capas
El modelo de interconexión de sistemas abiertos (ISO/IEC 7498-1), también llamado OSI (en inglés open system interconnection) es el modelo de red descriptivo; Creado por
la Organización Internacional para la Estandarización (ISO) en el año 1984. Es un marco de referencia
para la definición de arquitecturas en la interconexión de los sistemas de
comunicaciones.
Historia
A principios de 1980 el
desarrollo de redes surgió con desorden en muchos sentidos. Se produjo un
enorme crecimiento en la cantidad y tamaño de las redes. A medida que las
empresas tomaron conciencia de las ventajas de usar tecnologías de conexión,
las redes se agregaban o expandían a casi la misma velocidad a la que se
introducían las nuevas tecnologías de red.
Para mediados de 1980,
estas empresas comenzaron a sufrir las consecuencias de la rápida expansión. De
la misma forma en que las personas que no hablan un mismo idioma tienen
dificultades para comunicarse, las redes que utilizaban diferentes
especificaciones e implementaciones tenían dificultades para intercambiar
información. El mismo problema surgía con las empresas que desarrollaban
tecnologías de conexiones privadas o propietarias. "Propietario"
significa que una sola empresa o un pequeño grupo de empresas controlan todo
uso de la tecnología. Las tecnologías de conexión que respetaban reglas
propietarias en forma estricta no podían comunicarse con tecnologías que usaban
reglas propietarias diferentes.
Para enfrentar el
problema de incompatibilidad de redes, la Organización
Internacional para la Estandarización (ISO)
investigó modelos de conexión como la red de Digital Equipment Corporation (DECnet), la
Arquitectura de Sistemas de Red (Systems Network Architecture) y TCP/IP a fin
de encontrar un conjunto de reglas aplicables de forma general a todas las
redes. Con base en esta investigación, la ISO desarrolló un modelo de red que
ayuda a los fabricantes a crear redes que sean compatibles con otras redes.
Modelo de referencia OSI
Fue desarrollado en 1984
por la Organización Internacional de Estándares (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 es
muy usado en la enseñanza como una manera de mostrar cómo puede estructurarse
una "pila" de protocolos de comunicaciones.
El modelo especifica el
protocolo que debe ser usado en cada capa, y suele hablarse de modelo de
referencia ya que es usado 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 capas:
Capa física
Es la que se encarga de
las conexiones globales de la computadora hacia la red, tanto en lo que se
refiere 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), 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, de la topología de la red, del acceso al medio, de la
detección de errores, de la distribución ordenada de tramas y del control del
flujo.
Por lo cual es uno de
los aspectos más importantes a 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 celulares, 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.
El objetivo de la capa
de red es hacer que los datos lleguen desde el origen al destino, aún cuando
ambos no estén conectados directamente. Los dispositivos que facilitan tal
tarea se denominan encaminadores,
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.
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 se
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).
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.
Capa 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.
Capa 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.
Las capas del
modelo OSI
Piensa en las siete capas que componen el modelo OSI como una línea de ensamblaje en un ordenador. En cada una de las capas, ciertas cosas pasan a los datos que se preparan para ir a la siguiente capa. Las siete capas se pueden separar en dos grupos bien definidos, grupo de aplicación y grupo de transporte.
En el grupo de aplicación tenemos:
Capa 7: Aplicación - Esta es la capa que interactúa con el sistema operativo o aplicación cuando el usuario decide transferir archivos, leer mensajes, o realizar otras actividades de red. Por ello, en esta capa se incluyen tecnologías tales como http, DNS, SMTP, SSH, Telnet, etc.
Capa 6: Presentación - Esta capa tiene la misión de coger los datos que han sido entregados por la capa de aplicación, y convertirlos en un formato estándar que otras capas puedan entender. En esta capa tenemos como ejemplo los formatos MP3, MPG, GIF, etc.
Capa 5: Sesión – Esta capa establece, mantiene y termina las comunicaciones que se forman entre dispositivos. Se pueden poner como ejemplo, las sesiones SQL, RPC, NetBIOS, etc.
Piensa en las siete capas que componen el modelo OSI como una línea de ensamblaje en un ordenador. En cada una de las capas, ciertas cosas pasan a los datos que se preparan para ir a la siguiente capa. Las siete capas se pueden separar en dos grupos bien definidos, grupo de aplicación y grupo de transporte.
En el grupo de aplicación tenemos:
Capa 7: Aplicación - Esta es la capa que interactúa con el sistema operativo o aplicación cuando el usuario decide transferir archivos, leer mensajes, o realizar otras actividades de red. Por ello, en esta capa se incluyen tecnologías tales como http, DNS, SMTP, SSH, Telnet, etc.
Capa 6: Presentación - Esta capa tiene la misión de coger los datos que han sido entregados por la capa de aplicación, y convertirlos en un formato estándar que otras capas puedan entender. En esta capa tenemos como ejemplo los formatos MP3, MPG, GIF, etc.
Capa 5: Sesión – Esta capa establece, mantiene y termina las comunicaciones que se forman entre dispositivos. Se pueden poner como ejemplo, las sesiones SQL, RPC, NetBIOS, etc.
En el grupo de
transporte tenemos:
Capa 4: Transporte – Esta capa mantiene el control de flujo de datos, y provee de verificación de errores y recuperación de datos entre dispositivos. Control de flujo significa que la capa de transporte vigila si los datos vienen de más de una aplicación e integra cada uno de los datos de aplicación en un solo flujo dentro de la red física. Como ejemplos más claros tenemos TCP y UDP.
Capa 3: Red – Esta capa determina la forma en que serán mandados los datos al dispositivo receptor. Aquí se manejan los protocolos de enrutamiento y el manejo de direcciones IP. En esta capa hablamos de IP, IPX, X.25, etc.
Capa 2: Datos – También llamada capa de enlaces de datos. En esta capa, el protocolo físico adecuado es asignado a los datos. Se asigna el tipo de red y la secuencia de paquetes utilizada. Los ejemplos más claros son Ethernet, ATM, Frame Relay, etc.
Capa 1: Física – Este es el nivel de lo que llamamos llánamente hardware. Define las características físicas de la red, como las conexiones, niveles de voltaje, cableado, etc. Como habrás supuesto, podemos incluir en esta capa la fibra óptica, el par trenzado, cable cruzados, etc.
Capa 4: Transporte – Esta capa mantiene el control de flujo de datos, y provee de verificación de errores y recuperación de datos entre dispositivos. Control de flujo significa que la capa de transporte vigila si los datos vienen de más de una aplicación e integra cada uno de los datos de aplicación en un solo flujo dentro de la red física. Como ejemplos más claros tenemos TCP y UDP.
Capa 3: Red – Esta capa determina la forma en que serán mandados los datos al dispositivo receptor. Aquí se manejan los protocolos de enrutamiento y el manejo de direcciones IP. En esta capa hablamos de IP, IPX, X.25, etc.
Capa 2: Datos – También llamada capa de enlaces de datos. En esta capa, el protocolo físico adecuado es asignado a los datos. Se asigna el tipo de red y la secuencia de paquetes utilizada. Los ejemplos más claros son Ethernet, ATM, Frame Relay, etc.
Capa 1: Física – Este es el nivel de lo que llamamos llánamente hardware. Define las características físicas de la red, como las conexiones, niveles de voltaje, cableado, etc. Como habrás supuesto, podemos incluir en esta capa la fibra óptica, el par trenzado, cable cruzados, etc.
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