
cliente termina la sesión

Protocolo de transferencia de ficheros

El protocolo de transferencia de archivos (FTP) está diseñado para
descargar archivos (de Internet) o subirlos (a Internet). La
capacidad para cargar y descargar archivos en este protocolo es
una de las características más valiosas de Internet. FTP es una
aplicación cliente/servidor al igual que el correo electrónico y
Telnet. Requiere software de servidor que se ejecuta en un host al
que se puede acceder a través del software de cliente.


Una sesión FTP se establece de la misma forma que una sesión
Telnet. Al igual que lo que ocurre con Telnet, la sesión FTP se
mantiene hasta que el cliente la termina o hasta que se produce
algún tipo de error de comunicación. Una vez que establece una
conexión con un servicio (o demonio) FTP, debe proporcionar un
identificador de conexión y una contraseña. Normalmente, se usa
"anonymous (anónimo)" como identificador de conexión y su
dirección de correo electrónico como contraseña, es lo que
obviamente se llama FTP anónimo. Una vez que establece su
identidad, se abre un vínculo de comandos entre la máquina cliente
y el servidor FTP. Todo esto es prácticamente igual a la sesión
Telnet donde los comandos se envían y se ejecutan en el servidor y
los resultados se devuelven al cliente. Esta función le permite
cambiar y crear carpetas, borrar y renombrar archivos y ejecutar
muchas otras funciones relacionadas con la administración de
archivos.

El propósito principal de FTP es transferir archivos desde un equipo
hacia otro copiando y moviendo archivos desde los servidores hacia
los clientes, y desde los clientes hacia los servidores. Cuando los
archivos se copian de un servidor, FTP establece una segunda
conexión, un enlace de datos entre los equipos, a través del cual se
transfieren los datos. La transferencia de datos se puede realizar en
modo ASCII o en modo binario. Estos dos modos determinan la
forma de transferencia de los archivos de datos entre las
estaciones. Cuando termina la transferencia de archivos, la
conexión de datos se termina automáticamente. Después de
completar toda la sesión de copiado y desplazamiento de archivos,
puede desconectarse, cerrando de esta manera el vínculo de
instrucciones y finalizando la sesión. Otro de los protocolos que
tiene la capacidad de descargar archivos es el Protocolo para la
transferencia de hipertexto (HTTP)


Protocolo de transferencia de Hipertexto

El Protocolo de transferencia de hipertexto (HTTP) como sabes es el
utilizado para las páginas web. Un navegador de Web es una
aplicación cliente/servidor, lo que significa que requiere tanto un
componente cliente como un componente servidor para que
funcione. Las páginas Web se crean con un lenguaje de formato
denominado Lenguaje de etiquetas por hipertexto (HTML).

En el siguiente ejemplo, "http://" le indica al navegador cuál es el
protocolo que debe utilizar. La segunda parte, "www", le indica al
navegador con qué tipo de recurso desea conectarse. La tercera
parte, "fer.com" identifica el DNS de la dirección IP del servidor de
Web. La última parte, "datos" identifica la ubicación específica de la
carpeta (en el servidor) que contiene la página Web.

Ejemplo:

http://www.fer.com/datos/

A medida que vamos navegando el explorador web examina el
protocolo para determinar si es necesario abrir otro programa y
determina la dirección IP del servidor Web. Posteriormente, las
capas de transporte, de red, de enlace de datos y física inician la
sesión con el servidor de Web. Los datos transferidos al servidor
HTTP contienen el nombre de carpeta de la ubicación de la página
Web. Si no escribimos ninguna página el servidor utiliza un nombre
por defecto.

El servidor responde a la petición enviando todos los archivos de
texto, audio, vídeo y de gráficos, como lo especifican las
instrucciones de HTML, al cliente de Web. El navegador del cliente
reensambla todos los archivos para crear una vista de la página
Web y luego termina la sesión.


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