UNIDAD 2. QUE SON LOS MODELOS OSI Y TCP/IP.

OBJETIVOS

Conocer los diferentes modelos con los que se

trabaja en la transmisión de datos.

Identificar la importancia de trabajar por capas estos

modelos.

Comprender la función de los protocolos en una red.

Conocer las diferentes capas de cada uno de los

modelos y su función en el proceso de transmisión.

Identificar las diferencias entre los dos modelos.

DIAGNOSTICO

1.¿Sabes porque se usan procesos por capas en una comunicación de un

Pc a otro Pc?

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2. ¿Qué puedes decir sobre las capas del modelo OSI?

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3. ¿Y sobre las capas del modelo TCP, que puedes decir?

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4. ¿Menciona algunas diferencias entre los dos modelos?

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¡OJO! Si no puedes responder ¡No te preocupes!, te invito a

leer la presente unidad.

INTRODUCCION

Para iniciar en el sistema por capas, debemos

principalmente entender el porque por capas. Para ello

veamos, por ejemplo, la conversación entre dos personas.

Este un buen ejemplo para aplicar un enfoque en capas y

para analizar el flujo de información. En una conversación,

cada persona que desea comunicarse comienza creando una

idea. Luego se toma una decisión al respecto de cómo

comunicar la idea correctamente. Por ejemplo, una persona

podría decidir si hablar, cantar o gritar, y qué idioma usar.

Finalmente, la idea es comunicada. Por ejemplo, la persona

crea el sonido que transmite el mensaje y le llega a la otra

persona.

Se puede desglosar este proceso en distintas capas

aplicables a todas las conversaciones. La capa superior es la

idea que se comunicará. La capa intermedia es la decisión

respecto de cómo se comunicará la idea. La capa inferior es

la creación del sonido que transmitirá la comunicación.

El mismo método de división en capas explica cómo una

red informática distribuye la información desde el origen al

destino. Cuando los computadores envían información a

través de una red, todas las comunicaciones se generan en

un origen y luego viajan a un destino.

En esta unidad, iniciaremos hablando sobre las reglas ó normas que rigen una

comunicación, al cual se llamaremos PROTOCOLOS. Con este concepto claro,

seguiremos con el modelo OSI y TCP/IP, analizando cada capa y comparando los dos

modelos. Espero esta unidad sea de tu interés, ya que el proceso por capas es importante en

la comunicación

2.1 PROCESO DE COMUNICACION

Generalmente, la información que se desplaza por una red recibe el nombre de datos o

paquete. Un paquete es una unidad de información, lógicamente agrupada, que se desplaza

entre los sistemas de computación. A medida que los datos atraviesan las capas, cada capa

agrega información que posibilita una comunicación eficaz con su correspondiente capa en

el otro computador.

Creación de una Idea

Comunicación de la Idea

Transmisión de la Idea

Los modelos OSI y TCP/IP se dividen en capas que explican cómo los datos se comunican

de un computador a otro. Los modelos difieren en la cantidad y la función de las capas. No

obstante, se puede usar cada modelo para ayudar a describir y brindar detalles sobre el flujo

de información desde un origen a un destino.

2.2 PROTOCOLOS

Es un conjunto formal de convenciones y reglas, que establecen

como las computadoras deben comunicarse a través de las redes,

reduciendo al mínimo los errores de transmisión. Estos transmiten la

información fragmentada, de esta manera ninguna transmisión, por

grande que sea, monopoliza los servicios de la red.

Un protocolo describe:

El tiempo relativo al intercambio de mensajes entre dos

sistemas de comunicaciones.

El formato que el mensaje debe tener para que el

intercambio entre dos computadoras, que usan

protocolos diferentes, se pueda establecer.

Que acciones tomar en caso de producirse errores.

Las suposiciones hechas acerca del medio ambiente en

el cual el protocolo será ejecutado.

Los distintos protocolos determinan el contexto del intercambio de mensajes (Correo

Electrónico), de las conexiones remotas (Telnet), ó de la transferencia de archivos (FTP),

entre otras actividades de las redes.

Diferentes tipos de redes de computadoras se pueden comunicar a pesar de sus

diferencias, porque los protocolos de cada una de ellas proveen formas y

métodos para la comunicación.

Para entender como funciona un protocolo, se lo puede comparar con

el Código Morse, éste se compone de una serie de puntos y rayas que

tienen siempre un mismo significado. Si dos personas que hablan

distinto idioma desean dialogar, pueden hacerlo usando el Código

Morse, si ambos conocen la forma y los métodos del mismo.

Las aplicaciones se comunican entre sí mediante protocolos de

comunicación que funcionan sobre protocolos al nivel de

transporte del modelo TCP/IP o modelo OSI.

¡Consulta! Otros significados

sobre protocolos y

compara. Socializa

en CIPAS y

presenta el resumen

al tutor.

¡Consulta! Sobre el

Código Morse

De un ejemplo en el que se aplique el concepto de protocolo

en la vida real.

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2.3 MODELO OSI

El modelo de referencia OSI es la arquitectura de red actual más prominente. El objetivo de

éste es el de desarrollar estándares para la interconexión de sistemas abiertos (Open System

Interconnection, OSI). El término OSI es el nombre dado a un conjunto de estándares para

las comunicaciones entre computadoras, terminales y redes. OSI es un modelo de 7 capas,

donde cada capa define los procedimientos y las reglas (protocolos normalizados) que los

subsistemas de comunicaciones deben

seguir, para poder comunicarse con

sus procesos correspondientes de los

otros sistemas. Esto permite que un

proceso que se ejecuta en una

computadora, pueda comunicarse con

un proceso similar en otra

computadora, si tienen implementados

los mismos protocolos de

comunicaciones de capas OSI.

El modelo de referencia OSI es el

modelo principal para las

comunicaciones por red. Aunque

existen otros modelos, en la actualidad

la mayoría de los fabricantes de redes

relacionan sus productos con el modelo de referencia OSI, especialmente cuando desean

enseñar a los usuarios cómo utilizar sus productos. Los fabricantes consideran que es la

mejor herramienta disponible para enseñar cómo enviar y recibir datos a través de una red.

El modelo de referencia OSI permite que los usuarios vean las funciones de red que se

producen en cada capa. Más importante aún, el modelo de referencia OSI es un marco que

se puede utilizar para comprender cómo viaja la información a través de una red. Además,

puede usar el modelo de referencia OSI para visualizar cómo la información o los paquetes

de datos viajan desde los programas de aplicación (por ej., hojas de cálculo, documentos,

etc.), a través de un medio de red (por ej., cables, etc.), hasta otro programa de aplicación

ubicado en otro computador de la red, aún cuando el transmisor y el receptor tengan

distintos tipos de medios de red.

En el modelo de referencia OSI, hay siete capas numeradas, cada una de las cuales ilustra

una función de red específica. Esta división de las funciones de networking se denomina

división en capas. Si la red se divide en estas siete capas, se obtienen las siguientes

ventajas:

Divide la comunicación de red en partes más pequeñas y sencillas.

Normaliza los componentes de red para permitir el desarrollo y el soporte de los

productos de diferentes fabricantes.

Permite a los distintos tipos de hardware y software de red comunicarse entre sí.

Impide que los cambios en una capa puedan afectar las demás capas, para que se

puedan desarrollar con más rapidez.

Divide la comunicación de red en partes más pequeñas para simplificar el

aprendizaje.

Las características generales de las capas son las siguientes:

Cada una de las capas desempeña funciones bien definidas.

Los servicios proporcionados por cada nivel son utilizados por el nivel superior.

Existe una comunicación virtual entre 2 mismas capas, de manera horizontal.

Existe una comunicación vertical entre una capa de nivel N y la capa de nivel N+1.

La comunicación física se lleva a cabo entre las capas de nivel 1.

2.2.1. ALGUNAS DE LAS FUNCIONES DE CADA CAPA

2.2.1.1. Nivel de Aplicación.

Relacionado con las funciones de mas alto nivel que proporcionan soporte a las

aplicaciones o actividades del sistema. Por ejemplo, control de transferencia de archivos,

soporte al operador funciones de dialogo de alto nivel, actividades de bases de datos de alto

nivel. Los tres primeros niveles proporcionan una variedad de servicios que son empleados

en la sesión de los usuarios, a este subconjunto se le denomina subsistema de la sesión de

En este punto ya debes tener claro, el

porque la comunicación es por capas, de

lo contrario, vuelve a leer, busca apoyo

en otros libros y del tutor.

servicios. Se definen una serie de aplicaciones para la comunicación entre distintos

sistemas, las cuales gestionan:

Transferencia de archivos (FTP).

Intercambio de mensajes (correo electrónico).

Login remoto (rlogin, telnet).

Acceso a bases de datos, etc.

2.2.1.2. Nivel de Presentación.

Sus funciones están relacionadas con el conjunto de

caracteres o códigos de datos que son usados, o la

manera como van a ser presentados en pantalla o como

van a ser impresos, cuando un conjunto de caracteres

llega a una pantalla, se dan ciertas acciones para una

presentación buena de la información. Esta capa

también tiene que ver con el conjunto de caracteres que

debe presentar una edición de datos, salto de línea,

colocación de datos en columnas, adición de

encabezados fijos para las columnas etc. En esta capa se

realizan las siguientes funciones:

Se da formato a la información para visualizarla

o imprimirla.

Se interpretan los códigos que estén en los datos (conversión de código).

Se gestiona la encripción de datos.

Se realiza la compresión de datos.

Establece una sintaxis y semántica de la información transmitida.

Se define la estructura de los datos a transmitir (v.g. define los campos de un

registro: nombre, dirección, teléfono, etc).

Define el código a usar para representar una cadena de caracteres (ASCII, EBCDIC,

etc).

Compresión de datos.

Criptografía.

2.2.1.3. Nivel de Sesión.

Estandariza el proceso de establecimiento y terminación de una sesión, si por algún motivo

esta sesión falla este restaura la sesión sin perdida de datos o si esto no es posible termina la

sesión de una manera ordenada chequeando y recuperando todas sus funciones. Establece

las reglas o protocolos para el dialogo entre maquinas y así poder regular quien habla y por

cuanto tiempo o si hablan en forma alterna es decir las reglas del dialogo que son

acordadas. Provee mecanismos para organizar y estructurar diálogos entre procesos de

aplicación. Actúa como un elemento moderador capaz de coordinar y controlar el

intercambio de los datos. Controla la integridad y el flujo de los datos en ambos sentidos.

Algunas de las funciones que realiza son las siguientes:

APLICACION

PRESENTACION

SESION

TRANSPORTE

RED

ENLACE

FISICA

Establecimiento de la conexión de sesión.

Intercambio de datos.

Liberación de la conexión de sesión.

Sincronización de la sesión.

Administración de la sesión.

Permite a usuarios en diferentes máquinas establecer una sesión.

Una sesión puede ser usada para efectuar un login a un sistema de tiempo

compartido remoto, para transferir un archivo entre 2 máquinas, etc.

Controla el diálogo (quién habla, cuándo, cuánto tiempo, half duplex o full duplex).

Función de sincronización.

2.2.1.4. Nivel de Transporte.

Controla la interacción entre procesos usuarios, incluye controles de integración entre

usuarios de la red para prevenir perdidas o doble procesamiento de transmisiones, controla

el flujo de transacciones y direccionamiento de maquinas a procesos de usuario. Esta capa

asegura que se reciban todos los datos y en el orden adecuado. Realiza un control de

extremo a extremo. Algunas de las funciones realizadas son:

Acepta los datos del nivel de sesión, fragmentándolos en unidades más pequeñas en

caso necesario y los pasa al nivel de red.

Multiplexaje.

Regula el control de flujo del tráfico de extremo a extremo.

Reconoce los paquetes duplicados.

Establece conexiones punto a punto sin errores para el envío de mensajes.

Permite multiplexar una conexión punto a punto entre diferentes procesos del

usuario (puntos extremos de una conexión).

Provee la función de difusión de mensajes (broadcast) a múltiples destinos.

Control de Flujo.

2.2.1.5. Nivel de Red.

Relaciona los circuitos virtuales, estos circuitos son imaginarios y aunque no existen

figuran e interactúan con los niveles mas altos y dan la impresión de existencia en este nivel

están los procedimientos de interfaces estándar para el circuito virtual y los mecanismos

complejos de operación están ocultos a los niveles mas altos de software tanto como sea

posible. En esta capa se determina el establecimiento de la ruta.

Esta capa mira las direcciones del paquete para determinar los métodos de

conmutación y enrutamiento.

Realiza control de congestión.

Divide los mensajes de la capa de transporte en paquetes y los ensambla al final.

Utiliza el nivel de enlace para el envío de paquetes: un paquete es encapsulado en

una trama.

Enrutamiento de paquetes.

Envía los paquetes de nodo a nodo usando ya sea un circuito virtual o como

datagramas.

Control de Congestión.

2.2.1.6. Nivel de Enlace de Datos.

Este nivel se relaciona con el envío de bloque de datos

sobre una comunicación física, determina el principio y el

fin de un bloque de datos transmitido, detecta errores de

transmisión, controla muchas maquinas que comparten un

circuito físico para que sus transmisiones no sufran

mezclas, direcciona un mensaje a una maquina entre

varias.

Detección y control de errores (mediante el empleo

del CRC).

Control de secuencia.

Control de flujo.

Control de enlace lógico.

Control de acceso al medio.

Sincronización de la trama.

Estructura el flujo de bits bajo un formato predefinido llamado trama.

Para formar una trama, el nivel de enlace agrega una secuencia especial de bits al

principio y al final del flujo inicial de bits.

Transfiere tramas de una forma confiable libre de errores (utiliza reconocimientos y

retransmisión de tramas).

Provee control de flujo.

Utiliza la técnica de "piggybacking".

2.2.1.7. Nivel Físico.

Relaciona la agrupación de circuitos físicos a través de los cuales los bits son movidos y

que encierran las características físicas, eléctricas funcionales y procedimentales, para el

envío y recepción de bits. Define el medio físico empleado para conectar dos nodos,

algunos ejemplos de este medio físico son: el cable tipo T (par trenzado), fibra óptica y

transmisores inalámbricos. La capa física también determina la manera en que se

transmiten los datos sobre la red, definiendo por ejemplo que voltaje representa los bits 1 y

0, o que señales de control se emplean.

Define las características físicas (componentes y conectores mecánicos).

Define las características eléctricas (niveles de tensión).

Define las características funcionales de la interfaz (establecimiento, mantenimiento

y liberación del enlace físico).

Solamente reconoce bits individuales, no reconoce caracteres ni tramas

multicaracter. Por ejemplo RS-232 y RS-449.

APLICACION

PRESENTACION

SESION

TRANSPORTE

RED

ENLACE

FISICA

Transmisión de flujo de bits a través del medio. No existe estructura alguna.

Maneja voltajes y pulsos eléctricos.

Especifica cables, conectores y componentes de interfaz con el medio de

transmisión.

2.2.2. Comunicación Par a Par:

Los paquetes de datos de una red parten de un origen y se envían a un destino. Cada capa

depende de la función de servicio de la capa OSI que se encuentra debajo de ella. Para

brindar este servicio, la capa inferior utiliza el encapsulamiento para colocar la PDU

(Unidad fundamental de intercambio de información para un nivel determinado) de la capa

superior en su campo de datos, luego le puede agregar cualquier encabezado e información

final que la capa necesite para ejecutar su función. Posteriormente, a medida que los datos

se desplazan hacia abajo a través de las capas del modelo OSI, se agregan encabezados e

información final adicionales. Después de que las Capas 7, 6 y 5 han agregado su

información, la Capa 4 agrega más información. Este agrupamiento de datos, la PDU de la

Capa 4, se denomina segmento.

La capa de red presta un servicio a la

capa de transporte y la capa de

transporte presenta datos al subsistema

de internetwork. La tarea de la capa de

red consiste en trasladar esos datos a

través de la internetwork. Ejecuta esta

tarea encapsulando los datos y

agregando un encabezado, con lo que

crea un paquete (la PDU de la Capa 3).

Este encabezado contiene la

información necesaria para completar la

transferencia, como, por ejemplo, las

direcciones lógicas origen y destino.

La capa de enlace de datos suministra un servicio a la capa de red. Encapsula la

información de la capa de red en una trama (la PDU de la Capa 2). El encabezado de trama

contiene la información (por ejemplo, las direcciones físicas) que se requiere para

completar las funciones de enlace de datos. La capa de enlace de datos suministra un

servicio a la capa de red encapsulando la información de la capa de red en una trama.

La capa física también suministra un servicio a la capa de enlace de datos. La capa física

codifica los datos de la trama de enlace de datos en un patrón de unos y ceros (bits) para su

transmisión a través del medio (generalmente un cable) en la Capa 1.

2.2.3. TALLER SOBRE EL MODELO OSI.

1) Coloca en cada capa del modelo OSI el nombre y sus

características.

CAPA 1

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CAPA 2

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CAPA 3

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CAPA 4

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CAPA 5

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CAPA 6

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CAPA 7

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2) Discuta en CIPAS, el porque se utilizan modelos por capas en transporte de información.

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3) Describa un ejemplo práctico que te permita interpretar el sistema de capas.

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2.3. MODELO TCP/IP

Aunque el modelo de referencia OSI sea universalmente reconocido, el estándar abierto de

Internet desde el punto de vista histórico y técnico es el Protocolo de control de

transmisión/Protocolo Internet (TCP/IP). El modelo de referencia TCP/IP y la pila de

protocolo TCP/IP hacen que sea posible la comunicación entre dos computadores, desde

cualquier parte del mundo, a casi la velocidad de la luz. El modelo TCP/IP tiene

importancia histórica, al igual que las normas que permitieron el desarrollo de la industria

telefónica, de energía eléctrica, el ferrocarril, la televisión y las industrias de vídeos.

El estándar histórico y técnico de la Internet es el modelo

TCP/IP. El Departamento de Defensa de EE.UU. (DoD)

creó el modelo de referencia TCP/IP porque necesitaba

diseñar una red que pudiera sobrevivir ante cualquier

circunstancia, incluso una guerra nuclear. En un mundo

conectado por diferentes tipos de medios de

comunicación, como alambres de cobre, microondas,

fibras ópticas y enlaces satelitales, el DoD quería que la

transmisión de paquetes se realizara cada vez que se

iniciaba y bajo cualquier circunstancia. Este difícil

problema de diseño dio origen a la creación del modelo

TCP/IP.

El modelo de referencia OSI incluye un nivel de detalle superior al nivel requerido para

desarrollar aplicaciones de red utilizando Java. La programación de aplicaciones para red

en lenguaje Java se limita al stack TCP/IP (Protocolo de Control de Transmisión /

Protocolo de Internet), el cual fue desarrollado por el Departamento de la Defensa de los

Estados Unidos y es el protocolo preferido en las diferentes distribuciones de UNIX y el

utilizado por Microsoft en sus sistemas operativos Windows 9x/NT/2000.

TCP/IP ha sido implementado en una pila de cuatro capas, la cual omite algunas de las

capas especificadas en el modelo OSI de referencia, ya que algunas de las capas adyacentes

fueron reunidas en una sola capa:

2.3.1. Capa de Acceso a la Red:

Esta capa reúne la funcionalidad de la capa física y la capa de

enlace, del modelo OSI de referencia. Incluye el hardware de red

y los controladores de los dispositivos. La capa de acceso a la red

también incluye los protocolos empleados por un nodo de la red

para el envío de datos a otro nodo de la red. El nombre de la capa

de acceso de red es muy amplio y se presta a confusión. También

se conoce como la capa de host a red. Esta capa guarda relación

con todos los componentes, tanto físicos como lógicos, necesarios

para lograr un enlace físico. Incluye los detalles de tecnología de

networking, y todos los detalles de las capas física y de enlace de

datos del modelo OSI.

2.3.2. Capa de Internet:

Esta capa se emplea para la comunicación, el direccionamiento y el enrutamiento. Los

protocolos empleados son IP e ICMP (Internet Control Message Protocol), el primero de

ellos provee el servicio de Datagramas (paquetes de datos). El servicio de Datagramas no

soporta los conceptos de sesión o conexión, no garantiza en ninguna forma la llegada de los

paquetes a su destino, ni siquiera que estos lleguen en el orden en el que fueron enviados.

Esta capa no realiza verificación de errores ni corrección de los mismos, por lo cual si el

nodo de destino determina un paquete defectuoso simplemente lo descarta.

2.3.3. Capa de Transporte:

Esta capa se encarga de manejar la comunicación que se da entre los programas a través de

la red. La capa de transporte emplea el concepto de conexión, para proveer un mecanismo

de comunicación bidireccional entre los nodos. Esta capa asegura la integridad de los datos

enviados, al mismo tiempo asegura que el orden de su llegada corresponderá con el orden

en el que fueron enviados y en caso de detectarse algún error, el paquete defectuoso podrá

ser retransmitido. Esta capa emplea los protocolos TCP y UDP de los cuales se hablará más

adelante.

2.3.4. Capa de Aplicación:

Los servicios encargados de procesar los datos de la aplicación, la conversión entre juegos

de caracteres, la conversión entre protocolos, el encriptamiento y la compresión de datos

residen en esta capa. La capa de Aplicación también maneja sesiones (es decir conexiones).

TCP/IP emplea los términos sockets y puertos para describir la conexión sobre la cual las

aplicaciones se comunican. El término socket puede verse como un sinónimo de sesión y

conexión. Dado que un host puede estar ejecutando (y de hecho es así el 99% de las veces)

más de una aplicación, el número de puerto es una forma de especificar que aplicación de

ese host se desea conectar a otra aplicación en otro host.

2.3.5. Taller sobre el modelo TCP/IP y el modelo OSI.

Contesta en CIPAS las siguientes preguntas:

1) Comenta sobre algunas diferencias entre el modelo OSI y TCP/IP.

OSI TCP/IP

2) Cual crees que sería la aplicación de los dos modelos, y si crees que en una

comunicación de un computador en un extremo del mundo, y otro computador conectado

en una red en otro extremo diferente, se llegaría a utilizar ambos modelos.

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2.4. COMPARACION ENTRE EL MODELO OSI Y TCP/IP

Si compara el modelo OSI y el modelo TCP/IP, observará que ambos presentan similitudes

y diferencias. Los ejemplos incluyen:

2.4.1. Similitudes

Ambos se dividen en capas

Ambos tienen capas de aplicación, aunque incluyen servicios muy distintos

Ambos tienen capas de transporte y de red similares

Se supone que la tecnología es de conmutación por paquetes (no de conmutación

por circuito)

Los profesionales de networking deben conocer ambos

2.4.2. Diferencias

TCP/IP combina las funciones de la capa de presentación y de sesión en la capa de

aplicación

TCP/IP combina la capas de enlace de datos y la capa física del modelo OSI en una

sola capa

TCP/IP parece ser más simple porque tiene menos capas

Los protocolos TCP/IP son los estándares en torno a los cuales se desarrolló la

Internet, de modo que la credibilidad del modelo TCP/IP se debe en gran parte a sus

protocolos. En comparación, las redes típicas no se desarrollan normalmente a partir

del protocolo OSI, aunque el modelo OSI se usa como guía.

Evalúate nuevamente con el diagnostico al

principio de la unidad.

Presenta los talleres al tutor y socializa con

los CIPAS en general los talleres.

Realiza la evaluación final de la unidad,

analiza tus respuestas individualmente y en

CIPAS, y presenta las conclusiones al tutor.

2.5 EVALUATE SOBRE LA UINIDAD 2.

Comenta las siguientes preguntas en CIPAS

1) De acuerdo al taller anterior y el tema tratado consideras alguna otra diferencia entre los

dos modelos?

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2) Que significado le podrías dar al termino de servicios entre capas?

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3) Cual crees que es la razón principal de usar un modelo o el otro en el transporte de

información de una red?

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¡OJO! Como te fue. Si bien te Felicito y sigue adelante, de lo

contrario regresa a leer la unidad 2.

BIBLIOGRAFIA DE LA UNIDAD 2

Libros:

ANDREW S., Tanenbaum. Redes de Computadoras Tercera Edición. Prentice Hall.

GILSTER, Diane McMichael, GILSTER,Ron. Construya su Propia Red. Mc Graw Hill.

Direcciones de Internet:

www.fuac.edu.co/autonoma/servicios/estudiantes/tele/osi/osi.html

http://200.75.49.2/html/aularedes1/id81.htm

http://200.75.49.2/html/aularedes1/id88.htm

www.ecci.edu.co/comunidad/hernani/protocolos.html#protocolos

http://200.75.49.2/html/interactivo/media12.html