Profundizando en la Arquitectura TCP/IP y el Modelo OSI para Redes

Arquitectura y Protocolos de Red: TCP/IP y OSI

2.3. Arquitectura TCP/IP

Desarrollada en los años 70 como evolución de ARPANET, su objetivo fue crear comunicaciones rápidas y fiables. Sus características principales son:

• Independiente de dispositivos y medios.
• Interconecta redes heterogéneas.
• Comunicación no orientada a la conexión (en su capa de Internet).
• Independiente de la topología.

2.3.1. Niveles y Protocolos de TCP/IP

El modelo TCP/IP se estructura en cuatro niveles fundamentales:

1. Acceso a Red: Proporciona conexión con la red física. Protocolos comunes: SLIP, PPP, HDLC, Ethernet, Frame Relay.
2. Internet: Responsable del enrutamiento y direccionamiento lógico. Protocolos clave: IP, ARP, ICMP.
3. Transporte: Gestiona la segmentación, reordenación y control de errores. Protocolos: TCP (orientado a conexión) y UDP (sin conexión).
4. Aplicación: Contiene los protocolos de alto nivel utilizados por las aplicaciones. Protocolos: DHCP, DNS, FTP, HTTP, SMTP, POP3, IMAP, SNMP.

2.3.2. Encapsulamiento TCP/IP

En este proceso, cada capa añade su propia cabecera (y la capa de enlace también añade una cola). Las Unidades de Datos de Protocolo (PDU) varían según el nivel:

• Aplicación → mensaje
• Transporte → segmento
• Internet → paquete
• Acceso a red → trama

2.4. Modelo de Referencia OSI

Estándar desarrollado por la ISO en 1983 para explicar el funcionamiento de las redes. Es importante notar que no especifica protocolos concretos.

Los 7 Niveles del Modelo OSI

1. Físico: Transmisión de bits.
2. Enlace: Gestión de tramas, direcciones MAC, control de acceso y errores a nivel de enlace.
3. Red: Direccionamiento lógico y encaminamiento (routing).
4. Transporte: Segmentos, gestión de puertos y control de flujo extremo a extremo.
5. Sesión: Gestión del diálogo y la sincronización entre aplicaciones.
6. Presentación: Se encarga de la traducción de datos, cifrado y compresión.
7. Aplicación: Proporciona los servicios de red directamente al usuario final.

Encapsulación OSI

El proceso es conceptualmente similar al de TCP/IP, pero involucra 7 capas, generando PDUs específicas desde la Capa 1 (L1) hasta la Capa 7 (L7).

2.5. Comparativa OSI – TCP/IP

Existen diferencias estructurales notables entre ambos modelos:

• La capa de Aplicación de TCP/IP agrupa las capas 5 (Sesión), 6 (Presentación) y 7 (Aplicación) de OSI.
• La capa de Transporte coincide en funcionalidad en ambos modelos.
• La capa de Red (OSI) se corresponde con la capa de Internet (TCP/IP).
• La capa de Acceso a red (TCP/IP) equivale a la combinación de las capas Físico + Enlace (OSI).

Inconvenientes del Modelo TCP/IP

A pesar de su uso extendido, presenta ciertas deficiencias conceptuales:

• No distingue claramente entre protocolo y servicio.
• Mezcla las funciones físicas y de enlace en una sola capa.
• No es un modelo de diseño puro, sino más bien descriptivo.

Debido a estas consideraciones, frecuentemente se utiliza un modelo híbrido reducido a 5 capas para fines prácticos.

Principales Organizaciones de Estandarización de Redes

Diversas entidades son cruciales en el desarrollo y publicación de estándares tecnológicos:

• IEEE (1884): Asociación internacional de ingenieros que publica gran parte de la literatura técnica mundial. Estándares notables: VHDL, POSIX, IEEE 1394, IEEE 488, IEEE 802.3 (Ethernet), IEEE 802.11 (Wi-Fi).
• ANSI (1918): Organización estadounidense que coordina estándares nacionales con internacionales. Estándares: cableado estructurado, SONET, SQL.
• ITU (1934): Organismo de la ONU enfocado en telecomunicaciones. Estándares: series V (líneas telefónicas), X (X.25, X.500), RDSI.
• ISO (1947): Desarrolla normas internacionales de fabricación y comunicación (no eléctricas). Estándares: C, JPEG, MPEG, ODF, modelo OSI.
• ISOC (1991): Organización para el desarrollo de Internet. Estándares: RFC, mejoras en TCP/IP.
• W3C (1994): Consorcio que desarrolla tecnologías web, dirigido por Tim Berners-Lee. Estándares: HTML, XML, SOAP.
• The Open Group (1996): Consorcio de estándares de software. Estándares: LDAP, POSIX, X Window, TOGAF.