Funciones del protocolo de la capa de aplicación

Los protocolos de la capa de aplicación son utilizados tanto por los dispositivos de origen como de destino durante una sesión de comunicación. Para que las comunicaciones sean exitosas, deben coincidir los protocolos de capa de aplicación implementados en el host de origen y destino.

Los protocolos establecen reglas consistentes para intercambiar datos entre las aplicaciones y los servicios cargados en los dispositivos participantes. Los protocolos especifican cómo se estructuran los datos dentro de los mensajes y los tipos de mensajes que se envían entre origen y destino. Estos mensajes pueden ser solicitudes de servicios, acuses de recibo, mensajes de datos, mensajes de estado o mensajes de error. Los protocolos también definen los diálogos de mensajes, asegurando que un mensaje enviado encuentre la respuesta esperada y se invoquen los servicios correspondientes cuando se realiza la transferencia de datos.

Muchos y diversos tipos de aplicaciones se comunican a través de las redes de datos. Por lo tanto, los servicios de la capa de Aplicación deben implementar protocolos múltiples para proporcionar la variedad deseada de experiencias de comunicación. Cada protocolo tiene un fin específico y contiene las características requeridas para cumplir con dicho propósito. Deben seguirse los detalles del protocolo correspondiente a cada capa, así las funciones en una capa se comunican correctamente con los servicios en la capa inferior.

Las aplicaciones y los servicios también pueden utilizar protocolos múltiples durante el curso de una comunicación simple. Un protocolo puede especificar cómo se establece la conexión de redes y otro describir el proceso para la transferencia de datos cuando el mensaje se pasa a la siguiente capa inferior.

Aplicaciones de usuarios, servicios y protocolos de la capa de aplicación

Como se mencionó anteriormente, la capa de Aplicación utiliza los protocolos implementados dentro de las aplicaciones y servicios. Mientras que las aplicaciones proporcionan a las personas una forma de crear mensajes y los servicios de la capa de aplicación establecen una interfaz con la red, los protocolos proporcionan las reglas y los formatos que regulan el tratamiento de los datos. Un único programa ejecutable debe utilizar los tres componentes e inclusive el mismo nombre. Por ejemplo: cuando analizamos "Telnet" nos podemos referir a la aplicación, el servicio o el protocolo.

En el modelo OSI, se considera que las aplicaciones que interactúan directamente con las personas se encuentran en la parte superior del stack, al igual que las personas. Al igual que todas las personas dentro del modelo OSI, la capa de Aplicación se basa en la funciones de las capas inferiores para completar el proceso de comunicación. Dentro de la capa de aplicación, los protocolos especifican qué mensajes se intercambian entre los host de origen y de destino, la sintaxis de los comandos de control, el tipo y formato de los datos que se transmiten y los métodos adecuados para notificación y recuperación de errores.

Software de la capa de aplicación

Las funciones asociadas con los protocolos de capa de Aplicación permiten a la red humana comunicarse con la red de datos subyacente. Cuando abrimos un explorador Web o una ventana de mensajería instantánea, se inicia una aplicación, y el programa se coloca en la memoria del dispositivo donde se ejecuta. Cada programa ejecutable cargado a un dispositivo se denomina proceso.

Dentro de la capa de Aplicación, existen dos formas de procesos o programas de software que proporcionan acceso a la red: aplicaciones y servicios.

Aplicaciones reconocidas por la red

Aplicaciones son los programas de software que utiliza la gente para comunicarse a través de la red. Algunas aplicaciones de usuario final son compatibles con la red, lo cual significa que implementan los protocolos de la capa de aplicación y pueden comunicarse directamente con las capas inferiores del stack de protocolos. Los clientes de correo electrónico y los exploradores Web son ejemplos de este tipo de aplicaciones.

Servicios de la capa de Aplicación

Otros programas pueden necesitar la ayuda de los servicios de la capa de Aplicación para utilizar los recursos de la red, como transferencia de archivos o cola de impresión en red. Aunque son transparentes para el usuario, estos servicios son los programas que se comunican con la red y preparan los datos para la transferencia. Diferentes tipos de datos, ya sea texto, gráfico o vídeo, requieren de diversos servicios de red para asegurarse de que estén bien preparados para procesar las funciones de las capas inferiores del modelo OSI.

Cada servicio de red o aplicación utiliza protocolos que definen los estándares y formatos de datos a utilizarse. Sin protocolos, la red de datos no tendría una manera común de formatear y direccionar los datos. Para comprender la función de los distintos servicios de red, es necesario familiarizarse con los protocolos subyacentes que rigen su operación.

Capa de Sesión

Como lo indica el nombre de la capa de Sesión, las funciones en esta capa crean y mantienen diálogos entre las aplicaciones de origen y destino. La capa de sesión maneja el intercambio de información para iniciar los diálogos y mantenerlos activos, y para reiniciar sesiones que se interrumpieron o desactivaron durante un periodo de tiempo prolongado.

La mayoría de las aplicaciones, como los exploradores Web o los clientes de correo electrónico, incorporan la funcionalidad de las capas 5, 6 y 7 del modelo OSI.

Los protocolos de capa de aplicación de TCP/IP más conocidos son aquellos que proporcionan intercambio de la información del usuario. Estos protocolos especifican la información de control y formato necesaria para muchas de las funciones de comunicación de Internet más comunes. Algunos de los protocolos TCP/IP son:

• El protocolo Servicio de nombres de dominio (DNS, Domain Name Service) se utiliza para resolver nombres de Internet en direcciones IP.

• El protocolo de transferencia de hipertexto (HTTP, Hypertext Transfer Protocol) se utiliza para transferir archivos que forman las páginas Web de la World Wide Web.

• El Protocolo simple de transferencia de correo (SMTP) se utiliza para la transferencia de mensajes de correo y adjuntos.

• Telnet, un protocolo de emulación de terminal, se utiliza para proporcionar acceso remoto a servidores y a dispositivos de red.

• El Protocolo de transferencia de archivos (FTP, File Transfer Protocol) se utiliza para la tansferencia interactiva de archivos entre sistemas.

Los protocolos de la suite TCP/IP generalmente son definidos por Solicitudes de comentarios (RFCS). El Grupo de trabajo de ingeniería de Internet mantiene las RFCS como los estándares para el conjunto TCP/IP.
 

Capa de Presentación

La capa de Presentación tiene tres funciones primarias:

• Codificación y conversión de datos de la capa de aplicación para garantizar que los datos del dispositivo de origen puedan ser interpretados por la aplicación adecuada en el dispositivo de destino.

• Compresión de los datos de forma que puedan ser descomprimidos por el dispositivo de destino.

• Encriptación de los datos para transmisión y descifre de los datos cuando se reciben en el destino.

Las implementaciones de la capa de presentación generalmente no se vinculan con una stack de protocolos determinada. Los estándares para vídeos y gráficos son algunos ejemplos. Dentro de los estándares más conocidos para vídeo encontramos QuickTime y el Grupo de expertos en películas (MPEG). QuickTime es una especificación de Apple Computer para audio y vídeo, y MPEG es un estándar para la codificación y compresión de vídeos.

Dentro de los formatos de imagen gráfica más conocidos encontramos Formato de intercambio gráfico (GIF), Grupo de expertos en fotografía (JPEG) y Formato de archivo de imagen etiquetada (TIFF). GIF y JPEG son estándares de compresión y codificación para imágenes gráficas, y TIFF es una formato de codificación estándar para imágenes gráficas.

Protocolos de la capa de aplicación

El modelo de referencia de interconexión de sistemas abiertos es una representación abstracta en capas, creada como guía para el diseño del protocolo de red. El modelo OSI divide el proceso de networking en diferentes capas lógicas, cada una de las cuales tiene una única funcionalidad y a la cual se le asignan protocolos y servicios específicos.

En este modelo, la información se pasa de una capa a otra, comenzando en la capa de Aplicación en el host de transmisión, siguiendo por la jerarquía hacia la capa Física, pasando por el canal de comunicaciones al host de destino, donde la información vuelve a la jerarquía y termina en la capa de Aplicación. La figura ilustra los pasos en este proceso.

La capa de Aplicación, Capa siete, es la capa superior de los modelos OSI y TCP/IP. Es la capa que proporciona la interfaz entre las aplicaciones que utilizamos para comunicarnos y la red subyacente en la cual se transmiten los mensajes. Los protocolos de capa de aplicación se utilizan para intercambiar los datos entre los programas que se ejecutan en los hosts de origen y destino. Existen muchos protocolos de capa de aplicación y siempre se desarrollan protocolos nuevos.

Aunque el grupo de protocolos TCP/IP se desarrolló antes de la definición del modelo OSI, la funcionalidad de los protocolos de capa de aplicación de TCP/IP se adaptan aproximadamente a la estructura de las tres capas superiores del modelo OSI: Capas de Aplicación, Presentación y Sesión.

La mayoría de los protocolos de capa de aplicación de TCP/IP se desarrollaron antes de la aparición de computadoras personales, interfaces del usuario gráficas y objetos multimedia. Como resultado, estos protocolos implementan muy poco de la funcionalidad que se especifica en las capas de Sesión y Presentación del modelo OSI.

Características de Linux

• Multitarea: permite ejecutar varios programas al mismo tiempo. Se utiliza multitarea apropiativa.
• Multiusuario: muchos usuarios usando la misma maquina al mismo tiempo.
• Multiplataforma: se puede utilizar en 386, 486. Pentium, Amiga, Atari, Alpha, ARM,MIPS, PowerPC y SPARC.
• Multiprocesador: soporte para sistemas con mas de un procesador, (multiprocesamiento simétrico).
• Protección de la memoria entre procesos, de manera que uno de ellos no pueda colgar el sistema.
• Carga de ejecutables por demanda: Linux sólo lee del disco aquellas partes de un programa que están siendo usadas actualmente.
• Se realizan volcados de estado (core dumps) para posibilitar los análisis post-mortem, permitiendo el uso de depuradores sobre los programas no sólo en ejecución sino también tras abortar éstos por cualquier motivo.
• Todo el código fuente está disponible, incluyendo el núcleo completo y todos los drivers, las herramientas de desarrollo y todos los programas de usuario; además todo ello se puede distribuir libremente. Hay algunos programas comerciales que están siendo ofrecidos para Linux actualmente sin código fuente, pero todo lo que ha sido gratuito sigue siendo gratuito.
• Consolas virtuales múltiples: varias sesiones de login a través de la consola entre las que se puede cambiar con las combinaciones adecuadas de teclas (totalmente independiente del hardware de video).
• Soporte para varios sistemas de archivo. EXT2 y EXT3 son sistemas de archivos propios con una capacidad de hasta 4 TB y nombres de archivos de hasta 255 caracteres de longitud. Software cliente y servidor Netware.
• Diversos protocolos de red incluidos en el kernel: TCP, IPv4, IPv6, AX.25, X.25, IPX, DDP, Netrom, etc.

Distribuciones de Linux más conocidas

Debian

Distribución con muy buena calidad. El proceso de instalación es quizás un poco mas complicado, pero sin mayores problemas. Gran estabilidad. Esta pensada para un usuario más avanzado con espíritu investigador y altruista.

Redhat

Esta es una distribución que tiene muy buena prestación, contenidos y soporte a los usuarios por parte de la empresa que la distribuye. Es necesario el pago de una licencia de soporte. Enfocada a empresas.

Fedora

Esta es una distribución patrocinada por RedHat y soportada por la comunidad. Fácil de instalar y buena calidad.

Ubuntu

Distribución basada en Debian, centrada en el usuario final y facilidad de uso. Muy popular y con mucho soporte en la comunidad. El entorno de escritorio por defecto es GNOME.

Mandriva

Esta distribución fue creada en 1998 con el objetivo de acercar el uso de Linux a todos los usuarios, en un principio se llamo Mandrake Linux. Facilidad de uso para todos los usuarios.

Suse
Otra de las grandes. Muy buena calidad, contenidos y soporte a los usuarios por parte de Novell, que es quién la distribuye. Es necesario el pago de una licencia de soporte. Enfocada a empresas. Existe una versión libre de la distribución comercial denominada OpenSuSE. Es una de las distribuciones más fáciles de instalar.

Slackware
Esta distribución es de las primeras que existió. Tuvo un periodo en el cual no se actualizo muy a menudo, pero eso es historia. Es raro encontrar usuarios de los que empezaron en el mundo Linux hace tiempo, que no hayan tenido esta distribución instalada en algún momento. Esta pensada para desarrolladores.

Gentoo Linux
Esta distribución es una de las únicas que incorporaron un concepto totalmente nuevo en Linux. Es un sistema inspirado en BSD-ports. Permite compilar y optimizar el sistema completamente desde cero. No es recomendable adentrarse en esta distribución sin una buena conexión a internet, un procesador medianamente potente (si se desea terminar de compilar en un tiempo prudencial) y cierta experiencia en sistemas Unix.

Kubuntu
Distribución basada en Ubuntu. La gran diferencia es que el entorno de escritorio por defecto es KDE y no GNOME.

Las distribuciones de Linux

• Una distribución no es otra cosa, que una recopilación de programas y archivos, organizados y preparados para su instalación.
• Estas distribuciones se pueden obtener a través de Internet, o comprando los CDs de las mismas, los cuales contendrán todo lo necesario para instalar un sistema Linux bastante completo y en la mayoría de los casos un programa de instalación que ayudara en la tarea de una primera instalación.
• Casi todos los principales distribuidores de Linux, ofrecen la posibilidad de bajar sus distribuciones,via FTP (sin cargo alguno).
• Se caracterizan por el entorno gráfico que ofrecen, los servicios y a quienes están dirigidas (empresas, usuarios novatos, medios o avanzados, etc…) Antes de elegir una distribución Linux se debe tener en cuenta cuál va a ser su finalidad.
• Un aspecto importante de las distribuciones es su sistema de actualización de paquetes, que permite actualizar el SO a una nueva versión teniendo en cuenta las dependencias entre unos paquetes y otros.
• Las aplicaciones en formato binario puede que funcionen en alguna distribución pero no en otras. Pero al contar con el código fuente generalmente solo basta con recompilar la aplicación.

¿Qué es Linux?

Linux es una de las tantas variantes de Unix.

• Se trata de un SO de 32 bits de libre distribución, desarrollado originalmente por Linus Torvalds, un estudiante de la universidad finlandesa de Helsinki, quien, en 1991, se abocó a la tarea de reemplazar a Minix, un clon de Unix de pequeñas proporciones y finalidad académica desarrollado años antes por Andrew Tannenbaun.
• Linus dejo el código fuente a disposición del público en general en Internet recibiendo colaboraciones y sugerencias de desarrolladores independientes de todo el mundo.
• El SO es libre, lo cual significa que no hay que pagar ningún tipo de licencia para su uso, modificación y /o distribución, siempre y cuando se respeten los autores.
• Viene acompañado del código fuente (Open Source).
• Linux se distribuye bajo la GNU Public License, por lo tanto, el código fuente tiene que estar siempre accesible.
• El sistema lo forman el núcleo del sistema (kernel) mas un gran numero de programas / librerías que hacen posible su utilización.

Impresoras láser

Las impresoras láser son verdaderos ordenadores, con su microprocesador, RAM y puertos. Todo esto les sirve para interpretar un lenguaje llamado lenguaje de descripción de página (LDP). Para imprimir una página en la impresora antes hay que describir la página con el LDP. Esto se suele hacer dentro del ordenador. A la impresora se manda el programa en lenguaje LDP, que entonces se interpreta. También puede funcionar en modo "raster", en el que se envían los puntos de la imagen que se quiere imprimir.

Una vez que ha llegado el programa a la impresora se deposita en memoria, se interpreta y con ello se forma la imagen en memoria. Cuanta más memoria haya podrá formar imágenes más complicadas o se podrán tener más páginas en memoria. Para transferir la imagen a papel se siguen los siguientes pasos:

1. Se carga el tambor con carga negativa.
2. Se aplica el rayo láser y se neutralizan las cargas negativas donde se va a imprimir.
3. El tóner se carga en las zonas negativas porque está cargado positivamente.
4. Se aplica carga negativa al papel.
5. Esta carga negativa atrae a las partículas del tóner.

Como ejemplos de lenguajes de programación para impresoras láser están el ADOBE PostScript (compatible Apple), el HP PCL (compatible LaserJet) y otros. Las impresoras que entienden un mismo lenguaje pueden utilizar el mismo driver y decimos entonces que son compatibles.

En las impresoras láser los parámetros que hemos de tener en cuenta son:

• Resolución: se mide en puntos por pulgada.

• Velocidad de impresión: se mide en páginas por minuto, oscila entre 4 a más de 10.

• Tipos de letra: Courier, Times, Helvética...

• Emulaciones: qué impresoras puede emular, PostScript o LaserJet.

• Ampliaciones: algunas admiten cartuchos con tipos de letra, emulaciones, o memoria.

También hay impresoras láser en color.