Protocolos que rigen las redes, ¿Por qué usar capas para estudiar la comunicación?

fregonzalez (50)in #cervantes • 6 years ago (edited)

La Comunicación Digital

El tema de la comunicación, es un campo muy amplio y enfoca varios aspectos de la vida. Todos tenemos alguna forma de comunicarnos, a través de la voz, los computadores, tabletas o teléfonos. Lo importante de este tema, es que prácticamente son las mismas reglas para todas las formas de interacción, donde debe existir, un emisor, un receptor, el mensaje y el medio, que es por donde viaja la información de un lado a otro.

Pero además de los elementos antes mencionados, también existen otros , los cuales complican aún más el proceso. Por ejemplo, cuando una persona requiere comunicar algo, lo primero que necesita es un mensaje, debe crear lo que quiere compartir, y, a su vez debe codificar el mensaje. Esa codificación, consiste en transformar ese mensaje en voz, tomando en cuenta las reglas del buen oyente y del buen hablante; es decir, un tono adecuado, la velocidad acorde, idioma común, entre otras cosas.

Luego de ello, ese mensaje sale del emisor, pasando a través del medio, que, en el caso de dos personas, sería el aire, para luego llegar al receptor, donde ese mensaje es tomado del canal y decodificado, usando para ello los mismos métodos de codificado, pero en sentido inverso. Para luego, obtener por parte del receptor, el mensaje e interpretar lo que el emisor quiso decir.

Detallando el proceso, es algo, que posiblemente para una persona es transparente, porque ya se formó con todos los elementos necesarios, como por ejemplo el lenguaje utilizado. Pero cuando se requiere hacer un estudio profundo de la comunicación se convierte en algo muy complicado, requiriendo de modelos para comprender lo que sucede. Las siguientes líneas, te darán una visión más amplia de la comunicación, tanto humana, como digital, y los métodos que ha utilizado el hombre para facilitar el estudio.

Los Protocolos

Así como se realiza la comunicación entre dos interlocutores, el mismo principio se aplica a dos dispositivos informáticos; donde un computador, que sería el emisor, podría enviar información, un mensaje, a otro dispositivo, que puede ser igual un computador u otro tipo de equipo, el cual es llamado receptor. Luego que el mensaje es creado, debe ser transformado para poder ser enviado a través de los medios, que pueden ser cable de cobre, fibra óptica o señales inalámbricas.

Esa transformación que sufre el mensaje, permite convertirlo en un código común entre los dispositivos digitales, el cual, así como lo es el lenguaje humano, puede ser interpretado sin problema, debido a las reglas que existen para esa conversión. Las reglas que se aplican para el tratamiento de los mensajes, son llamadas “Protocolos”.

Los Protocolos, deben seguirse al pie de la letra, debido a que todos los componentes que integran la comunicación las conocen; perder alguna regla, puede ser causante de un cambio en el mensaje. Es por ello, que se deben mantener ciertos principios, como:

El emisor y el receptor, deben estar bien definidos.
El idioma utilizado para la codificación debe ser común.
La velocidad de transmisión, así como el momento de la entrega, debe ser acorde con las reglas.
En algunos casos, se requiere una confirmación de entrega.

Todas las reglas utilizadas en la comunicación cuentan con estos principios, de no ser así, los mensajes no tendrían sentido. Sólo de imaginar, dos personas tratando de conversar, los cuales hablan distintos idiomas, uno español y el otro japonés, nunca podrían comunicarse a menos que usen otro sistema para ello, como las señas con las manos. Pero, en el ejemplo se puede notar, que romper uno de los principios, puede evitar la existencia de entendimiento entre las partes.

La Figura 1, muestra los requisitos comunes en los protocolos informáticos, donde se contemplan: Codificación del mensaje, que es la transformación de dicho mensaje, en un código para su transmisión a través de los medios; Formato y encapsulamiento del mensaje, requisito que implica la integración de la información necesaria, tanto del origen como del destino, siguiendo una estructura bien definida; el Tamaño del mensaje, cada mensaje tiene un tamaño, el cual no debe excederse; la Sincronización, determina el método de acceso a la comunicación, evitando la colisión de los mensajes, el control de flujo, que viene a ser la cantidad de información y velocidad, y, el tiempo de espera de las respuestas; por último, Opciones de entrega, usando cuando el mensaje es enviado de uno a otro dispositivo (Unidifusión), de uno a muchos (Transmisión) o de uno a un grupo (Multidifusión).

Figura 1: Requisitos de los protocolos informáticos. Autor

Haciendo uso de Capas

A medida que la comunicación avanza en la tecnología, teniendo que aplicarse a dispositivos que nunca se pensó aplicar, se hace más compleja. Esta complejidad, que en un principio era, sólo una charla entre dos personas, se ha convertido en algo más grande, y al ser más grande, ha incluido muchos más protocolos, convirtiéndose en grupos de protocolos, llamados suites de protocolos.

Para poder entender todo este proceso, se ha requerido de la creación de modelos de comunicación por capas, los cuales permiten separar los grupos de protocolos en bloques, delimitando la acción de cada una de las reglas a espacios que cumplen acciones específicas. Un ejemplo de ello, es la conversación entre dos personas, en la cual una de ellas, necesita enviar un mensaje, “¿Dónde es la reunión?”.

La Figura 2, muestra la charla y la separación de la suite de protocolos utilizada, brindando una visión más clara de lo que son las capas. La primera, las más baja llamada Capa Física, es donde los elementos físicos interactúan; es decir, en esta capa se encuentran los interlocutores y el medio por el cual viaja el mensaje, en este caso, el aire. Luego, un nivel más arriba, se encuentra la Capa de reglas, donde se encuentran los protocolos utilizados, que en este caso serían: la utilización de un lenguaje común, esperar el turno e indicar al final, normas comunes en las reglas de la conversación humana. Y la última capa, Capa de contenido, que en este caso representa el mensaje de la conversación.

Figura 2: Suite de protocolos usada en una charla - Referencia imagen

Para un humano, es normal el proceso de comunicación, tanto que desde niños nos forman siguiendo muchas reglas, que incluso, incluyen el lenguaje principal, esperar que nadie hable para poder iniciar la charla, hacer una pausa para indicar la finalización del mensaje, así como otras cosas. Todo eso influye para que otra persona nos pueda entender. En la comunicación digital sucede los mismo, existen muchas reglas que los dispositivos deben seguir. El proceso, al igual que en la charla humana, es similar, empieza con un mensaje y, éste, debe pasar por una serie de capas para poder convertirse en algo, que pueda pasarse a través de los medios, un código, que, para las redes de datos, son unos y ceros, el código binario.

Modelos en capas

Los modelos en capas, permiten una mejor referencia de lo que sucede en la comunicación digital. Los más comunes son dos, el Modelos OSI (en inglés, Open System Interconnection) y el Modelo TCP/IP, comúnmente llamado modelo de Internet. Ambos son modelos abstractos, los cuales no existen físicamente, sino, que son usados como referencia. El primero de ellos, modelo de referencias OSI, tiene siete (7) capas, es un modelo antiguo, pero muy usado en la actualidad, por ser el más específico; y el segundo, modelo TCP/IP, el cual contiene cuatro (4) capas, las cuales, a diferencia del anterior, se enfocan más en los procesos de comunicación; englobando el software, en una capa y el hardware en otra, mientras que las que definen la comunicación están bien delimitadas.

La Figura 3, muestra los dos modelos comentados en el párrafo anterior, comparando sus capas. Donde se puede notar los nombres de las 7 capas del modelo OSI, de arriba hacia abajo: Aplicación, Presentación, Sesión, Transporte, Red, Enlace de Datos y Física, para los técnicos en el área de las telecomunicaciones es común llamarlas por sus números. Por ejemplo, si se quiere hacer referencia a la Capa Física, simplemente se indica como Capa 1 del modelo OSI. En el Modelos TCP/IP, sus capas tiene los nombres: Aplicación, Transporte, Internet y Acceso a la Red.

Figura 3: Modelos de referencia usados en la comunicación, Modelo OSI y TCP/IP - Referencia imagen

Se puede notar, también, que en el modelo OSI, las tres (3) primeras capas, Aplicación, Presentación y Sesión, forman parte de una sola capa del modelo TCP/IP, llamada Aplicación; y Enlace de Datos y Física, forman parte de Acceso a la Red. Mientras que la Capa de Transporte y Red, en OSI, son llamadas Transporte e Internet, en TCP/IP. Esto, porque esas dos capas se enfocan en la comunicación existentes en las redes modernas, pero no quiere decir que no se usen otras.

En Conclusión…

La comunicación, ha sido la forma de interacción humana desde el inicio del tiempo, pero le ha llegado el turno a los dispositivos informáticos, que, desde un comienzo, cuando eran piezas en un escritorio, tuvieron la necesidad de intercambiar mensajes, ya sea para el envío de correos electrónicos o, tan sólo, para la impresión de un documento. Para los humanos, el proceso es muy simple, debido a que las reglas que nos rigen se encuentran implícitas en nosotros, pero para las máquinas, a pesar de utilizar los mismos principios, tiene muchas otras reglas.

La creación de modelos de referencia, que permitan el estudio de la comunicación, ha facilitado la comprensión de este complejo proceso, dividiendo toda la suite de protocolos existentes, en grupos más pequeños. Estos grupos se les denominó capas, y delimitan cada proceso en la transformación de los mensajes, los cuales bajan de las capas superiores hasta las capas inferiores, cuando se va a enviar un mensaje, y suben desde las capas inferiores a las superiores, cuando llega un mensaje.