MODELO OSI

El modelo de referencia de Interconexión deSistemas Abiertos (OSI, Open System Interconnection) el modelo de reddescriptivo. Es decir, fue un marco de referencia para la definición dearquitecturas de interconexión de sistemas de comunicaciones

Siguiendoel esquema de este modelo se crearon numerosos protocolos,El modelo esconsiderado una arquitectura de redes, ya que especifica el protocolo que debeser usado en cada capa, y suele hablarse de modelo de referencia ya que esusado como una gran herramienta para la enseñanza de comunicación de redes.Este modelo está dividido en siete capas:

Nivel Físico (Capa 1)

es la que se encarga de las conexiones físicas de lacomputadora hacia la red, tanto en lo que se refiere al medio físico (mediosguiados: cable coaxial, cable de par trenzado, fibra óptica entre otrostipos de conexión cableada; medios no guiados: radio, infrarrojos, microondas,láser y otras redes inalámbricas); características del medio como a la forma enla que se transmite la información (codificación de señal, niveles de tensión/intensidadde corriente eléctrica, modulación, tasa binaria, etc.).

Esla encargada de transmitir los bits de información a través del medio utilizadopara la transmisión. Se ocupa de las propiedades físicas y característicaseléctricas de los diversos componentes; de la velocidad de transmisión, si éstaes uni o bidireccional También de aspectos mecánicos de las conexiones yterminales, incluyendo la interpretación de las señaleseléctricas/electromagnéticas.

Seencarga de transformar una trama de datos proveniente del nivel de enlace enuna señal adecuada. Estos impulsos pueden ser eléctricos o electromagnéticos. Cuandoactúa en modo recepción el trabajo es inverso; se encarga de transformar laseñal transmitida en tramas de datos binarios que serán entregados al nivel deenlace.

Susprincipales 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), 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).

Capa de enlace de datos (Capa 2)

Lacapa de enlace de datos se ocupa del direccionamiento físico, de la topologíade la red, del acceso a la red, de la notificación de errores, de ladistribución ordenada de tramas y del control del flujo.

Sehace un direccionamiento de los datos en la red ya sea en la distribuciónadecuada desde un emisor a un receptor, la notificación de errores, de latopología de la red de cualquier tipo. La tarjeta NIC (Network Interface Card,Tarjeta de Interfaz de Red en español o Tarjeta de Red) que se encarga de quetengamos conexión, posee una dirección MAC (control de acceso al medio) y la LLC (control de enlace lógico).

LosSwitches realizan su función en esta capa siempre y cuando esteencendido el nodo.

Capa de red (Capa 3)

Elobjetivo de la capa de red es hacer que los datos lleguen desde el origen aldestino, aun cuando ambos no estén conectados directamente. Los dispositivosque facilitan tal tarea se denominan en castellano encaminadores, aunque es másfrecuente encontrar el nombre inglés routers y, en ocasionesenrutadores.

Adicionalmentela capa de red lleva un control de la congestión de red, que es el fenómeno quese produce cuando una saturación de un nodo tira abajo toda la red (similar aun atasco en un cruce importante en una ciudad grande). La PDU(Unidad de Datos delProtocolo, por sus siglas en inglés) de la capa 3 es el paquete.

Losfirewalls actúan sobre esta capa principalmente, para descartar direcciones demáquinas. En este nivel se realiza el direccionamiento lógico y ladeterminación de la ruta de los datos hasta su receptor final.

Capa de transporte (Capa 4)

Sufunción básica es aceptar los datos enviados por las capas superiores,dividirlos en pequeñas partes si es necesario, y pasarlos a la capa de red. Enel caso del modelo OSI, también se asegura que lleguen correctamente al otrolado de la comunicación. Otra característica a destacar es que debe aislar alas capas superiores de las distintas posibles implementaciones de tecnologíasde red en las capas inferiores, lo que la convierte en el corazón de lacomunicación.

Enresumen, podemos definir a la capa de transporte como:

Capaencargada de efectuar el transporte de los datos (que se encuentran dentro delpaquete) de la máquina origen a la de destino, independizándolo del tipo de redfísica que se esté utilizando. La PDUde la capa 4 se llama Segmentos. sus protocolos son TCP y UDP el primeroorientado a conexión y el otro sin conexión

Capa de sesión (Capa 5)

Estacapa es la que se encarga de mantener y controlar el diálogo establecido entrelos dos computadores que están transmitiendo datos de cualquier índole. Ofrecevarios 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).

• 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.

Porlo 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 paralas operaciones definidas de principio a fin, reanudándolas en caso deinterrupción. En muchos casos, los servicios de la capa de sesión son parcial ototalmente prescindibles.

Enconclusión esta capa es la que se encarga de mantener el enlace entre los doscomputadores que estén transmitiendo datos de cualquier índole.

Capa de presentación (Capa 6)

Elobjetivo de la capa de presentación es encargarse de la representación de lainformación, de manera que aunque distintos equipos puedan tener diferentesrepresentaciones internas de caracteres, Esta capa es la primera en trabajarmás el contenido de la comunicación que el cómo se establece la misma. En ellase tratan aspectos tales como la semántica y la sintaxis de los datostransmitidos, ya que distintas computadoras pueden tener diferentes formas demanejarlas.

Estacapa también permite cifrar los datos y comprimirlos. En pocas palabras es untraductor.

Portodo ello, podemos resumir la definición de esta capa como aquella encargada demanejar la estructura de datos abstracta y realizar las conversiones derepresentación de los datos necesarios para la correcta interpretación de losmismos.

Capa de aplicación (Capa 7)

Ofrecea las aplicaciones (de usuario o no) la posibilidad de acceder a los serviciosde las demás capas y define los protocolos que utilizan las aplicaciones paraintercambiar datos, como correo electrónico (POP y SMTP), gestores de bases dedatos y servidor de ficheros (FTP). Hay tantos protocolos como aplicacionesdistintas y puesto que continuamente se desarrollan nuevas aplicaciones elnúmero de protocolos crece sin parar.

Cabeaclarar que el usuario normalmente no interactúa directamente con el nivel deaplicación. Suele interactuar con programas que a su vez interactúan con elnivel de aplicación pero ocultando la complejidad subyacente. Así por ejemploun usuario no manda una petición "GET index.html HTTP/1.0" paraconseguir una página en html, ni lee directamente el código html/xml.

Entrelos protocolos (refiriéndose a protocolos genéricos, no a protocolos de la capade aplicación de OSI) más conocidos destacan:

• HTTP (HyperText Transfer Protocol = Protocolo de Transferencia de Hipertexto) el protocolo bajo la www.
• FTP (File Transfer Protocol = Protocolo de Transferencia de Archivos) ( FTAM, fuera de TCP/IP) transferencia de ficheros.
• SMTP (Simple Mail Transfer Protocol = Protocolo Simple de Correo) (X.400 fuera de tcp/ip) envío y distribución de correo electrónico.
• POP (Post Office Protocol = Protocolo de Oficina de Correo)/IMAP: reparto de correo al usuario final.
• SSH (Secure Shell = Capa Segura) 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.

Hayotros protocolos de nivel de aplicación que facilitan el uso y administraciónde la red:

• SNMP (Simple Network Management Protocol)
• DNS (Domain Name Service)...

Unidades de datos

N-PDU(Unidad de datos de protocolo)

Es la información intercambiadaentre entidades pares, es decir, dos entidades pertenecientes a la misma capapero en dos sistemas diferentes, utilizando una conexión (N-1).

Está compuesta por:

N-SDU (Unidad de datos del servicio)

Son los datos que se necesitan laentidades (N) para realizar funciones del servicio pedido por la entidad (N+1).

N-PCI (Información de control delprotocolo)

Información intercambiada entreentidades (N) utilizando una conexión (N-1) para coordinar su operaciónconjunta.

N-IDU(Unidad de datos de interface)

Es la información transferida entredos niveles adyacentes, es decir, dos capas contiguas.

Está compuesta por:

N-ICI (Información de control delinterface)

Información intercambiada entre unaentidad (N+1) y una entidad (N) para coordinar su operación conjunta.

Datos de Interface-(N)

Información transferida entre unaentidad-(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.

Lacapa de aplicación recibe el mensaje del usuario y le añade una cabeceraconstituyendo así la PDUde la capa de aplicación. La PDUse transfiere a la capa de aplicación del nodo destino, este elimina lacabecera y entrega el mensaje al usuario.

Paraello ha sido necesario todo este proceso:

1. Ahora hay que entregar la PDU a la capa de presentación para ello hay que añadirla la correspondiente cabecera ICI y transformarla así en una IDU, la cual se transmite a dicha capa.
2. La capa de presentación recibe la IDU, le quita la cabecera y extrae la información, es decir, la SDU, a esta le añade su propia cabecera (PCI) constituyendo así la PDU de la capa de presentación.
3. Esta PDU es transferida a su vez a la capa de sesión mediante el mismo proceso, repitiéndose así para todas las capas.
4. Al llegar al nivel físico se envían los datos que son recibidos por la capa física del receptor.
5. Cada capa del receptor se ocupa de extraer la cabecera, que anteriormente había añadido su capa homóloga, interpretarla y entregar la PDU a la capa superior.
6. Finalmente llegará a la capa de aplicación la cual entregará el mensaje al usuario.

Formato de los datos

APDU

Unidad de datos en la capa deaplicación (Capa 7).

PPDU

Unidad de datos en la capa depresentación (Capa 6).

SPDU

Unidad de datos en la capa de sesión(Capa 5).

TPDU

(segmento)

Unidad de datos en la capa detransporte (Capa 4).

Paquete o Datagrama

Unidad de datos en el nivel de red (Capa3).

Trama

Unidad de datos en la capa de enlace(Capa 2).

Bits

Unidad de datos en la capa física (Capa1).