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3. Modelo OSI y Pila de protocolos TCP/IP

Funcionamiento de los modelos en capas

El objetivo es dividir la complejidad de las redes en capas así cada capa en encarga de algo muy concreto.

De esta forma, cada nivel proporciona servicios de comunicación a su nivel superior y utiliza los servicios de su nivel inferior.

Por ejemplo, el nivel de transporte no tiene porque conocer nada de la red, solo quiere enviar datos al equipo destino, los divide en datagramas y se los pasa a su nivel de red, que ya se encargará de hacerlos llegar. Éste los procesa y los pasará al nivel de enlace y este al físico.

En el equipo destino el nivel físico recibe las señales, las transforma y las pasa a enlace, se comprobarán errores y se pasarán al nivel de red y éste al nivel de transporte, que ordenará y unirá los datagramas y los pasará al nivel superior.

Cada capa trabaja como si se comunicara directamente con la capa del mismo nivel en el otro extremo. El resto de capas es como si no existieran. Sin embargo, en realidad cada capa solicita servicios a la capa inferior para poder cumplir con las peticiones que ha recibido de su capa superior.

Un buen ejemplo de este funcionamiento en capas es el de la llamada telefónica a través del teléfono móvil. Cuando llamamos a alguien con nuestro móvil, buscamos el contacto, le damos al botón de llamada, esperamos a que lo coja y hablamos con esa persona un ratito. Cuando vamos a terminar, nos despedimos y colgamos.

Hemos hablado con alguien, ¿verdad?. En realidad no, no hemos hablado con una persona, hemos hablado al micrófono de un móvil. El micrófono ha captado las señales sonoras y las ha transformado en señales eléctricas. Estas señales eléctricas se han transformado en señales binarias codificándose en audio digital. Este audio digital ha sido empaquetado y preparado para enviarse a través de una red de telefónia móvil, posiblemente a una antena cercana que te da cobertura. De ahí, habrá pasado por una serie de radio enlaces, terrestres y/o satelite, hasta que ha llegado a una antena cercana a la persona con la que hablas, de ahí a su dispositivo telefónico como ondas electromagnéticas, que se habrán transformado en códigos binarios que se transformarán en señales eléctricas que el altavoz de su teléfono transformará en señales acústicas que su oido pueda entender.

Como veis, si hemos hablado con alguien, pero en realidad la conversación la hemos llevado a cabo con nuestro teléfono móvil que se ha encargado de llevar el mensaje al otro extremo a través de una serie de niveles que nos abstraen a nosotros de todo el proceso de comunicación. No tenemos porque conocer todo el proceso que realmente se lleva a cabo, tan solo tenemos que conocer la interfaz de la capa o nivel más alto, el que nos permite seleccionar un contacto en nuestra agenda y llamar.

En este ejemplo, podríamos pensar que hay distintas capas o niveles. Por ejemplo podríamos identificar en este ejemplo, nivel de audio compuesto por el micrófono y el auricular. Este nivel se encarga de captar un mensaje de un humano en formato de onda de sonido y hacérselo llegar al humano de la misma forma.

Este nivel solo se comunica con el nivel de codificación binaria cuya única función será la de traducir, muestrear, la onda de la señal acústica recibida en 0s y 1s y viceversa. Este nivel le pasa el mensaje a su nivel inferior que será el nivel de comunicaciones. Que se encargará de trocear la información, convertirla en señales físicas y enviarla a través de las redes de comunicación. Por supuesto, esto es una simplificación.

Cada nivel se comunica realmente con su nivel inferior y superior, en los conocidos como servicios, sin embargo la información que proporciona a estos niveles con los que se comunica es la que envía y recibe del mismo nivel en la otra entidad de la comunicación. Es decir, el nivel de audio, recibe la señal de audio que debe reproducir por el altavoz y esa señal proviene del nivel de audio del emisor, aunque realmente haya pasado por todos los niveles inferiores. Esta comunicación extremo a extremo entre capas del mismo nivel se lleva a cabo siguiendo las normas de protocolos.

Protocolos y servicios

La comunicación entre capas del mismo nivel se lleva a cabo a través de protocolos de comunicación.

Un protocolo es un conjunto de reglas bien definido donde se especifica como llevar a cabo una tarea, o varias tareas que tienen relación, de forma adecuada.

Por ejemplo, seguro que nos suena, de alguna película o noticia, el protocolo a la mesa o el protocolo de actuación ante emergencias. Son un conjunto de reglas que definen como comportarse a la mesa o como situar la cubertería o como servir a los comensales, etc. El protocolo de actuación ante emergencias define una serie de reglas y normas de cómo se debe actuar ante situaciones de emergencia.

La función de los protocolos es determinar las reglas a seguir para llevar a cabo una función y que todo el mundo actue de la misma forma.

En comunicaciones, en redes, un protocolo de red determina una serie de reglas o normas que deben conocer y seguir las entidades o agentes para poder comunicarse de forma adecuada.

Para que dos capas del mismo nivel en dos equipos que se está comunicando puedan intercambiar mensajes utilizando un protocolo previamente establecido, deben usar los servicios de la capa del nivel inferior, que a su vez usará los servicios de la capa inferior, hasta que llegue a nivel físico.

Un servicio es una función que proporciona una capa a la capa de nivel superior para que se pueda comunicar con la capa en el mismo nivel en el otro extremo de la comunicación.

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