Curso de Redes 1.4. Arquitecturas de redes. Descripción de las capas.
Summary
TLDREl script ofrece una exhaustiva discusión sobre las arquitecturas de redes y computadoras, destacando la evolución desde los primeros computadores diseñados como piezas de artesanía hasta los sistemas multipropósito modernos. Se menciona la importancia de la compatibilidad y el desarrollo de la capa intermedia por IBM, conocida como firmware o microcódigo, que permitió la transferibilidad de programas entre modelos de hardware distintos. El núcleo del tema es la arquitectura de computadoras y cómo esta ha influido en las arquitecturas de redes, como la SNA de IBM y la DNA de Digital Equipment Corporation. Además, se explora el modelo de capas de referencia OSI对比 con el modelo de capas de TCP/IP, y se destaca la importancia de la simplicidad en el diseño de software y protocolos. El resumen finaliza con una descripción de las diferentes capas del modelo OSI, desde la capa física hasta la capa de aplicación, y cómo algunas capas, como la de sesión y presentación, a menudo se combinan o omiten en la práctica moderna.
Takeaways
- 📚 Los primeros ordenadores, hasta 1964, se diseñaban como piezas de artesanía, sin preocupación por la compatibilidad con otros modelos y se centraban en rendimiento máximo para el hardware disponible.
- 💡 Apareció la idea de una capa intermedia, conocida como firmware o microcódigo, que permitía a diferentes hardwares usar un conjunto común de instrucciones máquina, facilitando la compatibilidad y el traslado de programas entre modelos.
- 🌐 IBM desarrolló la arquitectura de sistemas y sistemas 360, un producto comercial que representaba una gran evolución en la compatibilidad y multipropósito de los ordenadores.
- 🔄 La familia de arquitectura del sistema 360 evolucionó a lo largo del tiempo, dando lugar a sistemas como el 370, la serie 390 y, finalmente, a la arquitectura z/Architecture.
- 🏢 Otros fabricantes, como Händler Corporation, crearon mainframes compatibles con la arquitectura de IBM, aunque con el tiempo, la mayoría de estas soluciones propietarias cedieron ante las soluciones más estandarizadas.
- 🤖 La necesidad de comunicación entre procesos llevó a IBM a desarrollar la Systems Network Architecture (SNA) en 1974, que permitió la comunicación inteligente entre programas en diferentes ordenadores.
- 🔄 Digital Equipment Corporation (DEC) desarrolló su propia arquitectura de redes, la Digital Network Architecture (DNA), que también se basaba en el modelo de capas y compartía similitudes con SNA.
- 🌐 El modelo de capas de referencia para las redes fue el modelo OSI, desarrollado por la ISO, que aunque tuvo éxito en la teoría, enfrentó desafíos en la implementación práctica debido a su complejidad.
- 📈 La tendencia en el desarrollo de protocolos es hacia la simplicidad, lo que llevó al éxito de TCP/IP, que adoptó un enfoque iterativo y menos detallado en su especificación inicial.
- 🔩 El modelo OSI se compone de siete capas, cada una con funciones específicas, desde la capa física hasta la capa de aplicación, aunque en la práctica algunas capas como la de presentación y sesión suelen combinarse o omitirse.
- 🌟 Los protocolos de nivel de aplicación, como HTTP para la web o SMTP para el correo electrónico, son los con los que los usuarios interactúan directamente y forman la capa superior del modelo OSI.
Q & A
¿Qué era la finalidad de los primeros ordenadores hasta el año 1964?
-Los primeros ordenadores estaban diseñados para lograr el máximo rendimiento para el hardware disponible en ese momento, sin preocuparse por la compatibilidad con otros modelos anteriores y pensando en un tipo de aplicaciones concretas, fundamentalmente aplicaciones científicas y de gestión.
¿Qué problema surgió con los ordenadores de diferentes modelos que requerían aplicaciones específicas?
-El problema era que si se quería cambiar a un modelo superior, este tenía un conjunto de instrucciones máquina completamente distinto o muy diferente del modelo inferior, lo que obligaba a adaptar todo el software.
¿Quién fue el impulsor de la idea de desarrollar una capa intermedia conocida como firmware o microcódigo en IBM?
-El señor de IBM del este, que se menciona en el script, fue quien tuvo la idea de desarrollar una capa intermedia llamada firmware o microcódigo.
¿Qué significaba el número 360 en la gama de ordenadores y sistemas de IBM?
-El número 360 tenía un doble sentido: por un lado, el 60 para marcar la década de los 60 en la que se desarrolló, y 64, que era el número de instrucciones básicas del sistema. Además, pretendía dar la idea de ser válido para todo tipo de aplicaciones, aludiendo a los 360 grados del círculo.
¿Qué arquitectura de redes de ordenadores fue la primera en diseñarse y por qué año?
-La primera arquitectura de redes de ordenadores que se diseñó fue la Arquitectura de Redes de Sistemas (Systems Network Architecture, SNA) por IBM, y apareció en el año 1974.
¿Qué es la Ley de Händler y qué permite predecir?
-La Ley de Händler permite predecir el nivel de aceleración que tiene un programa que se puede paralelizar en función de la cantidad de código que es para revisar en ese programa.
¿Qué es la Arquitectura de Redes de Sistemas (SNA) y cómo influyó en la comunicación entre ordenadores?
-La Arquitectura de Redes de Sistemas (SNA) es una arquitectura de redes desarrollada por IBM que permitió la comunicación inteligente entre programas en diferentes ordenadores, no solo la comunicación entre terminales.
¿Qué es el modelo de capas en las arquitecturas de redes y cuál fue la primera arquitectura que utilizó este modelo?
-El modelo de capas es una estructura que divide la arquitectura de redes en capas, cada una con una funcionalidad específica. La primera arquitectura que utilizó el modelo de capas fue la Arquitectura SNA de IBM.
¿Qué es la ISO y qué objetivo tenía al desarrollar su propio modelo de capas para las arquitecturas de redes?
-La ISO (Organización Internacional de Estándares) busca establecer normas equitativas para todos los fabricantes. Al desarrollar su propio modelo de capas, quería crear una arquitectura de redes abierta e independiente de cualquier fabricante.
¿Por qué se considera que la complejidad excesiva de los protocolos OSI fue uno de los factores que contribuyó a su fracaso?
-La complejidad excesiva de los protocolos OSI llevó a un retraso en su implementación y a una mala calidad en sus primeras versiones, lo que resultó en un menor rendimiento y dificultad para su adopción en comparación con otros protocolos más sencillos y rápidos en ser implementados, como los del modelo TCP/IP.
¿Qué es el modelo OSI y cuál es su relación con el modelo de capas de la arquitectura de redes?
-El modelo OSI (Open Systems Interconnection) es un modelo de capas desarrollado por la ISO para estandarizar las comunicaciones en redes de ordenadores. Consiste en siete capas, cada una con una función específica, que van desde la capa física hasta la capa de aplicación, y es utilizado para diseñar y entender cómo funcionan las comunicaciones en las redes.
Outlines
📚 Origen de las arquitecturas de ordenadores y redes
El primer párrafo aborda el origen histórico de las arquitecturas de ordenadores y redes. Se menciona que hasta 1964, los ordenadores eran diseñados como piezas de artesanía, sin preocupación por la compatibilidad con otros modelos. IBM, con la llegada de un ingeniero llamado Händler, desarrolló una capa intermedia llamada firmware o microcódigo, que permitió adaptar un conjunto común de instrucciones máquina para hardware diverso. Esto llevó a la creación de la arquitectura de ordenadores, que es el conjunto de instrucciones máquina y la forma de representar los datos. La familia de ordenadores y sistemas 360 de IBM, lanzada en los años 60, representó un punto de inflexión donde los ordenadores eran multipropósito y compatibles entre sí, lo que facilitó la transferencia de programas entre diferentes modelos.
🏢 Evolución de las arquitecturas de mainframes y clones
Este párrafo habla sobre la influencia de la arquitectura de mainframes de IBM en otros fabricantes, quienes crearon clones compatibles con el mismo conjunto de instrucciones máquina y representación de datos. Se destaca la creación de la Händler Corporation por parte de Händler después de su salida de IBM. La narración continúa con la aparición de la necesidad de comunicación entre procesos, lo que llevó a IBM a desarrollar la arquitectura de redes de sistemas (SNA) en 1974. Digital Equipment Corporation (DEC) lanzó su propia arquitectura de redes, conocida como DNA (Digital Network Architecture), que también se basaba en el modelo de capas. Se menciona que los protocolos de DEC, conocidos como DECnet, comparten similitudes con los protocolos TCP/IP y algunos de ellos siguen en uso en la actualidad.
🌐 Desarrollo de arquitecturas de redes y modelo OSI
El tercer párrafo se enfoca en el desarrollo de arquitecturas de redes y el modelo OSI. Se describe que IBM desarrolló su propia arquitectura de redes en 1974, seguida por Digital Equipment Corporation. La ISO, buscando establecer estándares equitativos para fabricantes, desarrolló su propio modelo de capas conocido como OSI (Open Systems Interconnection). Sin embargo, la implementación de los protocolos OSI fue lenta y complicada, lo que llevó a su fracaso en comparación con los protocolos TCP/IP, que adoptaron un enfoque más pragmático y simplificado. Se destaca la importancia de la simplicidad en el desarrollo de software y protocolos, y se menciona un ejemplo de conexión a Internet a través de una red X.25 que utilizó encapsulación para conectarse con otros sistemas.
🔌 Aspectos técnicos de la capa física en redes
Este párrafo se centra en los detalles técnicos de la capa física en las redes de comunicación. Se define la capa física como la capa que abarca todos los aspectos físicos de la transmisión de datos, incluyendo el diseño de conectores, los tipos de cables utilizados, y las especificaciones electrónicas necesarias para la transferencia de información. Se ilustra con una analogía de datos transmitidos a través de cables de cobre a altas velocidades, resaltando la magia detrás de la tecnología que permite tal transmisión.
🔗 Funciones de las capas de enlace, red, transporte y aplicación
El quinto párrafo describe las funciones de las capas de enlace, red, transporte y aplicación en una arquitectura de red. La capa de enlace se encarga de asegurar la entrega de paquetes de datos intactos, implementando mecanismos para detectar y reenviar datos defectuosos. La capa de red es consciente de la topología de la red y actúa como un GPS para dirigir el tráfico. La capa de transporte es responsable de la entrega extremo a extremo, incluyendo la numeración de paquetes y la solicitud de reenvío de paquetes faltantes. Las capas de sesión y presentación, aunque muchas veces omitidas en la actualidad, tienen funciones específicas relacionadas con la conexión y presentación de datos. Finalmente, la capa de aplicación es donde residen los programas con los que interactuamos directamente, como navegadores web, correo electrónico y videoconferencias, que utilizan protocolos específicos de esta capa.
🛠️ Ejemplos de protocolos en cada capa de la red
El sexto y último párrafo proporciona ejemplos de protocolos asociados con cada capa de la red. Aunque se menciona que el número de protocolos es muy reducido en comparación con el número de protocolos posibles, se ilustra con algunos ejemplos. Se destaca que la capa de aplicación es donde se encuentran la mayoría de los protocolos con los que los usuarios suelen interactuar, como HTTP para navegación web o protocolos de correo electrónico y videoconferencia.
Mindmap
Keywords
💡Arquitectura de computadoras
💡Firmware o microcódigo
💡Arquitectura de redes
💡Modelo de capas
💡Sistema 370 de IBM
💡Digital Equipment Corporation (DEC)
💡Protocolos CNET
💡TCP/IP
💡Gigabit Ethernet
💡Sencillez en el desarrollo de software
💡Open Systems Interconnection (OSI)
Highlights
La importancia de las arquitecturas de ordenadores y cómo han influido en las redes, destacando la evolución desde los primeros modelos artesanales hasta la compatibilidad y el rendimiento.
El concepto de arquitectura de ordenadores, que incluye el conjunto de instrucciones máquina y la forma de representar los datos.
El papel de IBM en la creación de la arquitectura de ordenadores a través del desarrollo del firmware y microcódigo.
La introducción de la familia de ordenadores y sistemas 360 por IBM, que permitió la compatibilidad y el traslado de programas entre diferentes modelos.
La evolución de la arquitectura de IBM desde el sistema 360 hasta la serie 390 y la secta S, destacando la compatibilidad y el rendimiento multipropósito.
El surgimiento de clones de arquitecturas de mainframes de IBM por otros fabricantes y cómo esto impactó el mercado.
La creación de la arquitectura de redes de sistemas (SNA) por IBM en 1974 y su importancia en la comunicación entre procesos.
La aparición de la Digital Network Architecture (DNA) por Digital Equipment Corporation como competencia a la SNA de IBM.
La influencia de los protocolos de DECnet en los protocolos actuales de internet, como el protocolo de enrutamiento ISIS.
La complejidad excesiva de los protocolos OSI y cómo esto contribuyó a su eventual fracaso en comparación con TCP/IP.
La filosofía de desarrollo de software sencillo y cómo esto se relaciona con el éxito de TCP/IP frente a OSI.
El modelo de capas de la ISO y su intención de ser independiente de fabricantes, contrastando con las arquitecturas propietarias de IBM y Digital.
La comparación entre el modelo de capas SNA de IBM y el modelo OSI, destacando las similitudes y diferencias.
La función de la capa física en la transmisión de datos, abarcando aspectos como conectores, señales y voltajes.
El papel de la capa de enlace en asegurar la entrega de paquetes de datos sin errores y la implementación de mecanismos de detección y reenvío.
La responsabilidad de la capa de red en la gestión de la topología y en la ruta óptima para la transmisión de datos.
La capa de transporte y su rol en garantizar la entrega total y ordenada de paquetes entre los extremos de comunicación.
La simplificación de las capas de sesión y presentación en la práctica moderna, y su integración en capas adyacentes.
La capa de aplicación y su interacción con los usuarios finales a través de protocolos conocidos como HTTP, correo electrónico y videoconferencia.
Transcripts
[Música]
bueno ahora vamos a hablar de verdad de
lo nuestro de arquitecturas de redes
y antes de hablar de arquitectura de
redes pues vamos a hablar un poquito de
arquitecturas de ordenadores porque es
de dónde viene eso pero muy poquito en
solo a nivel a nivel de origen histórico
bueno los primeros ordenadores
hasta el año 1964 se diseñaban cada
modelo como una pieza de artesanía es
decir se diseñaba partiendo de cero
buscando como finalidad el máximo
rendimiento para el hardware entonces
disponible y sin ninguna preocupación
por la compatibilidad con otros modelos
anteriores
además de eso se diseñaban pensando en
un tipo de aplicaciones concretas
fundamentalmente estaban las
aplicaciones científicas y las
aplicaciones de gestión por ejemplo el
ordenador que tenemos ahí fuera el ibm
1620 era un modelo típico de la gama
baja de la gama barata de finales de los
años 50 en torno a las 60
para el ámbito científico y existía por
las mismas fechas en el año 61 un modelo
en 1401 de ibm para ámbito comercial
pero después el corte inglés con triples
no pero galerías preciados por ejemplo
se compró un 1400 uno mientras que la
universidad de valència y muchas otras
que compraron un 1620
a parte del problema de que tenías que
tener un ordenador en función del tipo
de aplicaciones que fueras a desarrollar
y había entidades o empresas que tenían
necesidades de los dos tipos estaba el
inconveniente de que si querías cambiar
a un modelo superior el modelo superior
tenía un conjunto de instrucciones
máquina completamente distinto o muy
diferente del modelo inferior y eso
obligaba a adaptar todo el software
pues en esa situación apareció un señor
en ibm del este que veis aquí y él
hándal y tuvo la feliz idea de
desarrollar una capa intermedia lo que
llamamos el firmware o el micro código
que permitía para hardware diverso
adaptar un conjunto común de
instrucciones máquina y eso significaba
que los programas se podían trasladar
sin relativamente mucho trabajo de un
modelo de ordenador a otro porque el
conjunto de instrucciones máquina era
con el conjunto instrucciones máquina y
también la forma de representar los
datos y eso es lo que denominamos una
arquitectura de ordenadores
básicamente el conjunto de instrucciones
máquina y la forma de representar los
datos enteros flotantes carácter
etcétera bueno a lo largo del curso y
debiendo de vez en cuando fotos de gente
que por decirlo así son un poco mis
ídolos este es el primero que aparece y
randall es conocido por muchas otras
cosas más
seguramente álex conoce la ley de hándal
que permite predecir la el nivel de
aceleración que tiene un programa que se
puede para realizar en función de la
cantidad de código que es para revisarle
ese programa la vida le es muy conocida
del ámbito en el ámbito de vectorización
y paralización de programas
y dice una cosa que es muy de perogrullo
pero que hasta que no la formuló el con
una ecuación para poder calcular el
nivel de aceleración pues a nadie se le
había ocurrido entonces entre las muchas
ideas felices que este señor tuvo
estaban también la de desarrollar la
arquitectura de ordenadores
y esa idea se plasmó en un producto
comercial de ibm en los años 60 que se
denominó la gama de ordenadores y
sistemas 360
el número 360 tenía doble sentido por un
lado el 60 porque estábamos en la década
de los 60 y 64 y lo de 360 porque
pretendía dar la idea de ser válido para
todo tipo de aplicaciones con la idea de
los 360 grados del círculo
porque además a partir de esa fecha los
ordenadores de ibm ya no estaban
diseñados específicamente para
aplicaciones de uno u otro tipo sino que
eran multipropósito y dentro de la
familia de ordenadores de la serie el
sistema 360 tú podías elegir el modelo
que te venía bien con diferentes niveles
de potencia hasta un factor 500 entre el
modelo mínimo y el modelo máximo existió
dentro de esa familia sin necesidad de
modificar tus programas
la familia de arquitectura sistema 360
dio pie o dio paso en los años 70 a una
sucesora suya que era el sistema 370
el sistema 370 dio paso a la lista 390 y
esa dio paso a la secta s que es hasta
anteayer
me dicen que nosotros teníamos
utilizando todas nuestras aplicaciones o
sea que venimos de esa tradición no
veníamos ahora ya no ahora estamos en
otro tipo de ordenadores tan popular fue
la idea de la arquitectura de los
mainframes de ibm que otros fabricantes
hicieron clones de esa arquitectura es
decir hicieron ordenadores compatibles
con ese mismo conjunto de instrucciones
más máquina y representación de datos a
través de diferentes micro códigos o
firmware y aquí tenéis algunos ejemplos
de fabricantes que hicieron uno de ellos
fue precisamente el propio señor hándal
luego se separó de ibm creó su propia
empresa de mainframe que se llamaba
hándal corporation y durante muchos años
pues fue una empresa muy boyante todo
esto vino después al traste porque el
hecho con la arquitectura es a 390 y ya
era y bueno perdón con la arquitectura
zbs ya era imposible hacerlos los clones
y todos los fabricantes alternativos que
aparecen ahí pues dejaron de existir
pero como veis incluso existían
mientras compatibles ibm ruso
bueno pues los años 60 ya los
ordenadores tenían teleproceso pero
únicamente a nivel de terminales tontos
no a nivel de comunicaciones proceso a
proceso la necesidad de comunicación
proceso a proceso apareció con el
sistema 370
y un poco haciendo la analogía a nivel
de las comunicaciones de lo que se había
hecho con él con los mainframes se
desarrolló en ibm una arquitectura de
redes de ordenadores que se denominó la
arquitectura de redes de sistemas o en
inglés systems network architecture sn
esta fue la primera arquitectura de
redes que se diseñó y que apareció en el
año 1974 justo con la familia de los
ordenadores sistema 370 los sistemas 370
fueron la primera arquitectura que tenía
ya una posibilidad de comunicación entre
procesos la comunicación inteligente
entre programas en diferentes
ordenadores no de solo terminales tontos
que era lo que tenía la anterior
casi al mismo tiempo tan solo unos meses
más tarde de salir la arquitectura de
seña de ibm otro fabricante por entonces
muy importante de ordenadores que la
digital equipment corporation tech sacó
su propia arquitectura de redes que se
denominó dna digital network
architecture
tanto la familia de tanto la
arquitectura es enea como la
arquitectura de enea
basaban en el modelo de capas pero la
primera de todas que utilizó el modelo
de capas por el arquitectura es n hay
que reconocerle a ibm en ese caso la
originalidad o la idea de que ese modelo
de capas que antes hemos descrito con
nuestra analogía de los pintores la
primera arquitectura que se basó en ella
fue la arquitectura escena
era una arquitectura propietaria pero la
pública otros fabricantes podían cómo
estaban las especificaciones publicadas
hacer productos compatibles con la
arquitectura de semilla de ibm y de
hecho muchos lo hicieron porque era de
interés para todos ser compatibles con
ibm y entonces lo que hacían era clonar
la arquitectura s/a
en sus equipos en sus programas para
poder interoperar con ibm incluso a
nivel de interfaces físicas
el fabricante de que por aquel entonces
era si no me recuerdo mal como el tercer
fabricante a nivel mundial de
informática hoy en día ya no existe
pero vamos entonces será importante y
sobre todo en informática distribuida
pues será el principal competidor con su
propia arquitectura con ibm y otros
fabricantes la mayoría de veces aunque
tenían su propia arquitectura de redes
como ese negado de enea para poder
conseguir cuota de mercado a nivel de
tele proceso de comunicaciones tenían
que sacar productos compatibles con sn o
dna
los productos de comunicaciones de
digital que la familia de protocolos en
que se basó se denominaba de cnet
tienen su interés porque son muy
próximos a los protocolos tcp/ip por
principios de diseño y funcionamiento y
de hecho algunos de los protocolos que
diseñó de cnet o digital en aquellos
tiempos siguen todavía en uso en
internet
de hecho hablaremos en el siguiente en
el segundo curso el de después del
verano de un protocolo de de routing que
se denomina isis nada que ver con el
grupo terrorista
el protocolo y sis sigue siendo
utilizado hoy en día como protocolo de
routing y proviene de los protocolos
technet diseñados por visitar
en su tiempo
los protocolos sn a lo mismo que los de
los de cnet hoy en día están ya en
desuso salvo como digo algunas cosas de
technet que sí han conseguido
su equivalente en los protocolos
actuales pero como detalle curioso la
primera conexión a internet que se hizo
en la universidad de valencia y por
tanto en la comunidad valenciana se hizo
casi no se ve pero se hizo por un túnel
en una conexión x 25 que es x 25 que es
un protocolo o si luego hablaremos de
ellos dentro del cual se hacía una
conexión es enea y los paquetes sn a que
iban dentro de los paquetes x 25
llevaban dentro paquetes y p
esto lo que llamamos encapsulado o túnel
eso es lo mismo es meter un paquete
dentro de otro
como en aquel entonces rediris solo daba
posibilidad a nivel de transporte de
protocolos o si lo único que nos daba
era conexiones x25 nos permitía
conectarnos por x25 con la universidad
politécnica de madrid que tenía otro
ordenador otro mainframe de ibm como
nosotros de acuerdo con la universidad
politécnica de madrid establecimos una
conexión es enea y dentro de esa
conexión por un túnel ip como la
politécnica de madrid sí que tenía
salida internet los pudimos salir
internet por esa vía tan rocambolesca
qué es una arquitectura de redes pues
básicamente son dos cosas un modelo de
capas como lo que hemos visto antes de
los pintores y un conjunto de protocolos
que se adaptan a ese modelo de capas
fijaros que en principio el modelo de
capas se puede describir sin decir
cuáles son los protocolos que se van a
utilizar antes decíamos la capa tema
pues puede haber protocolo pintura
protocolo escultura o puedo no decir el
protocolo y está la capa tema y el tema
ya se verá cuál es o puedo entrar a ese
nivel de detalle pues en una
arquitectura de redes se dicen las dos
cosas se describe el modelo de capas se
dice las funcionalidades que se van a
desarrollar en cada una de las capas y
se dice cuáles son los protocolos que se
van a implementar en cada una de las
capas eso es lo que define una
arquitectura de redes y eso es lo que
ibm en el año 74 desarrollo para su
arquitectura enseñé a unos meses más
tarde digital y unos años más tarde
lo que llamamos el modelo oh sí
y otros años más tarde el modelo tcp/ip
que es en el que nos basamos actualmente
para todo lo que son comunicaciones
los principios del modelo de capas este
son los mismos que ya hemos comentado
antes con nuestra analogía existen las
interfaces que son las comunicaciones
verticales entre capas y que son propias
de cada entidad y no tiene por que
acordarlas con nadie y existen los
protocolos que son las comunicaciones
horizontales y eso sí que es fundamental
que estén todos de acuerdo en utilizar
los mismos
como había aparecido la arquitectura del
cine y la arquitectura de enea
éstos eran exploran arquitecturas
propietarias por supuesto y ver me
estaba encantada de que todo el mundo
utilizara su arquitectura porque
aumentaba su cuota de ventas obviamente
iba a diseñar la arquitectura y todo en
base a su hardware y jugada con ventaja
en ese sentido aunque lo hiciera
accesible las especificaciones a otros
fabricantes digital hacía lo propio vale
pero había una entidad que era
especialmente digamos
contraria a esta forma de funcionamiento
que era la iso la organización
internacional de estándares la iso se
supone que está para intentar establecer
normas que sean igualitarias para todos
los fabricantes que no le den algunas
ventajas frente a otros y entonces la
iso la iso decidió desarrollar su propia
arquitectura de redes y entonces
desarrolló su propio modelo de capas que
es el modelo o sí que todos conocemos y
del que todos hemos oído hablar y una
serie de protocolos adaptados a ese
modelo de capas
el problema es que desde que desarrolló
el modelo hasta que desarrolló los
protocolos y sobre todo las
implementaciones de esos protocolos tú
puedes hacer el protocolo y sacar un
documento hermosísimo que dice
exactamente cómo va a funcionar pero
mientras no haya programas que lo
implementen en ordenadores reales
aquello no sirve para nada
entonces las
los protocolos y sobre todo las
implementaciones de esos protocolos
tardaron muchísimo tiempo en llegar y
eso fue lo que hizo que fracasara el
modelo o si en la parte de lo que es la
arquitectura en la parte de el modelo
como tal sea el modelo de capas fue un
éxito y todo el mundo lo adoptó o casi
todo pero en la parte de los protocolos
fue un desastre y hoy en día ya
prácticamente nadie se acuerda de los
protocolos o sí
bueno uno de los inconvenientes que
tenía todo lo que tiene que ver con los
protocolos o si fue el excesiva
complejidad porque todo se desarrollaba
pensando hasta el último detalle en la
situación más rara posible del
fabricante x vale y especificando lo
todo y entonces eso era muchísimo
trabajo era el ejemplo totalmente
contrario a lo que se estaba haciendo en
el ámbito de los protocolos tcp/ip donde
lo que se hacía era hacer prototipos
empezar a funcionar y luego ya veremos
de añadirle las las sofisticaciones
adicionales para los casos singulares
entonces esa complejidad es lo que en
buena medida llevó al fracaso de los
protocolos o si ya digo por ese retraso
en su implementación y también por la
mala calidad mala calidad que venía
provocada en parte por esa mayor
complejidad y aquí hay un pequeño inciso
que quiero hacer destacando la
conveniencia de la sencillez en el
desarrollo del software aquí os he
puesto una frase que cuando me hizo
mucha gracia de un libro de ingeniería
del software no estaba referido a
comunicaciones pero se puede
a cualquier cosa un programa puede ser
tan sencillo que evidentemente no tenga
errores o tan complejos que no tenga
errores evidentes
y otra frase también en relación con
esto de la sencillez que es muy popular
en el ámbito de internet es esta
esto no viene del mundo del ingeniero de
software sino de los mecánicos que
tenían que reparar los aviones
el ejército de los eeuu y que tenían que
pensar en que los mecánicos que están en
el campo de batalla y tienen que reparar
los aviones pues están en unas
condiciones mucho peores por los medios
por la preparación etcétera entonces
tienen que hacer las cosas pensando en
simplificar mucho ese mantenimiento
y esta frase como digo es muy popular en
el ámbito de internet a la hora de
desarrollar protocolos la verdad es que
a nivel de lo que veremos en el tema 2
sobre todo de nivel físico a veces da la
sensación de que la gente se ha olvidado
de esto porque cuando te explican en
detalle cómo funcionan hoy en día las
comunicaciones en gigabit ethernet
gigabit ethernet o en las redes
inalámbricas dices madre mía el nivel de
complejidad que hay ahí cómo es posible
que aquello consiga funcionar vale pero
eso es una consecuencia de querer cada
vez exprimir el cable o las ondas
electromagnéticas para conseguir un
mayor rendimiento no hay otra manera
llega un momento que para conseguir
mayor rendimiento te tienes que
complicar la vida y llega unos niveles
de complicación que ya suelo entender
aquello cómo funciona es increíble
pero sobre todo en lo que tiene que ver
con los protocolos de nivel de red sí
que es perfectamente aplicable estas
frases sobre la sencillez
bueno aquí tenéis una diapositiva que os
muestra
comparados
modelo sn a modelo de capas desarrollado
por ibm en el año 74 y el modelo
desarrollado modelos y desarrollado por
la iso parece que sea una capicúa porque
el modelo si te hizo vale o si es de
open systems interconnect la
interconexión de sistemas abiertos lo de
abiertos viene en el sentido de que se
ha abierto a cualquier fabricante vale
en el sentido de open en este caso
significa independiente de fabricante
podéis traducirlo como independiente de
fabricante que era el objetivo de la iso
alguna gente dice que la hizo desarrolló
su modelo o si con siete capas no por
casualidad sino precisamente intentando
clonar el modelo desarrollado por ibm en
el año 74 porque sin ruido el principal
fabricante de informática en el mundo en
la que los que en aquellos tiempos la
iso pensaba que su modelo tendría más
posibilidades de éxito si era en mayor
medida equiparable al modelo de ibm y de
hecho si miráis los nombres de las siete
capas del modelo si los comparamos con
los nombres de las siete capas del
modelo enseña el parecido es evidente ya
que parece que efectivamente había mucho
de eso en él en la idea de las siete
capas del modelo y de hecho ha habido
mucho debate sobre si es el número de
siete capas era el adecuado y recordad
que lo veíamos en la analogía de antes
cada capa añade una información de
control y un objeto un coste
entonces si tienes siete capas están
añadiendo normalmente más overhead que
si tienes cuatro o cinco
y de hecho la tendencia posterior como
ahora comentaremos ha sido a simplificar
el modelo que parece que siete capas era
un número excesivo de capas
bueno pues las siete capas vienen a
continuación empezando por abajo
tendríamos la capa física como su nombre
indica dice todo lo que tiene que ver
con aspectos físicos de la transmisión
de los datos desde qué forma tienen que
tener los conectores para que entre el
macho en el conector hembra
qué datos qué señales se tienen que
transmitir por los cables de cobre de
fibra o de radio para que los datos
puedan llegar cuáles son los voltajes
cuáles son las intensidades de luz de
qué longitud de onda tiene que ser la
luz en la fibra óptica o qué frecuencia
tienen que tener las señales de radio
todo ese tipo de cosas están
especificadas en la capa física aquí lo
he representado con esta figura que
saqué de algún sitio de internet un poco
para dar la idea de que parece que sea
magia para nosotros nos resulta mágico
que se puedan transmitir por el cable de
cobre gigabyte por segundo o 10
gigabytes por segundo e incluso más en
según qué casos
la segunda capa es lo que denominamos la
capa de enlace
el enlace entre los equipos que pueden
ser no dos finales o nodos intermedios y
aquí lo que represento es esta ratita
con el saco que lleva con mucho cuidado
de copas de cristal si queréis que
serían los datos la capa de enlace va a
ser la que se encargará de asegurarse
que ese paquete frágil llegue a su
destino y llegue sin haberse roto
ninguna copa
y si alguna copa se ha roto es decir si
algún dato ha llegado defectuoso con
errores habilitarán mecanismos ya
veremos como para detectar esos errores
y si procede reenviar esos datos que han
llegado defectuosos
tenemos también que dependiendo del tipo
de medio físico se comprobará que
siempre se comprueba que los paquetes
lleguen sin errores pero hay casos en
que cuando llega sin errores se pide que
se reenvíe otra copia de ese paquete o
simplemente se descarga
y eres hombre pero si se descarta que
ocurre por lo que ocurre es que las
capas superiores se van a dar cuenta de
que faltan datos que iban a pedir el
reenvío dependiendo de la tasa de
errores que tengamos y el medio es muy
seguro sin la posibilidad de tener
errores es muy baja nos va a ser más
rentable directamente cuando hay errores
descartar el paquete y no decir nada que
pedir que nos lo reenvían porque para
pedir que nos re envíen los paquetes
defectuosos tenemos que decir que han
llegado bien los paquetes no defectuosos
y eso es un coste importante si la tasa
de errores es de uno en un millón o de
unos mil millones puede que nos valga la
pena no tener que decir un millón de
veces ha llegado bien para una vez que
llega a mal pues ya veremos que eso
dependiendo de la situación se hace uno
pero lo que siempre se hace es comprobar
que el paquete ha llegado bien y eso es
cometido de la capa de enlace por encima
de la capa de enlace
tenemos la capa de red la capa de red
como su nombre indica es la que ya tiene
conciencia de la topología
podéis imaginar cada nodo intermedio en
esa red como una especie de guardia de
tráfico que cuando llegamos a una
rotonda nos dice por dónde tenemos que
seguir para llegar a nuestro destino
esos son los routers esos guardias de
tráfico que están en todas las
encrucijadas del camino y que nos dicen
el camino a seguir
serían nuestros routers en este caso
está representado por estos señales aquí
señalando en el laberinto vale y aquí
tenemos a nuestra ratita con nuestro
saco de copas de cristal que va
siguiendo el camino que le marcan los
routers
entonces el cometido fundamental de la
capa de red es como nuestro gps del
coche decirnos por donde hemos de ir
para llegar a nuestro destino por el
camino más corto y ahí veremos también
que el concepto de corto pues puede
variar a veces el más corto es el
físicamente de menos kilómetros o puede
ser el más rápido o puede ser el de más
caudal o puede ser el que nos salga más
barato hay diferentes criterios
igual que cuando hacéis la ruta con
algún programita de estos de internet
podéis decir diferentes criterios para
criticar la ruta óptima
es exactamente igual
por encima de la capa de red tenemos la
capa de transporte
la capa de transporte es la primera capa
extremo a extremo os acordáis antes en
la analogía cuando decíamos que teníamos
el telégrafo que hacía escala en parís y
en copenhague y decíamos los traductores
sólo hay un traductor en valencia y otro
en moscú es la primera capa extremo a
extremo esa sería la capa del transporte
generalmente la capa de transporte es la
primera que se va a asegurar de que los
paquetes llegan todos
nos va a numerar
el receptor a comprobar si le falta
alguno y entonces si ve que alguno le
falta le va a decir a otro ya reenviar
me el 27 porque no me ha llegado
y ahí es donde muchas veces la mayoría
de las veces vamos a detectar que en la
capa de enlaces se han descartado
paquetes por errores
pero eso va a ser una situación atípica
inusual sea excepcional
por encima de la capa de transporte
tenemos la capa de sesión la capa de
sesión y la que viene a continuación la
capa de presentación son dos capas que
hoy en día normalmente se omiten por eso
que os decía de que las siete capas del
modelo o si se consideran generalmente
excesivo detalle entonces la capa de
sesión y la capa de presentación sus
funciones suelen estar en bebidas muchas
veces en la capa de transporte en la que
está por debajo y la capa de aplicación
que es la que está por arriba es la capa
7
bueno aquí tenéis un ejemplo de las
funciones que desarrollaría la capa de
sesión que es establecer o terminar la
conexión en el caso de que decidamos
hacer una conexión como decíamos cuando
hablábamos antes de que teníamos dos
pintores en valencia 2 en moscú y
queríamos especificar a qué destino
mandábamos nuestros paquetes lo podíamos
hacer diciendo yo sólo voy a hablar con
sergey establezca una conexión con
sergey pues ese sería un ejemplo de una
función típica de la capa de sesión en
internet hoy en día normalmente esa
función está en la capa de transporte
como su nombre dedica a presentar los
datos
convertir los datos son formato que sea
el que se va a querer en el destinatario
por ejemplo conversiones de códigos si
la máquina
sd
y de nuevo es una capa con la de sesión
que normalmente hoy en día no se utiliza
y la última de todas que es la capa de
aplicación es donde están los programas
con los que normalmente nosotros
interactuamos con usuarios es decir si
yo abro un navegador web eso es un
programa que está utilizando un
protocolo a nivel de aplicación que es
el http
vale
u otros diferentes el correo electrónico
videoconferencia cualquiera de los
protocolos que normalmente conocemos
están asociados a la capa de aplicación
en la inmensa mayoría así como en las
otras capas el número de protocolos que
hay es muy reducido aquí en número del
protocolo se es bastante elevado
aquí tenéis algunos ejemplos algunos
están sacados un poco a la fuerza pero
tenéis para todas las capas de
protocolos característicos de cada una
de ellas
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