Los sistemas de comunicación utilizan formatos bien definidos (protocolo) para intercambiar mensajes.
Cada mensaje tiene un significado exacto destinado a obtener una respuesta de un rango de posibles respuestas predeterminadas para esa situación en particular. Normalmente, el comportamiento especificado es independiente de cómo se va a implementar.
Los protocolos de comunicación tienen que estar acordados por las partes involucradas. Para llegar a dicho acuerdo, un protocolo puede ser desarrollado dentro de estándar técnico.
En cuanto a las comunicaciones a nivel de ordenadores podemos ver que existen 2 estándares principales, en concreto son el OSI y el TCP/IP los cuales tienen una relación entre ellos que podemos apreciar de la siguiente forma:
El modelo OSI fue desarrollado por la Organización Internacional de Estandarización (ISO). La estructura es similar a la del modelo TCP/IP, pero distribuida en siete capas en lugar de solo cuatro. Aunque el modelo del TCP/IP había demostrado su idoneidad en la práctica, las grandes empresas informáticas consideraron la posibilidad de utilizar el modelo OSI para sus propios protocolos de transmisión. Desde 1988, incluso el gobierno de los Estados Unidos, incluido el Departamento de Defensa (DoD), ha apoyado el nuevo modelo. Así, el modelo OSI finalmente prevaleció. Sin embargo, el modelo del TCP/IP se sigue utilizando a menudo para describir los procesos de comunicación en Internet. Para ello es necesario combinar algunas capas del modelo OSI
¿Qué es el modelo OSI?
Es un estándar desarrollado en 1980 por la Organización Internacional de Normalización (ISO). El núcleo de este estándar es el modelo de referencia OSI, una normativa formada por siete capas que define las diferentes fases por las que deben pasar los datos para viajar de un dispositivo a otro sobre una red de comunicaciones.
El modelo especifica el protocolo que debe usarse en cada capa, debe recordarse siempre que es un modelo, una construcción teórica se trata de una normativa estandarizada útil debido a la existencia de muchas tecnologías, fabricantes y compañías dentro del mundo de las comunicaciones, y al estar en continua expansión, se tuvo que crear un método para que todos pudieran entenderse de algún modo, incluso cuando las tecnologías no coincidieran. De este modo, no importa la localización geográfica o el lenguaje utilizado- todo el mundo debe atenerse a unas normas mínimas para poder comunicarse entre sí. Esto es sobre todo importante cuando hablamos de la red de redes, es decir, Internet.
Estas capas, cada una de ellas tienen una función específica, las cuáles se comunican entre capas superiores e inferiores.
Como personas que interactuamos con las máquinas , siguiendo este método para poder transferir a través de una red de un dispositivo a otro , los datos deberán atravesar todas las capas en orden descendente , es decir , nosotros , realmente interactuaremos con la capa de aplicación , y esta capa , se encargara de traducir y enviar los datos a la siguiente capa , así sucesivamente , por último toda esta secuencia se realizará de manera inversa en el lado del receptor , vamos a incluir un breve ejemplo de situación (flujo completo) y a continuación explicaremos cada capa su funcionalidad en más detalle.
Ejemplo de situación:
Antonio quiere enviar a su jefe Paco un correo electrónico. Antonio abre la aplicación Outlook(correo electrónico) y redacta un mensaje explicándole su nueva situación laboral , después, le da a enviar el mensaje. Su aplicación de correo (en este caso Outlook) pasa entonces su mensaje a la capa de aplicación, y esta se encarga de eligir un protocolo (en este caso SMTP) y pasa los datos a la capa de presentación. La capa de presentación comprime entonces los datos y los pasa a la capa de sesión, que será la que inicie la sesión de comunicación.
Los datos llegarán entonces a la capa de transporte del emisor (En este caso Antonio que es quién envía el mensaje) y serán allí segmentados. Después, esos segmentos serán rotos en trozos más pequeños, paquetes, en la capa de red y en trozos aún más pequeños, tramas, en la capa de enlace de datos. Entonces la capa de enlace de datos enviará las tramas a la capa física para que puedan ser convertidas por esta en una secuencia de bits formada por unos y ceros que viaje a través de un medio físico, por ejemplo, un cable.
Cuando el ordenador de Paco reciba la secuencia de bits a través de un medio físico (por ejemplo, su wifi o cable de red), los datos viajarán a través de la misma serie de capas, solo que ahora en su dispositivo y en orden inverso. Primero, la capa física convertirá la secuencia de bits en tramas que pasarán a la capa de enlace de datos. Segundo, esta capa ensamblará las tramas para formar paquetes que pueda utilizar la capa de red. Tercero la capa de red creará segmentos a partir de tales paquetes y los enviará a la capa de transporte. Por último, la capa de transporte convertirá tales segmentos en trozos de información.
Los ahora ya datos pasarán a la capa de sesión del receptor, y esta, a su vez, los hará llegar a la capa de presentación; después pondrá fin a la sesión de comunicación. La capa de presentación eliminará entonces la compresión y pasará dos datos brutos a la capa de aplicación. Por último, la capa de aplicación suministrará datos legibles por humanos al software de correo de Paco a fin de que esta persona pueda leer en la pantalla de su portátil el correo de Antonio.
A continuación, explicamos en detalle el funcionamiento de cada capa y el flujo que hemos expresado en el ejemplo de Antonio y Paco:
Vamos a ver qué pasos realiza cada capa para tener un mayor conocimiento de la secuencia, siguiendo la imagen anterior del flujo del modelo OSI para una transmisión sería lo siguiente:
Capa de aplicación:
Esta es la única capa que interactúa directamente con el emisor o receptor para la transmisión. Las aplicaciones de software, como navegadores web y clientes de correo electrónico, dependen de la capa de aplicación para iniciar comunicaciones. Sin embargo, debe quedar claro que las aplicaciones de software cliente no forman parte de la capa de aplicación; más bien, la capa de aplicación es responsable de los protocolos y la manipulación de datos de los que depende el software para presentar datos significativos al usuario. Los protocolos de la capa de aplicación incluyen HTTP, así como también SMTP (el Protocolo simple de transferencia por correo electrónico, uno de los protocolos que permiten las comunicaciones por este medio).
Capa de Presentación:
Esta es la capa encargada de traducir los datos para que puedan ser consumidos por la capa de aplicación , es decir , es responsable tanto de traducir , cifrar y comprimir los datos que le llegan tanto de la capa de aplicación como de la capa de sesión , esto lo que permite es que los dos dispositivos que intervienen en la transmisión puedan estar usando distintos métodos de codificación ya que , como comentamos, esta capa se encargará de traducirlos para que el receptor pueda visualizarlo como toca.
También, si los datos están cifrados, esta capa se encargará de añadir el cifrado en el extremo del emisor y decodificar en el otro extremo del receptor para que sean legibles.
Por último se encargará de comprimir los datos que recibe de la capa de aplicación antes de enviarlos a la capa de sesión , esto mejora la velocidad y eficiencia en la comunicación.
Capa de Sesión:
Esta capa se encarga de la apertura y cierre de la comunicación entre los dos dispositivos implicados en la trasmisión , la sesión es realmente el tiempo que transcurre entre la apertura de la comunicación y el cierre de la misma.
La capa de sesión garantiza que esta sesión permanezca abierta el tiempo necesario para transferir los datos que se están intercambiando , tras realizar la transferencia , esta sesión se cerrará instantáneamente para evitar que se desperdicien recursos.
También se encarga de la sincronización en la transferencia de los datos utilizando los llamados “puntos de control” , como ejemplo , si un archivo de 200mb se está transfiriendo , esta capa podría indicar un punto de control cada 10mb enviados , en este caso , si hubiera una desconexión tras haberse transferido 25mb por ejemplo , la sesión se podría reiniciar a partir del último punto de control , (en este caso a partir de los 20mb primeros enviados), esto permite que no tenga que reiniciarse desde 0 la transmisión.
Capa de transporte:
La cuarta capa, transporte, esta capa se encarga de establecer las comunicaciones de extremo a extremo entre los dos dispositivos , por tanto , antes de proceder a ejecutar el envío de los datos a la capa 3 , deberá tomar los datos de la capa anterior (sesión) y fragmentarlos en trozos más pequeños , a estos trozos más pequeños se les denomina “segmentos”. Todo esto , como viene siendo habitual se realizará a la inversa en la parte del receptor , por lo que si hemos dicho que en la parte del emisor “trocea” los datos y los fragmenta en segmentos para pasarlos a la capa 3 , en este caso , obtendrá los “segmentos” de la capa 3 y rearmará tales segmentos con el fin de construir los datos que serán consumidos por la capa de sesión.
Esta capa tiene también otra funcionalidad, y es la de establecer el control de flujo y control de errores de la transmisión , en cuánto al flujo , permite determinar la velocidad óptima de transmisión que garantice que el emisor , con velocidad de conexión alta no sature a un receptor cuya velocidad de conexión sea mucho más lenta.
En cuánto al control de errores , realiza un permanente control en el extremo del receptor para asegurarse de que los datos están completos y en caso de no ser así solicitará el reenvio de los mismos.
Capa de red:
Esta capa se encarga de hacer posible las transferencias de datos entre dos redes diferentes, si los dos dispositivos de la trasmisión están en la misma red , esta capa no actuará , no obstante , en caso contrario y que se realice en redes distintas , lo que hará esta capa es fragmentar en el dispositivo emisor los datos que provienen de la capa de transporte en unidades más pequeñas llamadas “paquetes” y como viene siendo habitual, estos se volverán a rearmar en la parte del dispositivo receptor.
Otra de las funcionalidades de esta capa es encontrar el mejor camino físico para que los datos lleguen a su destino , esto es mayormente conocido como “enrutar”.
Capa de enlace de datos:
Penúltima capa del modelo , capa muy similar a la anterior capa de red pero que se diferencia en que su funcionalidad es facilitar la transferencia de datos entre los dos dispositivos , pero solo aquellos que estén ubicados en la MISMA red.
La capa toma los paquetes de la capa de red y los rompe en trozos todavía más pequeños denominados “tramas” y al igual que en la capa anterior es responsable también del flujo de datos y de errores de esa comunicación dentro de la red (misma funcionalidad que la capa de transporte, pero está última solo lo realiza entre redes distintas)
Capa física:
Esta capa, como su nombre indica, incluye los dispositivos físicos que participan en la transmisión, estos son tales como tarjeta de red , etc… , se trata de una capa en la que los datos se convierten en una secuencia de bits , la capa física tanto de emisor como de receptor debe llegar a un acuerdo de señales que permita distinguir los unos de los ceros en ambos dispositivos.
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