Modelo OSI
Pila de capas o niveles del modelo OSI (Open System
Interconnection).
El
modelo de interconexión de sistemas abiertos (ISO/IEC 7498-1), más conocido
como “modelo OSI”, (en inglés, Open System Interconnection) es un modelo de
referencia para los protocolos de la red de arquitectura en capas, creado en el
año 1980 por la Organización Internacional de Normalización (ISO, International
Organization for Standardization). Se ha publicado desde 1983 por la Unión
Internacional de Telecomunicaciones (UIT) y, desde 1984, la Organización
Internacional de Normalización (ISO) también lo publicó con estándar. Su
desarrollo comenzó en 1977.
Modelo de referencia OSI:
Fue
desarrollado en 1980 por la ISO, una federación global de organizaciones que
representa aproximadamente a 130 países. El núcleo de este estándar es el
modelo de referencia OSI, una normativa formada por siete capas que define las
diferentes fases por las que deben pasar los datos para viajar de un
dispositivo a otro sobre una red de comunicaciones.
Siguiendo
el esquema de este modelo se crearon numerosos protocolos. El advenimiento de
protocolos más flexibles donde las capas no están tan desmarcadas y la
correspondencia con los niveles no era tan clara puso a este esquema en un
segundo plano. Sin embargo se usa en la enseñanza como una manera de mostrar
cómo puede estructurarse una "pila" de protocolos de comunicaciones.
El
modelo especifica el protocolo que debe usarse en cada capa, y suele hablarse
de modelo de referencia ya que se usa como una gran herramienta para la
enseñanza de comunicación de redes.
Se
trata de una normativa estandarizada útil debido a la existencia de muchas
tecnologías, fabricantes y compañías dentro del mundo de las comunicaciones, y
al estar en continua expansión, se tuvo que crear un método para que todos
pudieran entenderse de algún modo, incluso cuando las tecnologías no
coincidieran. De este modo, no importa la localización geográfica o el lenguaje
utilizado. Todo el mundo debe atenerse a unas normas mínimas para poder
comunicarse entre sí. Esto es sobre todo importante cuando hablamos de la red
de redes, es decir, Internet.
Este
modelo está dividido en siete (7) capas o niveles:
Nivel físico:
Es la primera capa del Modelo OSI. Es la que se encarga de la topología de red
y de las conexiones globales de la computadora hacia la red, se refiere tanto
al medio físico como a la forma en la que se transmite la información.
Sus
principales funciones se pueden resumir como:
Definir
el medio o medios físicos por los que va a viajar la comunicación: cable de
pares trenzados (o no, como en RS232/EIA232), cable coaxial, guías de onda,
aire, fibra óptica.
Definir
las características materiales (componentes y conectores mecánicos) y
eléctricas (niveles de tensión) que se van a usar en la transmisión de los
datos por los medios físicos.
Definir
las características funcionales de la interfaz (establecimiento, mantenimiento
y liberación del enlace físico).
Transmitir
el flujo de bits a través del medio.
Manejar
las señales eléctricas del medio de transmisión, polos en un enchufe, etc.
Garantizar
la conexión (aunque no la fiabilidad de dicha conexión).
Capa de enlace de datos: Esta capa se ocupa del direccionamiento
físico, del acceso al medio, de la detección de errores, de la distribución
ordenada de tramas y del control del flujo. Es uno de los aspectos más
importantes que revisar en el momento de conectar dos ordenadores, ya que está
entre la capa 1 y 3 como parte esencial para la creación de sus protocolos
básicos (MAC, IP), para regular la forma de la conexión entre computadoras así
determinando el paso de tramas (trama = unidad de medida de la información en
esta capa, que no es más que la segmentación de los datos trasladándolos por
medio de paquetes), verificando su integridad, y corrigiendo errores, por lo
cual es importante mantener una excelente adecuación al medio físico (los más
usados son el cable UTP, par trenzado o de 8 hilos), con el medio de red que
redirecciona las conexiones mediante un router. Dadas estas situaciones cabe
recalcar que el dispositivo que usa la capa de enlace es el Switch que se
encarga de recibir los datos del router y enviar cada uno de estos a sus respectivos
destinatarios (servidor -> computador cliente o algún otro dispositivo que
reciba información como teléfonos móviles, tabletas y diferentes dispositivos
con acceso a la red, etc.), dada esta situación se determina como el medio que
se encarga de la corrección de errores, manejo de tramas, protocolización de
datos (se llaman protocolos a las reglas que debe seguir cualquier capa del
modelo OSI).
Capa de red:
Se
encarga de identificar el enrutamiento existente entre una o más redes. Las
unidades de información se denominan paquetes, y se pueden clasificar en
protocolos enrutables y protocolos de enrutamiento.
Enrutables:
viajan con los paquetes (IP, IPX, APPLETALK).
Enrutamiento:
permiten seleccionar las rutas (RIP, IGRP, EIGRP, OSPF, BGP).
El
objetivo de la capa de red es hacer que los datos lleguen desde el origen al
destino, aun cuando ambos no estén conectados directamente. Los dispositivos
que facilitan tal tarea se denominan encaminadores o enrutadores, aunque es más
frecuente encontrarlo con el nombre en inglés routers. Los routers trabajan en
esta capa, aunque pueden actuar como switch de nivel 2 en determinados casos,
dependiendo de la función que se le asigne. Los firewalls actúan sobre esta
capa principalmente, para descartar direcciones de máquinas.
En
este nivel se realiza el direccionamiento lógico y la determinación de la ruta
de los datos hasta su receptor final.
Nivel de transporte: Capa
de transporte: capa encargada de efectuar el transporte de los datos (que se
encuentran dentro del paquete) de la máquina origen a la de destino,
independizándolo del tipo de red física que esté utilizando. La PDU de la capa
4 se llama Segmento o Datagrama, dependiendo de si corresponde a TCP o UDP. Sus
protocolos son TCP y UDP; el primero orientado a conexión y el otro sin
conexión. Trabajan, por lo tanto, con puertos lógicos y junto con la capa red
dan forma a los conocidos como Sockets IP:Puerto (191.16.200.54:80).
Nivel de sesión: Capa
de sesión: Esta capa es la que se encarga de mantener y controlar el enlace
establecido entre dos computadores que están transmitiendo datos de cualquier
índole. Por lo tanto, el servicio provisto por esta capa es la capacidad de
asegurar que, dada una sesión establecida entre dos máquinas, la misma se pueda
efectuar para las operaciones definidas de principio a fin, reanudándolas en
caso de interrupción. En muchos casos, los servicios de la capa de sesión son
parcial o totalmente prescindibles.
Nivel de presentación: El
objetivo es encargarse de la representación de la información, de manera que
aunque distintos equipos puedan tener diferentes representaciones internas de
caracteres los datos lleguen de manera reconocible.
Esta
capa es la primera en trabajar más el contenido de la comunicación que el cómo
se establece la misma. En ella se tratan aspectos tales como la semántica y la
sintaxis de los datos transmitidos, ya que distintas computadoras pueden tener
diferentes formas de manejarlas.
Esta
capa también permite cifrar los datos y comprimirlos. Por lo tanto, podría
decirse que esta capa actúa como un traductor.
Nivel de aplicación:
Ofrece a las aplicaciones la posibilidad de acceder a los servicios de las
demás capas y define los protocolos que utilizan las aplicaciones para
intercambiar datos, como correo electrónico (Post Office Protocol y SMTP),
gestores de bases de datos y servidor de ficheros (FTP), por UDP pueden viajar
(DNS y Routing Information Protocol). Hay tantos protocolos como aplicaciones
distintas y puesto que continuamente se desarrollan nuevas aplicaciones el
número de protocolos crece sin parar.
Cabe
aclarar que el usuario normalmente no interactúa directamente con el nivel de
aplicación. Suele interactuar con programas que a su vez interactúan con el
nivel de aplicación pero ocultando la complejidad subyacente.
Regla nemotécnica: A
fin de facilitar el aprendizaje y memorización de los nombres de las capas que
componen el modelo; una regla sencilla del BRAPE es memorizarlas como una sigla
nemotécnica: FERTSPA, que en inglés sonaría como First Spa, primer spa en
castellano, el cual se define de la siguiente manera:
·
Aplicación
·
Presentación
·
Sesión
·
Transporte
·
Red
·
Enlace
de datos
·
Física
·
Unidades
de datos[editar]
Sap.PNG: El
intercambio de información entre dos capas OSI consiste en que cada capa en el
sistema fuente le agrega información de control a los datos, y cada capa en el
sistema de destino analiza y quita la información de control de los datos como
sigue:
Si
una computadora (A) desea enviar datos a otra (B), en primer término los datos
deben empaquetarse a través de un proceso denominado encapsulamiento, es decir,
a medida que los datos se desplazan a través de las capas del modelo OSI,
reciben encabezados, información final y otros tipos de información.
N-PDU: La
Unidad de Datos de Protocolo (N-PDU) es la información intercambiada entre
entidades pares, es decir, dos entidades pertenecientes a la misma capa pero en
dos sistemas diferentes, utilizando una conexión N-1. Está compuesta por:
N-SDU (Unidad de Datos del Servicio): son los datos que necesitan
la entidades N para realizar funciones del servicio pedido por la entidad N+1.
N-PCI (Información de Control del Protocolo): información intercambiada
entre entidades N utilizando una conexión N-1 para coordinar su operación
conjunta.
N-IDU: La Unidad de Datos de Interfaz (N-IDU): es la información transferida
entre dos niveles adyacentes, es decir, dos capas contiguas. Está compuesta
por:
N-ICI (Información de Control de Interfaz): información intercambiada
entre una entidad N+1 y una entidad N para coordinar su operación conjunta.
Datos de Interfaz-(N): información
transferida entre una entidad-(N+1) y una entidad-(N) y que normalmente coincide
con la (N+1)-PDU.
Transmisión de los datos
Transferencia de información en el modelo OSI: La capa de aplicación recibe
el mensaje del usuario y le añade una cabecera constituyendo así la PDU de la
capa de aplicación. La PDU se transfiere a la capa de aplicación del nodo
destino, este elimina la cabecera y entrega el mensaje al usuario.
