Diferencia entre ipv4 e ipv6
TCP/IPv4
La versión utilizada en la actualidad del protocolo TCP/IP es la 4, en uso desde 1.981. Esta versión es una versión de 32bits y consta de cuatro grupos binarios de 8bits cada uno (8x4=32), o lo que es lo mismo, cuatro grupos decimales, formado cada uno por tres dígitos. El formato utilizado es del tipo11000000.10101000.00000000.00000001 binario, o lo que es lo mismo, 192.168.0.1 decimal.
Visto en forma binaria estaríamos hablando de cuatro agrupaciones de ocho dígitos cada una (el 0 y el 1), luego tenemos que 2 elevado a 8 es igual a 256, por lo que en cada grupo tenemos como opción la comprendida entre 0 y 255.
Esta combinación es capaz de generar aproximadamente 4.000 millones de combinaciones. Esto, que en un principio puede parecer más que suficiente, en realidad no lo es tanto. Se estima que en la actualidad se encuentran en uso aproximadamente unos 2/3 de estas combinaciones Además hay que tener en cuenta que no todas las combinaciones están disponibles para el protocolo IP público (el que utilizamos en nuestra conexión con Internet y que nos facilita nuestro ISP). Hay una serie de combinaciones reservadas para utilizarse como máscaras de subred, una serie de combinaciones que se reservan para los servidores DNS, una serie de combinaciones reservadas para comunicaciones específicas, etc. lo que hace que el número real de IP disponibles no sea tan elevado.
En principio hay que asegurar una serie de combinaciones diferentes para las conexiones con Internet, por lo que a cada proveedor ISP se le asigna un determinado número de direcciones IP, asignándolas estos a su vez entre sus clientes. Para optimizar este número de conexiones los proveedores ISP recurren al sistema deIP dinámica. Este sistema hace posible que con un número limitado de IP's se atienda a un número bastante superior de usuarios, a condición de que el número de conexiones simultaneas no supere el número de IP's asignadas (por poner un ejemplo, con 1.000 direcciones IP asignadas un proveedor ISP puede dar servicio a 2.000 clientes que se conecten en tandas de 12 horas cada uno).
Además hay que tener en cuenta que este tipo de conexiones TCP/IP es cada vez más empleado no solo por ordenadores, sino también por dispositivos de otro tipo, tales como, por ejemplo, cámaras IP, comunicaciones de voz del tipo VoIP, teléfonos móviles, PDA, etc., lo que hace que junto al cambio de hábitos en las conexiones (hemos pasado de conexiones por un corto periodo de tiempo cuando conectábamos por RTB a tener conectado el ordenador las 24 horas, o al menos 8 horas diarias) y el incremento en el número de usuarios (que prácticamente se duplica cada año desde 1.988) hace que el número de conexiones disponibles no solo no sea exagerado, sino que no se encuentre lejos de su agotamiento.
Una de las consecuencias de este sistema es que hace que sea necesario utilizar para conectarse a la red (Internet) un sistema que permita una sola IP por conexión (independientemente de los ordenadores que luego se conecten a través de esta conexión). Este sistema es el denominado NAT (Network Address Translator), y permite mediante un router (o enrutador) tener una red interna (direcciones IP privadas) apuntando a una sola dirección de Internet (IP pública). Este sistema, como es fácil de adivinar, no es el más idóneo, ya que hace que se rompe la doctrina de conexión ''entre extremos'', haciendo que sea un solo equipo de la red interna (en este caso el router) el que en realidad esté conectado con Internet, ya que el resto de equipos se conectan a este, NO a Internet. La importancia de esto la vemos con una mayor facilidad si nos imaginamos una oficina con 20 ordenadores trabajando todos a través de Internet... y dependiendo de un aparatito que cuesta menos de 100 euros y que no es infalible. Si este se estropea nos quedamos con las 20 máquinas desconectadas... y con la oficina bloqueada.
Por estos motivos se está estudiando desde hace tiempo un protocolo que reemplace al TCP/IP v4. Este nuevo protocolo es el TCP/IP v6, y aunque aun no está muy extendido ya tenemos algunas pruebas de su existencia, entre las que podemos enumerar su implementación total en el nuevo Windows Vista.
El protocolo TCP/IPv6 es un protocolo de 128bits, lo que hace que el algunos cálculos situen el número de conexiones posibles en aproximadamente 34 trillones.
Para hacernos una idea de lo que esto supone, si las posibles conexiones de IPv4 ocuparan 1 milímetro, las posibles conexiones de IPv6 ocuparían aproximadamente 240.000 veces la distancia entre el Sol y la Tierra.
En 1.994 se presentó un primer proyecto para solucionar el problema del posible agotamiento de las posibles direcciones IP existentes, siendo en 1.995 cuando se define este proyecto definitivamente como IPv6 y se establece la primera especificación.
La entrada en servicio de esta nueva versión del protocolo TCP/IP va a significar un gran avance, a la vez que va a tener una amplia serie de consecuencias.
La primera posible consecuencia de este incremento es no es necesario el uso de sistemas NAT, ya que hay direcciones suficientes como para que todas las máquinas se conecten entre sí directamente, volviendo a ser una verdadera red entre extremos.
La segunda consecuencia de este cambio de versión es la de permitir una conexión mucho más eficaz, ya que utilizan una cabecera de paquete diferente, añadiendo a los datos actuales (origen, tamaño, etc.) otros datos tales como etiquetas de contenido, lo que a su vez va a permitir optimizar las trasferencias al poder dar prioridad a tipos determinados de archivos (por ejemplo, dar prioridad a los archivos del tipo multimedia o de voz), haciendo a la vez posible que sea el usuario el que decida estas prioridades, lo que hará posible unas comunicaciones del tipo VoIP o videoconferencias de calidad, sin saltos e interrupciones.
Otra consecuencia es un incremento en la seguridad, ya que será posible establecer niveles de seguridad a nivel de IP, permitiendo una autentificación de las transmisiones entre equipos, lo que asegura la integridad y privacidad de estas. Esto en la práctica significa que enviamos un paquete de datos de un ordenador con una IP concreta a otro con una IP concreta, haciendo este inaccesible a cualquier otro ordenador.
Las direcciones IP se podrán obtener de forma totalmente automáticas, lo que facilitará enormemente la creación de redes, tanto a nivel local como a nivel externo.
La configuración de estas direcciones es bastante más estructurada que la actual, ya que se trata de una serie de 8 grupos de 16bits (de 0 a ffff), separados por :, en los que el valor 0 se puede sustituir por ::. Un ejemplo de una dirección IP en el protocolo TCP/IPv6 sería la siguiente:
2005:205:169:5:175:b4fd:bbad:eded
o bien
2005:205:0:1:175:0:bafd:14
o lo que sería lo mismo
2005:205::1:175::bafd:14 (se puede observar que se han sustituido los grupos con valor 0 por ::).
El proceso de migración de una versión a otra va a ser un proceso lento, ya que entre otras cosas supone una fuerte inversión por parte de los proveedores de ISP, sobre todo si tenemos en cuenta que hay que mantener durante un tiempo una amplia compatibilidad entre ambos protocolos.
En cuanto a su compatibilidad con los diferentes sistemas operativos, como ya hemos visto es soportado de forma nativa por Windows Vista, así como por las últimas versiones de Linux. Tanto Windows XP (desde el SP1) como Windows 2003 Server lo implementan (aunque no aparece en Propiedades de las conexiones de red). Para otras versiones probablemente haya que recurrir a software de terceros.
MODELO OSI
El modelo de interconexión de sistemas abiertos, también llamado OSI (en inglés open system interconnection) es el modelo de red descriptivo creado por la Organización Internacional para la Estandarización en el año 1984. Es decir, es un marco de referencia para la definición de arquitecturas de interconexión de sistemas de comunicaciones.
Fue desarrollado en 1984 por la Organización Internacional de Estándares (ISO), una federación global de organizaciones que representa aproximadamente a 130 países. El núcleo de este estándar es el modelo de referencia OSI, una normativa formada por siete capas que define las diferentes fases por las que deben pasar los datos para viajar de un dispositivo a otro sobre una red de comunicaciones.
Siguiendo el esquema de este modelo se crearon numerosos protocolos. El advenimiento de protocolos más flexibles donde las capas no están tan desmarcadas y la correspondencia con los niveles no era tan clara puso a este esquema en un segundo plano. Sin embargo es muy usado en la enseñanza como una manera de mostrar cómo puede estructurarse una "pila" de protocolos de comunicaciones.
El modelo especifica el protocolo que debe ser usado en cada capa, y suele hablarse de modelo de referencia ya que es usado como una gran herramienta para la enseñanza de comunicación de redes.
Se trata de una normativa estandarizada útil debido a la existencia de muchas tecnologías, fabricantes y compañías dentro del mundo de las comunicaciones, y al estar en continua expansión, se tuvo que crear un método para que todos pudieran entenderse de algún modo, incluso cuando las tecnologías no coincidieran. De este modo, no importa la localización geográfica o el lenguaje utilizado. Todo el mundo debe atenerse a unas normas mínimas para poder comunicarse entre sí. Esto es sobre todo importante cuando hablamos de la red de redes, es decir, Internet.
Este modelo está dividido en siete capas:
Capa física
Es la que se encarga de las conexiones físicas de la computadora hacia la red, tanto en lo que se refiere al medio físico como a la forma en la que se transmite la información.
Sus principales funciones se pueden resumir como:
Definir el medio o medios físicos por los que va a viajar la comunicación: cable de pares trenzados (o no, como en RS232/EIA232), coaxial, guías de onda, aire, fibra óptica.
Definir las características materiales (componentes y conectores mecánicos) y eléctricas (niveles de tensión) que se van a usar en la transmisión de los datos por los medios físicos.
Definir las características funcionales de la interfaz (establecimiento, mantenimiento y liberación del enlace físico).
Transmitir el flujo de bits a través del medio.
Manejar las señales eléctricas del medio de transmisión, polos en un enchufe, etc.
Garantizar la conexión (aunque no la fiabilidad de dicha conexión)
Capa de enlace de datos
Esta capa se ocupa del direccionamiento físico, de la topología de la red, del acceso al medio, de la detección de errores, de la distribución ordenada de tramas y del control del flujo.
Por lo cual es uno de los aspectos más importantes a revisar en el momento de conectar dos ordenadores, ya que está entre la capa 1 y 3 como parte esencial para la creación de sus protocolos básicos (MAC, IP), para regular la forma de la conexión entre computadoras asi determinando el paso de tramas (trama = unidad de medida de la información en esta capa, que no es más que la segmentación de los datos trasladándolos por medio de paquetes), verificando su integridad, y corrigiendo errores, por lo cual es importante mantener una excelente adecuación al medio físico (los más usados son el cable UTP, par trenzado o de 8 hilos), con el medio de red que redirecciona las conexiones mediante un router. Dadas estas situaciones cabe recalcar que el dispositivo que usa la capa de enlace es el Switch que se encarga de recibir los datos del router y enviar cada uno de estos a sus respectivos destinatarios (servidor -> computador cliente o algún otro dispositivo que reciba información como celulares, etc.), dada esta situación se determina como el medio que se encarga de la corrección de errores, manejo de tramas, protocolización de datos (se llaman protocolos a las reglas que debe seguir cualquier capa del modelol OSI).
Capa de red
Se encarga de identificar el enrutamiento existente entre una o más redes. Las unidades de información se denominan paquetes, y se pueden clasificar en protocolos enrutables y protocolos de enrutamiento.
Enrutables: viajan con los paquetes (IP, IPX, APPLETALK)
Enrutamiento: permiten seleccionar las rutas (RIP,IGRP,EIGRP,OSPF,BGP)
El objetivo de la capa de red es hacer que los datos lleguen desde el origen al destino, aún cuando ambos no estén conectados directamente. Los dispositivos que facilitan tal tarea se denominan encaminadores, aunque es más frecuente encontrarlo con el nombre en inglés routers. Los routers trabajan en esta capa, aunque pueden actuar como switch de nivel 2 en determinados casos, dependiendo de la función que se le asigne. Los firewalls actúan sobre esta capa principalmente, para descartar direcciones de máquinas.
En este nivel se realiza el direccionamiento lógico y la determinación de la ruta de los datos hasta su receptor final.
Capa de transporte
Capa encargada de efectuar el transporte de los datos (que se encuentran dentro del paquete) de la máquina origen a la de destino, independizándolo del tipo de red física que se esté utilizando. La PDU de la capa 4 se llama Segmento o Datagrama, dependiendo de si corresponde a TCP o UDP. Sus protocolos son TCP y UDP; el primero orientado a conexión y el otro sin conexión. Trabajan, por lo tanto, con puertos lógicos y junto con la capa red dan forma a los conocidos como Sockets IP:Puerto (191.16.200.54:80).
Capa de sesión
Esta capa es la que se encarga de mantener y controlar el enlace establecido entre dos computadores que están transmitiendo datos de cualquier índole. Por lo tanto, el servicio provisto por esta capa es la capacidad de asegurar que, dada una sesión establecida entre dos máquinas, la misma se pueda efectuar para las operaciones definidas de principio a fin, reanudándolas en caso de interrupción. En muchos casos, los servicios de la capa de sesión son parcial o totalmente prescindibles.
Capa de presentación
El objetivo es encargarse de la representación de la información, de manera que aunque distintos equipos puedan tener diferentes representaciones internas de caracteres los datos lleguen de manera reconocible.
Esta capa es la primera en trabajar más el contenido de la comunicación que el cómo se establece la misma. En ella se tratan aspectos tales como la semántica y la sintaxis de los datos transmitidos, ya que distintas computadoras pueden tener diferentes formas de manejarlas.
Esta capa también permite cifrar los datos y comprimirlos. Por lo tanto, podría decirse que esta capa actúa como un traductor.
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 Protocol y SMTP), gestores de bases de datos yservidor de ficheros (FTP), por UDP pueden viajar (DNS y Routing Information Protocol). 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.
Modelo TCP/IP
El modelo TCP/IP es un modelo de descripción de protocolos de redcreado en la década de 1970 por DARPA, una agencia del Departamento de Defensa de los Estados Unidos. Evolucionó de ARPANET, el cual fue la primera red de área amplia y predecesora de Internet. EL modelo TCP/IP se denomina a veces como Internet Model, Modelo DoD o Modelo DARPA.
El modelo TCP/IP, describe un conjunto de guías generales de diseño e implementación de protocolos de red específicos para permitir que una computadora pueda comunicarse en una red. TCP/IP provee conectividad de extremo a extremo especificando como los datos deberían ser formateados, direccionados, transmitidos, enrutados y recibidos por el destinatario. Existen protocolos para los diferentes tipos de servicios de comunicación entre computadoras.
TCP/IP tiene cuatro capas de abstracción según se define en el RFC 1122. Esta arquitectura de capas a menudo es comparada con el Modelo OSI de siete capas.
EL modelo TCP/IP y los protocolos relacionados son mantenidos por la Internet Engineering Task Force (IETF).
Para conseguir un intercambio fiable de datos entre dos computadoras, se deben llevar a cabo muchos procedimientos separados.
El resultado es que el software de comunicaciones es complejo. Con un modelo en capas o niveles resulta más sencillo agrupar funciones relacionadas e implementar el software de comunicaciones modular.
Las capas están jerarquizadas. Cada capa se construye sobre su predecesora. El número de capas y, en cada una de ellas, sus servicios y funciones son variables con cada tipo de red. Sin embargo, en cualquier red, la misión de cada capa es proveer servicios a las capas superiores haciéndoles transparentes el modo en que esos servicios se llevan a cabo. De esta manera, cada capa debe ocuparse exclusivamente de su nivel inmediatamente inferior, a quien solicita servicios, y del nivel inmediatamente superior, a quien devuelve resultados.
Capa 4 o capa de aplicación: Aplicación, asimilable a las capas 5 (sesión), 6 (presentación) y 7 (aplicación) del modelo OSI. La capa de aplicación debía incluir los detalles de las capas de sesión y presentación OSI. Crearon una capa de aplicación que maneja aspectos de representación, codificación y control de diálogo.
Capa 3 o capa de transporte: Transporte, asimilable a la capa 4 (transporte) del modelo OSI.
Capa 2 o capa de red: Internet, asimilable a la capa 3 (red) del modelo OSI.
Capa 1 o capa de enlace: Acceso al Medio, asimilable a la capa 1 (física) y 2 (enlace de datos) del modelo OSI.
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