¿Qué son las capas de red?

En las tecnologías informáticas, las capas de red son un marco conceptual que permite comprender cómo se estructura una red informática y cómo se interrelacionan las distintas tecnologías para posibilitar las comunicaciones de red. En la actualidad, se hace referencia a dos modelos de capa de red: el modelo de interconexión de sistemas abiertos (OSI) y el modelo TCP/IP son los más comunes.

Existen otras capas de red, como UDP e ICMP, que se ejecutan en redes IP, así como el modelo RINA (Recursive InterNetwork Architecture). El modelo TCP/IP se conocía como modelo del Departamento de Defensa (DoD), modelo DARPA o modelo ARPANET, pero se cambió debido a la percepción de que se trataba de servicios gubernamentales y no de estándares para un uso más amplio.

Las redes informáticas son tecnologías muy complejas en las que intervienen varios tipos de software, sistemas operativos, ordenadores, routers, conmutadores, firewalls y conexiones, entre otros. Un marco que divida toda esta tecnología en diferentes categorías o capas ayuda a organizar las comunicaciones del sistema y a solucionar los problemas de forma más eficaz. El marco de capa de red también mejora la interoperabilidad de los proveedores al crear estándares para que los dispositivos se comuniquen entre sí. Las capas ayudan a los proveedores a adoptar estándares y protocolos que garanticen la coherencia en la forma en que la tecnología de una capa interactúa con la tecnología de las capas superiores e inferiores.

El modelo OSI es fruto del trabajo del grupo Open Systems Integration de la Organización Internacional de Normalización (ISO) y se publicó por primera vez en 1984. Este modelo divide los sistemas de red complejos en siete capas distintas basadas en el tipo de tareas realizadas y el papel de cada sistema dentro de la pila de redes. Las capas de red del modelo OSI son:

• Capa 1: capa física. La capa física envía y recibe flujos de bits sin procesar a través de un medio físico.
• Capa 2: capa de enlace de datos. Esta capa define el formato de los datos que se van a transmitir, dividiéndolos en tramas para su transición en la capa física. También gestiona las conexiones entre dos nodos diferentes, se encarga del control de errores y finaliza las conexiones cuando se completa una sesión.
• Capa 3: capa de red. La capa de red se encarga del reenvío y enrutamiento eficaz de los paquetes de datos a través de varias redes.
• Capa 4: capa de transporte. Esta capa coordina la transferencia de datos fiable y transparente de extremo a extremo entre los hosts de la red.
• Capa 5: capa de sesión. La capa de sesión administra las sesiones de comunicación y la sincronización entre aplicaciones en distintos dispositivos. También gestiona la configuración, la autenticación, la terminación y las reconexiones.
• Capa 6: capa de presentación. Esta capa traduce los datos para la capa de aplicación, gestionando el formato, la compresión, el cifrado y el descifrado de los datos.
• Capa 7: capa de aplicación. Esta capa proporciona servicios de red directamente a las aplicaciones, incluidos los protocolos para el correo electrónico, la navegación web y la transferencia de archivos.

El modelo TCP/IP es otra referencia muy utilizada para comprender las capas de red. Las cuatro capas del modelo TCP/IP son:

• La capa de aplicación. Esta capa combina las capas de aplicación, presentación y sesión del modelo OSI. La capa de aplicación proporciona protocolos específicos de la aplicación para servicios como la navegación web (HTTP), el correo electrónico (SMTP) y las transferencias de archivos (FTP). Los servicios DNS también operan en la capa de aplicación.
• La capa de transporte. Esta capa se corresponde con la capa de transporte del modelo OSI y gestiona los servicios de comunicación, incluida la transmisión fiable a través del protocolo de control de transmisión (TCP) o la entrega de datagramas sin conexión a través del protocolo de datagramas de usuario (UDP).
• La capa de Internet. Esta capa es equivalente a la capa de red en el modelo OSI y es responsable del direccionamiento, el enrutamiento y la gestión de la fragmentación de los paquetes IP. Además del protocolo de Internet (IP), ARP, IGMP e ICMP también operan en esta capa.
• La capa de acceso a la red. Esta capa se correlaciona con las capas física y de enlace de datos del modelo OSI y se encarga de la transmisión de datagramas de red a través de redes físicas específicas.

En general, el modelo OSI proporciona un marco más completo y modular, mientras que TCP/IP es un modelo más simple, pertinente en la práctica y ampliamente adoptado.

• OSI es un modelo genérico, independiente de protocolos, diseñado para abarcar y describir todas las formas de comunicación en red. Por el contrario, TCP/IP es un modelo funcional basado en protocolos estándar específicos para abordar problemas de comunicación concretos.
• En el marco modular del modelo OSI, cada capa OSI es distinta y tiene funciones específicas, lo que facilita la solución de problemas y la interoperabilidad de los protocolos entre capas. OSI también proporciona un marco estandarizado para las comunicaciones de red, lo que mejora la compatibilidad y la interoperabilidad entre productos de diferentes proveedores.
• El modelo TCP/IP se alinea estrechamente con la implementación real de los protocolos de red utilizados en Internet hoy en día. Su flexibilidad y sencillez hacen que se adapte a una amplia gama de tamaños y topologías de red.