Arquitectura de Redes: Comprensión Profunda de los Modelos OSI y TCP/IP

Arquitectura de Redes: El Modelo de Capas

Internet se define como una red global de sistemas informáticos, conformada por un conjunto de redes locales interconectadas.

Modelo de Capas para la Comunicación

La comunicación entre múltiples sistemas informáticos es una tarea compleja. Para facilitar su implementación, esta se divide en tareas específicas que son llevadas a cabo por capas de software independientes:

1. La comunicación de varios sistemas informáticos es una tarea compleja.
2. Para facilitar la implementación se divide en tareas específicas que son llevadas a cabo por capas de software independientes.

Modelos de Referencia Fundamentales

Modelo de Referencia OSI

• El modelo OSI es teórico y se utiliza como referencia para comparar el resto de modelos de capas.
• Se divide en 7 capas, cada una de las cuales tiene una responsabilidad distinta en las comunicaciones de la red.

Modelo TCP/IP

Este modelo describe las capas funcionales utilizadas en la arquitectura de Internet:

1. Aplicación: Gestiona la información que el usuario necesita transmitir o recibir.
2. Transporte: Controla el flujo de información entre las aplicaciones que se comunican.
3. Red: Encamina la información entre las distintas redes locales que conforman Internet.
4. Enlace (Data Link): Encamina la información dentro de una red específica.
5. Física: Convierte la información en señales físicas y las transmite.

Capas y Protocolos

En cada capa, se sitúa un programa que realiza las tareas específicas de esa capa siguiendo un protocolo específico:

1. En cada capa, se sitúa un programa que realiza las tareas específicas de esa capa siguiendo un protocolo específico.
2. Los protocolos establecen las directrices para llevar a cabo las tareas específicas de una capa.

Definición y Estructura de Protocolos

Un Protocolo define:

1. El formato y la secuencia de mensajes que se deben intercambiar para cumplir las responsabilidades de una determinada capa.
2. Las acciones que se deben realizar tras el envío o recepción de dichos mensajes.

Protocolos Clave del Modelo TCP/IP

• Capa de Aplicación: HTTP.
• Capa de Transporte: TCP, UDP.
• Capa de Internet: IP.
• Capa de Interfaz de Red: Ethernet.

Unidad de Datos de Protocolos (PDU)

Cada información binaria manejada por cada una de las capas se denomina Unidad de Datos de Protocolos (PDU). Cada PDU está formada por una cabecera y una carga:

1. Cabecera: Información que la capa necesita para llevar a cabo sus tareas.
2. La Carga: Información que pertenece a las capas superiores.
3. La PDU: De cada capa recibe un nombre distinto (la PDU de Transporte se llama “paquete”).
4. Acceso a Red: La PDU se denomina trama.

Encapsulación de Capas

Cada una de las capas no interpreta ni usa la información manejada por las demás capas. Cada capa realiza su funcionalidad y pasa el resultado a la siguiente capa en el proceso de encapsulación.

Opciones de Entrega de Datos

Existen diferentes métodos para dirigir la información a los destinos:

• Unicast (Unidifusión): Se envía a un único receptor.
• Multicast (Multidifusión): Se envía a un grupo de receptores, siendo uno de ellos el destino posible.
• Broadcast (Difusión): Se envía a todos los receptores disponibles en el segmento de red.