Capas arquitectura TCP/IP

A continuación vamos a exponer detalladamente la función de capa:

Acceso a la red (Host a red)

Esta capa define las características de la interfaz física entre el nodo y el medio de transmisión. Se encarga de definir aspectos como el tipo de señales, la velocidad de transmisión. Se encarga de definir aspectos como el tipo de señales, la velocidad de transmisión, etc. Por otra parte es la responsable del intercambio de datos entre el sistema final y la red.

Internet

La capa de internet proporciona los mecanismos necesarios para realizar el encaminamiento de los datos. Para intercambiar datos entre 2 nodos de redes distintas  es necesario determinar es necesario determinar el camino empleado para transportar dichos datos. El protocolo IP define mecanismos para realizar esta tarea.

Transporte

Esta capa proporciona un servicio de comunicación de datos para que estos sean recibidos en el destino.

Aplicación

Se encarga de ofrecer mecanismos que permitan el intercambio de datos entre las aplicaciones, ya sea como un flujo continuo de datos o como consecuencias de mensajes individuales.

Arquitectura TCP/IP

La arquitectura TCP/IP (Protocolo de control de la transmisión/ Protocolo de internet) es la arquitectura mas adoptada para la interconexión de sistemas. Se creó para resolver los problemas que daba el sistema ARPAnet.
CARACTERÍSTICAS:
- Son estándares abiertos y gratuitos.
- Están pensados para interconectar máquinas diferentes. En este sentido, empleando los protocolos TCP/IP podemoscrear redes constituidas por equipos de diferentes fabricantes.
- Proporcionan un esquema de direccionamiento común que permite localizar cualquier equipo localizado en cualquier punto de la red.
CRÍTICAS:
- Es mala guía de diseño porque no distingue claramente entre servicio, interfaz o protocolos.
- No es un modelo general que describe cualquier pila de protocolos, sino que se define una implementación concreta.
 - No es un modelo apropiado a seguir, ya que no hace distinción entre la capa física y la capa de enlace de datos.

CAPAS:
-Acceso a la red. Define las características del medio de transmisión y las características físicas de la transmisión.
-Internet. Establece las herramientas necesarias para definir el camino seguido por los datos desde el origen hacia el destino a través de una o más redes conectadas mediante routers.
-Transporte. También denominada de extremo a extremo (Host a host). Proporciona un servicio de transferencia de datos entre sistemas finales.
-Aplicación. Permite la comunicación entre aplicaciones de equipos remotos.

Capas del modelo O.S.I.

El modelo O.S.I. se compone de 7 capas:
CAPA FÍSICA: La capa física se encarga de definir todos los aspectos relacionados con los elementos físicos que intervienen en la transmisión de datos. Define las siguientes características:
Mecánicas
Eléctricas 
Funcionales
De procedimiento

CAPA DE ENLACE DE DATOS: La capa de enlace de datos se encarga de agrupar los bits que envía la capa física  en tramas. También proporciona las siguientes funcionalidades:
Detección y corrección de errores 
Control de acceso al medio físico
Direccionamiento
Control de flujo
Establece y cierra conexiones.

CAPA DE RED: Proporciona los medios necesarios para la transferencia de información entre sistemas finales. La PDU de este nivel se llama datagrama o paquete. Proporciona las siguientes funcionalidades:

Direccionamiento.

Encaminamiento o enrutamiento.

Interconexión de redes.

Tarificación.

Otra tareas.

CAPA DE TRANSPORTE: El nivel de transporte prporciona mecanismos de intercambio entre sistemas finales o extremo a extremo. La PDU se denomina segmento. Proporciona las siguientes funcionalidades:

Funcionalidad similar al nivel de enlace de datos.

Permite recibir datos del nivel superior y dividirlos.

Direcciona los puntos de servicio.

CAPA DE SESIÓN: El nivel de sesión ofrece una funcionalidad que es, en muchos casos parcial o totalmente prescindible. Ofrece mecanismos para controlar el dialogo entre las aplicaciones de los sistemas finales. Proporciona entre otras las siguientes funcionalidades:

Control de dialogo.

Puntos de sincronización.

CAPA DE PRESENTACIÓN: Este nivel en muchas ocasiones no suele implementarse. Traduce las distintas representaciones de los datos que pudieran tener los protocolos del nivel de aplicación. Proporciona las siguientes funcionalidades:

Define y traduce el formato y la sintaxis de los datos que se intercambian.

Realiza funciones de compresión y cifrado de datos.

CAPA DE APLICACIÓN: Es el nivel más alto dentro del modelo O.S.I.. Proporciona a los programas de ordenador un medio para poder acceder al entorno O.S.I. Tiene estas funcionalidades:

Transferencia de ficheros.

Acceso remoto.

Control de flujo.

Establece y cierra conexiones.

Encapsulamiento y Desencapsulamiento de datos

Encapsulación:
El encapsulamiento es el proceso por el cual los datos que se deben enviar a través de una red se colocan en paquetes que se puedan administrar y rastrear.
- Las tres capas superiores del modelo O.S.I. (aplicación, presentación y sesión) preparan los datos para su transmisión creando un formato común para la transmisión.
- La capa de transporte divide los datos en unidades de tamaño que se pueden administrar denominadas segmentos.
- Luego la capa de red encapsula el segmento creando un paquete.
- En la capa de enlace de datos continua el encapsulamiento del paquete, con la creación de una trama. (MAC)
-Luego, la capa de enlace de datos transmite los bits a binario de la trama a través de los medios de la capa física.

La capas que pertenecen al mismo nivel intercambian mensajes. A estos mensajes se les denomina PDU (Protocol Data Unit). Lo habitual es ponerle como prefijo un número que indica el nivel o capa a la que pertenece (2- PDU, 3-PDU...).
Desencapsulación:
El desencapsulamiento es el proceso contrario al encapsulamiento y ocurre en el receptor de los datos. Es decir, la capa recibe las secuencias de bits la capa física del mismo sube los datos a la capa de enlace de datos.

Servicios del modelo O.S.I.

A cada capa una de las funciones que una capa ofrece a la capa inmediatamente superior se le denomina servicio. Las entidades de una capa  realizarán las funciones definidas en el modelo, Siguiendo el protocolo de comunicación acordado en mucho nivel, para lo que harán uso de los servicios de la capa inmediatamente inferior.

De esta manera podemos definir 2 tipos de servicios:

-Servicio orientado a la conexión(SOC): Son aquellos servicios que requieren el establecimiento de una conexión antes de poder transmitir cualquier dato. Durante dicho establecimiento, los nodos que van a comunicarse pueden decidir ciertos parámetros de comunicación.
Ejemplo: Un ejemplo de servicio orientado a la conexión sería el correo telefónico: se produce la llamada al abonado destinatario, se intercambian datos una vez realizada la conexión y se libera la conexión una vez acabada la transmisión, dando por concluida la comunicación.

-Servicio no orientado a la conexión(SNOC): Son los servicios que no requieren el establecimiento de una conexión.
Ejemplo: Un ejemplo de servicio sin conexión sería el correo postal. Cada mensaje -carta- lleva su dirección y es encaminado a través del sistema postal hasta su destino. El cartero cuando entrega la carta en el buzón del destinatario, no sabe ni le interesa saber que recorrido ha hecho hasta llegar a sus manos. Sin embargo el sistema postal garantiza la llegada del mensaje a su d
estino.

Modelo O.S.I.

El modelo de referencia O.S.I. (Open System Interconection) fue propuesto en 1977 como una arquitectura para comunicaciones entre ordenadores. La versión final fue propuesta en 1984. En este estándar no se define una implementación de una arquitectura de red sino que establece un modelo sobre el cual comparar otras arquitecturas y protocolos.

-Capas del modelo O.S.I.
-Capa física: Representa las funciones del proceso de comunicación que traducen la información en fenómenos físicos capaces de transmitirse por el canal de comunicación empleado.
-Capa de enlace de datos. Representa las funciones encargadas de proporcionar un servicio de datos seguro.
-Capa de red: Representa las funciones que proporcionan una transferencia transparente de datos entre puntos finales.
- Capa de sesión:Representa las funciones que controlan la comunicación entre las aplicaciones.
-Capa de presentación:Representa las funciones que traducen entre diferentes representaciones de la información empleadas por las aplicaciones.
-Capa de aplicación: Representa las funciones que proporcionan acceso al entorno O.S.I.

-Entidades y protocolos
Una entidad es cualquier elemento activo del sistema perteneciente a alguna de las capas del modelo.
Un protocolo es un conjunto de acuerdos y reglas establecidas que definen una serie una serie de procedimientos requeridos para que los nodos intercambien información.

Arquitectura de redes

El estudio y el desarrollo son tareas complicadas. Para facilitar estas tareas suelen emplearse estrategias modulares basadas en principios conocidos como <divide y vencerás>. Así el problema complejo se divide en partes más simples que son mas sencillas de comprender y desarrollar.

El conjunto de todas las funciones realizadas por estas partes representan el proceso de comunicación. En este capítulo se define el término de arquitectura de redes relacionado con la división en partes del proceso de comunicación.

-Necesidad de la arquitectura de redes.
La necesidad de esta arquitectura es su estandarización. Gracias a esto podemos resolver problemas complejos con la técnica de divide y vencerás.