Modelo OSI
(7 capas)
El modelo OSI (Open
Systems Interconection) es la propuesta que hizo la ISO (International
Standards Organization) para estandarizar la interconexión de sistemas
abiertos. Un sistema abierto se refiere a que es independiente de una
arquitectura específica. Se compone el modelo, por tanto, de un conjunto de
estándares ISO relativos a las comunicaciones de datos.
El modelo OSI establece
los lineamientos para que el software y los dispositivos de diferentes
fabricantes funcionen juntos. Aunque los fabricantes de hardware y los de
software para red son los usuarios principales del modelo OSI, una comprensión
general del modelo llega a resultar muy benéfica para el momento en que se
expande la red o se conectan redes para formar redes de área amplia (WAN).
El modelo de
interconexión de sistemas abiertos (OSI) tiene siete capas, las cuales de
describen a continuación, primeramente se encuentran en éste orden:
- Aplicación
- Presentación
- Sesión
- Transporte
- Red
- Vínculo de datos
- Física
Comenzamos con la descripción de cada capa para un mejor entendimiento:
1.- Capa de aplicación: Ofrece a las
aplicaciones (de usuario o no) 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 (POP y SMTP), gestores de bases de
datos y servidor de ficheros (FTP). Hay tantos protocolos como aplicaciones
distintas y puesto que continuamente se desarrollan nuevas aplicaciones el
número de protocolos crece sin parar.
Entre los protocolos
(refiriéndose a protocolos de la capa de aplicación de OSI) más conocidos
destacan:
·
HTTP (HyperText
Transfer Protocol) el protocolo bajo la www
· FTP (File Transfer
Protocol) ( FTAM, fuera de TCP/IP) transferencia de ficheros
·
OSI SMTP (Simple
Mail Transfer Protocol) (X.400 fuera de tcp/ip) envío y distribución de correo
electrónico
· POP (Post Office
Protocol)/IMAP: reparto de correo al usuario final
·
OSI SSH (Secure
SHell) principalmente terminal remoto, aunque en realidad cifra casi cualquier
tipo de transmisión.
· Telnet otro terminal
remoto, ha caído en desuso por su inseguridad intrínseca, ya que las claves
viajan sin cifrar por la red.
Funciones:
·
Uso compartido
de recursos y re dirección de dispositivos
·
Acceso a
archivos remotos
·
Acceso a la
impresora remota
·
Comunicación
entre procesos
·
Administración
de la red
·
Servicios de
directorio
·
Mensajería
electrónica (como correo)
·
Terminales virtuales
de red
2.- Capa de presentación: El objetivo de
la capa de presentación es encargarse de la representación de la información,
de manera que aunque distintos equipos puedan tener diferentes representaciones
internas de caracteres (ASCII, Unicode, EBCDIC), números (little-endian tipo
Intel, big-endian tipo Motorola), sonido o imágenes, los datos lleguen de
manera reconocible.
Esta capa es la primera
en trabajar más el contenido de la comunicación que en 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. En pocas palabras es un traductor.
La capa de presentación proporciona:
- Conversión de código de caracteres: por ejemplo, de ASCII a EBCDIC.
- Conversión de datos: orden de bits, CR-CR/LF, punto flotante entre enteros, etc.
- Compresión de datos: reduce el número de bits que es necesario transmitir en la red.
- Cifrado de datos: cifra los datos por motivos de seguridad. Por ejemplo, cifrado de contraseñas.
3.- Capa de sesión: Esta capa establece, gestiona y finaliza las
conexiones entre usuarios (procesos o aplicaciones) finales.
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Ofrece varios servicios que son
cruciales para la comunicación, como son:
- Control de la sesión a establecer entre el emisor y el receptor (quién transmite, quién escucha y seguimiento de ésta).
- OSI Control de la concurrencia (que dos comunicaciones a la misma operación crítica no se efectúen al mismo tiempo).
- Mantener puntos de verificación (checkpoints), que sirven para que, ante una interrupción de transmisión por cualquier causa, la misma se pueda reanudar desde el último punto de verificación en lugar de repetirla desde el principio.
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
parcialmente, o incluso, totalmente prescindibles.
En conclusión esta capa
es la que se encarga de mantener el enlace entre los dos computadores que estén
trasmitiendo archivos.
Los firewalls actúan
sobre esta capa, para bloquear los accesos a los puertos de un computador.
4.- Capa de transporte: La capa de transporte garantiza que los mensajes se
entregan sin errores, en secuencia y sin pérdidas o duplicaciones. Libera a los
protocolos de capas superiores de cualquier cuestión relacionada con la
transferencia de datos entre ellos y sus pares.
El tamaño y la
complejidad de un protocolo de transporte depende del tipo de servicio que
pueda obtener de la capa de transporte. Para tener una capa de transporte
confiable con una capacidad de circuito virtual, se requiere una mínima capa de
transporte. Si la capa de red no es confiable o solo admite datagramas, el
protocolo de transporte debería incluir detección y recuperación de errores
extensivos.
La capa de transporte proporciona:- Segmentación de mensajes: acepta un mensaje de la capa (de sesión) que tiene por encima, lo divide en unidades más pequeñas (si no es aún lo suficientemente pequeño) y transmite las unidades más pequeñas a la capa de red.
- Confirmación de mensaje: proporciona una entrega de mensajes confiable de extremo a extremo con confirmaciones.
- Control del tráfico de mensajes: indica a la estación de transmisión que "dé marcha atrás" cuando no haya ningún búfer de mensaje disponible.
- Multiplexación de sesión: multiplexa varias secuencias de mensajes, o sesiones, en un vínculo lógico y realiza un seguimiento de qué mensajes pertenecen a qué sesiones (consulte la capa de sesiones).
Protocolos de transporte de Internet
Internet tiene dos
protocolos principales en la capa de transporte, uno orientado a la conexión y
otro no orientado a la conexión. El protocolo no orientado a la conexión es el
UDP y el orientado es el TCP:
- UDP: Permite el envío de datagramas a través de la red sin que se haya establecido previamente una conexión, ya que el propio datagrama incorpora suficiente información de direccionamiento en su cabecera. Tampoco tiene confirmación, ni control de flujo, por lo que los paquetes pueden adelantarse unos a otros; y tampoco se sabe si ha llegado correctamente, ya que no hay confirmación de entrega o de recepción.
- OSI TCP: Muchos programas dentro de una red de datos compuesta por computadoras pueden usar TCP para crear conexiones entre ellos a través de las cuales puede enviarse un flujo de datos. El protocolo garantiza que los datos serán entregados en su destino sin errores y en el mismo orden en que se transmitieron.
5.- Capa de red: La capa de red
controla el funcionamiento de la subred, decidiendo qué ruta de acceso física
deberían tomar los datos en función de las condiciones de la red, la prioridad
de servicio y otros factores.
Proporciona:
- Enrutamiento: enruta tramas entre redes.
- Control de tráfico de subred: los enrutadores (sistemas intermedios de capa de red) pueden indicar a una estación emisora que "reduzca" su transmisión de tramas cuando el búfer del enrutador se llene.
- Fragmentación de trama: si determina que el tamaño de la unidad de transmisión máxima (MTU) que sigue en el enrutador es inferior al tamaño de la trama, un enrutador puede fragmentar una trama para la transmisión y volver a ensamblarla en la estación de destino.
- Asignación de direcciones lógico-físicas: traduce direcciones lógicas, o nombres, en direcciones físicas.
- Cuentas de uso de subred: dispone de funciones de contabilidad para realizar un seguimiento de las tramas reenviadas por sistemas intermedios de subred con el fin de producir información de facturación.
Hay
dos formas en las que el nivel de red puede funcionar internamente,
pero independientemente de que la red funcione internamente con datagramas o
con circuitos virtuales puede dar hacia el nivel de transporte un servicio orientado a conexión:
- Datagramas: Cada paquete se encamina independientemente, sin que el origen y el destino tengan que pasar por un establecimiento de comunicación previo.
- OSI Circuitos virtuales: En una red de circuitos virtuales dos equipos que quieran comunicarse tienen que empezar por establecer una conexión. Durante este establecimiento de conexión, todos los routers que hayan por el camino elegido reservarán recursos para ese circuito virtual específico.
Algunos protocolos de
la capa de red son:
· ARP, IP, IGMP, IPX.
6.-Capa de vínculo de datos: Es la responsable de la
transferencia fiable de información a través de un circuito de transmisión de
datos. La capa
de vínculo de datos ofrece una transferencia sin errores de tramas de datos
desde un nodo a otro a través de la capa física, permitiendo a las capas por
encima asumir virtualmente la transmisión sin errores a través del vínculo.
Para
ello, la capa de vínculo de datos proporciona:
- Establecimiento y finalización de vínculos: establece y finaliza el vínculo lógico entre dos nodos.
- Control del tráfico de tramas: indica al nodo de transmisión que "dé marcha atrás" cuando no haya ningún búfer de trama disponible.
- Secuenciación de tramas: transmite y recibe tramas secuencialmente.
- Confirmación de trama: proporciona/espera confirmaciones de trama. Detecta errores y se recupera de ellos cuando se producen en la capa física mediante la retransmisión de tramas no confirmadas y el control de la recepción de tramas duplicadas.
- Delimitación de trama: crea y reconoce los límites de la trama.
- Comprobación de errores de trama: comprueba la integridad de las tramas recibidas.
- Administración de acceso al medio: determina si el nodo "tiene derecho" a utilizar el medio físico.
7.- Capa física: La Capa Física
del modelo de referencia OSI es la que se encarga de las conexiones físicas de
la computadora hacia la red, tanto en lo que se refiere al medio físico (cable
coaxial, cable de par trenzado, fibra óptica, radio, microondas);
características del medio (p.e. tipo de cable o calidad del mismo; tipo de
conectores normalizados o en su caso tipo de antena; etc.) y la forma en la que
se transmite la información (codificación de señal, niveles de
tensión/intensidad de corriente eléctrica, modulación, tasa binaria, etc.)
-
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, 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/electromagnéticas· Especificar cables, conectores y componentes de interfaz con el medio de transmisión, polos en un enchufe, etc.· Garantizar la conexión (aunque no la fiabilidad de ésta).
Bibliografia:
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