Modelos de Referencia en Redes - TCP/IP y OSI
Introducción
Section titled “Introducción”Los modelos de referencia en redes son marcos conceptuales que describen cómo se organizan y funcionan las comunicaciones en redes de computadoras. Los dos modelos más importantes son el Modelo OSI (Open Systems Interconnection) y el Modelo TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol).
1. Modelo OSI (Open Systems Interconnection)
Section titled “1. Modelo OSI (Open Systems Interconnection)”
Historia y Propósito
Section titled “Historia y Propósito”El modelo OSI fue desarrollado por la Organización Internacional de Normalización (ISO) en 1984 como un estándar internacional para la interconexión de sistemas abiertos. Su objetivo principal es proporcionar un marco teórico que facilite la interoperabilidad entre diferentes sistemas de comunicación.
Características Principales
Section titled “Características Principales”- Modelo de referencia de 7 capas
- Cada capa tiene funciones específicas y bien definidas
- Cada capa se comunica con la capa inmediatamente superior e inferior
- Es un modelo teórico y conceptual
Las 7 Capas del Modelo OSI
Section titled “Las 7 Capas del Modelo OSI”Capa 7: Aplicación
Section titled “Capa 7: Aplicación”Función: Proporciona servicios de red directamente a las aplicaciones del usuario.
Características:
- Interfaz entre el usuario y la red
- Maneja protocolos de alto nivel
- No es la aplicación en sí, sino los servicios que utiliza
Protocolos: HTTP, HTTPS, FTP, SMTP, DNS, POP3, IMAP, Telnet
Ejemplo: Cuando abres un navegador web y visitas una página, la capa de aplicación utiliza HTTP/HTTPS.
Capa 6: Presentación
Section titled “Capa 6: Presentación”Función: Traduce, cifra y comprime los datos.
Características:
- Conversión de formatos de datos
- Cifrado y descifrado de información
- Compresión y descompresión de datos
- Garantiza que los datos sean legibles por el sistema receptor
Formatos: JPEG, GIF, PNG, MPEG, ASCII, EBCDIC
Ejemplo: Cuando envías una imagen por correo, esta capa se asegura de que el formato sea compatible con el destinatario.
Capa 5: Sesión
Section titled “Capa 5: Sesión”Función: Establece, gestiona y finaliza sesiones entre aplicaciones.
Características:
- Control de diálogo entre dispositivos
- Sincronización de datos
- Recuperación de sesiones interrumpidas
- Puntos de control para reanudar transferencias
Protocolos: NetBIOS, RPC, SQL, NFS
Ejemplo: Cuando te conectas a una videoconferencia, esta capa mantiene la sesión activa durante toda la llamada.
Capa 4: Transporte
Section titled “Capa 4: Transporte”Función: Garantiza la transferencia confiable de datos entre sistemas finales.
Características:
- Segmentación y reensamblaje de datos
- Control de flujo
- Control de errores extremo a extremo
- Multiplexación de conexiones
Protocolos:
- TCP (Transmission Control Protocol): Orientado a conexión, confiable
- UDP (User Datagram Protocol): Sin conexión, más rápido pero menos confiable
Ejemplo: TCP asegura que todos los paquetes de un archivo descargado lleguen completos y en orden.
Capa 3: Red
Section titled “Capa 3: Red”Función: Enrutamiento de paquetes desde el origen hasta el destino a través de múltiples redes.
Características:
- Direccionamiento lógico (direcciones IP)
- Determinación de rutas óptimas
- Fragmentación y reensamblaje de paquetes
- Control de congestión
Protocolos: IP, ICMP, ARP, IGMP, OSPF, BGP
Dispositivos: Routers, switches de capa 3
Ejemplo: Cuando envías un correo a otro país, los routers utilizan esta capa para determinar el mejor camino.
Capa 2: Enlace de Datos
Section titled “Capa 2: Enlace de Datos”Función: Transferencia confiable de datos a través de un enlace físico.
Características:
- Direccionamiento físico (direcciones MAC)
- Control de acceso al medio
- Detección y corrección de errores del enlace
- Organización de bits en tramas
Subdivisiones:
- LLC (Logical Link Control): Control de enlace lógico
- MAC (Media Access Control): Control de acceso al medio
Protocolos: Ethernet, Wi-Fi (802.11), PPP, HDLC
Dispositivos: Switches, bridges, puntos de acceso
Ejemplo: Tu tarjeta de red utiliza su dirección MAC para identificarse en la red local.
Capa 1: Física
Section titled “Capa 1: Física”Función: Transmisión de bits a través del medio físico.
Características:
- Define especificaciones eléctricas y mecánicas
- Tipo de señales (eléctricas, ópticas, de radio)
- Velocidad de transmisión
- Topología física
Medios: Cables de cobre, fibra óptica, ondas de radio
Dispositivos: Hubs, repetidores, cables, conectores
Ejemplo: El cable Ethernet que conecta tu computadora al router opera en esta capa.
2. Modelo TCP/IP
Section titled “2. Modelo TCP/IP”
Historia y Propósito
Section titled “Historia y Propósito”El modelo TCP/IP fue desarrollado por el Departamento de Defensa de Estados Unidos (DoD) en la década de 1970 como parte del proyecto ARPANET. Es el modelo que realmente se utiliza en Internet.
Características Principales
Section titled “Características Principales”- Modelo práctico de 4 capas (o 5 según la interpretación)
- Base de Internet y las redes modernas
- Más flexible que el modelo OSI
- Orientado a la implementación real
Las 4 Capas del Modelo TCP/IP
Section titled “Las 4 Capas del Modelo TCP/IP”Capa 4: Aplicación
Section titled “Capa 4: Aplicación”Equivalente OSI: Capas 5, 6 y 7 (Sesión, Presentación y Aplicación)
Función: Proporciona servicios de red a las aplicaciones del usuario.
Protocolos principales:
- HTTP/HTTPS: Navegación web
- FTP: Transferencia de archivos
- SMTP: Envío de correo electrónico
- POP3/IMAP: Recepción de correo
- DNS: Resolución de nombres de dominio
- SSH: Conexión remota segura
- Telnet: Conexión remota no segura
Capa 3: Transporte
Section titled “Capa 3: Transporte”Equivalente OSI: Capa 4 (Transporte)
Función: Proporciona comunicación entre aplicaciones.
Protocolos principales:
TCP (Transmission Control Protocol):
- Orientado a conexión
- Confiable y ordenado
- Control de flujo y congestión
- Usado para: HTTP, FTP, correo electrónico
UDP (User Datagram Protocol):
- Sin conexión
- Más rápido pero menos confiable
- Sin garantía de entrega
- Usado para: streaming de video, VoIP, juegos online, DNS
Capa 2: Internet (o Red)
Section titled “Capa 2: Internet (o Red)”Equivalente OSI: Capa 3 (Red)
Función: Enrutamiento de paquetes a través de diferentes redes.
Protocolos principales:
- IP (Internet Protocol): Direccionamiento y enrutamiento
- IPv4: 32 bits (ej: 192.168.1.1)
- IPv6: 128 bits (ej: 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334)
- ICMP: Mensajes de control y error (usado por ping)
- ARP: Resolución de direcciones IP a MAC
- IGMP: Gestión de grupos multicast
Capa 1: Acceso a la Red (o Enlace)
Section titled “Capa 1: Acceso a la Red (o Enlace)”Equivalente OSI: Capas 1 y 2 (Física y Enlace de Datos)
Función: Interacción con el hardware de red y el medio físico.
Tecnologías:
- Ethernet
- Wi-Fi (IEEE 802.11)
- Token Ring
- Frame Relay
- ATM
3. Comparación entre OSI y TCP/IP
Section titled “3. Comparación entre OSI y TCP/IP”| Aspecto | Modelo OSI | Modelo TCP/IP |
|---|---|---|
| Capas | 7 capas | 4 capas |
| Desarrollo | ISO (1984) | DoD (1970s) |
| Naturaleza | Teórico y conceptual | Práctico y funcional |
| Uso | Marco de referencia | Implementación real en Internet |
| Flexibilidad | Más rígido | Más flexible |
| Enfoque | Separación estricta de funciones | Funcionalidad integrada |