MODELO OSI y TCP-1P

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MODELO OSI – MODELO TCP/Ip 
La Revolución en la Conectividad de las Computadoras Personales
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA 
PROF. JESÚS DE LA CRUZ HERRERA   
MODELOS OSI Y TCP/IP
Sistemas Abiertos y Método Multicapas 
ISO (1947) es un organismo multinacional dedicado a establecer acuerdos mundiales sobre estándares internacionales. 
Define un conjunto de capas, así como los servicios a realizar por cada una de ellas. 
El resultado fue la creación y desarrollo del Modelo OSI.
El estándar OSI cubre todos los aspectos de las redes de comunicación 
El modelo OSI es un modelo que permite crear una arquitectura de red flexible, robusta e interoperable.
MODELO OSI ANTECEDENTES TCP/IP 
La Suite de protocolos TCP/IP es el resultado del desarrollo de la Red ARPAnet en la década de los 6O’s 
ARPA (Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada) del Departamento de Defensa de USA.
Un grupo de científicos desarrollaron una serie de protocolos que proporcionaron las siguientes características:
Soporte a una gran variedad de hardware
Un sistema resistente, redundante y descentralizado
Facilidad de enviar datos a una escala masiva y global
El resultado fue el principio en el que se basan el conjunto de protocolos de TCP/IP. 
2
MODELOS OSI Y TCP/IP
Sistemas Abiertos y Método Multicapas 
MODELO DE REFERENCIA OSI
Un Sistema abierto permite:
Que dos sistemas diferentes se puedan comunicar
La comunicación entre sistemas distintos, sin necesidad de cambiar la lógica del hardware o del software.
Acelerar el desarrollo de futuros productos de red.
MODELO TCP/Ip
Los estándares de los protocolos abiertos permiten: 
interconectar equipos de diferentes fabricantes sin problema.
Independencia del medio de transmisión físico.
Tener un esquema de direccionamiento amplio y común.
Contar con Protocolos de alto nivel estandarizados (¡muchos servicios!)
Sistemas Abiertos
Un sistema abierto permite que dos sistemas diferentes se puedan comunicar independientemente de su arquitectura.
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MODELO/ESTÁNDAR OSI
La Jerarquía permite especificar directamente las capas contiguas arriba y debajo de la capa intermedia. 
Los cambios en una capa no implican modificaciones en otras capas.
Un problema se descompone en varios Sub Problemas más fáciles de detectar y de solucionar
Cada capa tiene las funciones precisas para resolver ciertos problemas de la comunicación
Método Multicapas
El método se basa en la distribución de las funciones de comunicación en un conjunto Jerárquico de capas.
MODELO TCP/Ip
Cada capa TCP/IP adiciona información de control (una cabecera) para asegurar la entrega correcta de los datos.
Cuando se recibe, la información de control se retira.
No hay un acuerdo sobre como representar la jerarquía de los protocolos de TCP/IP con un modelo de capas
MODELOS: OSI Y TCP/Ip Sistemas Abiertos y Método Multicapas 
4
Usuarios 
ISO crea un modelo de red que coadyuvó a los diseñadores a implementar redes que pudieran comunicarse y trabajar en conjunto (interoperabilidad)
ISO (Organización Internacional para la Estandarización)
Define un conjunto de capas, así como los servicios a realizar por cada una de ellas. 
En el principio de jerarquía es posible especificar directamente las capas contiguas arriba y debajo de la capa intermedia.
Al inicio, muchas de las redes eran incompatibles y se volvió muy difícil para las redes que utilizaban especificaciones distintas poder comunicarse entre sí. 
Surge el Modelo o Estándar de Referencia OSI en 1984. 
Modelo OSI 
MODELOS OSI Y TCP/IP
Sistemas Abiertos y Método Multicapas 
5
Modelo OSI 
Cada capa determina una función particular de la Red. Esta separación se conoce como Layering.
Modelo TCP/1P 
2 Enlace de datos
3 Red
4 Transporte
5 Sesión
6 Presentación
7 Aplicación
1 Acceso a la Red
2 Internet
3 Transporte
4 Aplicación
 UDP
Mensaje
Datagrama
Trama
TCP
Datos
Paquete
Trama
Segmento
1 Física
Segmento
Segmento
 Datos
 Paquete
Trama
Bits
6
Divide la comunicación de la Red en partes más pequeñas, sencillas y fáciles de desarrollar
 1 Física
2 Enlace de datos
3 Red
5 Sesión
6 Presentación
7 Aplicación
MODELOS: OSI Y TCP/Ip 
1 Acceso a la Red
2 Internet
3 Transporte
4 Aplicación
Aplicaciones y procesos que usan la red
Servicios de entrega de datos de extremo a extremo
Define el datagrama y maneja el enrutamiento
Formar la Trama y ejecuta rutinas
para acceder el medio físico 
4 Transporte
TCP/IP 
OSI
7
Dividen la comunicación de la Red en partes más pequeñas, sencillas y fáciles de desarrollar.
Facilitan la normalización de los componentes de la Red, al permitir el desarrollo de múltiples fabricantes.
2. Impiden que los cambios en una capa afecten a las otras. Se pueden desarrollar rápidamente.
3. Permiten que diferentes tipos de hardware y software de red se comuniquen entre sí.
4. Dividir la comunicación de la Red en partes más pequeñas, hace más fácil su comprensión. 
MODELOS: OSI Y TCP/Ip 
Acondiciona la Trama de datos, en un flujo de bits apropiado para el medio de transmisión.
Se encarga de la interfaz física entre los dispositivos
Define las reglas que rigen la transmisión de los bits a través del medio 
Trata ampliamente los procedimientos de la Interfaz y del Medio, hacia los dispositivos de la Red
Competitividad entre fabricantes en la elaboración de: Conectores, Cables, Tarjetas de Interfaz, etc. 
MODELO OSI CAPA FÍSICA
TCP/IP CAPA DE ACCESO A LA RED 
Es la capa inferior de la jerarquía de protocolos de TCP/IP
Es equivalente a la capa 1 y 2 del modelo OSI
Hay muchos protocolos de acceso a la red (uno por cada estándar físico de red) 
Ejemplos de RFC’s que definen protocolos de la capa de acceso a red son: RFC826 y RFC894
Esta capa se construye con la tarjeta de red, los drivers y los programas asociados
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Mecánicas
Relacionadas con las propiedades físicas de la interfaz con el medio de transmisión. 
Eléctricas
Especifica como se representan los bits de las señales (codificación), así como su velocidad de transmisión.
Funcionales
Especifican las funciones que realiza cada uno de los circuitos de la interfaz entre el sistema y el medio de transmisión.
 Procedimiento
Especifica la secuencia de eventos que se llevan a cabo en el intercambio del flujo de datos a través del medio.
MODELO OSI - Tareas de la Capa Física 
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Define el tipo de Codificación 
Sin Retorno a Cero-NRZ-, Manchester y Manchester Diferencial, etc.
Sincronización de los bits
Sincronización con base a señales de reloj.
Configuración de la Línea
Forma de conexión de los dispositivos al medio (Punto a Punto o Multipunto).
Modo de transmisión
Dirección de la transmisión entre dos dispositivos (Simplex, Half-Duplex o Full-Duplex.
MODELO OSI – Capa FÍSICA 
Modelo TCP/Ip – acceso a la red 
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Capa de Enlace de Datos - Funciones
Presentar un medio de comunicación libre de transmisión de errores a nivel de red.
Proporcionar el acceso a los medios de la red.
Realiza las funciones de comprobación de errores de las Tramas enviadas sobre la Red 
Realiza las funciones que evitan el desbordamiento de datos del receptor
Subcapas de la Capa de Enlace de Datos
Subcapa inferior; Control de Acceso al Medio (MAC)
Subcapa superior; Control de Enlace Lógico (LLC) 
1 Física
2 Enlace de datos
MODELO OSI - enlace de datos 
TCP/IP - ACCESO A LA RED 
Encapsula Datagramas en Tramas y mapea direcciones IP a direcciones físicas.
Esta capa se construye con la tarjeta de red, los drivers y los programas asociados
1 Acceso a la Red
Tecnologías de Redes LAN que se ubican en la Capa de Acceso a la Red, que transmite información entre computadores, ejem, Ethernet
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Subcapas LLC y MAC 
1 Física
2 Enlace de datos
3 Red
<
Subcapa-Control de Enlace Lógico (LLC)
Subcapa-Control de Acceso al Medio (MAC)
Subcapa Superior:
Control Enlace Lógico (LLC)
Define los procesos de software que proporcionan los servicios a los protocolos dela Capa de Red, esto es, el servicio de capa superior contenido en las Tramas
Ejemplo, qué protocolo de Capa Superior recibirá los datos (IPv4, IPv6 e IPX), que utilicen la misma interfaz de red y los mismos medios.
Control de Flujo: Evita el desbordamiento del receptor, cuando la velocidad de envío de datos del emisor es mayor que la velocidad a la que el receptor los recibe.
 Control de Errores: Proporciona mecanismos para solucionar problemas causados por tramas duplicadas, perdidas o dañadas.
MODELO OSI - Capa de enlace de datos 
Modelo tcp/IP - Capa de acceso a la red
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ETHERNET (Formato de la Trama Ethernet 802.3)
	Preámbulo	SFD	Dirección destino
(DA)	Dirección origen
(SA)	Longitud/Tipo	Datos	CRC
32
	7 bytes	1 byte	6 bytes	6 bytes	2 bytes	46-1500 bytes	4 bytes
TRAMA IEEE 802.3
1 Física
2 Enlace de datos
3 Red
2 Capa de Internet
tcp/iP
1 Capa de Acceso a la Red
osi
Capa de Enlace de Datos – Capa de Acceso a la Red
MODELO OSI – Modelo tcp/ip
Direccionamiento 
Proporciona el direccionamiento usado para el transporte de la Trama a través del medio local (direcciones Físicas).
Subcapa de Control de Acceso al Medio (MAC)
Define los procesos de acceso a los medios mediante dos funciones:
Tramado 
Encapsula los datos de la PDU (paquete) recibidos de la Capa de Red, en unidades de datos denominadas Tramas.
1 Física
0
2 Enlace de datos
3 Red
Subcapa-Control de Enlace Lógico (LLC)
Subcapa-Control de Acceso al Medio (MAC)
1 Acceso a la Red
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MODELO tcp/IP – Capa internet 
2 Enlace de datos
3 Red
Capa 3 Red – Funciones y Tareas
Es responsable de la entrega de un paquete desde el origen al destino a través de varias y diferentes redes.
Utiliza protocolos para añadir el direccionamiento a la PDU (Paquete o Datagrama) y poder enviarla fuera de la Red Local
Para lograr lo anterior, esta Capa se basa en 4 tareas
Direccionamiento Lógico
Encapsulamiento
Enrutamiento
Desencapsulamiento 
MODELO OSI – Capa de red 
Capa ubicada sobre la Capa de Acceso a la Red
El protocolo IP (RFC791) es la base de TCP/IP y es el protocolo más importante de la capa Internet
Los protocolos sobre y debajo de la capa Internet utilizan el protocolo IP para entregar datos
IP provee el servicio de entrega de paquetes sobre el cual están construidas las redes TCP/IP 
Todos los datos TCP/IP fluyen a través de IP, entrando o saliendo, sin importar cual sea su destino final
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2 Enlace de datos
3 Capa de Red
Direccionamiento Lógico:
Cada dispositivo final que envía o recibe, deberá contar con una dirección lógica única (Dirección IP).
2. Encapsulamiento: 
La Capa de Red recibe la PDU de la Capa de Transporte y le agrega una cabecera para crear la PDU de esta Capa. A esta PDU se le denomina Paquete
3. Enrutamiento
Mediante esta función la Capa de Red provee los servicios para dirigir los paquetes a al host destino a través de diferentes redes.
4. Desencapsulamiento
La Capa 2 envía el paquete hacia la Capa de Red, a su vez el paquete es desencapsulado en esta Capa y la PDU es enviada a la Capa de Transporte.
MODELO OSI - Capa de Red
Protocolo IP
Funciones:
Define el datagrama, que es la unidad básica de transmisión en Internet
Define el esquema de direccionamiento de internet
Mueve datos entre la capa de acceso a la red y la capa de transporte host-to-host
Características de IP:
Es un protocolo sin conexión, intercambia información de control - handshake - para establecer una conexión nodo a nodo antes de transmitir)
No corrige ni detecta errores en la información (unreliable) 
MODELO TCP/IP- Capa de INTERNET
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Encapsulamiento, PDU
DATOS
		
		
DATOS
DATOS
DATOS
BITS
p
S
T
T
p
S
S
DATOS
SEGMENTO
PAQUETE
Física
Enlace de datos
Red
Transporte
Sesión
Presentación
Aplicación
TRAMA
MEDIO DE TX
PDU
DATAGRAMA/PAQUETE IPv4
IHL
Tipo de servicio
Flags
Longitud total
Offset de fragmentación
Versión
Relleno
Identificación
Tiempo de vida
Dirección origen (168.176.25.43)
Dirección destino (168.176.1.70)
Opciones
Los datos comienzan aquí...
Protocolo
Chequeo del header
32 bits
Header
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1 Física
2 Enlace de datos
3 Capa de Red
4 Transporte
Enrutamiento
El dispositivo de comunicaciones que realiza esta función es el Router
 utiliza una dirección lógica (Dirección IP) de destino para elegir la ruta más adecuada para enviar o retransmitir el Paquete al siguiente Router o directamente a la Red de destino.
A este proceso que realizan los Routers se le conoce como ENRUTAMIENTO.
MODELO OSI Funciones Capa de Red 
MODELO TCP/IP Funciones Capa de Internet 
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1 Física
2 Enlace de datos
3 Capa de Red
MODELO OSI Funciones Capa de Red 
MODELO TCP/IP Funciones Capa de Internet 
 RED LAN 2
 RED LAN 1
Aplicación
Transporte
Internet
Acceso de red
Aplicación
Transporte
Internet
Acceso de red
 RED WAN
Internet
Acceso de red
Internet
Acceso de red
¿Cuál es la mejor ruta
para este paquete?
R2
¿Cuál es la mejor ruta
para este paquete?
R1
3 Capa de Internet
1 Capa de Acceso
 a la Red
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Desencapsulamiento
En la recepción, la Capa 2 de OSI envía el paquete hacia la Capa de Red, a su vez, el paquete es desencapsulado en esta Capa (Capa de Red) y la PDU es enviada a la Capa de Transporte.
Cuando IP recibe un paquete pasa el segmento de datos al protocolo correcto de la Capa de Transporte (TCP o UDP) 
MODELOS: OSI (Capa de Red) y TCP/IP (Capa Internet) - Funciones 
2 Capa de Internet
1 Capa de Acceso
 a la Red
Capa Internet
Capa de transporte
Capa de Aplicación
DATOS
Header
DATOS
Header
Header
Capa de Acceso a la Red
DATOS
DATOS
Header
Header
Header
Trailer
1 Física
2 Enlace de datos
3 Capa de Red
4 Transporte
4 Transporte
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1 Física
2 Enlace de datos
3 Red
4 Transporte
Funciones Generales
En la transmisión la Capa de Transporte acepta los datos de las Capas Superiores y los prepara para enviarlos a la Capa de Red. 
Los datos de las aplicaciones de diferentes servicios (e-mail, la Web, la mensajería y VoIP) son empaquetados y transportados al dominio de un servidor o una aplicación adecuada en el dispositivo destino.
La Capa de Transporte es la responsable de la transferencia de extremo a extremo de los datos de aplicación
Funciones y Tareas
MODELO OSI Capa de TRANSPORTE 
Capa 1 Acceso a la Red
 capa 3 Transporte
Capa 2 Internet
MODELO TCP/IP Capa de TRANSPORTE 
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1 Física
2 Enlace de datos
3 Red
4 Transporte
Esta capa proporciona una transferencia transparente de los datos entre los usuarios finales, controlando la fiabilidad de un enlace de datos mediante:
 Seguimiento de las conversaciones individuales: 
Cada una de las aplicaciones de la host de origen se 	 comunicarán con una o más aplicaciones de la host remota. 
La Capa de Transporte es la responsable de mantener los múltiples flujos de comunicación entre aplicaciones.
Capa de Transporte -- Funciones 
MODELO OSI - Capa de TRANSPORTE 
Capa 1 Acceso a la Red
 capa 3 Transporte
Capa 2 Internet
MODELO TCP/IP - Capa de TRANSPORTE 
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1 Física
2 Enlace de datos
3 Red
4 Transporte
b) Segmentación y c) Reensamblaje de los segmentos
La Capa de transporte divide los datos en bloques más pequeños. Estos bloques se denominan segmentos. 
Esta función proporciona los medios para enviar y recibir datos cuando en una computadora se ejecutan varias aplicaciones concurrentemente.
Esta capa incluye números de secuencia para cada segmento, entonces la Capa de Transporte puede garantizar el reensamblaje en orden de los segmentos.
Capa de Transporte -- Funciones y Tareas
MODELO OSI Capa de TRANSPORTE 
Capa 1 Acceso a la Red
 capa 3 Transporte
Capa 2 Internet
MODELO TCP/IP Capa de TRANSPORTE 
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1 Física
2 Enlace de datos
3 Capa de Red
4 Transporte
Fragmentación: 
En la transmisión, las Capas de Superiores pasan grandes cantidades de datos a la Capa de Transporte. Ésta última tiene que dividir los datos en bloques más pequeños. Estos bloques se denominan segmentos. MTU: Maximum Transmission Unit
MODELOS OSI yTCP/IP – Capa de Transporte
 
 RED 2
MTU: 150
MTU: 1500
El Router IP divide los datagramas en datagramas más pequeños 
Cada tecnología de red tiene un MTU
2 Capa de Internet
1 Capa de Acceso
 a la Red
3 Capa de Transporte
RED 1
25
1 Física
2 Enlace de datos
3 Red
4 Transporte
d) Identificación de las Aplicaciones
La Capa de Transporte identifica la aplicación de destino. 
Esta función la realiza asignando un identificador a cada aplicación (los protocolos TCP/IP llaman a este identificador “número de puerto”).
e) Control de Flujo
Algunos protocolos de la Capa de Transporte pueden regular la cantidad de datos que el emisor transmite al receptor. 
El control de flujo en esta Capa se lleva a cabo de extremo a extremo.
Capa de Transporte – Funciones y Tareas
MODELO OSI Capa de TRANSPORTE 
Capa 1 Acceso a la Red
 capa 3 Transporte
Capa 2 Internet
MODELO TCP/IP Capa de TRANSPORTE 
26
1 Física
2 Enlace de datos
3 Red
4 Transporte
d) Identificación de las Aplicaciones
La Capa de Transporte identifica la aplicación de destino. 
MODELO TCP/IP Capa Transporte Funciones 
MODELO OSI Capa 4 - Capa de TRANSPORTE 
Internet
Acceso a la Red
Red
Canales Lógicos
Aplicaciones
1
2
3
4
5
Transporte
Soporte a Aplicaciones. Acceso de las Aplicaciones desde y hacia la Red a través de canales lógicos llamados Puertos.
Números de Puertos
Capa 1 Acceso a la Red
 capa 3 Transporte
Capa 2 Internet
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Los dos protocolos más importantes de la capa de transporte son:
Transmission Control Protocol (TCP)
User Datagram Protocol (UDP)
TCP provee un servicio de entrega de datos confiable con detección y corrección de errores.
UDP provee un servicio con entrega de datos no confiable 
Ambos protocolos pasan datos entre la capa de aplicación y la capa Internet.
Dependiendo de la aplicación se escoge el protocolo de transporte
Capa deTransporte 
MODELO OSI Capa de TRANSPORTE 
2 Capa de Internet
1 Capa de Acceso
 a la Red
1 Física
2 Enlace de datos
3 Capa de Red
4 Transporte
MODELO TCP/IP Capa de TRANSPORTE 
TCP/IP
3 Transporte
28
1 Física
2 Enlace de datos
3 Red
4 Transporte
f) Control de Errores
La Capa de Transporte puede garantizar que todos los bloques de datos llegarán a su destino al hacer que el dispositivo de origen retransmita los datos que se pierdan o se corrompan. 
El control de errores en esta Capa se lleva a cabo de extremo a extremo.
MODELO TCP/IP – Capa de Transporte/Funciones
MODELO OSI Capa 4 - Capa de TRANSPORTE 
Capa 1 Acceso a la Red
 Capa 3 Transporte
Capa 2 Internet
29
1 Física
2 Enlace de datos
3 Red
4 Transporte
 g) Control de Conexión 
Si la Capa Transporte no está orientada a conexión, trata a cada segmento de datos como un bloque independiente.
Modelo TCP/IP-Capa de Transporte – Funciones 
MODELO OSI Capa de TRANSPORTE 
MODELO TCP/IP Capa de TRANSPORTE 
Capa 1 Acceso a la Red
 Capa 3 Transporte
Capa 2 Internet
30
1 Física
2 Enlace de datos
3 Red
4 Transporte
g) Control de Conexión 
Si la Capa de Transporte está orientada a conexión, establece una conexión con la Capa de Transporte del destino antes de enviar algún bloque de datos. Esta conexión es conocida como Circuito o Conexión Virtual. 
MODELO TCP/IP - Capa de Transporte 
MODELO OSI - Capa de Transporte 
Capa 1 Acceso a la Red
 Capa 3 Transporte
Capa 2 Internet
PC 4
PC 3
PC 2
PC 1
31
MODELO OSI Capa de TRANSPORTE 
2 Capa de Internet
1 Capa de Acceso
 a la Red
1 Física
2 Enlace de datos
3 Capa de Red
4 Transporte
MODELO TCP/IP Capa de TRANSPORTE 
TCP/IP
3Transporte
PROTOCOLOS DE TCP/ipv4
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Proceso de Comunicación de TCP/IP EN LA TransmisIÓN
El conjunto de protocolos de TCP/IP interactúan para proporcionar la entrega de aplicaciones de extremo a extremo a través de la red
El proceso completo de comunicación incluye los siguientes pasos:
CREACIÓN de datos
 a nivel de la Capa de Aplicación del dispositivo origen.
Segmentación y encapsulamiento de datos 
CUANDO pasan por el conjunto ( pila) de protocolos en El dispositivo de origen
Generación de los datos sobre el medio en la Capa de Acceso a la Red.
Transporte de los datos
a través de la Interworking, que consiste de los medios De cualquier dispositivo intermedio
Capa de Acceso de Red
Capa Internet
Capa de transporte
Capa de aplicación
DATOS
Header T
DATOS
Header T
Header
Header
DATOS
Header
Header
DATOS
MODELO TCP/IP 
Capa de Acceso de Red
Capa Internet
Capa de transporte
Capa de aplicación
DATOS
Header T
DATOS
Header T
Header
Header
DATOS
Header
Header
DATOS
Proceso de Comunicaciones de TCP/IP en la Recepción
Recepción de los datos en la Capa de Acceso a la Red del dispositivo final de destino.
Desencapsulación y reensamblaje de los datos cuando pasan por el conjunto (pila) de protocolos en el dispositivo final.
Envío de estos datos a la aplicación de destino en la Capa de Aplicación del dispositivo final de destino.
MODELO TCP/IP 
Capa de Acceso de Red
Capa Internet
Capa de transporte
Capa de aplicación
DATOS
Header T
DATOS
Header T
Header
Header
DATOS
Header
Header
DATOS
Funciones básicas de TCP/IP
Direccionamiento lógico
Enrutamiento
Resolución de nombres
Control de errores y control de flujo
Soporte de aplicaciones
MODELO TCP/IP