Protocolos
de comunicación.
Toda
comunicación, ya sea cara a cara o por una red, está regida por reglas
predeterminadas denominadas protocolos. Estos protocolos son específicos de las
características de la conversación. En nuestras comunicaciones personales
cotidianas, las reglas que utilizamos para comunicarnos a través de un medio,
como el teléfono, no necesariamente son las mismas que los protocolos que se
usan en otro medio, como escribir una carta.
Piense
cuántas reglas o protocolos diferentes rigen los distintos métodos de
comunicación que existen actualmente en el mundo. La comunicación exitosa entre
los hosts de una red requiere la interacción de gran cantidad de protocolos
diferentes. Un grupo de protocolos interrelacionados que son necesarios para
realizar una función de comunicación se denomina suite de protocolos. Estos
protocolos se implementan en el software y hardware que está cargado en cada
host y dispositivo de red.
Una
de las mejores maneras de visualizar de qué manera todos los protocolos
interactúan en un host en particular es verlo como un stack. Una stack de
protocolos muestra cómo los protocolos individuales de una suite se implementan
en el host. Los protocolos se muestran como una jerarquía en capas, donde cada
servicio de nivel superior depende de la funcionalidad definida por los
protocolos que se muestran en los niveles inferiores. Las capas inferiores del
stack competen a los movimientos de datos por la red y a la provisión de
servicios a las capas superiores, concentrados en el contenido del mensaje que
se está enviando y en la interfaz del usuario.
Existen
diversos protocolos, estándares y modelos que determinan el funcionamiento
general de las redes. Destacan el modelo OSI y el TCP/IP. Cada modelo
estructura el funcionamiento de una red de manera distinta. El modelo OSI
cuenta con siete capas muy definidas y con funciones diferenciadas y el TCP/IP
con cuatro capas diferenciadas pero que combinan las funciones existentes en
las siete capas del modelo OSI. Los
protocolos están repartidos por las diferentes capas pero no están definidos
como parte del modelo en sí sino como entidades diferentes de normativas
internacionales, de modo que el modelo OSI no puede ser considerado una
arquitectura de red.
Modelo
de referencia OSI.
Fue
desarrollado en 1980 por la Organización Internacional de Estándares (ISO), 1
una federación global de organizaciones que representa aproximadamente a 130
países. 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.
Siguiendo
el esquema de este modelo se crearon numerosos protocolos. El advenimiento de
protocolos más flexibles donde las capas no están tan desmarcadas y la
correspondencia con los niveles no era tan clara puso a este esquema en un
segundo plano. Sin embargo es muy usado en la enseñanza como una manera de
mostrar cómo puede estructurarse una "pila" de protocolos de
comunicaciones.
El
modelo especifica el protocolo que debe ser usado en cada capa, y suele
hablarse de modelo de referencia ya que es usado como una gran herramienta para
la enseñanza de comunicación de redes.
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.
Este
modelo está dividido en siete capas:
Las
capas del modelo OSI
1ra: Capa física
Se
ocupa de las propiedades físicas que utilizaran los equipos de comunicaciones
(niveles de tensiones, frecuencias de radio, codificación de las señales, dimensiones
de los conectores, etc.
2da: Capa de Enlace:
Se
ocupa de organizar los datos, tanto de información, como de control, para que
las señales eléctricas puedan viajar de un equipo a otro de una red de forma
fiable. Esto incluye 2 funciones principales: Facilitar los mecanismos para que
las señales eléctricas lleguen inequívocamente al destinatario y permitir
interconectar distintas redes entre sí.
3ra: Capa de Red:
Organiza
las cosas para que distintas comunicaciones puedan hacer uso de una infraestructura
común, una red. Por ejemplo, aquí están definidos como se identifican los
terminales o como se enrutan los datos. En los protocolos de comunicaciones
donde no se hace uso de una red no será necesario definir esta capa.
4ta: Capa de Transporte:
Define
los mecanismos para poder intercambiar datos entre los sistemas finales. Esta
capa define los mecanismos para poder establecer, mantener y dar por terminada
una comunicación entre dos equipos distantes interconectado por una red. Por
ejemplo es responsable de asegurar que los datos enviándose corresponden con
los recibidos.
5ta: Capa de Sesión:
Se
ocupa de agrupar los datos relacionados con una misma función. Esta capa
organiza y sincroniza el intercambio de datos entre aplicaciones. Dicho de otra
forma, controla el flujo de información.
6ta: Capa de Presentación:
Define
el formato de los datos. Esta capa convierte los datos particulares (Formato de
archivos, de caracteres ASCII, EBCDIC, etc). En un formato común que es
independiente del tipo de ordenador extremo se realizara la conversión inversa
antes de entregar al ordenador o aplicación de destino.
7ma: Capa de Aplicación:
Define
como interactúan los datos con las aplicaciones específicas (Correo
electrónico, navegador, etc).
El intercambio de información entre dos capas OSI
consiste en que cada capa en el sistema fuente le agrega información de control
a los datos, y cada capa en el sistema de destino analiza y quita la información
de control de los datos.
Unidades de datos
Unidades de datos
El
intercambio de información entre dos capas OSI consiste en que cada capa en el
sistema fuente le agrega información de control a los datos, y cada capa en el
sistema de destino analiza y quita la información de control de los datos como
sigue:
Si
un ordenador (A) desea enviar datos a otro (B), en primer término los datos
deben empaquetarse a través de un proceso denominado encapsulamiento, es decir,
a medida que los datos se desplazan a través de las capas del modelo OSI,
reciben encabezados, información final y otros tipos de información.
N-PDU (Unidad de datos de protocolo)
Es la información
intercambiada entre entidades pares, es decir, dos entidades pertenecientes a
la misma capa pero en dos sistemas diferentes, utilizando una conexión (N-1).
Está compuesta por:
N-SDU
(Unidad de datos del servicio)
Son los datos que necesitan
la entidades (N) para realizar funciones del servicio pedido por la entidad
(N+1).
N-PCI
(Información de control del protocolo)
Información intercambiada
entre entidades (N) utilizando una conexión (N-1) para coordinar su operación
conjunta.
N-IDU (Unidad de datos de interface)
Es la información
transferida entre dos niveles adyacentes, es decir, dos capas contiguas.
Está compuesta por:
N-ICI
(Información de control del interface)
Información intercambiada entre
una entidad (N+1) y una entidad (N) para coordinar su operación conjunta.
Datos de Interface-(N)
Información transferida
entre una entidad-(N+1) y una entidad-(N) y que normalmente coincide con la
(N+1)-PDU.
Transmisión de los datos.
La
capa de aplicación recibe el mensaje del usuario y le añade una cabecera
constituyendo así la PDU de la capa de aplicación. La PDU se transfiere a la
capa de aplicación del nodo destino, este elimina la cabecera y entrega el
mensaje al usuario.
Para
ello ha sido necesario todo este proceso:
- Ahora hay que
entregar la PDU a la capa de presentación para ello hay que añadirle la
correspondiente cabecera ICI y transformarla así en una IDU, la cual se
transmite a dicha capa.
- La capa de
presentación recibe la IDU, le quita la cabecera y extrae la información,
es decir, la SDU, a esta le añade su propia cabecera (PCI) constituyendo
así la PDU de la capa de presentación.
- Esta PDU es
transferida a su vez a la capa de sesión mediante el mismo proceso, repitiéndose
así para todas las capas.
- Al llegar al nivel
físico
se envían los datos que son recibidos por la capa física del receptor.
- Cada capa del
receptor se ocupa de extraer la cabecera, que anteriormente había añadido
su capa homóloga, interpretarla y entregar la PDU a la capa superior.
- Finalmente
llegará a la capa de aplicación la cual entregará el mensaje al usuario.
Transferencia de información en el modelo OSI.
Formato de los datos
Otros
datos reciben una serie de nombres y formatos específicos en función de la capa
en la que se encuentren, debido a como se describió anteriormente la adhesión
de una serie de encabezados e información final. Los formatos de información
son los que muestra el gráfico:
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