Tarea #4 Sistemas distribuidos "Modelos OSI & TCP-IP"

Modelos OSI & TCP/IP

ISLAS OBED

Introducción

Durante las últimas dos décadas ha habido un enorme crecimiento en la cantidad y tamaño de las redes. Muchas de ellas sin embargo, se desarrollaron utilizando implementaciones de hardware y software diferentes. Como resultado, muchas de las redes eran incompatibles y se volvió muy difícil para las redes que utilizaban especificaciones distintas poder comunicarse entre sí. Para solucionar este problema, la Organización Internacional para la Normalización (ISO) realizó varias investigaciones acerca de los esquemas de red. La ISO reconoció que era necesario crear un modelo de red que pudiera ayudar a los diseñadores de red a implementar redes que pudieran comunicarse y trabajar en conjunto (interoperabilidad) y por lo tanto, elaboraron el modelo de referencia OSI en 1984.
El Protocolo de control de transmisión (TCP) es un protocolo utilizado para todos los nodos conectados a internet de manera que estos se puedan comunicar entre sí de manera fiable. Se trata de un protocolo orientado a la conexión que junto con el protocolo IP ha servido de base para el modelo TCP/IP, utilizado desde antes de que se estableciera el Modelo OSI (Interconexiones de Sistemas Abiertos) y por esta razón el modelo TCP/IP ha sido comparado con el modelo OSI.

Desarrollo

Modelo OSI

El modelo básico de referencia OSI, o simplemente modelo OSI, afronta el problema de las comunicaciones de datos y las redes informáticas dividiéndolo en niveles. Cada participante de la comunicación incorpora como mínimo uno de los mismos, y los equipos terminales los incorporan todos.

Muchos suelen confundir el modelo OSI y el modelo TCP/IP, y esto no debería de suceder, ya que las capas en el modelo OSI trabajan en conjunto ayudándose la una a la otra de la capa 7 a la capa 1. Mientras que en el modelo TCP/IP es cada quien por si sola.

Nivel 1: Capa Física

En esta capa encontramos todo lo que son los medios materiales, es decir lo que podemos tocar, entre ellos podemos ver interruptores, alambres, bases, placas, etc. La función de esta capa esta en transmitir una serie de Bits a través de un canal de comunicación, además de esto esta capa mantiene un record de cuantos Bits fueron transmitidos y a que velocidad fueron transmitidos. En otras palabras esta capa establece, mantiene y finaliza la transmisión de Bit a Bit de flujo a flujo a través de un Canal o cualquier otro medio físico disponible.

Nivel 2: Capa de Enlace

A traves de esta capa se realizan intercambios de datos corregidos y no duplicados que estén en un mismo medio. El trabajo de esta capa es el de transformar una línea de asentamiento común a una mucho mas compleja, cuando se dice compleja se refiere a una línea o canal corregido, una mas avanzada ya parcheada y sin errores, como pueden observar las funciones de esta capa no son fáciles, para que las otras capas funcionen bien esta debe estar ya que esta soluciona los errores de archivos que se envían.

Nivel 3: Capa de Red

En capa establece, mantiene, y termina unidades de información en la red, es decir que esta capa controla todo lo que es la operación de la mascara de subred. Cuando esta capa es saturada por demasiado envió o demasiados datos recividos, esta la libra al colocar y ordenar cada dato en su respectiva posición.

Nivel 4: Capa de Transporte

La función principal de esta capa es aceptar datos de las capas superiores, una vez que esos datos hayan sido aceptados, esta los procesa y los divide para comprimirlos y ahorrar espacio, o sea hacerlos mas pequeños. Una vez estos hayan sido divididos y comprimidos, estos son transmitidos y enviados a la capa de red. Esta capa asegura en transporte de todos los datos. Los protocolos de esta capa manejan el control de enlace, flujo, errores y sobre todo trabajan en el establecimiento de conexiones.

Nivel 5: Capa de Sesión

En esta capa se es permitido que determinados usuarios de la red accedan a distancia determinada, es decir que entren y regulen, envíen, reciban, determinados datos. Claro esto solo es posible si se tienen 2 maquinas. Además de esto la capa planea y sincroniza a la mayor perfección los tiempos cuando la red esta caída. En otras palabras, este establece, mantiene, y termina de nudo a nudo las comunicaciones.

Nivel 6: Capa de Presentación

Esta capa tiene la función de traducir, componer errores de sintaxis, codificación de datos, compresión y encriptación de archivos y datos.

Nivel 7: Capa de Aplicación

En esta capa se encuentra una gran variedad de protocolos, los cuales son utilizados a todo momento, la mayoría de estos protocolos son para editar terminales virtuales con orden abstractas y terminales de las pantallas etc. La función de esta capa esta transferir archivos entre 2 maquinas incompatibles, es decir soluciona el problema y los transfiere En otras palabras provee servicios a las aplicaciones de usuarios.

Un nivel del modelo OSI esta muy relacionado con su nivel siguiente y con el anterior y a la hora de transmitir la información se debe tomar en cuenta que la "delicadeza" a la hora de transmitir dependerá totalmente de lo que estemos transmitiendo aquí también es importante mencionar que en la red se da siempre cualquier tipo de conversión a cargas eléctricas, pulsos de luz, pulsos, etc. todo dependiendo de la red y de su "forma de transporte" basado en su tipo.

Los niveles de la torre se comunican en dos direcciones:

• Horizontal: La comunicación horizontal sólo se da entre niveles homónimos. Se podría pensar –y de hecho es así– que todo el nivel constituye un único sistema distribuido que tiene un representante en cada uno de los equipos. Un protocolo de nivel i (en el que i es el identificador del nivel correspondiente) especifica el formato, el significado y la temporización de la información que circula entre los miembros de este sistema distribuido.
• Vertical: La comunicación vertical sólo se da entre niveles adyacentes de un mismo sistema. Este tipo de comunicación posee un carácter totalmente local; es decir, puede materializarse por mecanismos de software (llamadas a liberías, comunicación entre procesos, etc.). De manera genérica, denominaremos estos mecanismos servicio de nivel i (en el que i es el identificador del nivel que proporciona el servicio, e i + 1, el nivel que lo utiliza).

Con los protocolos se pretende la intercomunicación de entidades situadas en diferentes máquinas. Entendemos por entidad un sistema electrónico y/o informático, ubicado dentro de un nivel del modelo OSI, que, en combinación con las otras entidades del mismo nivel situadas en otros sistemas, forma un todo (un sistema distribuido). Por tanto, la especificación del protocolo que utilizamos debe llevarse a cabo en un estándar claramente definido que permita a desarrolladores que no trabajan juntos implementarlo de manera totalmente idéntica.

La recepción de una secuencia de bits en un momento inesperado o de una longitud incorrecta, o en una disposición imprevista, puede hacer que la entidad destinataria no reaccione correctamente y deje de inmediato el nivel (las dos entidades que lo forman) en una situación inestable.

Evidentemente, esta situción no se puede permitir. Por ello, la implementación del protocolo debe ser extremamente esmerada y, por consiguiente, también la especificación del estándar.

Modelo TCP/IP

El modelo TCP/IP fue desarrollado por el DoD (Department of Defense) de los EUA y DARPA (Defense Advanced Research Project Agency) en la década de los 70. El modelo TCP/IP fue pensado como un estándar abierto para poder conectar dos máquinas cualesquiera, todo el mundo puede utilizarlo y es en el que se basa Internet. 

El modelo TCP/IP define cuatro capas totalmente independientes en las que divide el proceso de comunicación entre dos dispositivos. Las capas por las que pasa la información entre dos estaciones o máquinas son las siguientes:

Aplicación:

Es la capa más cercana al usuario final y la que le proporciona servicios de red. Como es la capa superior, no da servicios a ninguna capa. Es la responsable de traducir los datos de la aplicación, programa, para que puedan ser enviados por la red. Sus funciones se resumen en:

-Representación

-Codificación

-Control de diálogo

-Gestión de las aplicaciones de usuario

Transporte (TCP):

La capa de transporte establece, mantiene y termina circuitos virtuales, proporciona mecanismos de control de flujo y permite las retransmisiones y proporciona mecanismos de detección y corrección de errores. La información que le llega de la capa de aplicación la divide formando diferentes segmentos. El direccionamiento se realiza a través de puertos. Sus funcionalidades básicas son:

-Fiabilidad

-Control de flujo

-Corrección de errores

-Retransmisión 

Divide los segmentos de la capa de transporte en paquetes y los envía por la red. No proporciona fiabilidad en las conexiones, de esto ya se ocupa la capa de transporte. Realiza un direccionamiento lógico de red mediante las direcciones 

IP. Es la capa responsable de proporcionar conectividad entre usuarios. Selecciona la mejor ruta a elegir entre origen y destino.

Red:

Se encarga de controlar el acceso al nivel físico utilizado y enviar la información por el mismo. Transforma a información básica (bits) toda la información que le llega de las capas superiores y la prepara para que se pueda enviar por el medio. El direccionamiento físico de la red lo hace mediante direcciones MAC.

Es importante destacar que sólo los equipos terminales implementan todos los niveles; los equipos intermedios únicamente implementan el nivel de red y el nivel IP.

Conclusión

El gigantesco crecimiento del uso de computadora y de redes trajo con sigo estandarizar los metodos de comunicación dentro y entre las redes de computadoras, para darle solución se desarrollaron el modelo OSI y el TCP/IP que estandarizan la comunicación mediante capas. En el primero consta de 7 capas conectadas con su nivel anterior y entre sus niveles homónimos o respectivos en el receptor.

Por el otro lado esta el modelo TCP/IP que cuenta con cuatro capas, que es un estandar para conectar primeramente dos maquinas (en la actualidad cientos de estas) y en el que se basa internet.

Podemos decir que algunas capas del modelo OSI estan contenidas en una sola capa o nivel del modelo TCP/IP. Las capas de aplicación, presentación y sesión del modelo OSI corresponderían a la capa de aplicación del modelo TCP/IP. Las de enlace y fisica corresponderían a la capa de acceso o Red del TCP/IP mientras que las otras dos capas quedan como equivalencia.

La implementación de los protocolos es indispensable en un sistema al usar cualquiera de los dos modelos, pues son los que determinan las reglas de comunicación entre los distintos terminales (equipos de computo) a través de las redes para permitir un correcto flujo de los datos.

Gracias a estos modelos se ha logrado estandarzar la comunicación entre redes y dentro de cada una de éstas, permitiendo así la expansión del uso de redes y principalmente de internet.

Fuentes

• Coulouris George (2008). Sistemas Distribuidos. Madrid, España: Pearson.
• Barceló, O. J., Íñigo, G.J., Martí, E.R., Peig, O.E. & Perramon T.X.,(2004).Redes de computadores. Barcelona, España: Eureca Media.
• Sistemas distribuidos, Panorama (s.f.)
  http://www.tamps.cinvestav.mx/~vjsosa/clases/sd/sistemas_distribuidos_panorama.pdf
• Modelo OSI (s.f.)
  http://wiki.elhacker.net/redes/teoria/modelo-osi