Unidad 2. Modelos de Comunicación (1)

Fundamentos de Redes Unidad 2. Modelos de comunicacin

Ciencias Exactas, Ingeniera y Tecnologa | Desarrollo de Software 1

Ingeniera en Desarrollo de Software

8 Cuatrimestre

Programa de la asignatura:

Fundamentos de Redes

Unidad 2. Modelos de Comunicacin

Clave:

150930831

Universidad Abierta y a Distancia de Mxico

UnADM



ndice

Unidad 2. Modelos de comunicacin ............................................................................. 3

Presentacin de la unidad ................................................................................................. 3

Propsitos .......................................................................................................................... 5

Competencia especfica ..................................................................................................... 5

2.1. Modelo de Referencia ISO-OSI ................................................................................. 5

2.1.1. Capa fsica ........................................................................................................... 9

2.1.2. Capa de enlace de datos .................................................................................... 11

2.1.3. Capa de red........................................................................................................ 13

2.1.4. Capa de transporte ............................................................................................. 17

2.1.5. Capa de sesin .................................................................................................. 18

2.1.6. Capa de presentacin ........................................................................................ 19

2.1.7. Capa de Aplicacin............................................................................................. 20

Actividad 1. Identificacin de las capas del Modelo OSI .................................................. 22

2.2. Modelo de Referencia TCP/IP ................................................................................. 24

Actividad 2. Importancia de OSI y TCP/IP en el desarrollo de software ........................... 24

2.2.1. Capa de acceso a la red ..................................................................................... 25

2.2.2. Capa de Internet ................................................................................................. 26

2.2.3. Capa de transporte ............................................................................................. 27

2.2.4. Capa de Aplicacin............................................................................................. 28

Autoevaluacin ................................................................................................................ 30

Evidencia de aprendizaje. Anlisis de los Modelos de referencia OSI y TCP/IP .............. 30

Cierre de la unidad .......................................................................................................... 31

Para saber ms ............................................................................................................... 32

Fuentes de consulta ........................................................................................................ 32



Unidad 2. Modelos de comunicacin

Presentacin de la unidad

Como recordars, en la primera Unidad se revisaron conceptos generales de introduccin

a las redes: sus reas de aplicacin, los beneficios que se obtienen de ellas, los tipos y

topologas de red, as como los medios de transmisin. En esta Unidad 2 se revisarn los

modelos de comunicacin, con el fin de comprender la forma en que una aplicacin (por

ejemplo una de correo electrnico) se comunica con otra aplicacin a travs de la red,

esta comunicacin se realiza mediante los dos modelos de referencia ms comunes: ISO-

OSI y TCP/IP.

Se nombra modelo de comunicacin a la forma mediante la cual se estructura un sistema

de comunicacin cuyo objetivo principal es el intercambio de informacin entre dos

entidades por ejemplo, la comunicacin entre dos telfonos, dos computadoras, etctera

(StallingS, W., 2009).

En general, los elementos que conforman un modelo de comunicacin segn Stallings

(2009) son:

Fuente: En el contexto de las redes, es el dispositivo que genera los datos que se

enviarn, por ejemplo: una computadora o un Smartphone que enviar un correo

electrnico.

Transmisor: Para que los datos puedan viajar del origen a su destino, en el

contexto de las redes, estos deben ser transformados y codificados generndose

seales electromagnticas mediante las cuales puedan viajar en un medio o

sistema de transmisin, esto es tarea del transmisor. Cabe aclarar que

actualmente fuente y transmisor ya no van separados. Por ejemplo: antes se

usaba un mdem para convertir la informacin a enviar en cadenas de bits, y

estos bits se transformaban en seales analgicas para ser transmitidas a travs

de la red de telefona, ahora el mdem ha sido desplazado por la tarjeta de red o

NIC, la cual ya se encuentra en la fuente.

El sistema de transmisin: Es lo que conecta a la fuente de datos o informacin

con el destino. Por ejemplo: el medio de transmisin guiado o no guiado que se vio

en la Unidad 1.

El receptor: Es quien acepta la seal proveniente del sistema de transmisin y la

transforma de tal manera que pueda ser manejada por el dispositivo de destino.

(Stallings, W., 2009, pg. 11).

Destino: En el contexto de las redes, es el dispositivo al que van dirigidos los

datos o informacin y en el cual son depositados por parte del receptor. El receptor

y el destino ya son lo mismo, puesto, que los mdem han sido desplazados por la



NIC o tarjeta de red, la cual ya se encuentra integrada en la fuente, en este caso

tambin lo est en el destino.

Como se puede observar, el proceso de comunicacin que se desarrolla en una red de

computadoras, es de tal complejidad que se hizo necesaria la divisin de tareas con el fin

de poder controlar cada una de las acciones que se requieren realizar en el proceso

mencionado. Para ello, se utilizan los modelos, los ms conocidos son ISO (International

Organization for Standarization)-OSI (Open Systems Interconnection) y TCP(Transmision

Control Protocol )/IP (Internet Protocol).

En esta unidad se utilizarn los trminos: modelo y protocolo (Stallings, 2009). Un modelo

es la especificacin establecida por una organizacin de estndares como un estndar

para un diseo de redes, en este caso se revisarn los modelos ms usados: ISO-OSI y

TCP/IP, ms adelante se tocar el tema de las organizaciones que establecen los

estndares para cada modelo. Por su parte, un Protocolo es un conjunto de reglas que

controla la interaccin de diferentes dispositivos en una red o en un conjunto de redes

interconectadas (Forouzan, 2003, pg. 100). Con base en el modelo se va a definir qu

protocolos se utilizarn en las diferentes capas de cada modelo, por capa se debe

entender que es la subdivisin de funciones definidas para cada dispositivo, por ende, un

dispositivo, puede funcionar en una o ms capas de cualquier modelo. Adems

dependiendo de cada modelo se definen el nmero de capas, como se revisar ms

adelante. El dividir en capas, es una tcnica de estructuracin de los problemas que

implica la comunicacin, adoptada por ISO donde las funciones de comunicacin se

distribuyen en un conjunto jerrquico de capas, cada una de ellas tiene asignada una

tarea respecto al modelo de comunicacin (Stallings, 2009).

Para qu sirve conocer los modelos y los protocolos al ingeniero en desarrollo de

software? Bueno, en el caso de los modelos, sirven como referencia para comprender los

protocolos que se usan en las redes, y los protocolos sirven porque estos hacen posible el

establecimiento de la comunicacin en cualquier red, por ejemplo: en Internet, si se

transfieren archivos en una red, posiblemente se utilice el protocolo FTP (File Transfer

Protocol Protocolo de transferencia de archivos), si por ejemplo se navega en Internet se

utilizar el protocolo HTTP (HyperText Transfer Protocol Protocolo de Transferencia de

Hipertexto), este trmino de hipertexto o hipervnculo, es lo que se conoce en la

actualidad como enlaces o vnculos de Internet; la definicin de los protocolos ms

importantes se revisarn en el tema 2.2.4. Capa de aplicacin, as tambin, si se utiliza el

correo electrnico en la red, a travs de un cliente de correo, se utilizara muy

posiblemente el protocolo SMTP (Simple Mail Transfer Protocol Protocolo de transferencia

de correo simple).

Se considera importante que el futuro ingeniero en desarrollo de software conozca ambos

modelos y su relacin con los protocolos, de manera tal que pueda identificar las



relaciones y las diferencias entre los modelos, as como saber la forma en que se

comunican los protocolos en cada capa de los modelos enunciados para identificar en un

proyecto de software los dispositivos de hardware y de software mediante los cuales viaja

la informacin, la forma en que lo hace y cmo influye esto cuando se toma la decisin de

los que se utilizarn al desarrollar un proyecto de software, por ejemplo de un sistema de

informacin y comunicacin.

Propsitos

Al finalizar la unidad:

Identificar las capas sobre las que trabaja el Modelo ISO-OSI y el modelo TCP/IP,

as como los dispositivos que utilizan cada una de ellas.

Comprender el funcionamiento de cada uno de los modelos ISO-OSI y TCP/IP.

Conocer e identificar las diferencias, las similitudes y las ventajas y desventajas de

estos modelos.

Identificar el modelo que ms se adece con el desarrollo o implementacin de un

proyecto de software.

Comprender cmo funcionan las redes, desde los puntos de vista de los dos

modelos ISO-OSI y el modelo TCP/IP.

Competencia especfica

Distinguir las formas de comunicacin de informacin con la finalidad de identificar la

manera en la que los modelos OSI y TCP/IP intervienen en el proceso de intercambio de

informacin a partir de los protocolos y dispositivos que trabajan en las diferentes capas

de dichos modelos.

2.1. Modelo de Referencia ISO-OSI

Para lograr que los componentes de una red o de varias redes interconectadas se

coordinen adecuadamente, se necesita de un modelo que muestre la relacin y la funcin

entre cada uno de los componentes. La Interconexin de Sistemas Abiertos (OSI: Open

Systems Interconnection) es un modelo desarrollado pensando en ello. El modelo OSI,

permite afrontar y estandarizar las comunicaciones de datos y las redes informticas,

afrontndolo con el modelo TCP/IP, adems el modelo OSI divide las comunicaciones en

niveles o capas, a nivel terico a fin de entender mejor cmo funcionan estas.



El modelo OSI fue diseado por la Organizacin para la Estandarizacin Internacional

(por sus siglas en ingls ISO: International Standard Organization); en teora, el modelo

OSI permite que dos sistemas diferentes (por ejemplo: computadoras) se comuniquen sin

importar su arquitectura (Forouzan, 2003, pg. 100). La arquitectura de computadoras es

a grandes rasgos, la relacin existente en software y hardware que hay en una

computadora, esta arquitectura hace que diversos dispositivos sean diferentes entre s

(Universidad Tecnolgica Nacional, s/f), por citar un ejemplo es diferente la arquitectura

usada en las computadoras MAC, que cuentan con sistema operativo distinto a las

computadoras que cuentan con un sistema operativo Windows, por poner un ejemplo, y

estas a su vez son diferentes entre todas las dems arquitecturas usadas en dispositivos

mviles.

Otro ejemplo de arquitectura se observa en una analoga, si se compara una Tablet, un

Smartphone, una PC y una MAC, todos estos equipos tendrn muchas diferencias, entre

las cuales se encuentran que pueden contar con:

Diferentes tipos de procesador.

Diferentes memorias RAM.

Diferentes capacidades de disco duro.

Adems de que todos usarn diferentes sistemas operativos.

Otro punto importante, es que todos estos dispositivos aceptarn o no aceptarn

que se hagan modificaciones en alguna de las caractersticas mencionadas.

Todas las caractersticas propias de cada dispositivo, se conoce como, arquitectura, todo

el hardware y software que contenga un dispositivo y sus actualizaciones siempre van a

depender de la marca de ese dispositivo y sus limitantes, as por ejemplo a un

Smartphone no se le puede agregar ms memoria RAM, pero si se le puede agregar ms

memoria para que nos sirva como disco duro, pero ello siempre con las limitantes

impuestas por cada modelo de cada fabricante.

El modelo OSI, como se dijo, es un modelo o marco de referencia y consta de siete

capas, que proporciona a los diseadores de software una idea de la funcionalidad, es

decir, de la forma en que funciona cada capa de manera independiente y relacionada con

cada una de las capas.

Antes de seguir adelante definamos el concepto de capa, Es un grupo de servicios,

funciones y protocolos, completo desde un punto de vista conceptual, que constituye uno

de entre un conjunto de grupos dispuestos jerrquicamente y que se extiende a travs de

todos los sistemas que conforman la arquitectura de la red (Stallings, 2004, pg. 822).

Dicho de otra manera, una capa, es un nivel abstracto que define funciones y

responsabilidades del nivel correspondiente, adems de que tambin debe definir como

se comunica con el nivel que le antecede y el que le sigue.



Cada capa se nombra de acuerdo a cada estndar, en este caso por ser el modelo de

referencia ISO-OSI, los nombres los defini la International Organization for

Standardization, ya que esta organizacin es la autora de este estndar, por ello su

nombre ISO-OSI, aunque en muchos textos slo se le llama OSI, es importante decir que

adems la ISO defini el orden en el que se presentan. A continuacin se integra una

breve explicacin, segn Philippe Freddi (2010, pg. 178):

La capa fsica. Es la que corresponde al medio fsico de comunicacin, a la seal

y a la transmisin binaria.

La capa de enlace de datos. Corresponde al direccionamiento fsico, usando la

direccin MAC, as como todo lo concerniente a la trama.

La capa de red. Determina el camino entre emisor y destinatario utilizando una

direccin lgica o IP.

La capa de transporte. Gestiona el tipo de conexin entre el emisor y el

destinatario y se ocupa de la fiabilidad.

La capa de sesin. Gestiona la sesin entre emisor y destinatario.

La capa de presentacin. Prepara la representacin y, si fuera necesario, el

cifrado de los datos.

La capa de aplicacin. Presenta los datos segn el protocolo definido. Es

importante sealar que esta capa no trata de la aplicacin en s, sino de la interfaz

con la aplicacin.

Se vern a detalle cada una de estas capas como parte de los subtemas de este primer

punto 2.1. Modelo de Referencia ISO-OSI.

Debemos aclarar tambin que un dispositivo puede usar, una, dos o tres o todas las

capas, esto depender de la funcionalidad y de la ubicacin del dispositivo en la red

(Forouzan, 2003).



Flujo de datos OSI (ALEGSA, 2012).

En la figura anterior se muestra cmo pasan los datos entre el usuario que los transmite o

enva hasta el que los recibe, como se puede observar, los datos van atravesando cada

una de las siete capas del modelo OSI, hasta llegar al enlace fsico, al pasar por cada

capa, de la 7 a la 2, es decir, estamos hablando de la capa de aplicacin como la capa 7,

de la capa de presentacin, capa 6, de la capa de sesin como capa 5, de la capa de

transporte capa 4, de la capa de red, capa 3 y de la capa de enlace de datos capa 2;

stas le aaden datos de control a los datos en forma de encabezados, cuando llegan a

su destino estos datos de encabezado, se van retirando mediante sube en cada capa. Los

datos de control o encabezados que se van aadiendo, sirven para la verificacin de

errores, por ejemplo CRC (Comprobacin de Redundancia Cclica) que es un cdigo de

deteccin de errores, y se basa en una serie de divisiones en el que los residuos son los

resultados; con este tipo de chequeo de errores es muy posible corregir los datos

corruptos, en el caso de que no, es porque en los datos hay muchos errores. En la capa 1

no se aaden datos, esta capa se encarga de transmitir o recibir los datos en forma de

bits mediante pulsos luminosos o elctricos.

En la imagen se

representa la

forma en que los

datos iniciales

van

acrecentndose

en cada capa al

agregrsele ms

datos en cada

una de ellas.



El enlace fsico es por donde se transmiten los bits de un lado a otro, aqu es importante

sealar, aunque no estn en esta figura, que es muy comn que los datos en forma de

bits atraviesen muchos dispositivos de red, y que estos dispositivos de red regularmente

no usan ms all de las 3 capas del modelo OSI, es decir, fsico, enlace o red.

Es muy importante sealar que todas estas capas, de este modelo de referencia OSI, se

usan en todas las redes, entindase LAN, MAN, WAN. Aunque este modelo slo es

terico. El modelo de referencia OSI, se vislumbr antes de que se inventaran los

protocolos correspondientes, por ello es un modelo muy general (Tanenbaum, 2003, pg.

45). A continuacin se explicar qu funcin tiene cada capa en la arquitectura de redes

en el modelo de referencia OSI.

En cada una de las capas que se explicarn a continuacin, se mencionarn los

dispositivos de hardware utilizados en cada capa, respecto a los componentes de

software se recapitular sobre los elementos de software de una red que se revisaron en

la Unidad 1, tales como: capas, protocolos (reglas), servicios orientados a conexin,

etctera.

2.1.1. Capa fsica

La capa fsica es la responsable de la transmisin del flujo de bits a travs de un medio de

transmisin fsico (Forouzan, 2003, pg. 101). Los aspectos de diseo de esta capa

deben asegurarnos que cuando se enve un bit 0 (bit cero) del host A al host B, ste sea

recibido del otro lado, es decir al host B. Por bit cero nos referimos a un voltaje de 0 volts.

Es importante explicar lo que respecta al bit, por la importancia que reviste en la

comprensin de lo que es una capa fsica, el bit es la unidad mnima de informacin que

se usa en la informtica (Lpez, J.J., 2000, pg. 37), los bits pueden ser ceros o unos, si

se miden los pulsos elctricos, el uno es un voltaje de 5v, y el cero de 0v, esto tomando

en cuenta lo que se conoce de conceptos de electrnica digital, y pueden ser tambin

para el caso de la fibra ptica, el uno es un haz de luz y el cero la ausencia de l. En otras

palabras, como sabemos, todo circuito electrnico puede adoptar dos posiciones

encendido o apagado, uno o cero, respectivamente, y cualquiera de estos dos estados,

representa un bit, unidad binaria o dgito binario (Lpez, J. J., 2000, pg. 37).



Bits. La informtica bsica, 2011.

Como se puede observar la capa fsica tiene que ver nicamente con el medio de

transmisin empleado, que es por dnde viajan los bits, y como se revis en la Unidad 1

Introduccin a las redes, los medios de transmisin son guiados y no guiados. En el caso

de los medios de transmisin guiados se sabe que los ceros o los unos se a travs de

haces de luz en el caso de la fibra ptica y en el caso de los cables a travs de voltajes;

pero y Qu pasa con los medios no guiados?, pues bien, se sabe que estos envan o

reciben la informacin a travs de ondas de radio, entonces estas ondas de radio son

digitalizadas para que puedan ser ledas o comprendidas en lenguaje digital de unos y

ceros (lenguaje binario), esto hablando en el caso de cuando se reciben las ondas,

cuando se envan tiene un proceso inverso, es decir, esta capa acta como transmisora y

receptora de bits. El dispositivo de red, que trabaja en esta capa es el hub o

concentrador (dispositivo que se mencion en la Unidad 1 como un hardware

intermedio), esto es as porque su funcin es retransmitir los bits enviados o

transmitidos.

Como se pudo observar, la capa fsica se encarga de la transmisin y/o recepcin de bits,

para enviar o recibir los bits entre origen y destino, se necesita de un medio de

transmisin, sea almbrico o inalmbrico (o guiado y no guiado), ya se mencion que el

medio de transmisin que trabaja en esta capa, es el hub o concentrador, el cual sirve

slo como repetidor de la informacin, esto porque slo repite los bits que ingresan por l

y los retransmite, no aade ni extrae informacin, como es el caso de las dems capas,

simplemente retransmite lo que recibe.

Empezamos hablando de la capa fsica, por dos razones, la primera es porque es la

primera capa del modelo de referencia OSI y segundo, porque estamos apegndonos al

proceso de recepcin de la informacin, en este caso, cuando la informacin o los datos

se reciben de host A a host B. El host B primero recibe los datos por medio de la capa



fsica en formato de bits, la capa fsica, despus de recibir los datos, los enva a la capa

de enlace de datos.

2.1.2. Capa de enlace de datos

Como dijimos anteriormente, en un proceso de recepcin de datos, la primera capa que

los recibe es la capa fsica, esta recibe los datos en forma de bits, una vez que los recibe

y organiza, los transmite a la capa de enlace de datos.

La capa de enlace de datos es la segunda capa del modelo de referencia OSI, esta capa

organiza los bits en unidades lgicas llamadas bloques, tramas o frames, esta capa le

pasa los datos a la siguiente capa, la de red, garantizando que est libre de errores, logra

esto, como se mencion, fragmentando los datos en tramas de datos y transmitindolas

de manera secuencial, estas tramas pueden integrarse de cientos o de miles de bytes

(Tanenbaum, 2003).

Esta capa lleva a cabo dos tareas muy importantes, una es el control de errores y la otra

es el control de flujo: para controlar los errores, se aaden bits adicionales a las tramas

que se envan con la finalidad de detectar errores en las tramas, y si esto pasa pueden

suceder dos cosas, la primera tratar de corregir el error, la segunda , solicitar una

retransmisin de esa trama, esta retransmisin se solicita a su homlogo del otro lado, es

decir a la capa de enlace de datos del otro extremo o del host B, esto partiendo del

supuesto que el que host que pide la retransmisin es el host A. Y esto depender de qu

tan grande es el error, si es pequeo se corrige si no se pide la retransmisin.

En el control de flujo, tanto receptor como emisor se ponen de acuerdo para que

inmediatamente de que una trama se enve por el emisor, sea procesada por el receptor,

por ello el transmisor puede detener momentneamente el envo de tramas a fin de que

cuente con el tiempo suficiente para procesar las tramas. Como se puede intuir, esta

regulacin del flujo y el manejo de errores estn integrados, la relacin entre los

conceptos antes mencionados es la siguiente: piensa en que cuando el manejo de errores

detecta un error en la trama recibida, el control de flujo pide se retransmita la trama

fallida.(Tanenbaum, 2003).

Esta capa tambin aade informacin de direccionamiento, es decir de origen a destino,

aunque es importante sealar que slo se aaden las direcciones de las mquinas o

dispositivos contiguos, es decir, esta capa es responsable tambin de la entrega de nodo

a nodo o de host a host, de las tramas. Cuando una estacin o host recibe un bloque de

datos que no est destinado para ella, cambia la direccin de origen por la suya y la

direccin de destino por la de la siguiente estacin (Forouzan, 2003).



Dicho de otra forma, esta capa se encarga tambin de aadir datos en el mensaje

original, por ejemplo, al enviar un mensaje que dice Hola y el envo se realiza de la

mquina 1 a la mquina 2, la mquina 1, no sabe si la mquina 2 est a un lado o ms

lejos, pero enva el mensaje con remitente y destinatario, la siguiente mquina (la ms

prxima toma el mensaje y revisa si ella es la destinataria, si es para ella, aqu termina el

proceso de envo, pero si no es ella, entonces vuelve a mandar el mensaje y antes de ello

cambia el remitente por su direccin y ya no la original (la enviada la primera vez, es

decir, la mquina 1).

La funcionalidad de esta capa es muy importante, ya que contribuye a que haya sincrona

entre los equipos, adems de que ayuda a detectar y corregir los posibles errores que

contiene la informacin que se enva, es decir, las tramas que se envan. Hablando del

hardware intermedio de red que se revis en la Unidad 1, el dispositivo que trabaja en

esta capa es el switch o conmutador, y trabaja en esta capa debido a que el

direccionamiento que usa para enviar los bloques de una estacin a otra es la direccin

MAC (Media Access Control) de los dispositivos de red.

La direccin MAC es aquella direccin que tienen impresa los dispositivos de red, por esta

razn se le conoce como direccin fsica, ya que est impresa en el dispositivo; esta

direccin es nica en cada dispositivo y no se puede cambiar (Meja, 2004). La direccin

est compuesta por seis bloques de dgitos escritos en sistema hexadecimal (nmero

escrito en base a 16 dgitos diferentes, se revis este sistema numrico en la asignatura

Matemticas Discretas), por ejemplo:

00:01:0A:13:60:FD

Esta direccin tiene dos componentes, el primero integrado por los tres primeros bloques

de la direccin indican el fabricante de ese dispositivo. El siguiente componente en la

direccin son los ltimos 3 bloques de la direccin, estos son los que definen a ese

dispositivo en s, es decir, esta parte es la que lo hace nico en la red, ya que como se

coment anteriormente estas direcciones son nicas y no se van a repetir jams en

ningn otro dispositivo en el planeta.

Recapitulando, esta capa maneja como unidad mnima de informacin a la trama o

frame, la cual es un conjunto de bits, esta capa ofrece los servicios de control de errores y

control de flujo, a nivel de tramas o frame, para ofrecer estos servicios se pone, por

Fabricante del

dispositivo

Nmero de

identificacin del

dispositivo



decirlo de alguna manera, de acuerdo con su homlogo, es decir con la capa de enlace

de datos de la otra mquina o mquina de destino, el control de errores es el que detecta

las tramas defectuosas recibidas y pide una retransmisin a su homlogo.

El control de flujo permite que se sincronicen las tramas, esto es, una vez enviada una

trama, el receptor deber procesarla inmediatamente despus de haberla recibido, y una

vez terminado, deber el emisor, deber enviar la siguiente. Esta capa aade tambin

datos de direccionamiento, a nivel fsico, es decir, usa las direcciones conocidas como

MAC, este direccionamiento se lleva a cabo slo entre estaciones contiguas, esto es, que

no va de origen a destino final, sino que va desde el origen, pasando por varios destinos,

que no son los finales ni a los que va dirigido el mensaje, sino que va pasando por una

serie de procesos y ayuda a que llegue a su destino, esto lo hace cambiando la direccin

del remitente original por la del host al cual corresponda. A continuacin se explicar la

funcionalidad de la siguiente capa.

2.1.3. Capa de red

Como se revis en la capa anterior, el mensaje va a ir pasando por varios destinos, hasta

llegar al final y hasta que llegue al destino final, es cuando entra en operaciones esta

capa. Con esta descripcin pareciera que el flujo de la informacin no lleva el orden de las

capas, pero si lo lleva, slo que esta capa entra en operacin hasta que el mensaje llega

al destino final, esto dado que maneja una direccin lgica, la cual veremos ms adelante.

Esta capa es la tercera del modelo OSI, y es la tercera segn la especificacin de ISO.

La capa de red es la responsable de entregar un paquete (unidad mnima de informacin

en esta capa, la unidad mnima de informacin son diferentes capa con capa, segn lo

que se nombra como flujo de datos OSI que es la forma en que fluyen los datos a travs

de las capas cambiando su unidad de informacin) entre el origen y el destino final, como

se puede observar a la unidad de datos manejada por esta capa se le llama paquete, un

paquete se conforma de tramas, o sea de la unidad mnima de informacin de la capa

anterior . Para realizar esta tarea, la capa de red aade un encabezado a la unidad de

datos, que incluye entre otras cosas una direccin de origen y destino lgicas. Segn

Collado (2009), la direccin de origen y destino lgicas corresponde a Una direccin de

nivel (o capa) 3 (o lgica) es aquella que permite direccionar trfico directamente hasta su

destino. Esta direccin lgica o direccin IP (ms adelante se ver un ejemplo de estas

direcciones y a detalle revisaremos este tema en la Unidad 3 Direccionamiento IP), de

igual forma que la anterior, debe ser nica, al menos en las redes. Ntese que los

direccionamientos en la capa de enlace cambiaban con frecuencia para moverse a travs

de la red hasta llegar a su destino, en cambio en esta capa, las direcciones de origen y

destino permanecen intactas (Forouzan, 2003).



En la capa de red se hace distincin entre estaciones terminales y nodos de conmutacin.

Ejemplo de estaciones terminales y nodos de conmutacin (Textos cientficos, 2005).

En la figura anterior se puede observar un ejemplo de las estaciones terminales y de los

nodos de conmutacin. Es importante aclarar que aunque en la figura las estaciones

terminales son computadoras, las estaciones terminales tambin pueden ser impresoras,

servidores, smartphones, etc, la imagen es slo ilustrativa. Las estaciones terminales son

lo que se nombr en la unidad 1 como el hardware final, y los nodos de conmutacin son

aquellos que se nombraron como hardware intermedio. Los nodos de conmutacin

como se observa en la figura anterior, disponen de diferentes enlaces hacia otros nodos o

a terminales, estos nodos, son los que permiten que los paquetes viajen de una estacin

terminal a otra (Griera & Ordinas, 2008). Tomando en cuenta la figura anterior, es

importante mencionar que existen dos tipos de redes de conmutacin de paquetes, es

importante aclarar que las redes de conmutacin de paquetes y la capa de red son cosas

diferentes , pero para explicar cmo funciona esta capa es necesario explicarlas a travs

de una red de conmutacin de paquetes (evolucin de las redes de conmutacin de

circuitos) esto se vio en la Unidad 1, dicho esto se continuar con la explicacin de los

dos tipos de redes de conmutacin de paquetes:

1. Redes que funcionan en modo datagrama. Son redes que en la transmisin no

se mantiene un vnculo en la red, ello implica que no se garantiza la entrega

correcta de los paquetes, estos pueden llegar fuera de orden, duplicados o incluso

se pueden perder, los ejemplos de este modo se encuentran en el tema 2.2.4,

Capa de Aplicacin del modelo de referencia TCP/IP. (Griera & Ordinas, 2008).

2. Redes que funcionan en circuito virtual. Estas redes s garantizan la entrega de

paquetes correcta y en orden y lo hacen ya que aplican el concepto de circuito

virtual, es decir se tiene un control de por dnde pasan los paquetes, cmo llegan

y mejor an si no llegan (Griera & Ordinas, 2008).



Cuando un paquete tiene que viajar de una red a otra para llegar a su destino, pueden

surgir muchos problemas, entre ellos se encuentran los siguientes, mismos que resuelve

esta capa:

El direccionamiento usado entre ambas redes puede ser diferente.

La segunda red podra no aceptar el paquete por ser demasiado grande.

Los protocolos que se usan entre ambas redes son diferentes, etctera.

El equipo o hardware intermedio, como se defini en la Unidad 1, que trabaja en esta

capa es el ruteador, este permite enrutar o enviar paquetes entre redes diferentes, por

ejemplo entre la red LAN y una red WAN (Internet), adems esta capa trabaja con, como

se dijo anteriormente, direccionamiento lgico. Este enrutamiento lgico utiliza direcciones

que se conocen como IP (Internet Protocol), estas direcciones son de tipo decimal, en el

que cada bloque se separa por medio de un punto, por ejemplo 10.9.27.7. Este tipo de

direccionamiento se ver a detalle en la Unidad 3.

Por poner un ejemplo, la mquina con direccionamiento lgica o cuya IP es 10.9.27.7,

desea enviar un paquete una mquina, cuya IP es 192.168.10.58, ambos

direccionamientos son diferentes y pertenecen a redes diferentes (esto se ver ms a

detalle en la Unidad 3), como son direcciones de redes diferentes, es muy probable que

no sean parte de la misma LAN (Red de rea Local, lo vimos en la Unidad 1), as que es

aqu donde el ruteador realiza su funcin. Cuando el paquete le llega al ruteador y este

conoce la direccin debe enviarlo a la red que le corresponde, esta red puede estar dentro

de la MAN o la WAN, eso slo el ruteador lo sabe, ya que tiene algo que se llama Tablas

de Ruteo, por medio de las cuales el ruteador sabe a qu dispositivo debe enviar el

paquete a fin de que llegue a su destino.

La importancia de esta capa, radica bsicamente en su capacidad de poder enrutar o

encaminar los paquetes a travs de la red o las redes implicadas, este encaminamiento o

enrutamiento, es desde el origen hasta el destino final. Esta capa maneja dos vertientes

para el envo de los paquetes, una de ellas es UDP (User Datagram Protocol) y la otra es

TCP (Transmision Control Protocol). La primera significa protocolo no orientado a la

conexin, el cual no garantiza la correcta recepcin de paquetes, mientras que el segundo

es un protocolo orientado a la conexin, el cual s garantiza la correcta recepcin de los

paquetes enviados.

La unidad mnima de informacin de esta capa, es el paquete y un paquete se conforma

de una o varias tramas, a la unidad mnima de informacin tambin se le conoce como

PDU (Protocol Data Unit Unidad de datos de protocolo ), en adelante las PDU unidades

mnimas de informacin recibirn un nombre casi genrico, para el caso de la capa de

transporte ser TPDU, para el caso de la capa de sesin ser SPDU (Session Protocol



Data Unit, Unidad de datos para capa de sesin) para el caso de la capa de presentacin

ser PPDU (Presentation Protocol Data Unit, Unidad de datos para capa de presentacin)

y para el caso de la capa de Aplicacin ser APDU (Aplication Protocol Data Unit, Unidad

de datos para capa de Aplicacin). Esto se puede observar en la siguiente figura:

Unidades Mnimas de informacin (PDU) por capas (Wikipedia, 2013).

Como se puede ver en la imagen anterior, conforme se pasa de una capa a otra, se

aaden datos, tambin llamados headers o cabeceras a los datos, esto conforme pasan

por cada capa, de arriba hacia abajo, es decir, cuando se va a realizar una transmisin de

la informacin, la informacin se representa por el cuadro amarillo que est en la parte

superior y dice Data, cuando esta informacin pasa por la capa de aplicacin se le

aaden datos de control o headers, los cuales estn representados por el cuadro naranja

con amarillo que dice header y ms adelante Data, cuando pasa por la capa de

presentacin, se observa que los recuadros correspondientes al Header, PH, AH y Data

tienen ahora tres colores, Rosa, Naranja y Amarillo, y ahora dice en el recuadro que tiene

header, AH y Data, el primero es el header que le aade esta capa, el segundo es el

header de la capa de Aplicacin (Por eso est como AH Aplication Header) y data se

mantiene intacto, se observa que este comportamiento se integra conforme se avanza

hacia abajo en las capas, slo cambia la nomenclatura y los colores usados (estos son

slo con fines de hacer ms visibles los nuevos headers y cmo se van integrando en la

estructura que se est formando) por ejemplo las siglas NH (Network Header o Header

de red), TH (Transport Header o Header de Transporte), SH (Sesion Header o Header

de capa de sesin), PH (Presentation Header o Header de presentacin), si

observamos cada header se mantiene intacto, en cada capa, as como los datos, no se

tocan, slo se aaden los datos de control, esto como dijimos pasa cuando se va

transmitir informacin, es decir, de un host A, quin ser el que transmita informacin al

host B.



Cuando se va a recibir informacin el modelo mostrado en la imagen anterior funcionar

desde el medio fsico hasta los datos, es decir, por el medio fsico se reciben los bits en la

capa uno, esta capa le pasa los bits a la capa siguiente (capa de enlace), y esta capa del

host B, quitar los headers que le haya aadido la capa de enlace del host A, los bits

ahora pasan a ser tramas de bits, vemos en el caso de esta capa que aparece Tail, esta

es la direccin MAC del destino siguiente y del origen, se revisa que el destinatario sea el

host B, en caso de no serlo, cambia la direccin de remitente o de origen, los empaqueta

de nuevo, los regresa a la capa fsica para enviarlo al destino siguiente (Para ms

referencia revisa de nuevo el tema 2.1.2Capa de Enlace de Datos), cuando esta trama la

pasa al siguiente nivel, es decir la capa de red, la capa de red le quita los headers de

capa de red y revisa que la direccin lgica sea del host B, esto lo vemos con la leyenda

Tal de color verde, si no es la direccin correspondiente, es decir el destinatario, los

empaqueta de nuevo y los regresa a la capa de enlace para que esta lo regrese a la capa

fsica y sean enviados los datos, si la direccin es el destinatario final, el proceso de

desempaquetar los datos contina, y se envan a la siguiente capa, capa de Transporte y

de aqu en adelante se van quitando los headers, que como vimos son datos de control

que ayudan a tener un control en los datos que se envan, esto mediante el chequeo de

errores.

2.1.4. Capa de transporte

Cada capa como hemos visto tiene una funcin muy definida y no funcionan de manera

aislada, son parte del modelo de referencia OSI.

La capa de transporte, es la siguiente capa del Modelo OSI, despus de la capa de Red.

La capa de transporte es la responsable de la entrega de origen a destino del mensaje

completo, la diferencia de esta capa con la anterior es que la capa de red es responsable

de que los paquetes lleguen del origen a su destino final, pero esta capa se responsabiliza

por todo el mensaje, vindolo de otra forma, el mensaje se compone de uno o varios

paquetes (Forouzan, 2003). A partir de esta capa el hardware intermedio deja de ser el

responsable de la informacin, ahora lo ser el hardware final o terminal (PCs, lap tops,

tabletas, smartphones, servidores, etc.).

La capa de transporte es tambin responsable de asegurar que los mensajes lleguen

completos a su destino. Para ello establece una conexin de extremo a extremo, es decir,

desde el host que enva, hasta el host que recibe. Para que la capa de transporte se

asegure de que los mensajes lleguen completos al destino necesita tambin recuperar

errores y ordenar la informacin, es decir revisa nuevamente que no hayan existido

problemas en las capas anteriores, asegura esto, como lo haca la capa de Enlace de

datos, hablando con su homlogo, es decir, con la capa de Transporte. Se entiende como



ordenar la informacin a la accin que lleva a cabo esta capa de ordenar los mensajes, en

el orden en que son enviados y etiquetados segn los headers.

Como se puede observar esta capa tiene como funcin bsica asegurar que los mensajes

que se envan en la red sean entregados al destino. Su importancia radica en ello,

controlar al mensaje completo, que no llegue el mensaje corrupto, esto lo hace aadiendo

bits de control, con estos bits y su comparacin se puede saber si el mensaje es el

original o si est corrupto. A partir de esta capa, como se mencion anteriormente, ya no

hay dispositivos de red, o hardware intermedio en estas capas, la razn es porque estas

capas ya trabajan con equipos de tipo terminal o como se observ en la Unidad 1,

hardware terminal.

Si nos remitimos a la imagen en donde se explican las PDU por capas, se observa que las

capas de Enlace de datos y de red manejan Tail, y estas son las direcciones fsica o

lgica respectivamente, por ello estas capas trabajan con equipos de hardware intermedio

(como se defini en la Unidad 1), como en las dems capas ya no se manejan las

direcciones, se dice que estas capas ya trabajan con el hardware terminal.

2.1.5. Capa de sesin

La capa de sesin es la quinta capa del modelo OSI y est diseada para controlar el

dilogo entre los sistemas, establece, mantiene y sincroniza el dialogo entre stos.

Establece el control de dilogo, es decir sirve como mediador para que defina a quin le

toca transmitir (Tanenbaum, 2003, pg. 41). Un ejemplo de dilogo que pueden tener

sistemas, es cuando se enva un paquete, por ejemplo, quin desea enviar el paquete,

sea A, por ejemplo, y B le comunica que lo ha recibido y por ejemplo de le dir a A que

ese paquete lleg en buen estado que est lista para el siguiente paquete, o que est en

mal estado y que es necesario retransmitirlo.

Esta capa aade tambin algo que se llama puntos de sincronizacin, estos dividen un

mensaje largo en muchos ms pequeos y se aseguran que reciba y reconozca cada

parte del mensaje. En este caso si existe una falla en el sistema o en la red, no ser

necesario retransmitir todo el mensaje, sino ms bien mandar slo los faltantes contando

aquel en el que se haya dado la falla, esto en caso de que ste haya llegado corrupto

(Forouzan, 2003, pg. 102). El mensaje se compone, como se observ en la capa anterior

de paquetes y estos a su vez de tramas. El mensaje se divide en cada uno de estas

PDU, y el punto de sincronizacin se hace desde cada PDU, una falla en la red puede ser

una intermitencia en ella, es decir una desconexin y conexin automtica, casi

imperceptible, y ello puede hacer que un bit llegue mal, con ello una trama, y por ende un

paquete y el mensaje este corrupto; para subsanar esto, se debera retransmitir slo la

trama corrupta y no todo el mensaje.



Como se puede observar la importancia de esta capa radica en la capacidad de

establecer, mantener y controlar el enlace, es decir, la conexin que se establece entre

dos mquinas que van a compartir informacin, adems de que asegura la correcta

transmisin del mensaje y reanuda la transmisin del mismo, no desde el principio, sino

desde el punto en donde se origin la falla. Esta capa hace que se establezca una

conexin entre ambas mquinas, esto es similar a abrir un circuito virtual entre ellas a fin

de establecer la comunicacin. Un circuito virtual, es aquel que se establece entre dos

mquinas, se le llama virtual porque no es indispensable que sea fsico (que exista un

cable de por medio, por ejemplo).

En muchos casos, esta capa puede ser prescindida, ya que como se observ, las

funciones de esta capa son llevadas a cabo por otras capas inferiores, por ejemplo, la

capa de Enlace de Datos, de Red o de Transporte. No as sucede con la capa de

presentacin, vemosla a continuacin.

2.1.6. Capa de presentacin

La capa de presentacin es la sexta capa del modelo de referencia OSI y se ocupa de la

sintaxis (formato) y la semntica (significado) de la informacin intercambiada entre dos

sistemas. Se enfrenta al hecho de que diferentes sistemas utilizan mtodos de

codificacin distintos, adems de que comprime y descomprime los datos para un mejor

rendimiento. Cifra y descifra los datos por razones de seguridad (Forouzan, 2003, pg.

102 y 103). Un mtodo de codificacin es por ejemplo, para los caracteres, (alfabeto o

nmeros) la manera electrnica de representarlo, la compresin de datos es reducir el

volumen de un archivo, es muy parecido a los algoritmos usados en zip o rar. Cifrar y

descifrar datos significa encriptarlos y desencriptarlos, respectivamente, esto utilizando,

por ejemplo, algoritmos tales como AES.

AES es un algoritmo de encripcin de datos, es decir, es un algoritmo que se usa para

tener comunicaciones seguras, por ejemplo, se puede enviar un correo electrnico con

esta encripcin y slo la persona que conozca el password podr ver el correo, de otra

forma, nadie ms lo podr ver.

La capa de presentacin tiene como funcin bsica hacer que entre dos sistemas

diferentes se entiendan o sean compatibles, esto dado que si ambos sistemas tienen

arquitecturas diferentes, entonces muy seguramente tendrn mtodos de codificacin y

de sintaxis diferentes. Por ejemplo, se puede mencionar el caso de un archivo de texto,

que comnmente se puede visualizar en el bloc de notas en sistemas Windows. Si este

archivo va de un sistema Windows a uno Linux, se debe preparar o hacer compatible este

archivo para que sea visto en la mquina destino, por no usar la misma codificacin, por



decir algo utilizan ASCII y Unicode, respectivamente, entonces esta capa nos ayuda a

transformar de ASCII a Unicode o viceversa.

Los cdigos ASCII y Unicode son estndares creados para que cualquier texto sea

codificado para su uso informtico. Es de aclarar en este punto que Unicode es ms

usado actualmente en la informtica. ASCII es comnmente usado por sistemas

anteriores al ao 2000, Unicode aparece, porque integra caracteres de idiomas tales

como el chino o el japons, que son incompatibles con ASCII. A continuacin se revisar

la ltima capa del modelo OSI, en esta, la presentacin de los datos ya tiene un formato

que puede ser visualizado por una Aplicacin

2.1.7. Capa de Aplicacin

La capa de aplicacin es la sptima capa del modelo de referencia OSI y permite que el

usuario, persona o software, tenga acceso a la red, esto lo veremos ejemplificado en el

tema 2.2.4 Capa de Aplicacin del modelo de referencia TCP/IP. Define aplicaciones

comunes que pueden implementarse para simplificar el trabajo (Forouzan, 2003). Esta

capa contiene varios protocolos que los usuarios usan con frecuencia (Tanenbaum,

2003). Estos protocolos pueden ser http (para visualizar pginas de internet), ftp (para

transferencia de datos), etc. En s todos los protocolos tienen una funcionalidad que las

hace atractivas a las usuarios, de estas funcionalidades se habl a grandes rasgos en la

Unidad 1, tema 1.1.3 reas de aplicacin de las redes, y se hablar a detalle de estos

tambin en el tema 2.2.4 Capa de Aplicacin del modelo de referencia TCP/IP.

Se puede concluir que dependiendo de la capa se habla de una unidad mnima de

informacin o PDU: as pues, por ejemplo, en la capa de transporte, se manejan

mensajes, la capa de red paquetes, la capa de enlace de datos tramas y la capa fsica

bits. Tambin se revis lo correspondiente a las funciones de cada capa de abajo hacia

arriba, es decir de la capa fsica a la capa de Aplicacin, esto es visto desde la

perspectiva de receptor, pero que pasa del otro lado (emisor), recordando que estas

capas desarrollan las mismas funciones tanto para un receptor como para un emisor.

Si se observa el modelo de arriba hacia abajo y se consideran cada una de las funciones

que desarrolla cada capa, el resultado es que la capa de aplicacin intenta comunicarse

con la otra computadora mediante el uso de un protocolo, por ejemplo http, la capa de

presentacin se encarga de definir la correcta sintaxis a usar al enviar el mensaje, la capa

de sesin se encarga de establecer la sesin o la conexin o el enlace entre las

computadoras que se van a comunicar, la capa de transporte se encargar de partir el

mensaje completo en paquetes, a fin de que pueda ser ledo por la siguiente capa,

adems esta capa se encargar de verificar que el mensaje llegue ntegro a su destino, la

capa de red se encargar de llevar cada paquete al destino final, esto lo hace a travs de



rutas que l conoce para hacer los envos, la capa de enlace de datos se encarga de

partir los paquetes en otras unidades llamadas bloques o tramas, y estas las enva a

travs de la red, pero esta capa slo es responsable de enviarla a la siguiente mquina,

es decir, al nodo contiguo, adems de que en este envo se responsabiliza la capa de

enlace de datos por que los datos no lleguen corruptos, la siguiente capa y la ltima se

encargan de enviar las tramas a travs de la red en forma de bits. Si se analiza esta

explicacin, se podr observar que al parecer las capas adems de comunicarse con su

inmediato superior o inferior, se comunican con su igual del otro lado de la capa.

Los sistemas A y B, pueden ser trasmisor o receptor, y depender del rol que se tenga en

un momento dado, por ejemplo si A desea transmitir ser transmisor y B ser receptor, o

viceversa. Si A es el transmisor, por ejemplo, A iniciar desde la capa 7 de Aplicacin y

terminar en capa fsica, y B recibir los datos a partir de la capa fsica hasta la capa de

Aplicacin.

Modelo OSI (Redesudl, s/f).

En la figura anterior se observa la forma en que las capas se comunican entre s, y como

se dijo anteriormente no slo lo hacen de manera vertical, sino horizontal, la manera

vertical ya la hemos revisado en esta unidad, depender de si se trata de transmisor (de

arriba hacia abajo, o de la capa de Aplicacin hasta la capa fsica) o de si es receptor (que

ser de manera contraria a transmisor, de abajo hacia arriba, desde la capa fsica hasta la

capa de aplicacin). La comunicacin horizontal es aquella que se da entre capas de igual



a igual entre host A y B o receptor y emisor, por ejemplo la capa de Aplicacin del host A,

se comunica con la capa de Aplicacin del host B, as mismo lo har la capa de

Presentacin del host A con la del host B y as sucesivamente todas las capas. Un

ejemplo claro de esta comunicacin horizontal se ve claramente en la capa de sesin, el

host A pide abrir una sesin de comunicacin con el host B y mientras dure la

comunicacin ese canal estar abierto, una vez terminado se cierra.

En los niveles del 4 al 7 (capas de transporte, sesin, presentacin y aplicacin) esta

comunicacin entre las capas es ms directa, en las capas del uno a la tres (capas fsica,

de enlace de datos y de Red), no lo es tan directa y esto es porque antes debe

comunicarse con su homloga del otro lado, hablando de dispositivos de red (o como lo

se vio en la Unidad 1, hardware intermedio), por ejemplo un equipo de capa red, el router,

se dice que es de capa 3 porque trabaja en esta capa, pero adems de poder trabajar en

esta capa, tambin lo hace en capa 2 y capa 1. En el caso de un switch, que es un

dispositivo de capa 2, este puede trabajar slo con capa 2 y capa 1, y en el caso del

repetidor o hub, al ser un dispositivo de capa 1 slo trabaja en esta capa. En el caso de

un router, al encaminar un paquete, lo puede enviar a una tarjeta de red o a un switch, los

cuales trabajan en capa 2, ya que usan direccionamiento MAC, y cmo enva el paquete

a estos dispositivos? Lo hace a travs de la capa 1, o sea el cableado.

Concluyendo con el tema acerca del Modelo OSI, es importante mencionar que este

modelo tiene gran relevancia en el mbito del desarrollo de software debido a que es un

modelo estndar, con el cual se puede explicar el modelo de referencia TCP/IP, como el

modelo OSI lo explica ms a detalle que el modelo TCP/IP nos permite tener una visin

ms general de un modelo de referencia de redes, con el cual se pueden tener menos

dudas a la hora de hacer o entender cmo funciona un desarrollo informtico dentro de

las redes.

El Modelo de referencia TCP/IP, que estudiaremos a continuacin, tiene muchas

similitudes, as como diferencias con el Modelo OSI, es importante mencionar que el

TCP/IP naci antes que el modelo OSI, TCP/IP naci por la necesidad de interconectar

redes heterogneas, y OSI naci por la necesidad de definir modelos de interconexin de

diferentes fabricantes, por ello su trmino de abierto. OSI es capaz de describir cmo

funciona el modelo de referencia TCP/IP, y no as TCP/IP respecto a OSI.

Actividad 1. Identificacin de las capas del Modelo OSI

Para realizar la actividad es necesario que realices una investigacin en tu centro de

trabajo, en una red que utilices para comunicarte con tus compaeros o familiares (si es

el caso de contar con familiares lejanos), o va internet sobre un caso en el cual puedas

identificar el modelo OSI en un sistema de comunicacin basado en una red de cmputo.

Puedes tambin tomar como referencia la Evidencia de aprendizaje de la Unidad 1. Una



vez investigado el caso o recuperado la evidencia de aprendizaje de la Unidad 1, realiza

los siguientes pasos:

1. Identifica en el caso seleccionado, los dispositivos de cada una de las capas que

conforman el modelo OSI.

2. Identifica cmo se observa el uso de los protocolos en cada una de las capas.

3. Redacta en un archivo de texto en forma detallada el caso y a continuacin,

4. Integra en un cuadro comparativo o en un esquema (organiza la informacin

como lo consideres adecuado) el contenido donde expongas el elemento de la

red de comunicacin que conforma el caso seleccionado que se relaciona con

cada una las capas de OSI: fsica, enlace, red, transporte, sesin, presentacin,

aplicacin. Si hay algn dispositivo que no identifiques en la red de comunicacin

del caso seleccionado, o hay algn elemento en tu caso seleccionado en el cual

no identifiques algn dispositivo correspondiente a algunas de las capas,

mencinalo en otra seccin de tu cuadro comparativo o esquema. Adems integra

cmo crees que funcionara el protocolo HTTP dentro de este modelo de

referencia.

5. Guarda tu actividad con la nomenclatura DFDR_U2_A1_XXYZ. Sustituye las XX

por las dos primeras letras de tu primer nombre, la Y por tu primer apellido y la Z

por tu segundo apellido.

6. Sube tu archivo a la base de datos.

7. Posteriormente, comenta el cuadro comparativo o esquema de al menos, dos de

tus compaeros(as), respecto a cada una de las capas de OSI que identificaron

en los casos seleccionados, as como los dispositivos y protocolos que

ejemplificaron. Realiza tus comentarios con respeto y de forma constructiva.

Integra en tu participacin tus reflexiones en torno a qu funcin tiene cada una

de las capas de OSI? y la importancia de este modelo en un sistema de

comunicacin.

* Consulta el documento Criterios de evaluacin de actividades U2, para ver la

rbrica de la actividad y conocer los parmetros de evaluacin.



2.2. Modelo de Referencia TCP/IP

En la actualidad existen muchas redes interconectadas, todas ellas pueden ser privadas o

pblicas. Por privadas, se cuentan por ejemplo las redes empresariales, o la red de

nuestro hogar, la red pblica ms importante en la actualidad es Internet por su alcance y

demanda. Originalmente Internet fue un conjunto de redes interconectadas de

investigacin diseada para conectar redes heterogneas, por redes heterogneas

entindase una red con diferentes tipos de computadoras y con diferentes sistemas

operativos.

Como se revis en la Unidad 1, la red llamada ARPANET fue el embrin de lo que hoy es

Internet, este proyecto fue auspiciado por la DARPA (Defense Advanced Research

Projects Agency).con el tiempo esta red conect a cientos de universidades e

instituciones gubernamentales, esto mediante lneas telefnicas, ms tarde, cuando se

agregaron satlites y ondas de radio, los protocolos existentes tenan problemas para

funcionar, lo que orill a concebir un nuevo modelo de referencia, de hecho la meta desde

que se inici la ARPANET, era esa, conectar diferentes dispositivos en la misma red y que

se comunicaran. Esta arquitectura se llama Modelo de referencia TCP/IP (Tanenbaum,

2003). Un modelo de referencia permite analizar la comunicacin en red entre dos

dispositivos mediante los conceptos de capas, el nmero de capas, depender del modelo

de referencia usado, en el caso del modelo OSI, son 7 capas, como vimos anteriormente,

en el caso de TCP/IP son 4 capas.

Es muy importante sealar, que este modelo de referencia se usa en todas las redes,

como pasa en el modelo OSI, pero a diferencia que este modelo no lo hace slo a nivel

terico, sino prctico. Con TCP/IP, los protocolos llegaron primero y el modelo fue en

realidad una descripcin de los protocolos ya existentes. El problema con este modelo es

que slo ayuda a describir redes que son TCP/IP, al contrario con OSI, que OSI ayuda a

entender tambin al modelo de referencia de TCP/IP (Tanenbaum, 2003, pg. 45). Se

explicarn.

En los temas que conforman esta unidad se explicar lo correspondiente a cada una de

las capas que conforman este modelo TCP/IP.

Antes de continuar con el estudio de este modelo, realiza la siguiente actividad.

Actividad 2. Importancia de OSI y TCP/IP en el desarrollo de software

El propsito de esta actividad es que compartas en el foro algunas ideas y conocimientos

que investigues sobre el modelo de referencia TCP/IP, su relacin con el modelo OSI y

su importancia en relacin con tu formacin como Desarrollador de software. Para ello,



realiza los siguientes pasos:

1. Investiga cul es la relacin entre el modelo OSI y TCP/IP y cmo funciona el

modelo TCP/IP.

2. Reflexiona en dnde radica la importancia de conocer el modelo TCP/IP para un

desarrollador de software.

Ingresa al foro y desarrolla el siguiente planteamiento, argumenta tu respuesta con base

en los conocimientos adquiridos en el Tema 1.1 y en la investigacin realizada sobre el

modelo TCP/IP.

Cmo apoya el conocimiento de los modelos OSI y TCP/IP en tu formacin como

desarrollador de software y cul es la importancia de este modelo en la actualidad?

3. Reflexiona en torno de las aportaciones de tus compaeros. Contribuye con

algn comentario a la participacin de por lo menos dos de ellos.

4. Con base en las aportaciones de tus compaeros(as), elabora tus conclusiones y

sube una segunda participacin en el foro.2.

* No olvides revisar el archivo Criterios de evaluacin de actividades de la Unidad 2 para

enriquecer tu participacin.

2.2.1. Capa de acceso a la red

La capa de acceso a la red es la primera del modelo de referencia TCP/IP y ella define la

interfaz fsica entre el dispositivo de transmisin de datos (por ejemplo la computadora) y

el medio de transmisin (Stallings, 2004, pg. 40)

La capa de acceso a la red del modelo de referencia TCP/IP es equivalente a la capa

fsica y de enlace de datos del modelo de referencia OSI. La primera (capa fsica) como

sabemos es la encargada de la transmisin del flujo de bits. La segunda (capa de enlace

de datos) se refiere al uso de tramas de bits y al uso de direccionamiento MAC.

En esta capa trabajan los switches y los hub o repetidores, aunque es necesario aclarar

que la funcionalidad de estos equipos en cuanto a capa de funcionalidad nunca se hace

en referencia a este modelo de referencia, sino en referencia al modelo de referencia OSI.



Algunos textos separan esta capa en dos, capas: fsica y capa de acceso, tal y como

sucede en el modelo OSI, esto hara que en vez de cuatro capas, sean cinco; sin

embargo, nos apegaremos al modelo usado en el RFC 1122 de la IETF la cual es una

organizacin conocida internacionalmente por ser la entidad que regula los estndares de

internet conocidos como RFC (Request for comments) (Internet Engineering Force, 1989,

pg. 10).

Podemos concluir que esta capa tiene las funcionalidades de las capas 1 y 2 del modelo

de referencia OSI, por lo cual es la encargada de transmitir tramas o frames a travs del

medio de transmisin y lo hace mediante el uso de direccionamiento fsico o de MAC. La

siguiente capa, usar el direccionamiento lgico o de IP (Internet Protocol). Es importante

mencionar que todas estas capas, de este modelo de referencia, as como del modelo de

referencia visto anteriormente OSI, se utilizan en todas las redes. Veamos ahora la capa

siguiente.

2.2.2. Capa de Internet

La capa de internet es la segunda capa del modelo de referencia TCP/IP. El trabajo de la

capa de Internet es hacer que los paquetes (dos o ms tramas) viajen en una red o a

redes diferentes. La capa de Internet define un formato y protocolo oficial llamado IP

(Protocolo de Internet). En esta capa a los paquetes se les llama paquetes IP, y, la tarea

de esta capa es evitar la congestin de estos paquetes en el medio y enviar hasta el

destino final el paquete IP, para ello enruta estos paquetes hacia una red determinada

(Tanenbaum, 2003). El dispositivo que funciona en esta capa es el ruteador.

IP es un servicio de interconexin de red no orientado a la conexin, esto significa que no

garantiza la llegada de paquetes a su destino, los paquetes en el destino pueden llegar

daados, duplicados o simplemente no llegar (Force, 1989).

Como se puede observar esta capa tiene muchas similitudes con la capa de red del

modelo OSI, de hecho esa capa es su similar en el otro modelo. No hay gran diferencia

entre la capa de red del modelo OSI y la capa de Internet de este modelo, slo es el

nombre al que se refieren a la unidad mnima de informacin en OSI se llama paquete, y

en este modelo se le denomina paquete IP.

Es importante sealar, que cuando se habla de un ruteador se dice que trabaja en

capa 3 y esto se dice en alusin al modelo de referencia de OSI y no de TCP/IP, se

hace la aclaracin, por que es muy comn escuchar este tipo de referencias en el

entorno laboral.



2.2.3. Capa de transporte

La capa de transporte es la tercera capa del modelo de referencia TCP/IP. Esta capa

define dos protocolos TCP (Protocolo de Control de Transmisin) y UDP (Protocolo de

Datagramas de Usuario) (Tanenbaum, 2003).

TCP. Es un protocolo confiable, orientado a la conexin, que permite que un flujo

de bytes (mensaje) que se origina en una mquina llegue a su destino, sin

importar si es de esa red u otra, llegue sin errores (Tanenbaum, 2003), veremos

un ejemplo de esto en el tema 2.2.4. Capa de Aplicacin.

UDP. Este es un protocolo no confiable y por ende, no orientado a la conexin.

Este se usa mucho en aplicaciones de consulta nica en ambientes de cliente

servidor, as como en aplicaciones en donde es ms importante la entrega puntual

que la precisa, por ejemplo en aplicaciones de voz o vdeo (Tanenbaum, 2003,).

Relacin IP con TCP y UDP (Tanenbaum, 2003, pg. 43).

Como se puede observar en la figura anterior, en las redes LAN, MAN, WAN y PAN el

protocolo IP hace uso de los protocolos TCP y UDP, respectivamente, para la entrega de

Aplicaciones, en la capa ms alta, el uso de un protocolo u otro, depender de qu tipo de

aplicacin se requiera.

Telnet y FTP (se definirn en el tema 2.2.4 Capa de aplicacin) son aplicaciones que

dependen de que se establezca una sesin, o un servicio orientado a la conexin, ya que

estas aplicaciones se usan de manera interactiva, es decir, un usuario, puede hacer

mltiples peticiones a travs de estos servicios y esperar una respuesta, adems de

esperar si el usuario desea hacer otra peticin. Por poner un ejemplo, cuando se realiza

un FTP, (FTP, es un protocolo que se usa para la transferencia de archivos) se realizan

estos pasos:



1. Primero se establece una conexin al servidor deseado, es decir nos conectamos

a la mquina de la cual deseamos conseguir el archivo que deseamos.

2. Una vez hecha se realiza la peticin de transferencia de un archivo, es decir

buscamos el archivo que deseamos transferir a nuestro dispositivo (sea

computadora o Smartphone, por ejemplo) y lo transferimos.

3. Una vez finalizada, el sistema est listo para hacer otro envo o para terminar la

sesin, es decir, una vez que terminemos de copiar el archivo en nuestro

dispositivo podemos elegir entre transferir otro archivo o terminar la sesin.

En el caso de SMTP y DNS, los cuales se explicarn en el siguiente subtema, son

servicios que no dependen de establecer una sesin entre la mquina origen ni destino,

simplemente la mquina origen hace la peticin, el destino le contesta y ya, los ejemplos

de los servicios o protocolos de alto nivel que tenemos: SMTP y DNS, el primero se

refiere a correo electrnico, mientras que el segundo se refiere a resolucin de nombres.

Estos protocolos se revisarn en la siguiente capa, en el tema 2.2.4 Capa de Aplicacin.

2.2.4. Capa de Aplicacin

La capa de aplicacin es la cuarta y ltima del modelo de referencia TCP/IP y es

equivalente a las capas de sesin, presentacin y aplicacin del modelo OSI, esto

significa que las funcionalidades de estas capas se concentran en una sola en el modelo

TCP/IP en esta capa. (Forouzan, 2003).

En la capa de aplicacin se encuentran todos los protocolos de nivel alto, ejemplos de

estos protocolos tenemos: Telnet, FTP, SMTP, HTTP, SSH, SFTP, DNS, SMB, etc.

Veamos a grandes rasgos que hacen cada uno de ellos:

Telnet. Es un protocolo que se usa para manejar una mquina remotamente a

travs de lnea de comandos como si estuviramos enfrente de la mquina, este

protocolo, tiene deficiencias en cuanto a seguridad, ya que los comandos que se

ejecuten en una mquina remota, pueden ser fcilmente interceptados. Este

protocolo usa TCP, por ser el protocolo orientado a conexin y fiable, necesitamos

fiabilidad en el protocolo Telnet, ya que se establece una sesin con una

computadora remota, y le enviamos comandos que deben ser ejecutados en la

mquina remota y en la local (o desde donde se establece la comunicacin va

telnet) necesitamos ver lo que responde cada comando.

SSH: Es un protocolo muy parecido a Telnet con la diferencia de que SSH es un

protocolo ms seguro, es decir, que no puede ser interceptada la comunicacin de

este protocolo. Este protocolo usa TCP.



FTP. Es el protocolo para transferencias de archivo, sus siglas son File Transfer

Protocol, este al igual que Telnet tiene las mismas deficiencias en cuanto a

seguridad, por lo que se implement un nuevo protocolo llamado SFTP. Este

protocolo usa TCP.

SFTP: es el protocolo seguro para transferencias de archivos. Usa TCP.

SMTP. Es un protocolo que se usa para la transferencia simple de correo

electrnico, sus siglas son Simple Mail Transfer Protocol. Por simple se debe

entender que no garantiza quien enva el correo, gracias a esta falla es que el

SPAM se ha vuelto un problema actualmente, el SPAM (correo basura, es el que

comnmente se va a correo no deseado. Este protocolo usa UDP, pues no

necesita ser orientado a conexin, slo enva el correo.

HTTP. Protocolo de Transferencia de HyperTexto. Sus siglas son HyperText

Transfer Protocol, este se usa para transferencias de pginas web, o dicho de otra

forma, es el protocolo que nos permite ver pginas web en nuestro navegador, la

implementacin segura de este protocolo es HTTPS. Este protocolo usa TCP.

DNS. Es un protocolo de resolucin de nombres, sus sigla en espaol es Sistema

de nombres de Dominio. Este se encarga de resolver los nombres que usamos en

Internet, ya que para ella no hay nombres slo direcciones IP. El tema de

direcciones IP lo veremos en la siguiente Unidad. Este protocolo usa UDP, pues

no requiere de confirmacin de que se ha recibido la resolucin de nombres, que

llevara ms tiempo.

SMB. Es el protocolo que se usa para el servicio de carpetas compartidas en

Windows, hace tiempo este protocolo slo era exclusivo para plataformas basadas

en Windows, ahora tambin puede ser implementado en sistemas UNIX, Linux y

iOS. Este protocolo usa TCP.

Todos estos protocolos usan la arquitectura Cliente- Servidor que se observa en la

siguiente imagen. Un cliente es un programa que solicita un servicio de otra mquina,

llamado servidor, este siempre est disponible. En otras palabras, un cliente es capaz de

ejecutar alguna aplicacin en un servidor y el servidor enva los resultados al cliente. Otra

manera de explicar esto es: un cliente es el demandante y el servidor es el proveedor.



Figura 5. Ejemplo de Modelo Cliente Servidor (Forouzan, Behrouz A. 2003, pg 111).

Como pudiste observar este modelo tiene muchas similitudes al Modelo OSI, an no se

utiliza la misma cantidad de capas en un modelo y otro, pero ambos definen la forma en

que deben comunicarse entre sistemas, ambos usan la misma unidad de Informacin. La

diferencia entre un modelo y otro es que OSI, es meramente terico y se usa como gua

para la construccin de redes o sistemas de comunicaciones de diferentes fabricantes,

por ello OSI especifica sistemas abiertos, haciendo alusin a que interconectar a

diversos fabricantes, el trmino abierto significa eso, conectar a diversos fabricantes, y

TCP/IP fue construido mediante la experiencia y mediante estructuras de red ya creadas,

y fue con TCP/IP con el que dieron respuesta a la manera de interconectar redes

heterogneas.

Autoevaluacin

El propsito de esta actividad es realizar un anlisis del avance que has tenido para

detectar las reas de oportunidad respecto al estudio de la segunda unidad.

Para realizar la Autoevaluacin, ingresa al listado de actividades en el aula.

Evidencia de aprendizaje. Anlisis de los Modelos de referencia OSI y

TCP/IP

El propsito de la actividad es analizar los modelos OSI y TCP/IP respecto a sus

caractersticas, protocolos y dispositivos que intervienen en cada uno de ellos con base

en un caso planteado.



Para realizar la actividad es necesario que retomes el caso de la actividad 1 e integres en

tu esquema o cuadro comparativo un apartado donde expliques las semejanzas y

diferencias entre los dos modelos: OSI y TCP/IP para ello realiza los siguientes pasos:

1. Identifica en el elemento de la red que relacionaste con las capas del modelo

OSI correspondiente, cmo se observa lo correspondiente al modelo TCP/IP.

2. Explica dnde se identifican los dispositivos y su uso as como los protocolos que

funcionan en cada una de sus capas: de acceso a la red, de internet, de

transporte y de aplicacin.

3. En un cuadro comparativo o en un esquema (organiza la informacin como lo

consideres adecuado) integra las semejanzas y diferencias entre cada uno de los

modelos con base en los elementos del caso seleccionado.

4. Integra las ventajas y desventajas de usar los protocolos TCP y UDP,

aplicndolos a un ejemplo.

5. Redacta tus conclusiones respecto a la importancia del conocimiento de ambos

modelos para el desarrollador de software en la actualidad e intgralas en un

prrafo al final de tu cuadro comparativo o esquema.

6. Guarda tu actividad con la nomenclatura DFDR_U2_EA_XXYZ. Sustituye las XX

por las dos primeras letras de tu primer nombre, la Y por tu primer apellido y la Z

por tu segundo apellido.

7. Enva tu archivo a la herramienta tareas para revisin de tu Facilitador (a)

*Consulta el documento Criterios de evaluacin de actividades U2, para ver la rbrica de

la actividad y conocer los parmetros de evaluacin.

Cierre de la unidad

En esta Unidad revisaste los Modelos de referencia OSI y TCP/IP, observaste las

diferencias y las similitudes entre uno y otro y lo que representa un protocolo en el

contexto de los modelos OSI y TCP/IP. Has observado que hay infinidad de protocolos y

que aunque se utilicen de manera inconsciente ellos estn all y siempre los hemos

utilizado en el contexto de las redes, desde que comenzamos a navegar por internet, o



cuando utilizamos la impresora en nuestros centros de trabajo, en la escuela, al

comunicarnos con nuestros compaeros o Facilitador (a).

Es posible comprender la importancia de conocer las caractersticas, elementos

principales y funcionamiento de estos modelos de referencia, pues de ellos depende que

una aplicacin que se construya, haciendo uso de alguno de los protocolos mencionados

o cualquier otro, funcione de manera adecuada y se consiga el objetivo.

Quizs no construyas realmente una aplicacin de capa 1, 2 3, hablando en cuanto a

capas del modelo de referencia OSI, pero lo que s es seguro, es que utilizars protocolos

TCP o UDP, para construir aplicaciones de software, dependiendo de las necesidades y

requerimientos en el campo laboral y profesional.

Para la siguiente Unidad veremos direccionamiento IP, ello por la importancia que tiene

para el curso de fundamentos de redes, y porque es muy importante conocer ms acerca

de este direccionamiento lgico del que hemos venido hablando, con ello se cierra la

asignatura.

Para saber ms

Si te interesa saber ms acerca del Modelo de referencia ISO-OSI es

recomendable que revises el libro de Forouzan, Behrouz A, Introduccin a la

ciencia de la computacin: de la manipulacin de datos a la teora de la

computacin. (L. Peralta, Trad.) Mxico: International Thompson Editores. Puedes

consultar este documento en la seccin Material de apoyo.

Si estas interesado en conocer ms acerca del Modelo de referencia TCP/IP

revisa el documento en lnea Engineering Task Force (Octubre de 1989). RFC

1122 - Requirements for Internet Hosts. Que se encuentra en la siguiente

direccin: http://tools.ietf.org/html/rfc1122

Si deseas saber ms sobre ambos modelos OSI y TCP/IP, puedes consultar la

obra de William Stalings, Comunicacin y redes de computadores en la seccin

Material de apoyo.

Fuentes de consulta

Forouzan, Behrouz A. (2003). Introduccin a la ciencia de la computacin: de la

manipulacin de datos a la teora de la computacin. (L. Peralta, Trad.) Mxico:

International Thompson Editores.



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Fuentes de imagen



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Documents

Unidad 2. Modelos de Comunicación (1)