Proceso de Transmisión y Recepción de Datos

4. La capa de acceso a la red crea una trama Ethernet con información sobre la dirección física de la red local en la cabecera. Esto permite que el paquete alcance el router local y salga a la Web. La trama también contiene un tráiler (información final) con información sobre la comprobación de errores. Una vez creada la trama, es codificada en bits y enviada por el medio hacia el destino.

5. En el host de destino, el proceso es el inverso. La trama se desencapsula en un paquete, después en un segmento, y finalmente la capa de transporte coloca todos los segmentos en el orden adecuado.

6. Cuando han llegado todos los datos y están preparados, son enviados a la capa de aplicación y, después, los datos de aplicación originales se dirigen a la aplicación de correo electrónico del receptor. El mensaje es correcto.

Modelo OSI

El modelo de Interconexión de Sistemas Abiertos (OSI) proporciona una descripción abstracta del proceso de comunicación por red. El modelo OSI, desarrollado por la Organización Internacional para la Normalización (ISO) para proporcionar un mapa de ruta para el desarrollo de protocolos no propietarios, no evolucionó tan fácilmente como el modelo TCP/IP. Muchos de los protocolos OSI ya no se utilizan.

Es simplemente un modelo de referencia, de modo que los fabricantes tienen libertad para crear protocolos y productos que combinan funciones de una o más capas.

Flujo de Datos en el Modelo OSI

Según se diseñó, el proceso de comunicación empieza en la capa de aplicación del origen, y los datos pasan hacia abajo a cada capa inferior para ser encapsulados con los datos soportados hasta que alcanzan la capa física y salen al medio. Cuando los datos llegan a su destino, atraviesan de nuevo hacia arriba las capas y son desencapsulados por cada una. Cada capa proporciona servicios de datos a la capa inmediatamente superior preparando información, a medida que se baja o se sube por el modelo.

Capas del Modelo OSI

• Capa 7 – Aplicación: Desempeña servicios para las aplicaciones que los usuarios finales utilizan.
• Capa 6 – Presentación: Proporciona información de formateo de datos de aplicación.
• Capa 5 – Sesión: Administra las sesiones entre los usuarios.
• Capa 4 – Transporte: Define los segmentos de datos y los numera en el origen, transfiere los datos y los reensambla en el destino.
• Capa 3 – Red: Crea y dirige los paquetes para una entrega de extremo a extremo a través de dispositivos intermediarios en otras redes.
• Capa 2 – Enlace de datos: Crea y dirige las tramas para una entrega entre hosts en las LAN locales y entre dispositivos WAN.
• Capa 1 – Física: Transmite datos binarios a través del medio entre dispositivos.

Comparación entre el Modelo OSI y el Modelo TCP/IP

El modelo TCP/IP evolucionó más rápidamente que el modelo OSI y ahora resulta más práctico para describir las funciones de comunicación de una red. El modelo OSI describe en detalle las funciones que se producen en las capas superiores de los hosts, mientras que el networking es en gran medida una función de las capas inferiores.

• Las funciones de las capas de Aplicación, Presentación y Sesión del modelo OSI están combinadas en una capa de Aplicación en el modelo TCP/IP.
• El grueso de las funciones de networking reside en las capas de Transporte y de Red (llamada Internet en TCP/IP), por lo que siguen siendo capas individuales. TCP opera en la capa de Transporte, e IP opera en la capa de Internet.
• Las capas de Enlace de Datos y Física del modelo OSI se combinan para formar la capa de Acceso a la Red del modelo TCP/IP.

2.5 Direccionamiento de Red

En lugar de utilizar un esquema de direccionamiento físico para las computadoras, los ingenieros idearon un esquema de direccionamiento lógico utilizando direcciones de red numéricas.

Direccionamiento en las Capas

El direccionamiento de los datos se produce en tres capas diferentes del modelo OSI. La PDU (Unidad de Datos de Protocolo) en cada capa añade información de la dirección para que la utilice la misma capa en el destino.

Obtención de Datos en el Dispositivo Final (Capa 2)

Durante el proceso de encapsulación, se agregan identificadores de dirección a los datos cuando estos atraviesan hacia abajo la pila de protocolos en el host de origen. Se añaden dos capas de direccionamiento para garantizar que los datos son entregados en el destino.

El primer identificador, la dirección física del host, está contenido en la cabecera de la PDU de capa 2, denominada trama. La capa 2 se encarga de la entrega de mensajes en una red local. La dirección de capa 2 es única en la red local y representa la dirección del dispositivo final en el medio físico. La dirección física procede de los códigos insertados en la NIC (Tarjeta de Interfaz de Red) por el fabricante. En una LAN que utiliza Ethernet, esta dirección física se denomina dirección MAC (Media Access Control).

Los términos dirección física y dirección MAC se utilizan a menudo indistintamente. Cuando dos dispositivos finales se comunican en la red local Ethernet, las tramas que se intercambian entre ellos contienen las direcciones MAC de destino y origen. Una vez que una trama es recibida satisfactoriamente por el host de destino, se elimina la información de dirección de capa 2 cuando los datos se desencapsulan y ascienden por la pila de protocolos a la capa 3.

Obtención de Datos a Través de la Internetwork (Capa 3)

Los protocolos de Capa 3 están diseñados principalmente para mover datos desde una red local a otra red local dentro de una internetwork. Mientras las direcciones de Capa 2 sólo se utilizan para comunicar entre dispositivos de una única red local, las direcciones de Capa 3 deben incluir identificadores que permitan a dispositivos de red intermediarios ubicar hosts en diferentes redes. En la suite de protocolos TCP/IP, cada dirección IP de host contiene información sobre la red en la que está ubicado el host.

En los límites de cada red local, un dispositivo de red intermediario, por lo general un router, desencapsula la trama para leer la dirección host de destino contenida en el encabezado del paquete, la PDU de Capa 3. Los routers utilizan la porción de identificador de red de esta dirección para determinar qué ruta utilizar para llegar al host de destino. Una vez que se determina la ruta, el router encapsula el paquete en una nueva trama y lo envía por su trayecto hacia el dispositivo final de destino. Cuando la trama llega a su destino final, la trama y los encabezados del paquete se eliminan y los datos se suben a la Capa 4.

Obtención de Datos en la Aplicación Correcta (Capa 4)

En la Capa 4, la información contenida en el encabezado de la PDU (denominada segmento para TCP o datagrama para UDP) no identifica un host de destino o una red de destino. Lo que sí identifica es el proceso o servicio específico que se ejecuta en el dispositivo host de destino que actuará sobre los datos que se entregan. Los hosts, sean clientes o servidores en Internet, pueden ejecutar múltiples aplicaciones de red simultáneamente.

Piense en una computadora que tiene sólo una interfaz de red. Todos los flujos de datos creados por las aplicaciones que se están ejecutando en la PC ingresan y salen a través de esa sola interfaz; sin embargo, los mensajes instantáneos no emergen en medio del documento del procesador de textos o del correo electrónico que se ve en un juego.

Esto es debido a que la capa de transporte añade números de puerto a la información de su cabecera de segmento para garantizar que el host de destino sabe qué proceso de aplicación tiene que recibir el paquete. El host final asigna un número de puerto a cada tipo de tráfico que entra y que sale. Un usuario puede enviar y recibir muchos tipos de tráfico por una sola interfaz de red, y utilizando números de puerto para cada segmento se mantiene el tráfico para páginas web separado del tráfico de correo electrónico, etc. El segmento contiene puertos de origen y de destino, información útil en caso de que el receptor necesite contactar con el emisor.