Redes de ordenadores
Capítulo 1
Introducción: redes de computadoras e internet
(introducción a las redes de ordenadores, protocolos, conmutación de circuitos y conmutación de paquetes,
arquitectura de internet, modelo de capas)
¿Qué es Internet?
Internet es una red de computadoras que interconecta cientos de millones de dispositivos informáticos a lo largo
de todo el mundo los cuales intercambian datos.
Hoy en día casi cualquier cosa se puede conectar a internet, por tanto, el término de red de computadoras queda
desactualizado, por tanto, en la jerga de internet todos los dispositivos que se conectas se denominan host o
sistemas terminales.
Los sistemas terminales se conectan entre si mediante una red de enlaces de comunicaciones y dispositivos de
paquetes. Hay muchos tipos de enlaces que veremos próximamente. Estos enlaces pueden transmitir los datos a
distintas velocidades y la velocidad de transmisión de un enlace se mide en bits/segundo.
Hay dos formas de decir que es internet, descirbiendo los componentes hardware y software básicos que forman
internet o describiendo los términos de la infraestructura de red que proporciona servicios a aplicaciones
distribuidas:
1.
En base a los componentes esenciales nos encontramos con:
o Millones de dispositivos informáticos conectados: host o sistemas terminales (estos
dispositivos corren aplicaciones, siento este el objetivo de internet).
o Enlaces de comunicación entre los dispositivos los cuales pueden ser inalámbricos, o físicos
como la fibra óptica o la red por cable, los cuales sirven para intercambiar los datos. Y la tasa
de transmisión es el ancho de banda (bandwidth) el cual proporciona la rapidez/velocidad de
transmisión de los datos.
Cuando un sistema terminal tiene que enviar datos a otro sistema terminal, el emisor segmenta los datos y añade
bits de cabecera a cada segmento. Los paquetes de información resultantes, conocidos como paquetes se envían
a través de la red hasta el sistema terminal donde vuelven a ser ensamblados para obtener los datos originales.
o
Dispositivos de interconexión los cuales interconectan múltiples enlaces de comunicación,
como lo son los routers (se suelen usar en el núcleo de la red) y switches (se emplean en las
redes de acceso) de la capa de enlace, estos son conmutadores de paquetes, toman el paquete de
datos que llegan de uno de sus enlaces de comunicación de entrada y lo reenvían a uno de sus
enlaces de comunicación de salida. (reenvían paquetes (fragmentos de datos)).
La secuencia de enlaces de comunicaciones y conmutadores de paquetes que atraviesa un paquete desde el host
emisor hasta el host receptor se conoce como ruta.
¿cómo se interconectan todos y se entienden entre sí ? --> hay un lenguaje común definido denominado protocolos
que los veremos más adelante.
o
Protocolos de control de envío, recepción de mensajes
Los protocolos son un conjunto de reglas y palabras que logran una función.
Para entenderlo cogemos el ejemplo de un protocolo humano, imaginamos que vamos por la
calle y queremos saber la hora, pero no tenemos reloj, y vemos a una persona que, sí que tiene,
entonces enviamos un mensaje inicial “hola” con el cual queremos establecer contacto, y ahora
la reacción o respuesta ante este mensaje pueden ser varias al igual que nuestra reacción ante su
reacción.
 conjunto de acciones y mensajes de las interacciones posibles, define el formato y el orden de los
mensajes y acciones intercambiados en la transmisión y recepción de eventos.
Un protocolo define el formato y el orden de los mensajes intercambiados entre dos o más entidades que
se comunican, así como las acciones tomadas en la transmisión y/o recepción de un mensaje u otro suceso.
Por lo tanto, lo podríamos resumir en que los protocolos definen el formato, el orden de los
mensajes enviados y recibidos entre las entidades de la red, y las acciones tomadas en la
transmisión y recepción de mensajes.
TODA LA ACTIVIDAD DE COMUNICACIÓN EN INTERNET ESTÁ REGIDA POR
PROTOCOLOS.
 e.g., TCP, IP, HTTP, Skype, Ethernet
Los hosts acceden a internet a través de los ISP (internet service provider, proveedor de servicios de internet),
como los ISP residenciales como compañías telefónicas o de cable locales; corporativos; universitarios; ISP que
proporcionan accesos inalámbricos como WIFI en aeropuertos, cafeterías….
Cada ISP es en sí mismo una red de conmutadores de paquetes y enlaces de comunicaciones que proporcionan
una amplia variedad de tipos de accesos a red a los hosts.
Como internet es una red de redes, estos ISP que conectan los hosts entre sí, también tienen que estar
interconectados entre ellos a través de los ISP de nivel superior que consiste en routers de alta velocidad
interconectados a través de enlaces de fibra óptica de alta velocidad.
La red de cada ISP se administra de forma independiente y ejecuta el protocolo IP.
Los protocolos mas importantes de internet son: el protocolo TCP (transmission control protocol, protocolo de
control de transmisión) y el protocolo IP (internet protocol, protocolo de internet) el cual especifica el formato de
los paquetes que se envían y reciben los routers y los hosts  los principales protocolos se conocen como
protocolos TCP/IP.
o
Los estándares de internet: Debido a la importancia de los protocolos en internet, es
importante que todo el mundo este de acuerdo en que hacen todos y cada uno de ellos, y de ello
se ocupan los estándares de internet, los cuales son desarrollados por el IETF (internet
engineering task force) y los documentos asociados a estos estándares se conocen como
documentos RFC (request for comments, solicitud de comentarios).
2.
Describiendo internet desde un punto de vista de ser una infraestructura que proporciona servicios a
las aplicaciones, llamadas aplicaciones distribuidas (web, correo, juegos…) porque implican a varios
sistemas terminales o host que intercambian datos entre sí y se comunican.
Es importante saber que las aplicaciones de internet se ejecutan en el host no en los conmutadores de
paquetes del núcleo de la red, aunque estos dispositivos se encargan de facilitar el intercambio de datos
entre sistemas terminales, les da igual cual es el origen o destino de los datos.
Los sistemas terminales conectados a internet proporcionan una API (application programming interface,
interfaz de programación de aplicaciones), que especifica como un programa de software que se ejecuta
en un sistema terminal pide a la infraestructura de internet que suministre datos a un programa de software
de destino específico que se ejecuta en otro sistema terminal. La API consta de un conjunto de reglas que
el programa que transmite los datos debe de cumplir para que internet pueda entregar esos datos al
programa de destino.
Por tanto, en base a la programación, internet es un dispositivo de entrada y salida (E/S) que nos dispone
el sistema operativo (SO), resumiendo es un servicio de comunicación que nos ofrece el SO.
Arquitectura de la red
Hoy en día usamos principalmente dos redes de comunicación, la red telefónica e internet.
En el inicio la red telefónica se componía de teléfonos que se colocaron en lugares importantes, y estos fueron
interconectados por cables físicos. Pero con el crecimiento de la red vinieron los problemas ya que aumentar el
numero de cables no es rentable y es ineficiente que seo se pueda usar una conexión a la vez. Por tanto, para que
fuese más eficiente se hizo un modelo centralizado, se hace una central telefónica y los teléfonos se conectan a
dicha central, donde habrá un teleoperador que nos conecta físicamente con un cable mas pequeño con quien te
quieres comunicar, y con el tiempo a dado lugar a que este servicio lo haga una maquina que arma dichos circuitos.
Con internet cuando establecemos una conexión se razona de esta manera, aunque no sea físicamente igual.
Conceptualmente hablando en la red telefónica se crea un cable que te conecta la llamada y cuando finaliza se
despliega para dejar disponible los recursos para formar otra conexión, a esto se le denomina --> conmutación de
circuitos.
Pero internet hace conmutación de archivos, se recibe el Mb de datos que se trocea en bytes, se les agrega un
encabezado con la dirección de destino y se envía, el router recibe este paquete
(bytes + encabezado ) mira la dirección y lo envía por su camino hasta llegar al destino, procesando cada paquete
de forma individual.
Y además en la red telefónica se
usa toda la capacidad del enlace para
el intercambio, sin embargo, en internet
se comparten todos los recursos en
tiempo real.
A esto se le llama multiplexación estadística: es decir a la hora de montar la red, se hace con el enfoque y la
esperanza de que crees que no se va a usar la red al mismo tiempo ni de la misma manera.
Por tanto hay una serie de diferencias entre la red telefónica y internet en el momento de realizar una llamada, por
ejemplo, entre una llamada de Skype y una de teléfono, las diferencias más llamativas, son: en una llamada de
Skype pueden haber interferencias, que la imagen se entre corte y se quede pillada, que no se escuche bien, sin
embargo en una llamada telefónica una vez establecida la conexión, no hay problemas en el envío y recepción de
la conversación; una llamada de Skype es “gratuita” mientras que una llamada por teléfono no lo es.
Estas diferencias las podemos explicar ateniéndonos a las características de ambas redes.
En una llamada mediante la red telefónica no hay recursos compartidos, en cuanto se establece la conexión, ese
enlace es tuyo y solo tuyo, por tanto, todos los recursos de la llamada son tuyos y por tanto la conexión es la
óptima, siendo este el mismo motivo por el que la red telefónica es más cara, ya que acapara una sola conexión,
todos los recursos. Además de que pagas más de lo que usas, porque en una conversación óptima el uso de los
recursos por parte de los dos interlocutores es del 50% ya que mientras uno habla el otro escucha.
Sin embargo, en internet, el recurso es compartido, por tanto, cuanta más gente usando ese mismo recurso que tú,
tienes menos recursos, y por tanto pierdes calidad.
Esto se debe al packet loss: si dos ordenadores comparten un router con enlaces de la misma velocidad, si ambos
envían un paquete a la vez a dicho router y la capacidad de la suma de los dos paquetes es menor o igual que la
capacidad del enlace de salida del router todo funciona correctamente.
Pero si lo que entra en el router es más de lo que puede salir, hay un problema, este se intenta solucionar con un
buffer dentro del router el cual va guardando lo que no puede enviar en ese momento, pero este buffer es finito, si
se llena, los paquetes que ya no entren se tiran y esa información ya no llegará a su destino, dándose dos
situaciones:
- Los paquetes llegan tarde ---> debido a que se están guardando paquetes en el buffer
- No llega la información ---> debido a que el buffer está lleno y se está desechando información
Pila de protocolos de Internet
Para explicar este modelo, utilizaremos una situación cotidiana que nos permite abstraernos en un modelo sencillo
y como consecuencia entender Internet.
Tenemos dos filósofos en distintos lugares del planeta y que hablan distintos idiomas, los cuales quieren
comunicarse e intercambiar mensajes.
- Para solucionar el problema de que hablan distintos idiomas: contratan a un traductor cada uno, los cuales se
ponen de acuerdo en comunicarse en un idioma común, por tanto, traducen el mensaje a ese idioma común para
intercambiárselo entre ellos.
- Para solucionar el problema del ligar, usan una secretaria que envía por fax o por cualquier otra vía el mensaje
previamente traducido por el traductor.
A esta forma de organización se le denomina modelo de capas donde cada capa ofrece un servicio asumiendo que
los demás servicios funcionan, y además cada capa mejora el servicio: las capas de abajo resuelven el servicio, las
del medio lo mejoran y las últimas lo usan.
Además, hay dos tipos de comunicación:
 Una comunicación horizontal en la vivencia (la que piensan que tienen entre si los filósofos)
 La comunicación real que tienen una implementación vertical entre las capas
Un dato importante es que hay cambios que son interiores y opacos dentro de la misma capa que no afectan a otras
capas, es decir que los cambios están limitados en su propia capa sin afectar al resto de capas.
Modelo de pila de protocolos de internet en 5 capas
Aplicando el modelo de capas a internet nos encontramos con 5 capas:
- Application
- Network
- Transport
- Link
- Physical
Capa física:
El mensaje está expresado en bits, y si tomamos que utilizan como vía la fibra óptica, se reciben bits que se
transformaran en pulsos de luz, los cuales se envían por la red, y luego se invierte el proceso, los pulsos de red se
pasan a bits. Pero a nosotros lo que nos importa es que entran bits y salen bits independientemente del medio
que se emplee.
bits “on the wire”
Capa de enlace:
Transferencia de datos entre elementos de red vecinos: PPP, Ethernet
Está íntimamente relacionada con la física y depende de propiedades de esta.
Esto se debe ha que hay capas físicas que fallan por errores en los bits (cambios). Esta capa debe detectar y/o
corregir dichos errores (no puede eliminarlos, ya que se encuentra en los extremos de la comunicación) ¿Cómo lo
hace? Hay varios métodos, siendo alguno de ellos:
 Usando el bit de paridad ( un bit extra): de tal forma que si el numero de 1 del mensaje es par, el bit de
paridad se pone a 0 para que siga siendo par, y si el numero de 1 es impar, el bit de paridad será un 1
para que sean pares, de tal forma sabes contando luego si dicho mensaje contienen un error o no, pero
este método falla si cambian dos bits de forma que siga siendo par o impar por ello se buscan otros
métodos.
 Otro mecanismo mejor, pero menos eficaz, sería enviar el mensaje dos veces y compararlos, detectando
si hay errores, y para corregirlos, lo envías 3 veces, pero puede volver a fallar, por lo que lo envías
múltiples veces, y por ello es más ineficiente.
La conclusión a la que llegamos es que cuando quieres hacer algo, necesitas añadir bits al mensaje original, a estos
bits que se le agregan se les denomina encabezado.
Y estos bits (encabezado) son el protocolo (dice lo que necesitas para recibir lo que necesitas)
CADA CAPA AGREGA SU ENCABEZAD0 EL CUAL SERÁ EL PROTOCOLO DE LA CAPA
Capa de red:
Desde el punto de vista de la capa dos no hay conexiones entre os enlaces, lo que hace la capa 3 es armar el camino
por donde tienen que ir el paquete, entre el origen y el destino, ya que la capa 2 solo sabe a donde ir, pero no como
ir. Enrutamiento de datagramas de origen a destino: IP, protocolos de enrutamiento
Capa de transporte:
Mejora la calidad de la comunicación para adaptarse a la necesidad, ya que la capa de red ofrece un servicio
“cutre”.
Un servicio es fiable si todo lo enviado llega bien, pero la IP no es fiable, internet hace todo lo posible para que lo
sea, pero no lo garantiza, ya que usa multiplexación estadística como criterio de diseño.
Hay ciertas aplicaciones en las que puede ser aceptable dicho problema, pero hay otras en las que es crítico que el
servicio sea fiable, por tanto, en función de la aplicación hay capas de transporte que te hacen más fiable el
transporte. Transferencia de datos proceso-proceso: TCP, UDP
Capa de aplicación:
Aplicaciones de red compatibles: FTP, SMTP, HTTP
Información del libro de consulta
Para proporcionar una estructura al diseño de protocolos de red, los diseñadores de redes organizan los protocolos
(y el hardware y el software de red que implementan los protocolos) en capas. Cada protocolo pertenece a una de
las capas y Estamos interesados en los servicios que ofrece una capa a la capa que tiene por encima, lo que se
denomina modelo de servicio de capa cada capa proporciona su servicio llevando a cabo ciertas acciones en dicha
capa y utilizando los servicios de la capa que tiene directamente debajo de ella.
Por ejemplo, los servicios proporcionados por la capa n pueden incluir la entrega fiable de mensajes de un extremo
de la red al otro. Esto podría implementarse mediante un servicio no fiable de entrega de mensajes terminal a
terminal de la capa n! 1, y añadiendo la funcionalidad de la capa n para detectar y retransmitir los mensajes
perdidos.
Una capa de protocolo puede implementarse por software, por hardware o mediante una combinación de ambos.
Los protocolos de la capa de aplicación, como HTTP y SMTP, casi siempre se implementan por software en los
sistemas terminales, al igual que los protocolos de la capa de transporte. Puesto que la capa física y las capas de
enlace de datos son responsables de manejar la comunicación a través de un enlace específico, normalmente se
implementan
en las tarjetas de interfaz de red (por ejemplo, tarjetas Ethernet o WiFi) asociadas con
un determinado enlace. La capa de red a menudo es una implementación mixta de
hardware y software.
Un protocolo de capa n está distribuido entre los sistemas terminales, los dispositivos
de conmutación de paquetes y los restantes componentes que conforman la red. Es
decir, suele haber una parte del protocolo de capa n en cada uno de estos componentes
de red.
Las capas de protocolos presentan ventajas conceptuales y estructurales, ya que las capas proporcionan una forma
estructurada de estudiar los componentes del sistema y además la modularidad facilita la actualización de los
componentes del sistema, sin embargo potenciales inconvenientes de esta estructura es la posibilidad de que una
capa duplique a funcionalidad de la capa inferior y que además la funcionalidad de una capa puede precisar
información que solo existe en otra capa, violando el objetivo de la separación en capas. Cuando los protocolos
de las distintas capas se toman en conjunto se habla de pila de protocolos.
La pila de protocolos de Internet consta de cinco capas: capa física, capa de enlace, capa de red, capa de transporte
y capa de aplicación
Capa de aplicación
La capa de aplicación es donde residen las aplicaciones de red y sus protocolos. La capa de aplicación de Internet
incluye muchos protocolos, tales como el protocolo HTTP (que permite la solicitud y transferencia de documentos
web), SMTP (que permite la transferencia de mensajes de correo electrónico) y FTP (que permite la transferencia
de archivos entre dos sistemas terminales). Veremos que determinadas funciones de red, como la traducción de
los nombres legibles que utilizamos las personas para los sistemas terminales de Internet (por ejemplo,
www.ietf.org) en direcciones de red de 32 bits se realiza también con la ayuda de un protocolo específico de la
capa de aplicación, en concreto, el Sistema de nombres de dominio (DNS, Domain Name System). En el Capítulo
2 veremos que es muy fácil crear e implantar nuestros propios protocolos de la capa de aplicación.
Un protocolo de la capa de aplicación está distribuido a lo largo de varios sistemas terminales, estando la aplicación
en un sistema terminal que utiliza el protocolo para intercambiar paquetes de información con la aplicación de
otro sistema terminal. A este paquete de información de la capa de aplicación lo denominaremos mensaje.
Capa de transporte
La capa de transporte de Internet transporta los mensajes de la capa de aplicación entre los puntos terminales de
la aplicación. En Internet, existen dos protocolos de transporte, TCP y UDP, pudiendo cada uno de ellos transportar
los mensajes de la capa de aplicación.
TCP ofrece a sus aplicaciones un servicio orientado a la conexión. Este servicio proporciona un suministro
garantizado de los mensajes de la capa de aplicación al destino y un mecanismo de control del flujo (es decir,
adaptación de las velocidades del emisor y el receptor). TCP también divide los mensajes largos en segmentos
más cortos y proporciona un mecanismo de control de congestión, de manera que un emisor regula su velocidad
de transmisión cuando la red está congestionada.
El protocolo UDP proporciona a sus aplicaciones un servicio sin conexión. Es un servicio básico que no ofrece
ninguna fiabilidad, ni control de flujo, ni control de congestión. En este libro, denominaremos a los paquetes de
la capa de transporte segmentos.
Capa de red
La capa de red de Internet es responsable de trasladar los paquetes de la capa de red, conocidos como datagramas,
de un host a otro. El protocolo de la capa de transporte (TCP o UDP) de Internet de un host de origen pasa un
segmento de la capa de transporte y una dirección de destino a la capa de red, al igual que damos al servicio de
correo postal una carta con una dirección de destino. Luego, la capa de red proporciona el servicio de suministrar
el segmento a la capa de transporte del host de destino.
La capa de red de Internet incluye el conocido protocolo IP, que define los campos del datagrama, así como la
forma en que actúan los sistemas terminales y los routers sobre estos campos. Existe un único protocolo IP y todos
los componentes de Internet que tienen una capa de red deben ejecutar el protocolo IP. La capa de red de Internet
también contiene los protocolos de enrutamiento que determinan las rutas que los datagramas siguen entre los
orígenes y los destinos. Internet dispone de muchos protocolos de enrutamiento. Internet es una red de redes y,
dentro de una red, el administrador de la red puede ejecutar cualquier protocolo de enrutamiento que desee.
Aunque la capa de red contiene tanto el protocolo IP como numerosos protocolos de enrutamiento, suele hacerse
referencia a ella simplemente como la capa IP, lo que refleja el hecho de que IP es el pegamento que une todo
Internet.
Capa de enlace
La capa de red de Internet encamina un datagrama a través de una serie de routers entre el origen y el destino. Para
trasladar un paquete de un nodo (host o router) al siguiente nodo de la ruta, la capa de red confía en los servicios
de la capa de enlace. En concreto, en cada nodo, la capa de red pasa el datagrama a la capa de enlace, que entrega
el datagrama al siguiente nodo existente a lo largo de la ruta. En el siguiente nodo, la capa de enlace pasa el
datagrama a la capa de red.
Los servicios proporcionados por la capa de enlace dependen del protocolo de la capa de enlace concreto que se
emplee en el enlace. Por ejemplo, algunos protocolos de la capa de enlace proporcionan una entrega fiable desde
el nodo transmisor, a través del enlace y hasta el nodo receptor. Observe que este servicio de entrega fiable es
diferente del servicio de entrega fiable de TCP, que lleva a cabo una entrega fiable desde un sistema terminal a
otro. Entre los ejemplos de protocolos de la capa de enlace se incluyen Ethernet, WiFi y el Protocolo punto a punto
(PPP, Point-to-Point Protocol). Puesto que normalmente los datagramas necesitan atravesar varios enlaces para
viajar desde el origen hasta el destino, un datagrama puede ser manipulado por distintos protocolos de la capa de
enlace en los distintos enlaces disponibles a lo largo de la ruta. Por ejemplo, un datagrama puede ser manipulado
por Ethernet en un enlace y por PPP en el siguiente enlace. La capa de red recibirá un servicio diferente por parte
de cada uno de los distintos protocolos de la capa de enlace. En este libro, denominaremos a los paquetes de la
capa de enlace tramas.
Capa física
Mientras que el trabajo de la capa de enlace es mover las tramas completas de un elemento de la red hasta el
elemento de red adyacente, el trabajo de la capa física es el de mover los bits individuales dentro de la trama de
un nodo al siguiente. Los protocolos de esta capa son de nuevo dependientes del enlace y, por tanto, dependen del
medio de transmisión del enlace (por ejemplo, cable de cobre de par trenzado o fibra óptica monomodo). Por
ejemplo, Ethernet dispone de muchos protocolos de la capa física: uno para cable de cobre de par trenzado, otro
para cable coaxial, otro para fibra, etc. En cada caso, los bits se desplazan a través del enlace de forma diferente.
El modelo OSI (ISO/OSI reference model) modelo de referencia OSI de ISO de 7 capas
Una vez visto con detalle la pila de protocolos de internet, mencionamos que esta no es la única pila de protocolos
existente.
El modelo OSI es uno de ellos, la ISO (international organization for standardization/ la organización internacional
de estandarización) propuso que las redes de computadoras fueran organizadas utilizando 7 capas, lo que se vino
a denominar modelo OSI (open systems interconnection, interconexión de sistemas abiertos)
Las siete capas del modelo de referencia OSI son:
- Capa de aplicación
- Capa de presentación
- Capa de sesión
- Capa de transporte
- Capa de red
- Capa de enlace de datos
- Capa física
Las capas que son compartidas con el otro modelo funcionan de
por tanto, nos centraremos en la capa de presentación y de
la misma manera,
sesión:
Capa de presentación:
La función de la capa de presentación es la de proporcionar
servicios
que
permitan a las aplicaciones que se comunican, interpretar el
significado de los
datos intercambiados. Estos servicios incluyen la comprensión y el cifrado de los datos, así como la descripción
de los datos, liberando a la aplicación de preocuparse por el formato interno de los datos.
Permite que las aplicaciones interpreten el significado de los datos, por ejemplo, encriptación, compresión,
convenciones específicas de la máquina
Capa de sesión:
La capa de sesión permite delimitar y sincronizar el intercambio de datos, incluyendo los medios para crear un
punto de restauración y un esquema de recuperación.
Sincronización, verificación de puntos, recuperación del intercambio de datos.
¡La pila de Internet “falta” estas capas! estos servicios, si es necesario, deben implementarse en la aplicación
¿necesario?
Estas dos funciones solo se aplican si el desarrollador de la aplicación considera que es importante incorporar
dicha funcionalidad.
Encapsulación (mensajes, segmentos, datagramas y tramas)
La figura muestra la ruta física que siguen los datos al descender por la pila de protocolos de un sistema terminal
emisor, al ascender y descender por las pilas de protocolos de un switch de capa de enlace y de un router, para
finalmente ascender por la pila de protocolos del sistema terminal receptor.
Los routers y los switches de la capa de enlace operan como dispositivos de conmutación de paquetes. De forma
similar a los hosts, organizan su hardware y software de red en capas, pero estos dispositivos no implementan
todas las capas de la pila de protocolos, habitualmente solo implementan las capas inferiores.
Como vemos en la imagen los switches de la capa de enlace implementan la capa 1 y 2 y los routers las capas 1,
2 y 3. Esto significa, por ejemplo, que los routers de internet son capaces de implementar el protocolo IP ( de la
capa 3) y los switches no , pero, aunque estas no reconozcan las direcciones IP, pueden reconocer las de la capa 2
como las direcciones de Ethernet.
Vemos que los hosts implementan las cinco capas, lo que es coherente con la idea de que la arquitectura de internet
es mas compleja en las fronteras de red.
La imagen también nos muestra la importancia del concepto de encapsulación.
En el host emisor, un mensaje de la capa de aplicación (M) se pasa a la capa de transporte. En el caso más simple,
la capa de transporte recibe el mensaje y añade información adicional (información de cabecera de la capa de
transporte (Ht) que será utilizada por la capa de transporte del lado receptor. El mensaje de la capa de aplicación
y la información de cabecera de la capa de transporte constituyen el segmento de la capa de transporte. El
segmento de la capa de transporte encapsula el mensaje de la capa de aplicación. La información añadida debe
incluir información que permita a la capa de transporte del lado receptor entregar el mensaje a la aplicación
apropiada y los bits de detección de errores que permitan al receptor determinar si los bits del mensaje han
cambiado a lo largo de la ruta. A continuación, la capa de transporte pasa el segmento a la capa de red, que añade
información de cabecera de la capa de red (Hn) como son las direcciones de los sistemas terminales de origen y de
destino, creando un datagrama de la capa de red. Este datagrama se pasa entonces a la capa de enlace, que (¡por
supuesto!) añadirá su propia información de cabecera dando lugar a una trama de la capa de enlace. Así, vemos
que, en cada capa, un paquete está formado por dos tipos de campos: los campos de cabecera y un campo de
carga útil. Normalmente, la carga útil es un paquete de la capa superior. Y el receptor va a ir eliminando los
encabezados si todo va bien hasta obtener el mensaje original.
El proceso de encapsulación puede ser más complejo que el que acabamos de describir.
Por ejemplo, un mensaje largo puede dividirse en varios segmentos de la capa de transporte (los cuales a su vez pueden dividirse en
varios datagramas de la capa de red). En el extremo receptor, cada segmento tiene entonces que ser reconstruido a partir de sus
datagramas constituyentes.