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1.4.4 Capas con Modelos TCP/IP y OSI

1.4.4    Capas con Modelos TCP/IP y OSI

Para visualizar la interacción entre varios protocolos, es común utilizar un modelo en capas. Este modelo describe el funcionamiento de los protocolos que se produce en cada capa y la interacción con las capas que se encuentran por encima y por debajo de ellas.

Hay beneficios por el uso de un modelo en capas para describir protocolos de red y operaciones. Uso de un modelo en capas:

  • Ayuda en el diseño de protocolos, ya que los protocolos que operan en una capa específica tienen información definida según la cual actúan, y una interfaz definida para las capas superiores e inferiores.
  • Fomenta la competencia, ya que los productos de distintos proveedores pueden trabajar en conjunto.
  • Evita que los cambios en la tecnología o en las capacidades de una capa afecten otras capas superiores e inferiores.
  • Proporciona un lenguaje común para describir las funciones y capacidades de networking.

Modelo TCP/IP

El primer modelo de protocolo en capas para comunicaciones de internetwork se creó a principios de la década de los setenta y se conoce con el nombre de modelo de Internet. Define cuatro categorías de funciones que deben existir para que las comunicaciones sean exitosas. La arquitectura de la suite de protocolos TCP/IP sigue la estructura de este modelo. Por esto, es común que al modelo de Internet se le conozca como modelo TCP/IP.

La mayoría de los modelos de protocolos describen un stack de protocolos específicos del proveedor. Sin embargo, puesto que el modelo TCP/IP es un estándar abierto, una compañía no controla la definición del modelo. Las definiciones del estándar y los protocolos TCP/IP se explican en un foro público y se definen en un conjunto de documentos disponibles al público. Estos documentos se denominan Solicitudes de comentarios (RFC). Contienen las especificaciones formales de los protocolos de comunicación de datos y los recursos que describen el uso de los protocolos.

El modelo TCP/IP describe la funcionalidad de los protocolos que forman la suite de protocolos TCP/IP. Estos protocolos, que se implementan en los hosts emisores y receptores, interactúan para brindar una entrega extremo a extremo de las aplicaciones a través de la red.

Un proceso de comunicación completo incluye estos pasos:

1. Creación de datos en la capa de aplicación del dispositivo final de origen

2. Segmentación y encapsulación de datos a medida que pasan por el stack de protocolos en el dispositivo final de origen

3. Generación de datos en los medios en la capa de acceso a la red del stack

4. Transportación de los datos a través de internetwork, la cual está compuesta por medios y por cualquier dispositivo intermediario

5. Recepción de los datos en la capa de acceso a la red del dispositivo final de destino

6. Desencapsulación y reensamblaje de los datos a medida que pasan por el stack en el dispositivo de destino

7. Transmisión de estos datos a la aplicación de destino en la capa de aplicación del dispositivo final de destino

Modelo OSI

Inicialmente, el modelo OSI fue diseñado por la Organización Internacional para la Estandarización (ISO, International Organization for Standardization) para proporcionar un esquema sobre el cual crear una suite de protocolos de sistemas abiertos. La visión era que este conjunto de protocolos se utilizara para desarrollar una red internacional que no dependiera de sistemas propietarios.

Lamentablemente, la velocidad a la que fue adoptada la Internet con base en TCP/IP y la velocidad a la que se expandió ocasionaron que el desarrollo y la aceptación de la suite de protocolos OSI quedaran atrás. Aunque pocos de los protocolos que se crearon mediante las especificaciones OSI se utilizan ampliamente en la actualidad, el modelo OSI de siete capas ha hecho más contribuciones al desarrollo de otros protocolos y productos para todo tipo de redes nuevas.

Como modelo de referencia, el modelo OSI proporciona una amplia lista de funciones y servicios que se pueden presentar en cada capa. También describe la interacción de cada capa con las capas directamente por encima y por debajo de él. Aunque el contenido de este curso se estructura en torno al modelo OSI, el eje del análisis son los protocolos identificados en el stack de protocolos TCP/IP.

Tenga en cuenta que, mientras las capas del modelo TCP/IP se mencionan sólo por el nombre, las siete capas del modelo OSI se mencionan con frecuencia por número y no por nombre.

Los protocolos que forman la suite de protocolos TCP/IP pueden describirse en términos del modelo de referencia OSI. En el modelo OSI, la capa acceso a la red y la capa de aplicación del modelo TCP/IP están subdivididas para describir funciones discretas que deben producirse en estas capas.

En la capa de acceso a la red, la suite de protocolos TCP/IP no especifica cuáles protocolos utilizar cuando se transmite por un medio físico; sólo describe la entrega desde la capa de Internet a los protocolos de red física. Las capas OSI 1 y 2 tratan los procedimientos necesarios para acceder a los medios y las maneras físicas de enviar datos por la red.

Las semejanzas clave entre los dos modelos de red se producen en la Capa 3 y 4 del modelo OSI. La Capa 3 del modelo OSI, la capa de red, se usa casi universalmente para discutir y documentar todos los procesos que se producen en todas las redes de datos para direccionar y enrutar mensajes a través de una internetwork. El Protocolo de Internet (IP) es el protocolo de la suite TCP/IP que incluye la funcionalidad descrita en la Capa 3.

La Capa 4, la capa de transporte del modelo OSI, se utiliza con frecuencia para describir los servicios o funciones generales que administran las conversaciones individuales entre los hosts de origen y destino. Estas funciones incluyen acuse de recibo, recuperación de errores y secuenciamiento. En esta capa, los protocolos TCP/IP, el Protocolo de control de transmisión (TCP) y el Protocolo de datagramas de usuario (UDP) proporcionan la funcionalidad necesaria.

La capa de aplicación TCP/IP incluye un número de protocolos que proporciona funcionalidad específica a una variedad de aplicaciones de usuario final. Las Capas 5, 6 y 7 del modelo OSI se utilizan como referencias para proveedores y programadores de software de aplicación para fabricar productos que necesitan acceder a las redes para establecer comunicaciones.

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