Fecha: A 31 de Enero del 2014,San Nicolás de los Garza NL.

IntroducciónCuando se habla de modelos TCP y OSI se habla de protocolos de red a lo que viene siendo el objetivo del curso, un modelo de comunicación.

En informática y telecomunicación, un protocolo de comunicaciones es un conjunto de reglas y normas que permiten que dos o más entidades de un sistema de comunicación se comuniquen entre ellos para transmitir información por medio de cualquier tipo de variación de una magnitud física.

ContenidoModelo TCP/IP

es un modelo de descripción de protocolos de red desarrollado en los años 70 por Vinton Cerf y Robert E. Kahn. Fue implantado en la red ARPANET, la primera red de área amplia, desarrollada por encargo de DARPA, una agencia del Departamento de Defensa de los Estados Unidos, y predecesora de la actual red Internet. EL modelo TCP/IP se denomina a veces como Internet Model, Modelo DoD o Modelo DARPA.

El nombre TCP / IP Proviene de dos protocolos importantes de la familia, el Transmission Control Protocol (TCP) y el Internet Protocol (IP). Todos juntos llegan a ser más de 100 protocolos diferentes definidos en este conjunto.

El TCP / IP es la base del Internet que sirve para enlazar computadoras que utilizan diferentes sistemas operativos, incluyendo PC, minicomputadoras y computadoras centrales sobre redes de área local y área extensa. TCP / IP fue desarrollado y demostrado por primera vez en 1972 por el departamento de defensa de los Estados Unidos, ejecutándolo en el ARPANET una red de área extensa del departamento de defensa.

Algunos de los motivos de su popularidad son:

Independencia del fabricante Soporta múltiples tecnologías Puede funcionar en máquinas de cualquier tamaño Estándar de EEUU desde 1983

La arquitectura de un sistema en TCP/IP tiene una serie de metas:

La independencia de la tecnología usada en la conexión a bajo nivel y la arquitectura del ordenador

Conectividad Universal a través de la red Reconocimientos de extremo a extremo Protocolos estandarizados

Del conjunto de protocolos TCP/IP algunos actúan a 'bajo nivel' como por ejemplo: IP, TCP, UDP, etc. suministrando las funciones necesarias a otras aplicaciones de 'alto nivel'.

Otros protocolos realizan tareas específicas como transferencias de ficheros de correo electrónico, o sencillamente averiguar qué usuarios se encuentran conectados a un sistema determinado.

Inicialmente TCP/IP se utilizó masivamente para conectar minis con mainframes, lo que dio lugar a los servicios TCP/IP más tradicionales.

Una red TCP/IP transfiere datos mediante el ensamblaje de bloques de datos en paquetes, cada paquete comienza con una cabecera que contiene información de control; tal como la dirección del destino, seguido de los datos. Cuando se envía un archivo por la red TCP/IP, su contenido se envía utilizando una serie de paquetes diferentes. El Internet Protocol (IP), un protocolo de la capa de red, permite a las aplicaciones ejecutarse transparentemente sobre redes interconectadas. Cuando se utiliza IP, no es necesario conocer que hardware se utiliza, por tanto ésta corre en una red de área local.

El Transmission Control Protocol (TCP); un protocolo de la capa de transporte, asegura que los datos sean entregados, que lo que se recibe, sea lo que se pretendía enviar y que los paquetes que sean recibidos en el orden en que fueron enviados. TCP terminará una conexión si ocurre un error que haga la transmisión fiable imposible.

En el modelo TCP/IP no es estrictamente necesario el uso de todas las capas sino que, por ejemplo, hay protocolos de aplicación que operan directamente sobre IP y otros que lo hacen por encima de IP. En la imagen se pueden apreciar los 5 niveles de la arquitectura, comparados con los siete de OSI.

Modelo de Capas

En términos generales, el software TCP/IP está organizado en cuatro capas conceptuales que se construyen sobre una quinta capa de hardware. El siguiente esquema muestra las capas conceptuales así como la forma en que los datos pasan entre ellas.

Capa de aplicación:

Es el nivel más alto, los usuarios llaman a una aplicación que acceda servicios disponibles a través de la red de redes TCP/IP. Una aplicación interactúa con uno de los protocolos de nivel de transporte para enviar o recibir datos. Cada programa de aplicación selecciona el tipo de transporte necesario, el cual puede ser una secuencia de mensajes individuales o un flujo continuo de octetos. El programa de aplicación pasa los datos en la forma requerida hacia el nivel de transporte para su entrega. Estos programas están sustentados por una serie de protocolos que los proporcionan. Por ejemplo, el protocolo SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), para el correo electrónico, y el FTP que proporciona los servicios necesarios para la transferencia de archivos entre dos computadoras.

Capa de transporte:

La principal tarea de la capa de transporte es proporcionar la comunicación entre un programa de aplicación y otro. Este tipo de comunicación se conoce frecuentemente como comunicación punto a punto. La capa de transporte regula el flujo de información. Puede también proporcionar un transporte confiable, asegurando que los datos lleguen sin errores y en secuencia. Para hacer esto, el software de protocolo de transporte tiene el lado de recepción enviando acuses de recibo de retorno y la parte de envío retransmitiendo los paquetes perdidos. El software de transporte divide el flujo de datos que se está enviando en pequeños fragmentos (por lo general conocidos

como paquetes) y pasa cada paquete, con una dirección de destino, hacia la siguiente capa de transmisión. Aun cuando en el esquema anterior se utiliza un solo bloque para representar la capa de aplicación, una computadora de propósito general puede tener varios programas de aplicación acezando la red de redes al mismo tiempo. La capa de transporte debe aceptar datos desde varios programas de usuario y enviarlos a la capa del siguiente nivel. Para hacer esto, se añade información adicional a cada paquete, incluyendo códigos que identifican qué programa de aplicación envía y qué programa debe recibir, así como una suma de verificación para verificar que el paquete ha llegado intacto y utiliza el código de destino para identificar el programa de aplicación en el que se debe entregar.

Capa de Red o Internet.

La capa Internet maneja la comunicación de una máquina a otra. Ésta acepta una solicitud para enviar un paquete desde la capa de transporte, junto con una identificación de la máquina, hacia la que se debe enviar el paquete. La capa Internet también maneja la entrada de datagramas, verifica su validez y utiliza un algoritmo de ruteo para decidir si el datagrama debe procesarse de manera local o debe ser transmitido. Para el caso de los datagramas direccionados hacia la máquina local, el software de la capa de red de redes borra el encabezado del datagrama y selecciona, de entre varios protocolos de transporte, un protocolo con el que manejará el paquete.

Capa de Enlace o interfaz de red.

Este nivel se limita a recibir datagramas del nivel superior (nivel de red) y transmitirlo al hardware de la red. El software TCP/IP de nivel inferior consta de una capa de interfaz de red responsable de aceptar los datagramas IP y transmitirlos hacia una red específica. Una interfaz de red puede consistir en un dispositivo controlador (por ejemplo, cuando la red es una red de área local a la que las máquinas están conectadas directamente) o un complejo subsistema que utiliza un protocolo de enlace de datos propios (por ejemplo, cuando la red consiste de conmutadores de paquetes que se comunican con anfitriones utilizando HDLC). La interconexión de diferentes redes genera una red virtual en la que las máquinas se identifican mediante una dirección lógica. Sin embargo a la hora de transmitir información por un medio físico se envía y se recibe información de direcciones físicas.. Un diseño eficiente implica que una dirección lógica sea independiente de una dirección física, por lo tanto es necesario un mecanismo que relacione las direcciones lógicas con las direcciones físicas. De esta forma podremos cambiar nuestra dirección lógica IP conservando el mismo hardware, del mismo modo podremos cambiar una tarjeta de red, la cual contiene una dirección física, sin tener que cambiar nuestra dirección lógica IP.

Capa de Hardware

Coincide aproximadamente con el nivel físico de OSI. Define las características del medio, su naturaleza, el tipo de señales, la velocidad de transmisión, la codificación, etc.

Modelo OSI

Como se muestra en la figura, las capas OSI están numeradas de abajo hacia arriba. Las funciones más básicas, como el poner los bits de datos en el cable de la red están en la parte de abajo, mientras las funciones que atienden los detalles de las aplicaciones del usuario están arriba.

En el modelo OSI el propósito de cada capa es proveer los servicios para la siguiente capa superior, resguardando la capa de los detalles de cómo los servicios son implementados realmente. Las capas son abstraídas de tal manera que cada capa cree que se está comunicando con la capa asociada en la otra computadora, cuando realmente cada capa se comunica sólo con las capas adyacentes de la misma computadora.

Con esta última figura se puede apreciar que a excepción de la capa más baja del modelo OSI, ninguna capa puede pasar información directamente a su contraparte en la otra computadora. La información que envía una computadora debe de pasar por todas las capas inferiores, La información entonces se mueve a través del cable de red hacia la computadora que recibe y hacia arriba a través de las capas de esta misma computadora hasta que llega al mismo nivel de la capa que envió la información. Por ejemplo, si la capa de red envía información desde la computadora A, esta información se mueve hacia abajo a través de las capas de Enlace y Física del lado que envía, pasa por el cable de red, y sube por las capas de Física y Enlace del lado del receptor hasta llegar a la capa de red de la computadora B.

La interacción entre las diferentes capas adyacentes se llama interfaz. La interfaz define qué servicios la capa inferior ofrece a su capa superior y como esos servicios son acezados. Además, cada capa en una computadora actúa como si estuviera comunicándose directamente con la misma capa de la otra computadora. La serie de las reglas que se usan para la comunicación entre las capas se llama protocolo.

CAPA FÍSICA

Se encarga de la transmisión de bits a lo largo de un canal de comunicación. Debe asegurarse en esta capa que si se envía un bit por el canal, se debe recibir el mismo bit en el destino. Es aquí donde se debe decidir con cuántos voltios se representará un bit con valor 1 ó 0, cuánto dura un bit, la forma de establecer la conexión inicial y cómo interrumpirla. Se consideran los aspectos mecánicos, eléctricos y del medio de transmisión física. En esta capa se ubican los repetidores, amplificadores, estrellas pasivas, multiplexores, concentradores, modems, codecs, CSUs, DSUs, transceivers, transductores, cables, conectores, NICs, etc. En esta capa se utilizan los siguientes dispositivos: Cables, tarjetas y repetidores (hub). Se utilizan los protocolos RS-232, X.21.

CAPA DE ENLACE

La tarea primordial de esta capa es la de corrección de errores. Hace que el emisor trocee la entrada de datos en tramas, las transmita en forma secuencial y procese las tramas de asentimiento devueltas por el receptor. Es esta capa la que debe reconocer los límites de las tramas. Si la trama es modificada por una ráfaga de ruido, el software de la capa de enlace de la máquina emisora debe hacer una retransmisión de la trama. Es también en esta capa donde se debe evitar que un transmisor muy rápido sature con datos a un receptor lento. En esta capa se ubican los bridges y switches. Protocolos utilizados: HDLC y LLC.

CAPA DE RED

Se ocupa del control de la operación de la subred. Debe determinar cómo encaminar los paquetes del origen al destino, pudiendo tomar distintas soluciones. El control de la congestión es también problema de este nivel, así como la responsabilidad para resolver problemas de interconexión de redes heterogéneas (con protocolos diferentes, etc.). En esta capa se ubican a los ruteadores y switches. Protocolos utilizados: IP, IPX.

CAPA DE TRANSPORTE

Su función principal consiste en aceptar los datos de la capa de sesión, dividirlos en unidades más pequeñas, pasarlos a la capa de red y asegurar que todos ellos lleguen correctamente al otro extremo de la manera más eficiente. La capa de transporte se necesita para hacer el trabajo de multiplexión transparente al nivel de sesión. A diferencia de las capas anteriores, esta capa es de tipo origen-destino; es decir, un programa en la máquina origen lleva una conversación con un programa parecido que se encuentra en la máquina destino, utilizando las cabeceras de los mensajes y los mensajes de control. En esta capa se ubican los gateways y el software. Protocolos utilizados: UDP, TCP, SPX.

CAPA DE SESIÓN

Esta capa permite que los usuarios de diferentes máquinas puedan establecer sesiones entre ellos. Una sesión podría permitir al usuario acceder a un sistema de tiempo compartido a distancia, o transferir un archivo entre dos máquinas. En este nivel se gestión el control del diálogo. Además esta capa se encarga de la administración del testigo y la sincronización entre el origen y destino de los datos. En esta capa se ubican los gateways y el software.

CAPA DE PRESENTACIÓN

Se ocupa de los aspectos de sintaxis y semántica de la información que se transmite y no del movimiento fiable de bits de un lugar a otro. Es tarea de este nivel la codificación de de datos conforme a lo acordado previamente. Para posibilitar la comunicación de ordenadores con diferentes representaciones de datos. También se puede dar aquí la comprensión de datos. En esta capa se ubican los gateways y el software. Protocolos utilizados: VT100.

CAPA DE APLICACIÓN

Es en este nivel donde se puede definir un terminal virtual de red abstracto, con el que los editores y otros programas pueden ser escritos para trabajar con él. Así, esta capa proporciona acceso al entorno OSI para los usuarios y también proporciona servicios de información distribuida. En esta capa se ubican los gateways y el software. Protocolos utilizados: X.400

Tabla comparativa entre los dos modelos

Descripción MODELO OSI MODELO CTP/IP

Concepto

Es un marco de referencia para la definición de arquitecturas de interconexión de sistemas de comunicaciones.

Es un modelo de siete capas.

Cada capa realiza tareas específicas.

describe un conjunto de guías generales de diseño e implementación de protocolos de red específicos para permitir que una computadora pueda comunicarse en una red.

provee conectividad de extremo a extremo especificando como los datos deberían ser formateados, direccionados, transmitidos, enrutados y recibidos por el

Las capas homónimas en computadores separados se comunican entre sí.

destinatario.

Es un modelo de cuatro capas

Objetivo

Interconectar redes de diversa procedencia en los que cada fabricante empleaba sus propios protocolos para el intercambio de

Datos (interoperabilidad).

manejar protocolos de alto nivel, aspectos de representación, codificación y control de diálogo.

Incluye no sólo las especificaciones de Internet y de la capa de transporte, tales como IP y TCP, sino también las especificaciones para aplicaciones comunes.

Características

Aplicación: El nivel de aplicación es el destino final de los datos donde se proporcionan los servicios al usuario.

Presentación: Se convierten e interpretan los datos que se utilizarán en el nivel de aplicación.

Sesión: Encargado de ciertos aspectos de la comunicación como el control de los tiempos.

Transporte: Transporta la información de una manera fiable para que llegue correctamente a su destino.

Red: Nivel encargado de encaminar los datos hacia su destino eligiendo la ruta más efectiva

Enlace: Enlace de datos. Controla el flujo de los mismos, la sincronización y los errores que puedan producirse.

Capa 4 o capa de aplicación: Aplicación, asimilable a las capas 5 (sesión), 6 (presentación) y 7 (aplicación) del modelo OSI. La capa de aplicación debía incluir los detalles de las capas de sesión y presentación OSI. Crearon una capa de aplicación que maneja aspectos de representación, codificación y control de diálogo. Capa 3 o capa de transporte: Transporte, asimilable a la capa 4 (transporte) del modelo OSI. Capa 2 o capa de red: Internet, asimilable a la capa 3 (red) del modelo OSI. Capa 1 o capa de enlace: Acceso al Medio, asimilable a la capa 1 (física) y 2 (enlace de datos) del modelo OSI.

Físico: Se encarga de los aspectos físicos de la conexión, tales como el medio de transmisión o el hardware.

Ventajas

Facilita la comprensión al dividir un problema complejo en partes más simples.

Normaliza los componentes de red y permite el desarrollo por parte de diferentes fabricantes.

Evita los problemas de incompatibilidad.

Los cambios de una capa no afectan las demás capas y éstas pueden evolucionar más rápido

Simplifica el aprendizaje

El conjunto TCP/IP está diseñado para enrutar.

Y tiene un grado muy elevado de fiabilidad.

Es adecuado para redes grandes y medianas, así como en redes empresariales.

Se utiliza a nivel mundial para conectarse a Internet y a los servidores web. Es compatible con las herramientas estándar para analizar el funcionamiento de la red.

Desventajas

Los protocolos TCP/IP ya se usaban ampliamente cuando aparecieron los protocolos de OSI.

Dada la enorme complejidad, sus implementaciones iníciales fueron enormes, inmanejables y lentas.

A OSI se le asoció con la "mala calidad". Mientras los productos mejoraban con el paso del tiempo, la imagen empeoraba.

Es más difícil de configurar y de mantener.

Es algo más lento en redes con un volumen de tráfico medio bajo. Puede

ser más rápido en redes con un volumen de tráfico grande donde haya que enrutar un gran número de tramas.

Se utiliza tanto en redes empresariales como por ejemplo en campus universitarios o en complejos

empresariales, en donde utilizan muchos enrutadores y conexiones a mainframe o a ordenadores UNIX, como así también en redes pequeñas o domésticas, y hasta en teléfonos móviles y en domótica.

ConclusiónSabiendo ya para que sirven estos dos modelos, lo que uno puede preguntarse es cual es más efectivo, cual te proporciona más facilidad, mas versatilidad, menos debilidades entre comunicaciones, es el motivo por el cual se comparan estos dos modelos, pero así como con temas anteriores, depende de la situación y de la actividad el tener que decidirse de entre los modelos hablados, ya se hablaron de sus capacidades y sus características, ahora es cuestión de saber cómo usar estas herramientas.

BibliografíaFecha de consulta: 1/06/2014Fecha de publicación: 09/05/2010http://es.wikipedia.org/wiki/Protocolos_de_red

Fecha de consulta: 1/06/2014Fecha de publicación: 23/10/2007http://es.wikipedia.org/?title=Modelo_TCP/IP

Fecha de publicación: 1/03/2014http://docente.ucol.mx/al980347/public_html/modelo_tcp.htm

Fecha de consulta: 01/06/2014Fecha de publicación: 25/05/2014http://es.wikipedia.org/wiki/Modelo_OSI

Fecha de consulta: 01/06/2014Fecha de publicación: 24/07/2011http://portafoliovirtualderedes.blogspot.mx/2011/07/cuadro-comparativo-modelo-osi-y-modelo.html

Código de HonorYo *** declaro que esta tarea la realice basado en los valores de honestidad y los estándares de calidad que marca la Universidad Autónoma de Nuevo León.