Protocolos de Comunicación
La comunicación en nuestra vida cotidiana tiene diferentes formas y existe en muchos entornos. Tenemos diferentes expectativas dependiendo de si estamos conversando por Internet o participando en una entrevista de trabajo. Cada situación tiene su comportamiento y estilo correspondiente. Antes de comenzar a comunicarnos, establecemos reglas o acuerdos que rigen la conversación. Estos acuerdos incluyen lo siguiente:
- ¿Cuál método de comunicación debemos utilizar?
- ¿Qué idioma debemos usar?
- ¿Debemos confirmar que se reciben nuestros mensajes?
Método

Idioma

Confirmación

Estas reglas, o protocolos, deben respetarse para que el mensaje se envíe y comprenda correctamente. Algunos de los protocolos que rigen con éxito las comunicaciones humanas son:
- Un emisor y un receptor identificados
- Método de comunicación acordado (en persona, teléfono, carta, fotografía)
- Idioma y gramática común
- Velocidad y momento de entrega
- Requisitos de confirmación o acuse de recibo
Las técnicas utilizadas en las comunicaciones de red comparten estos fundamentos con las conversaciones humanas.
Por Qué Importan los Protocolos
Las computadoras, al igual que los seres humanos, utilizan reglas o protocolos para comunicarse. Los protocolos son necesarios para que las computadoras se comuniquen correctamente a través de la red. Tanto en un entorno cableado como en uno inalámbrico, una red local se define como un área en la que todos los hosts deben «hablar el mismo idioma» lo que, en términos informáticos, significa que deben «compartir un protocolo común». Si todas las personas de una misma sala hablaran idiomas diferentes, no podrían comunicarse. De manera similar, si los dispositivos de una red local no utilizaran los mismos protocolos, no podrían comunicarse. Los protocolos de red definen muchos aspectos de la comunicación a través de la red local. Como se muestra en la tabla, estos incluyen formato de mensaje, tamaño de mensaje, temporización, codificación, encapsulamiento y patrones de mensaje.
Características de los protocolos | Descripción |
Formato del mensaje | Cuando se envía un mensaje se debe utilizar un formato o estructura específicos. Los formatos de los mensajes dependen del tipo de mensaje y el canal que se utilice para entregar el mensaje. |
Tamaño del mensaje | Las reglas que controlan el tamaño de las partes que se comunican a través de la red son muy estrictas. También pueden ser diferentes, de acuerdo con el canal utilizado. Cuando se envía un mensaje largo de un host a otro a través de una red, puede ser necesario dividirlo en partes más pequeñas para asegurarse de que pueda entregarse en forma confiable. |
Sincronización | Muchas funciones de comunicación de red dependen de la sincronización. La sincronización determina la velocidad a la que se transmiten los bits a través de la red. También afecta cuándo un host individual puede enviar datos y la cantidad total de datos que se pueden enviar en una transmisión dada. |
Codificación | El host emisor, primero convierte en bits los mensajes enviados a través de la red. Cada bit se codifica en un patrón de sonidos, ondas de luz o impulsos electrónicos, según el medio de red a través del cual se transmitan los bits. El host de destino recibe y decodifica las señales para interpretar el mensaje. |
Encapsulamiento | Cada mensaje transmitido en una red debe incluir un encabezado que contenga información de asignación de direcciones que identifique los hosts de origen y de destino; de lo contrario, no se lo podrá entregar. La encapsulación es el proceso de agregar esta información a los elementos de datos que conforman el mensaje. Además de la asignación de direcciones, puede haber otra información en el encabezado que asegure que el mensaje se entregue a la aplicación correcta en el host de destino. |
Patrón del mensaje | Algunos mensajes requieren confirmación de recepción para poder enviar el siguiente mensaje. Este tipo de patrón de solicitud y respuesta es un aspecto común de muchos protocolos de red. Sin embargo, hay otros tipos de mensajes que pueden simplemente transmitirse a través de la red, sin preocuparse de si llegan a su destino. |
Estándares de Comunicación
Un estándar es un conjunto de reglas que determina cómo se realiza algo. Los estándares de red e Internet aseguran que todos los dispositivos que se conectan a la red implementen el mismo conjunto de reglas o protocolos del mismo modo. Usando estándares, es posible que diferentes tipos de dispositivos se envíen información entre sí a través de Internet. Por ejemplo, el modo en que los dispositivos formatean, envía y reciben un correo electrónico se realiza de una manera estandarizada. Si una persona envía un correo electrónico a través de una computadora, otra persona puede utilizar un teléfono celular para recibir y leer ese correo siempre que el teléfono utilice los mismos estándares.
Organizaciones de Estándares de Red
Un estándar de Internet es el resultado final de un ciclo completo de discusión, resolución de problemas y pruebas. Estos distintos estándares son desarrollados, publicados y mantenidos por diferentes organizaciones, tal como se indica en la figura. Cuando se propone un nuevo estándar, cada etapa del desarrollo y del proceso de aprobación es registrada en un documento numerado de solicitud de comentarios (RFC, Request for Comments) para seguir la evolución del estándar. Las RFC para los estándares de Internet son publicadas y administradas por el Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet (Internet Engineering Task Force – IETF).

Protocolos de red
Para tener una conexión efectiva y reducir la pérdida de datos al máximo se crearon una serie de capas (Pila) para organizar y hacer más eficiente la conexión, en cada capa existen una serie de protocolos o reglas que se tienen que seguir para que sea posible la comunicación y la correcta transmisión de información. La mayoría de redes utilizan una pila de capas para organizarse, cada una se construye a partir de la que tiene debajo. Cada capa proporciona servicios a la capa superior y oculta detalles de cómo implementa sus propios servicios a la capa inferior. La jerarquía de los protocolos y su organización en capas reduce la complejidad del diseño de una red y permite la correcta transmisión de los datos. Existen dos modelos de comunicación principales divididos en capas: Modelo OSI y el modelo TCP/IP. La jerarquía de los protocolos y su organización en capas, reduce la complejidad del diseño de una red y permite la correcta transmisión de datos. Hay dos aspectos principales (aunque hay muchos más) a tener en cuenta cuando se esté eligiendo el protocolo o la manera en la que se van a transmitir los datos:
- (TCP) La confiabilidad de los mensajes: Se refiere a que algo (el mensaje) llegue correctamente y no tenga errores, que no se modifiquen en el camino, que estén íntegros y que sean entregados en el orden correcto.
- (UDP) La rapidez de los mensajes: Se usa más en la transmisión de datos multimedia (audio, video, presentaciones, etc), transferencia de voz sobre la red.
El Modelo TCP/IP
Los modelos en capas nos ayudan a ver cómo se integran los diversos protocolos para posibilitar las comunicaciones de red. Este modelo describe el funcionamiento de los protocolos que se produce en cada capa y la interacción con las capas que se encuentran por encima y por debajo de ellas. El modelo en capas presenta muchos beneficios:
- Ayuda en el diseño de protocolos, ya que los protocolos que operan en una capa específica tienen información definida según la cual actúan, y una interfaz definida para las capas superiores e inferiores.
- Fomenta la competencia, ya que los productos de distintos proveedores pueden trabajar en conjunto.
- Hace posible que se implementen cambios tecnológicos en un nivel sin afectar a los demás niveles.
- Proporciona un lenguaje común para describir las funciones y capacidades de networking.
El primer modelo en capas para comunicaciones entre redes se creó a principios de la década de 1970 y se conoce con el nombre de modelo de internet. Define cuatro categorías de funciones que deben estar presentes para que las comunicaciones sean exitosas. El conjunto de protocolos TCP/IP que se utilizan para las comunicaciones por Internet sigue la estructura de este modelo, como se muestra en la tabla. Por esto, es común que al modelo de internet se le conozca como modelo TCP/IP.
TCP (protocolo de control de transmisión) e IP (protocolo de Internet).
- SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) Transferencia Simple de Correo
- FTP (File Transfer Protocol) Protocolo de Transferencia de Archivo
- DHCP (Dinamic Host Configuration Protocol) Asigna dinámicamente la ip y otros parámetros, así como evita el saturamiento de la red por ser dinámica
- DNS (Domain Name System) Le asigna nombres a las IP de los dominios y se encarga de traducirlos
- RIP (Routing Information Protocol) Administra información de los routers de la red, para crear un algoritmo que encontrará la ruta más rápida al destino
- SNMP (Simple Network Management Protocol) Facilita el intercambio de información de administración
- HTTP (Hypertext Transfer Protocol) Protocolo de transferencia de hipertexto
- TELNET (Telecommunication Network)
- SSH (Secure Shell) Acceso remoto y seguro (cifrado)
- TCP (Protocolo de Control de Transmisión) Controla la transmisión de información. A diferencia de UDP este es un protocolo orientado a la transmisión.
- UDP (protocolo de datagramas de usuario).
- Internet (IP); enlace (protocolos encargados de la transmisión a través del medio físico, es decir, red Ethernet).
- DCCP (Datagram Congestion Control Protocol) Transporte de mensajes
- µTP (Micro Transport Protocol) Conexiones P2P (Peer-to-peer)
- ICMP (Internet Control Message Protocol) Mensajes de error e información operativa
- IPSEC (Internet Protocol Security) Son varios protocolos que autentican al IP y cifran los paquetes
- IGMP (Internet Group Management Protocol) Multidifusión
- ARP (Address Resolution Protocol) Encuentra la MAC de las IP
- L2TP (Layer 2 Tunneling Protocol) Corrige deficiencias de otros protocolos
- NDP (Neighbor Discovery Protocol) Resolución de direcciones y permite a un dispositivo integrarse al ambiente local (una red física)

Capa de interfaz de red
- Nivel más bajo
- La comunicación se da mediante electricidad
- Lo importante es la manera en la que están conectadas las cosas
- Capa física
- Este protocolo no se encarga de establecer la comunicación entre 2 puntos, únicamente de transmitir en el medio físico
- Controla los dispositivos del hardware y los medios que forman la red.
Tiene protocolos como:
- Ethernet
- ARP (Address Resolution Protocol) Encuentra la MAC de las IP
- L2TP (Layer 2 Tunneling Protocol) Corrige deficiencias de otros protocolos
- NDP (Neighbor Discovery Protocol) Resolución de direcciones y permite a un dispositivo integrarse al ambiente local (una red física)
Capa de internet
- Se encarga de realizar la comunicación entre 2 puntos
- Determina el mejor camino a través de una red.
Tiene protocolos como:
- IP (Internet Protocol) Para la identificación y comunicación
- IPSEC (Internet Protocol Security) Son varios protocolos que autentican al IP y cifran los paquetes
- IGMP (Internet Group Management Protocol) Multidifusión
Capa de transporte
- Se encarga del envío de la información a través de la red.
- Controla el como y cuando se envían los paquetes de información
- Admite la comunicación entre distintos dispositivos a través de diversas redes.
Sus protocolos principales son: TCP y UDP
- TCP (Transport Control Protocol):
- Es confiable
- Esta orientado a la conexión
- Se espera que siempre exista la conexión entre 2 computadoras
- Importa la confiabilidad sobre la rapidez
- Un ejemplo claro es la transferencia de archivos o correos electrónicos
- UDP (User Datagram Protocol): Mínimo de transporte de mensajes
- No es confiable
- No esta orientado a la conexión
- No se “preocupa” si llegaron o no los datos
- Su prioridad es la velocidad de transmisión
- Un ejemplo de esto serian las videollamadas por Zoom o videojuegos multijugador
- DCCP (Datagram Congestion Control Protocol) Transporte de mensajes
- µTP (Micro Transport Protocol) Conexiones P2P (Peer-to-peer)
- ICMP (Internet Control Message Protocol) Mensajes de error e información operativa
- FCP (Fibre Channel Protocol) Carga el S.O. y la verificación
Capa de aplicación
- Se encarga de la presentación de los datos al usuario.
- Puede decodificar los IP a un nombre de dominio legible para las personas.
- Representa datos para el usuario más el control de codificación y de diálogo.
- Tiene protocolos como:
- SSH (Secure Shell) Acceso remoto y seguro (cifrado)
- FTP (File Transfer Protocol) Transferencia de archivos
- SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) Transferencia Simple de Correo
- DHCP (Dinamic Host Configuration Protocol) Asigna dinámicamente la ip y otros parámetros, así como evita el saturamiento de la red (Por ser dinámica)
- DNS (Domain Name System) Le asigna nombres a las IP de los dominios y se encarga de traducirlos
- RIP (Routing Information Protocol) Administra información de los routers de la red, para crear un algoritmo que encontrará la ruta más rápida al destino
- SNMP (Simple Network Management Protocol) Facilita el intercambio de información de administración
- HTTP (Hypertext Transfer Protocol) Transfiere archivos a través de la World Wide Web (Internet)
- TELNET (Telecommunication Network)
El Modelo de Referencia OSI
OSI (Open System Interconection – Interconexión de Sistemas Abiertos) Lo utilizamos para explicar y entender una comunicación entre un host y su destino en una red LAN, MAN o WAN. Fue creado por la ISO (International Organization for Standardization) Hay dos tipos básicos de modelos para describir las funciones que deben estar presentes para que las comunicaciones de red sean exitosas: modelos de protocolo y modelos de referencia.
- Modelo de Protocolo – Este modelo coincide estrechamente con la estructura de un conjunto de protocolos en particular. Una suite de protocolos incluye el conjunto de protocolos relacionados que generalmente proporcionan toda la funcionalidad requerida para que las personas se comuniquen con la red de datos. El modelo TCP/IP es un modelo de protocolos porque describe las funciones que ocurren en cada capa de protocolos dentro de una suite de TCP/IP.
- Modelo de Referencia – Este tipo de modelo describe las funciones que se deben completar en una capa en particular, pero no especifica exactamente cómo se debe realizar una función. Un modelo de referencia no pretende ofrecer un nivel de detalle suficiente para definir en forma precisa la manera en la que cada protocolo debería funcionar en cada capa. El objetivo principal de un modelo de referencia es ayudar a comprender mejor las funciones y los procesos necesarios para las comunicaciones de red. El modelo de referencia de redes más conocido fue creado por el proyecto Interconexión de Sistemas Abiertos (Open Systems Interconnection -OSI) en la Organización Internacional de Estandarización (ISO). Se usa para diseño de redes de datos, especificaciones de funcionamiento y resolución de problemas. Este modelo se conoce comúnmente como el modelo OSI.

Este modelo de vinculación de sistemas presenta diferentes niveles que se encuentran relacionados entre sí, se estandariza la comunicación a fin de poder lograr, a través de diferentes niveles, el intercambio de información.
Cada uno de sus niveles tiene una función específica, solucionando el problema de la incompatibilidad que existía en diferentes redes. Las capas: son niveles dentro de una estructura de red, y cada uno de los niveles tiene una función que debe cumplirse de manera concatenada. Este modelo de comunicación permitía lograr que toda forma de enviar información a través de un dispositivo hacia Internet y viceversa tuviese un camino bien estructurado y fácil de comprender, a fin de que en cuestión de segundos lograra el resultado esperado. Ese camino se reflejaba en una estructura de 7 tipos de capas, teniendo en cuenta que se comienza desde la séptima hasta la primera:
Capa del modelo OSI | Descripción |
7 – Aplicación | Contiene protocolos utilizados para comunicaciones proceso a proceso. Se encuentra en proximidad con el usuario y le brinda aplicaciones que se encuentran fuera del modelo. |
6 – Presentación | Proporciona una representación común de los datos transferidos entre los servicios de la capa de aplicación. Permite asegurar que la información que fue transferida pueda ser leída en el nivel de aplicación. la información viaja en varios lenguajes, con lo cual esta capa ayuda a universalizarlo con el objeto de que el destinatario final pueda leer y entender de qué se trata. |
5 – Sesión | Proporciona servicios a la capa de presentación para organizar su diálogo y administrar el intercambio de datos. Administra el proceso desde que se establece una sesión hasta que finaliza entre dos hosts. |
4-Transporte | Define los servicios para segmentar, transferir y reensamblar los datos para las comunicaciones individuales entre terminales. Proporciona conectividad, direccionamiento y enrutamiento. A su vez gestiona las conexiones a través de la red para las capas superiores. |
3 – Red | Proporciona servicios para intercambiar los datos individuales en la red entre terminales identificados. Proporciona conectividad, direccionamiento y enrutamiento. A su vez gestiona las conexiones a través de la red para las capas superiores. |
2 – Enlace de Datos | Describen los métodos para intercambiar tramas de datos entre dispositivos en un medio común. Consiste en brindar los medios de tránsito confiables de datos en un enlace físico. Por lo tanto, la presente capa se encargará de direccionar los datos y el control de flujo. |
1- Física | Describen los medios mecánicos, eléctricos, funcionales y de procedimiento para activar, mantener y desactivar conexiones físicas para una transmisión de bits hacia y desde un dispositivo de red. Se consideran los aspectos mecánicos, eléctricos y los medios de transmisión; por ejemplo: cables, tipologías, calidad, conectores, etcétera. Lo importante es que define el vínculo existente entre un dispositivo y un medio de transmisión. |

Comparación del Modelo OSI y el Modelo TCP/IP
El modelo TCP/IP es un método para visualizar las interacciones de los diversos protocolos que conforman el conjunto de protocolos TCP/IP. No describe las funciones generales necesarias para todas las comunicaciones de red. Describe las funciones de red específicas de los protocolos en uso en el conjunto de protocolos TCP/IP. Por ejemplo, en la capa de acceso a la red, la suite de protocolos TCP/IP no especifica los protocolos que se deben utilizar para transmitir a través de un medio físico, ni el método de codificación de las señales para la transmisión. Las capas 1 y 2 de OSI tratan los procedimientos necesarios para acceder a los medios y las maneras físicas de enviar datos por la red. Los protocolos que forman la suite de protocolos TCP/IP pueden describirse en términos del modelo de referencia OSI. Las funciones que se producen en la capa de Internet del modelo TCP/IP se incluyen en la capa de red del modelo OSI, tal como se indica en la figura. La funcionalidad de la capa de transporte es la misma en ambos modelos. Sin embargo, la capa de acceso a la red y la capa de aplicaciones del modelo TCP/IP se dividen a su vez en el modelo OSI para describir funciones discretas que deben realizarse en estas capas.

Las similitudes clave se encuentran en la capa de transporte y en la capa de red. Sin embargo, los dos modelos se diferencian en el modo en que se relacionan con las capas que están por encima y por debajo de cada capa.
- La capa 3 de OSI, la capa de red, asigna directamente a la capa de Internet TCP/IP. Esta capa se utiliza para describir protocolos que abordan y dirigen mensajes a través de una internetwork.
- La capa 4 de OSI, la capa de transporte, asigna directamente a la capa de transporte TCP/IP. Esta capa describe los servicios y las funciones generales que proporcionan la entrega ordenada y confiable de datos entre los hosts de origen y de destino.
- La capa de aplicación TCP/IP incluye un número de protocolos que proporciona funcionalidad específica a una variedad de aplicaciones de usuario final. Las capas 5, 6 y 7 del modelo OSI se utilizan como referencias para proveedores y desarrolladores de software de aplicación para fabricar productos que funcionan en redes.
- Tanto el modelo TCP/IP como el modelo OSI se utilizan comúnmente en la referencia a protocolos en varias capas. Dado que el modelo OSI separa la capa de enlace de datos de la capa física, se suele utilizan cuando se refiere a esas capas inferiores.
