Comunicación de host a host - CompTIA Network+

Introducción

Este artículo presentará cómo las computadoras y otros hosts se comunican interna y externamente. Discutir cómo viajan los datos desde el host hasta los medios introducirá temas dependientes que deberían proporcionar una visión profunda de la comunicación del host.

Objetivos de la lección

Al final de esta lección, usted podrá:

1. Describir cómo se comunican los sistemas en red.
2. Explicar la relación entre una tarjeta de interfaz de red, una dirección MAC y una dirección IP.
3. Definir e identificar colisiones y métodos de acceso a los medios.
4. Describir los diversos componentes de un paquete de datos.
5. Describir e identificar los diferentes rangos, clases y características de las direcciones IP.

¿Qué es la comunicación con el anfitrión?

La comunicación con el host se produce a través de circuitos en la placa base. La comunicación interna de la computadora host o servidor se realizará a través de bus. Un bus es un método o marco para transferir datos entre los componentes internos de la computadora, incluida la placa base, la memoria, los discos duros, etc.

Sistemas operativos

Los sistemas operativos permiten que los componentes internos del host trabajen juntos. Sin un sistema operativo, los componentes del host no se comunicarán. Hay diferentes versiones de sistemas operativos. Las versiones más populares incluyen: Windows OS, MAC OS X, Unix, Linux, Novell, Cisco IOS, JUNOS, BIOS, etc.

Algunos sistemas operativos están especializados para trabajar con equipos de red, como enrutadores y conmutadores. Se denominan sistemas operativos de red (NOS).

Piénsalo

¿Cómo se conectan los medios al host y viceversa?

• Los hosts se conectan a la red a través de medios. Puede pensar en la interfaz de red como un intermediario, que une a las dos partes como un facilitador.

¿Cómo se transfieren los datos del host a la tarjeta de red que transmite los datos al medio?

• La tarjeta de red toma los datos del BUS y los envía a través de los medios/red.

NIC

La tarjeta de red envía datos a la red y recibe datos de red para un host. Dos de las configuraciones más comunes para una tarjeta de red son dúplex completo y dúplex medio. un dúplex completo significa que los datos se pueden enviar y recibir desde la interfaz al mismo tiempo. medio duplex significa que los datos se envían o reciben al mismo tiempo.

Ejemplo de tarjetas de red

Figura 1 La vinculación de puertos o camiones se utiliza para crear más ancho de banda a través de dos tarjetas de red, módems, etc. para reunir

hijo enviado

Cada NIC tiene una dirección MAC (IEEE EUI-48 IPv4 y EUI-64 IPv6). Cada dirección MAC consta de números binarios de 48 bits, representados como 12 dígitos hexadecimales (base 16). (es decir, 00:12:3F:29:56:71)

Los primeros seis dígitos (24 bits) indican el fabricante del dispositivo, como Cisco, Intel o Dell. Los últimos seis dígitos (24 bits) identifican de forma única cada adaptador de red y los establece el proveedor. Se ha proporcionado un ejemplo.

Ejemplo: MAC a binario

0000|0000|0001|0010|0011|1111|0010|1001|0101|0110|0111|0001

La NIC y la MAC operan en la capa dos (capa de enlace de datos) del modelo OSI. Esta capa de enlace de datos consta de una capa superior y otra inferior.

Capa superior: La capa superior se llama control de enlace lógico (LLC). La LLC es responsable de la multiplexación (es decir, el control de flujo) y la corrección de errores.

Capa base: La capa inferior se denomina capa de control de acceso a medios (MAC). Esta capa asegura que la dirección MAC única se coloque en el paquete de datos transmitido. La capa MAC es responsable del direccionamiento y también determina el método de acceso al medio.

Métodos de acceso a los medios

Dos de los métodos más comunes. poner datos en el operador es Carrier Sense Multiple Access and Collision Detection (CSMA/CD) y Carrier Sense Multiple Access Collision Avoidance (CSMA/CA).

el es Método CSMA/CD Esto significa que cada host/nodo en una red Ethernet escucha los medios para determinar si otros hosts/nodos están transmitiendo datos. Si la línea/operadora está libre, transmiten sus datos. Si la línea o los medios no están despejados, esperan hasta que los medios estén libres para transmitir. CSMA/CD es el método de acceso a medios asociado con Ethernet (IEEE 802.3). El acceso a los medios es por orden de llegada.

el es Método CSMA/CA relacionados con la comunicación inalámbrica (IEEE 802.11). Este método también "escucha" el espectro de medios/radio; sin embargo, hay diferencias en este método.

• Tiempo de inactividad aleatorio: no todos los hosts/nodos intentarán acceder a los medios al mismo tiempo (cuando la línea está libre) se establece un "tiempo de espera" desde que el host intenta enviar datos a un medio ocupado.
• Reserva de medios: cuando un host está listo para transmitir, envía datos para reservar la línea. Una vez que ha reservado la línea, el anfitrión transmite sus datos.

¿Por qué necesitamos métodos de acceso a medios como CSMA/CD y CSMA/CA? Considere dos trenes que desean acceder a la misma vía, ¿a cuál se le debe permitir el acceso? Si a ambos se les permite ingresar al carril que se aproxima, es más probable que ocurra una colisión.

Una colisión ocurre cuando dos hosts acceden a los medios al mismo tiempo y transmiten datos. Una colisión de datos ocurre cuando los datos están dañados o no llegan a su destino. Cuando un host detecta una colisión, detiene la transmisión y vuelve a intentarlo más tarde. Si después de 16 intentos el host aún no puede transmitir datos, no continuará.

Marco de datos

Es importante conocer el formato principal utilizado para enviar datos a través de una red. La "longitud" de la trama de datos determina el tipo de datos utilizados, que es un aspecto de la capa de transporte (4) en el modelo OSI. Para fines de examen de CompTIA Network+; El marco de datos se describe en la fila dos. La tercera fila contiene una descripción del paquete de datos.

El paquete de datos es el método principal. Hay un marco de información de ocho piezas.

1. El encabezado es una cadena de ceros y unos que se utiliza para sincronizar varios fotogramas.
2. El inicio del cuadro es una secuencia binaria que identifica el inicio del cuadro.
3. MAC de destino es la dirección MAC del host que recibe el paquete de datos.
4. Source MAC es la dirección MAC del host que envió el paquete de datos.
5. La longitud proporciona el número de bytes en el campo de datos.
6. Los datos son los datos reales destinados a ser enviados y recibidos.
7. Pad: esta sección agrega bytes al paquete si es menor que el requisito mínimo de 46 bytes.
8. Comprobación de errores de trama: comprobación de redundancia cíclica (CRC).

Figura 2 El marco de datos y el paquete de datos a menudo se usan indistintamente. La trama de datos proporciona estructura al paquete de datos.

Revisión rápida

Una discusión de lo que constituye una red comenzó con el host.

Aprendió cómo el host se comunica internamente (BUS) y externamente (Network Interface Controller, NIC). La dirección en cuestión se discutió a nivel de host (capa 2: enlace de datos). Ahora que comprende los componentes de la red, la siguiente sección cubrirá los conceptos relacionados con la forma en que los datos salen de la interfaz de la red en su camino hacia su destino.

Relación NIC/MAC/IP

Cada NIC tiene una dirección MAC. Los procesos NIC y MAC ocurren en el nivel dos del modelo OSI. Dado que los datos generalmente se envían entre diferentes segmentos de red, debe haber una manera de encontrar el segmento de red y el host al que se destinan los datos. Si todos los hosts estuvieran en el mismo segmento de red (BUS), las direcciones MAC podrían ser suficientes para la comunicación de datos. pero, un host puede estar ubicado en otra oficina, edificio, estado o país. Él es Protocolo de resolución de direcciones (ARP) responsable de convertir una dirección IP a una dirección MAC para la entrega final de datos. La dirección MAC y la dirección IP están relacionadas entre sí, por lo que los datos pueden fluir entre los segmentos de la red.

Direcciones IP Se describen en la tercera capa, transporte, del modelo OSI. Las direcciones IP se dividen en dos partes ID de red e ID de host. El ID de red identifica la red que lo aloja y el ID de host identifica el host real.

Direcciones IP entrantes dos versionesIPv4 e IPv6. Las direcciones IP se pueden describir como direcciones IP públicas o privadas. También hay direcciones IP cinco clases o rangos. La razón por la que existen dos versiones de direcciones IP es que el espacio de direcciones públicas (cuántas direcciones son posibles) para IPv4 está agotado en muchas regiones.

• IPv4 es una notación de cuatro puntos de 32 bits
  • (es decir, 10.23.56.144)
• IPv6 es una notación hexadecimal de 128 bits
  • (es decir, fe80:140b:5771:hb18:bd22:1144:v57r:1234).
  • IPv6 distingue entre mayúsculas y minúsculas.

Direcciones públicas son los de los enrutadores en Internet (fuera de la red interna). Cuando accede a www.google.com, tiene acceso a una dirección IP pública.

• Clase A: 0.0.0.0 – 127.255.255.255
• Clase B: 128.0.0.0 – 191.255.255.255
• Clase C: 192.0.0.0 – 223.255.255.255
• Clase D: 224.0.0.0 – 239.255.255.255
• Clase E: 240.0.0.0 – 254.255.255.255

direcciones privadas esos son los que solo son aplicables a las redes internas. Dirección IP privada automática (APIPA): son direcciones IP que un host/sistema se asigna a sí mismo. Estas direcciones IP no son válidas en Internet/World Wide Web (www). Además, los proveedores de servicios de Internet (ISP) bloquean estas direcciones.

La Autoridad de Números Asignados de Internet (IANA) es una organización que supervisa la asignación de direcciones IP en todo el mundo. La IANA solo es responsable de asignar direcciones IP públicas. El Registro Estadounidense de Números de Internet (ARIN) asigna espacio de direcciones IP a los Proveedores de Servicios de Internet (ISP). Algunos ejemplos de ISP incluyen ATT, Verizon, Net Zero, Time Warner y X/O Communications.

• Clase A Las direcciones son rotativas en Internet, excepto por el rango de "dirección privada" de 10.0.0.0 a 10.255.255.255. Las direcciones de clase A tienen 8 bits para la ID de red y 24 bits para la ID de host. El rango 127.xxx no se usa en Internet. Nota: La dirección de loopback está en el rango de clase A. Este rango se usa para probar la comunicación interna del host. Esta dirección se conoce comúnmente como dirección de bucle invertido y se utiliza para probar las comunicaciones internas del host. (El bucle es IPv6::1.).
• Clase B Las direcciones son rotativas en Internet excepto en el rango de "dirección privada" de 172.16.0.0 a 172.31.255.255. Las direcciones de clase B utilizan 16 bits para la ID de red y 16 bits para la ID de host. Nota: Direcciones privadas y loopback en el rango de clase B. IPv6 loopback es ::1. Este rango se utiliza para probar las comunicaciones internas del host. Esta dirección se conoce comúnmente como la dirección de loopback.
• Clase C Las direcciones son enrutables en Internet excepto en el rango de "dirección privada" de 192.168.0.0 a 192.168.255.255. Las direcciones de clase B tienen 24 bits para la ID de red y 8 bits para la ID de host.
• Clase D reservado para multidifusión. La multidifusión se utiliza para enviar datos a un grupo de computadoras en una red. La multidifusión es una función de uno a muchos y ocurre en la capa dos, enlace de datos, del modelo OSI.
• Clase E utilizado sólo con fines experimentales.

Resumen

Esta lección explicó cómo un sistema operativo permite que los componentes internos del host se comuniquen. El componente de hardware que utiliza un host para enviar datos a través de la red se denomina adaptador de red. Esta lección también cubrió la relación entre las direcciones NIC, MAC e IP. Las direcciones IP se analizan junto con el rango que cubren y las características que las hacen únicas. Otro aspecto que se cubre es cómo identificar qué direcciones IP de cada clase se pueden colocar en Internet y cuáles se reservan para la red interna.