Protocolos y Servicios de Capa de Aplicación

Aprende sobre los protocolos y servicios de capa de aplicación. Veremos cómo es el funcionamiento de cada uno de ellos.

¡Bienvenido!: Este tema forma parte del Capítulo 10 del curso de Cisco CCNA 1, para un mejor seguimiento del curso puede ir a la sección CCNA 1 para guiarse del índice.

1. Protocolo de transferencia de hipertexto y lenguaje de marcado de hipertexto

Cuando se escribe una dirección web o un localizador uniforme de recursos (URL) en un navegador web, el navegador establece una conexión con el servicio web que se ejecuta en el servidor mediante el protocolo HTTP.

Primero, el explorador interpreta las tres partes del URL:

  1. https (el protocolo o esquema)
  2. www.ccnadesdecero.es (el nombre del servidor)
  3. blog (el nombre de archivo específico solicitado)

Mediante los requisitos del protocolo HTTP, el navegador envía una solicitud GET al servidor y solicita el archivo.

Protocolo Aplicación HTTP y URL

En la imagen: El servidor envía el código HTML para la página Web y el explorador descifra el código HTML y da formato a la página.

1.1. HTTP y HTTPS

HTTP es un protocolo de solicitud/respuesta. Cuando un cliente, por lo general un navegador web, envía una solicitud a un servidor web, HTTP especifica los tipos de mensaje que se utilizan para esa comunicación. Los tres tipos de mensajes comunes son GET, POST y PUT (consulte la figura):

  • GET es una solicitud de datos por parte del cliente. Un navegador web envía el mensaje GET al servidor web para solicitar las páginas HTML
  • POST y PUT se utilizan para enviar mensajes que suben datos al servidor Web.

Aunque HTTP es sumamente flexible, no es un protocolo seguro. En resumen:

  • HTTP no es seguro. Los mensajes se pueden interceptar.
  • HTTPS utiliza autenticación y cifrado para asegurar los datos.

2. Protocolos de correo electrónico


  • El correo electrónico es un método de almacenamiento y envío que se utiliza para enviar, almacenar y recuperar mensajes electrónicos.
  • Los mensajes de correo electrónico se almacenan en servidores de correo.
  • Los clientes de correo electrónico se comunican con servidores de correo para enviar y recibir mensajes de correo electrónico.
  • Los servidores de correo se comunican con otros servidores de correo para transportar mensajes de un dominio a otro.
  • El correo electrónico depende de tres protocolos separados para funcionar: SMTP, POP e IMAP.
Protocolos de correo electrónico

Protocolos de correo electrónico

2.1. Funcionamiento de SMTP

Los formatos de mensajes SMTP necesitan un encabezado y un cuerpo de mensaje. Mientras que el cuerpo del mensaje puede contener la cantidad de texto que se desee, el encabezado debe contar con una dirección de correo electrónico de destinatario correctamente formateada y una dirección de emisor.

Cuando un cliente envía correo electrónico, el proceso SMTP del cliente se conecta a un proceso SMTP del servidor en el puerto bien conocido 25. Después de que se establece la conexión, el cliente intenta enviar el correo electrónico al servidor a través de esta. Una vez que el servidor recibe el mensaje, lo ubica en una cuenta local (si el destinatario es local) o lo reenvía a otro servidor de correo para su entrega, como se muestra en la figura.

Funcionamiento de SMTP

Funcionamiento de SMTP

El servidor de correo de destino puede estar desconectado u ocupado. En estos casos, el SMTP pone los mensajes en cola para enviarlos más adelante.

El servidor verifica periódicamente la cola en busca de mensajes e intenta enviarlos nuevamente. Si el mensaje aún no se ha entregado después de un tiempo predeterminado de expiración, se devolverá al emisor como imposible de entregar.

2.2. Funcionamiento de POP

POP es utilizado por una aplicación para recuperar correo electrónico de un servidor de correo. Con POP, el correo se descarga desde el servidor al cliente y después se elimina en el servidor. POP funciona de esta forma, de manera predeterminada.

Funcionamiento de POP

Funcionamiento de POP

El POP3 es deseable para los ISP, ya que aligera su responsabilidad de manejar grandes cantidades de almacenamiento para sus servidores de correo electrónico.

El servidor comienza el servicio POP escuchando de manera pasiva en el puerto TCP 110 las solicitudes de conexión del cliente. Cuando un cliente desea utilizar el servicio, envía una solicitud para establecer una conexión TCP con el servidor. Una vez establecida la conexión, el servidor POP envía un saludo. A continuación, el cliente y el servidor POP intercambian comandos y respuestas hasta que la conexión se cierra o cancela.

2.3. Funcionamiento de IMAP

IMAP es otro protocolo que describe un método para recuperar mensajes de correo electrónico. A diferencia de POP, cuando el usuario se conecta a un servidor con capacidad IMAP, se descargan copias de los mensajes a la aplicación cliente. Los mensajes originales se mantienen en el servidor hasta que se eliminen manualmente. Los usuarios ven copias de los mensajes en su software de cliente de correo electrónico.

Funcionamiento de IMAP

Funcionamiento de IMAP

Los usuarios pueden crear una jerarquía de archivos en el servidor para organizar y guardar el correo. Dicha estructura de archivos se duplica también en el cliente de correo electrónico. Cuando un usuario decide eliminar un mensaje, el servidor sincroniza esa acción y elimina el mensaje del servidor.

3. Servicio de nombres de dominios (DNS)

Los nombres de dominio se crearon para convertir las direcciones numéricas en un nombre sencillo y reconocible. Por supuesto, es más simple trabajar con nombres de dominio que con números IP; además si se cambia la dirección IP el usuario final no necesita saber del cambio.

Servicio de nombres de dominios

Servicio de nombres de dominios (DNS)

3.1. Formato del mensaje DNS

El servidor DNS almacena diferentes tipos de registros de recursos utilizados para resolver nombres. Estos registros contienen el nombre, la dirección y el tipo de registro.

Los registros comunes de DNS son:

  • A: una dirección IPv4 de terminal
  • NS: un servidor de nombre autoritativo
  • AAAA: una dirección IPv6 de terminal
  • MX: un registro de intercambio de correo

Los servidores DNS buscan sus propios registros primero, y retransmiten la solicitud del cliente a otros servidores si no pueden resolverla. A continuación, la respuesta se reenvía al cliente.

El comando ipconfig /displaydns de Windows muestra todos los DNS almacenados en la memoria caché.

3.2. Jerarquía DNS

El protocolo DNS utiliza un sistema jerárquico para crear una base de datos que proporcione la resolución de nombres. La jerarquía es similar a un árbol invertido con la raíz en la parte superior y las ramas por debajo

Los dominios de nivel superior representan el tipo de dominio o el país de origen.

Ejemplos de dominios de nivel superior son .com, .org, .au y .co.

Jerarquía Servidores DNS

Jerarquía Servidores DNS

En la jerarquía DNS, los servidores de dominio del nivel superior (.com, .gov, .edu) contienen registros de servidores de dominio de segundo nivel. El servidor de nombre de dominio de segundo nivel (cisco.com, ccnadesdecero.es, etcétera) es un servidor DNS autoritativo, puesto que mantiene todos los registros de la compañía cisco.

3.3 El comando nslookup

La utilidad de sistema operativo denominada nslookup permite que el usuario consulte manualmente los servidores de nombres para resolver un nombre de host determinado.

Esta utilidad se puede utilizar para solucionar problemas de resolución de nombres y verificar el estado actual de los servidores de nombres.

Por ejemplo, vamos a utilizar el comando nslookupel en el símbolo del sistema:

C:\Users\CCNAdesdeCero>nslookup www.google.com
Servidor: cachewas.tdp.net.pe
Address: 200.48.225.130

Respuesta no autoritativa:
Nombre: www.google.com
Addresses: 2607:f8b0:4002:810::2004
 172.217.2.36

C:\Users\CCNAdesdeCero>

4. Protocolo de configuración dinámica de host (DHCP)

  • El Protocolo de configuración dinámica de host (DHCP) permite que un host obtenga una dirección IP de forma dinámica.
  • Se establece contacto con el servidor de DHCP y se le solicita la dirección; este elige la dirección de un rango de direcciones configurado llamado “pool” y se la concede al host por un período establecido.
  • Las direcciones se devuelven al pool para su reutilización cuando ya no se encuentran en uso.
  • DHCP se utiliza para hosts de uso general, como los dispositivos para usuarios finales; el direccionamiento estático se utiliza para dispositivos de red como gateways, switches, servidores e impresoras.
Protocolo de configuración dinámica de host DHCP

En la imagen: varios tipos de dispositivos pueden ser servidores DHCP

4.1. Funcionamiento de DHCP

  • El cliente transmite un mensaje DHCPDISCOVER cuyo destino es broadcast (L2 FF-FF-FF-FF-FF-FF y L3 255.255.255.255), para identificar cualquier servidor de DHCP disponible en la red.
  • Esta solicitud llega a todas las PC de la Red pero solamente el servidor DHCP responde al host con un mensaje DHCPOFFER.
  • El cliente envía un mensaje DHCPREQUEST al servidor que desea usar (en el caso de haber varias ofertas).
  • Un cliente también puede solicitar una dirección previamente asignada por el servidor.
  • El servidor devuelve un mensaje DHCPACK para confirmar que ha finalizado la concesión.
Funcionamiento de DHCP

Funcionamiento de DHCP: Si la oferta ya no es válida, el servidor seleccionado responde con un mensaje de reconocimiento negativo de DHCP (DHCPNAK)

DHCPv6 tiene un conjunto similar de mensajes a los que se muestran en la figura de DHCP para IPv4. Los mensajes de DHCPv6 son SOLICIT, ADVERTISE, INFORMATION REQUEST y REPLY

5. Protocolo de transferencia de archivos (FTP)

FTP es otro protocolo de capa de aplicación que se utiliza comúnmente:

  • Un cliente FTP es una aplicación que se ejecuta en un equipo cliente y que se utiliza para insertar y extraer datos en un servidor FTP.
  • FTP requiere dos conexiones entre el cliente y el servidor: una para los comandos y las respuestas (puerto TCP 21), y otra para la transferencia de archivos (puerto TCP 20)propiamente dicha.
  • El cliente puede descargar (extraer) datos del servidor o cargar (insertar) datos al servidor.
Protocolo de transferencia de archivos (FTP)

Protocolo de transferencia de archivos (FTP)

6. Bloque de mensajes del servidor (SMB)

  • SMB es un protocolo de intercambio de archivos de cliente/servidor.
  • Todos los mensajes SMB comparten un mismo formato.
  • Los servicios de impresión y de intercambio de archivos de SMB se convirtieron en el pilar de las redes de Windows.
  • Los productos de Microsoft ahora admiten protocolos TCP/IP para dar soporte directamente al uso compartido de recursos de SMB.
  • Los sistemas operativos Mac, LINUX y UNIX tienen su propia implementación de SMB.
  • Después de establecer la conexión, el usuario del cliente puede acceder a los recursos en el servidor como si el recurso fuera local para el host del cliente.
Bloque de mensajes del servidor (SMB)

Bloque de mensajes del servidor (SMB)

Los mensajes SMB pueden:

  • Iniciar, autenticar y terminar sesiones
  • Controlar el acceso a los archivos y a las impresoras
  • Autorizar una aplicación para enviar o recibir mensajes para o de otro dispositivo

SMB y FTP proporcionan intercambio de archivos, pero solo SMB proporciona servicios de impresión. Además, SMB es mas eficiente que FTP al descargar una gran cantidad de archivos del mismo servidor.

A diferencia del protocolo para compartir archivos admitido por FTP, los clientes establecen una conexión a largo plazo a los servidores.

Hasta aquí hemos completado el capítulo 10, si tienes alguna duda o sugerencia podemos ampliar algunos temas. Recuerde poner a prueba su conocimiento y dar este simulacro de prueba, y este simulacro de examen del CCNA 1 completamente GRATIS!

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