¿Alguna vez has tratado de entender cómo es ese asunto de las capas del modelo OSI o del conjunto de protocolos TCP/IP? Algunos maestros, en lugar de ayudar a comprenderlo sólo lograron confundir a más de cuatro, estoy seguro. Y al final sigue quedando la gran incógnita: ¿qué función tienen las capas en un modelo como OSI o TCP/IP? Esto lo escucho una y otra vez cada vez que doy un curso de redes y en realidad es algo muy simple. La gente encargada de definir el modelo pensó en una manera de representar que dentro de una comunicación intervienen una serie de elementos que, si bien son diferentes entre sí, se interrelacionan de una manera tal que pueden conseguir que una transmisión de datos se lleve a cabo. El concepto de capas es simplemente una forma de representar la individualidad de cada tarea en la comunicación y cómo se relaciona con otras tareas para lograr una colaboración de todo el conjunto.En esta ocasión, como estoy de buen humor (como casi siempre ;)), les voy a platicar una alegoría para intentar explicar un aspecto fundamental en las comunicaciones entre dos equipos en una red de datos que usa TCP/IP. Después de contar la historia, trataré de aplicarla al concepto de comunicación del que estamos hablando, tengan paciencia.
La capa de Aplicación, en el origen
Yo vivo en Monterrey, México, y tengo un amigo, Guillermo Alegría (la versión mexicana de Bill Joy :D), que vive en la Ciudad de México. Mi amigo me ha pedido ayuda porque quiere aprender UNIX, así que pensé en enviarle unos manuales que tengo por ahí guardados.
La capa de Transporte, en el origen
Como son varios libros y quiero asegurarme de que mi amigo los reciba, he pensado que la mejor manera de enviarlos será uno a la vez, y una vez que tenga la confirmación de que recibió el primer libro, le envío el segundo y así sucesivamente (soy un poco desconfiado, por eso mejor me aseguro de que los va recibiendo, uno a la vez). Para que no se maltraten, envuelvo cada libro en un paquete.
La capa de Internet, en el origen
Por supuesto que para enviar un paquete necesito escribir el nombre y la dirección de Guillermo, y también la mía en caso de que mi amigo ya no viviera en ese domicilio y tuvieran que devolverme el paquete (no puedo darme el lujo de perder un libro de UNIX). Mi amigo vive en la célebre calle Chopo, en el número ocho, y así lo escribo en el paquete.
La capa de Enlace de Datos, en el origen
Llego a la empresa de mensajería, una de confianza. El encargado observa el paquete y me pregunta por qué medio quiero enviarlo: "¿Por avión o por carretera?" -me pregunta. Me interesa que mi amigo comience a estudiar cuanto antes, pero no tanto como para pagar la diferencia de un envío aéreo. "Por carretera" -le respondo.
El medio físico
Y ahí va el libro, viajando por carretera hasta la Ciudad de México. Diez horas de camino. En México encuentran mucho tráfico, como siempre, lo que retrasa el envío dos horas más. Ni hablar, todo sea en aras del saber.
La capa de Enlace de Datos, en el destino
Al fin la camioneta de reparto llega a Chopo 8, se aseguran de estar en el domicilio indicado y tocan el timbre. Mi amigo abre la puerta y se alegra de recibir el envío. A simple vista el paquete parece estar en buenas condiciones, de lo contrario, si llegara abierto por ejemplo, no lo aceptaría y me sería devuelto, o posiblemente sí lo recibiría, haciendo la observación pertinente al que lo entrega.
La capa de Internet, en el destino
Le preguntan a mi amigo: "¿Es usted Guillermo Alegría?", y él responde afirmativamente, por supuesto, y le entregan el paquete.
La capa de Transporte, en el destino
Le dan a firmar un acuse de recibo, porque recuerden que yo quería asegurarme de que recibiera el paquete, así que pedí que por cada paquete que él recibiera, firmara un recibo indicando que efectivamente tenía ya en su poder el paquete, así yo sabría que podría enviar el siguiente libro con mayor confianza. Mi amigo ya no puede esperar, le quita la envoltura al libro y observa que es el volumen 1, lo que quiere decir que seguramente deberá esperar más libros como ese. Si en el siguiente envío yo le mandara el volumen 3, seguramente él me mandaría a avisar que le faltó el volumen 2 y que no puede saltarse del 1 al 3, que necesita el 2. Al menos eso haría yo.
La capa de Aplicación, en el destino
Sentado cómodamente en su sillón, con un refresco y unas frituras, mi amigo Memo (es que así le decimos en México a los que se llaman Guillermo) se dispone a leer el libro de UNIX y se da cuenta de que podrá hacer muchas cosas ahora que aprenda a usarlo. Sólo espero que un día de éstos no me diga que ejecutó "rm -r /", siendo root. ;-)
¿Y qué tiene que ver esto con TCP/IP?
Mucho. TCP/IP es un conjunto de protocolos (reglas de comunicación) que tienen su propia función y que en conjunto pueden llevar a cabo la comunicación entre, al menos, dos dispositivos en una red. La división en capas nos ayuda a entender que en la capa de Aplicación se preparan los datos que serán enviados desde una Aplicación X a una Aplicación Y en otro dispositivo; como los datos que se envían seguramente son muchos, la capa de Transporte puede segmentar dichos datos en segmentos o datagramas que sean más fáciles de enviar, por tener un tamaño más manejable para los dispositivos de red. Como posiblemente sean varios segmentos de datos, se enumeran para que, una vez que lleguen a su destino, el destinatario (el que los recibe) sepa que han llegado todos los datos o si tal vez faltó alguno para pedir que se envíe nuevamente. Ahora bien, ninguna comunicación confiable será completa si no hay un adecuado direccionamiento, o si no se conoce el domicilio o dirección de quien recibirá los datos, y es precisamente la capa de Internet la encargada de identificar en cada paquete de datos la dirección de quien envía y de quien recibirá dichos datos. Una vez que ya se tienen listos los datos, en la capa de Enlace de Datos se prepara una trama (frame) para que los datos puedan ser enviados por algún medio físico, usando un cable, por ejemplo, o a través de ondas por el aire. Como cada medio es diferente y exige diferentes tipos de controles, las tramas se preparan para cada medio en particular, de acuerdo a los estándares.
Cuando los datos llegan al destinatario ocurre la operación contraria, pues las tramas llegan por un medio físico, y cada protocolo de cada capa va tomando la información que requiere de su contraparte que envió los datos. Por ejemplo, la capa de Enlace de Datos se asegura de que la trama realmente vaya dirigida a ese dispositivo físico de la red y pasa el paquete a la capa de Internet para que haga lo mismo; en la capa de Internet se verifica que la dirección de destino sea efectivamente la actual y se pasa a la capa de Transporte para que verifique a su vez que el segmento forma parte de la secuencia esperada y, en muchos casos, preparar una confirmación de haber recibido los datos, para que se envíen más. Al final, los datos son colocados en orden y pasados a la capa de Aplicación, que hará que sean presentados o recibidos por la Aplicación Y de una manera legible, ya sin todo el "empaque" que se colocó en los datos al ser enviados.
Obviamente esta es una explicación muy simplificada de lo que realmente ocurre. No hablé, por ejemplo, del famoso three-way handshake para TCP, por ejemplo, ni de otras características igualmente importantes, pero para eso hay muy buenos libros y otros recursos de consulta. Este es solamente mi sencilla aportación para tratar de explicar algo como a mi me hubiera gustado que me lo explicaran.
Fin de la transmisión.
:wq!
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