Fundamentos de Redes: Servidores, Protocolos y Encapsulación de Datos

Conceptos Fundamentales en Redes de Computadoras

1. Definición de Servidor

El término servidor hace referencia a un host que ejecuta una aplicación de software que proporciona información o servicios a otros hosts conectados a la red.

2. Ejemplos de Servicios de Red

Algunos ejemplos comunes de servicios y protocolos de red son:

• DNS (Domain Name System)
• FTP (File Transfer Protocol)
• DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)
• Correo Electrónico
• Servicios Web

3. Niveles de Protocolos en una Pila (Stack)

Para una comunicación específica (ejemplo de una solicitud web), los protocolos involucrados en diferentes capas son:

• Protocolo de aplicación: HTTP
• Protocolo de transporte: TCP
• Protocolo de internetwork: IP (Internet Protocol)

4. Comparativa entre TCP y UDP

La elección entre TCP y UDP depende de los requisitos de la aplicación:

Protocolo de Control de Transmisión (TCP)

TCP es un protocolo orientado a la conexión que requiere un acuse de recibo (acknowledgement) de mensaje. Si el emisor no recibe confirmación dentro de un período determinado, asume que parte del mensaje se perdió y lo retransmite, enviando solo la porción faltante, no todo el mensaje nuevamente.

Protocolo de Datagramas de Usuario (UDP)

UDP es un sistema de entrega que no necesita acuse de recibo. Es similar a enviar una carta por correo postal: no se garantiza la llegada, pero existen altas probabilidades de que esto suceda. Se utiliza donde la velocidad es más crítica que la fiabilidad absoluta (ej. streaming, DNS).

5. El Sistema de Nombres de Dominio (DNS)

DNS: Sería imposible recordar todas las direcciones IP de todos los servidores que prestan servicios de hospedaje en Internet. Por ello, existe una manera más sencilla de ubicar servidores mediante la asociación de un nombre con una dirección IP.

Definición: Sistema que proporciona un método para que los hosts utilicen nombres para solicitar una dirección IP de un servidor específico.

6. Herramientas de Diagnóstico DNS

Comando nslookup: Comando disponible en sistemas Unix y Windows que se utiliza para consultar información de hosts en servidores de nombres de dominio de Internet.

7. Parámetros de Configuración de Correo Electrónico

Para configurar un cliente de correo electrónico, generalmente se requieren los siguientes parámetros:

1. Nombre del servidor POP3 o IMAP4 (para recibir correo).
2. Nombre del servidor SMTP (para enviar correo).
3. Nombre de usuario.
4. Contraseña de usuario.
5. Configuraciones para filtros de correo no deseado y antivirus.

8. Proceso de Encapsulación y Desencapsulación en la Pila de Protocolos

Encapsulación (Servidor Web)

A medida que la página Web desciende por la stack de protocolos del servidor Web, ocurre el siguiente proceso:

1. Los datos de la aplicación (HTML) se dividen en segmentos TCP. A cada segmento TCP se le asigna un encabezado que contiene el puerto de origen y de destino.
2. El segmento TCP encapsula el protocolo HTTP y los datos de usuario HTML, y se envía a la capa inferior, IP. Aquí, el segmento TCP se encapsula dentro del paquete IP, agregando un encabezado IP que contiene las direcciones IP de origen y de destino.
3. El paquete IP se envía al protocolo Ethernet, donde se encapsula en una trama Ethernet (incluyendo encabezado y tráiler). Cada encabezado de trama Ethernet contiene una dirección MAC de origen y de destino. El tráiler contiene información de verificación de errores.
4. Finalmente, la NIC (Tarjeta de Interfaz de Red) del servidor codifica los bits en el medio físico (cable de cobre o fibra óptica).

Desencapsulación (Cliente Web)

A medida que la NIC del cliente recibe los bits, estos se decodifican y el cliente reconoce la dirección MAC de destino como propia.

1. La trama asciende a la stack de protocolos del cliente Web, donde el encabezado Ethernet (direcciones MAC) y el tráiler se eliminan (desencapsulan). El resto del paquete IP y el contenido ascienden a la capa IP.
2. En la capa IP, el encabezado IP (direcciones IP) se elimina y el contenido asciende a la capa TCP.
3. En la capa TCP, el encabezado TCP (puertos de origen y de destino) se elimina. El contenido de los datos de usuario de la página Web asciende a la aplicación del explorador mediante HTTP.
4. A medida que se reciben los segmentos TCP, estos se van rearmando para generar la página Web completa.