SISTEMAS INFORMÁTICOS
EL MODELO DE REFERENCIA O.S.I.
SISTEMAS INFORMÁTICOSEl Modelo de Referencia O.S.I.
• Introducción
– Problemas en el diseño de redes• Las redes de ordenadores son sistemas de elevada complejidad
• Son muchas y complicadas las tareas que hay que realizar para que se establezca la comunicación.
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Introducción
TareasDe
Comunicación
TareasDe
Comunicación
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• Introducción
– Problemas en el diseño de redes• Dificultad para compartir información entre redes muy diferentes
• Costoso mantenimiento al necesitar personal y recursos específicos para una red concreta
• Cada fabricante aporta sus propias soluciones
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Introducción
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• Protocolos basados en niveles
– Objetivos• Reducir la complejidad en el diseño de las redes
• Establecer un estándar común ampliamente asumido
– ¿Cómo?• Descomponiendo el problema complejo de la comunicación en partes más pequeñas y comprensibles
• Proporcionando simetría en cuanto a las funciones que han de realizarse en cada nodo de la red
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Protocolos Basados en Niveles
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• Protocolos basados en niveles
– OSI• La ISO (International Standards Organization) en 1977 propone el modelo de referencia OSI (Open Systems Interconnection)
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Protocolos Basados en Niveles
FFÍÍSICOSICO
ENLACEENLACE
REDRED
TRANSPORTETRANSPORTE
SESISESIÓÓNN
PRESENTACIPRESENTACIÓÓNN
APLICACIAPLICACIÓÓNN
•Divide el problema en 7 capas indicando qué se debe resolver en cada capa
•Es un modelo de referencia, no una arquitectura, porque no especifica exactamente los servicios y protocolos que se usan
•Existen otros modelos diferentes al OSI (ej. TCP/IP)
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• Comunicación entre capas adyacentes
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OSI
FFÍÍSICOSICO
ENLACEENLACE
REDRED
TRANSPORTETRANSPORTE
SESISESIÓÓNN
PRESENTACIPRESENTACIÓÓNN
APLICACIAPLICACIÓÓNN•Interfaz: servicios que una capa ofrece a la capa superior
•En dichos servicios indica qué es capaz de hacer pero no cómo lo hace
•Para realizar su tarea se apoya en los servicios que le ofrece la capa inferior
•Un buen diseño del interfaz facilita la sustitución de capas
•Ej. La capa de Red ofrece sus servicios a la capa de Transporte. Para realizar su tarea hace uso de los servicios que le ofrece la capa de Enlace
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• Comunicación entre capas pares
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OSI
FFÍÍSICOSICO
ENLACEENLACE
REDRED
TRANSPORTETRANSPORTE
SESISESIÓÓNN
PRESENTACIPRESENTACIÓÓNN
APLICACIAPLICACIÓÓNN
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• Comunicación entre capas pares
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OSI
FFÍÍSICOSICO
ENLACEENLACE
REDRED
TRANSPORTETRANSPORTE
SESISESIÓÓNN
PRESENTACIPRESENTACIÓÓNN
APLICACIAPLICACIÓÓNN•Se trata de una comunicación virtual
•Necesita un protocolo de comunicación para cada capa
•Comparación: llamada telefónica
•El teléfono ofrece unos servicios al usuario•El teléfono hace uso de los servicios que ofrece la compañía telefónica
•El usuario hace uso de los servicios que le ofrece el teléfono pero con quien establece un diálogo es
con otro usuario
•Para que ambos usuarios puedan comunicarse
han de estar de acuerdo en el idioma en que
dialogarán (protocolo)
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• Nivel 7: Aplicación
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OSI
•Resuelve aplicaciones de red que va a necesitar el usuario•Es la única capa con la que interactúa directamente el usuario
•Ejemplos de protocolos:
•Correo electrónico•Transferencia de ficheros•Ejecución remota de procesos
•Dependiendo del protocolo de comunicación que se use, a los datos se
les añade una cabecera que permita la comunicación entre los niveles
de aplicación
•El paquete de datos+cabeceras se transmite a través de los servicios
que ofrece el nivel de presentación
DATOS
DATOS
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• Nivel 6: Presentación
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OSI
•Se tratan aspectos sintácticos de la representación de la información
para posibilitar que se puedan entender sistemas diferentes
•Emplea una estructura de datos abstracta normalizada
•Se usan procedimientos de conversión entre la estructura
normalizada y las estructuras de representación propias de cada
sistema
•Ej. El byte 11010001 representa la letra Ñ en codificación ASCII y
representa la letra J en codificación EBCDIC
•Se realizan tareas de compresión de datos
•Permite el cifrado de los mensajes
•El nivel de presentación recibe un paquete de datos que sólo el nivel de aplicación sabe que se compone de datos+cabeceras. Para el nivel
de aplicación son datos a los que debe añadir sus propias cabeceras
para comunicarse con el nivel de presentación del otro extremo.
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• Nivel 5: Sesión
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OSI
•Establece y libera las sesiones entre usuarios (diálogo entre las aplicaciones)
•Gestiona el control del diálogo cuando éste es alterno•Establece puntos de sincronización en el diálogo para acelerar el restablecimiento de la comunicación
•Ejemplo: NETBIOS
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• Nivel 4: Transporte
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OSI
•Controla la comunicación para que ésta sea fiable
•Detección y corrección de errores•Controla la comunicación para que ésta sea económica
•Si el caudal de datos a transmitir es muy alto puede emplear más
de una conexión de red para la transmisión de la capa de
transporte
•Si las conexiones de red son costosas y el volumen de datos no
muy alto puede multiplexar varias conexiones de transporte en la
misma conexión de red
•Ejemplo: TCP
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• Nivel 3: Red
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OSI
•Se ocupa del control de la subred de comunicaciones
•Divide el mensaje en paquetes y los encamina hacia su destino
•Controla la congestión de la red•Resuelve problemas de interconexión de redes heterogéneas
•Ejemplo: IP
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• Nivel 2: Enlace
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OSI
•Controla que la transmisión de datos entre nodos adyacentes se
produzca sin errores
•División del mensaje en tramas
•Añade códigos de detección de errores como el CRC
•Emplea tramas de asentimiento positivo y negativo para indicar si
se detectaron errores
•Establece una espera cronometrada para detectar pérdidas de la
trama
•Establece números de secuencia para descartar tramas
duplicadas cuando se pierde la trama de asentimiento positivo
•Ejemplo: IEEE 802.11 (wifi)
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• Nivel 1: Físico
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OSI
•Transforma los bits de información en las señales físicas adecuadas al
medio y modo de transmisión
•Ejemplo: 100Base‐TX
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OSI
FFÍÍSICOSICO
ENLACEENLACE
REDRED
TRANSPORTETRANSPORTE
SESISESIÓÓNN
PRESENTACIPRESENTACIÓÓNN
APLICACIAPLICACIÓÓNN
DATOS
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OSI
11ªª PLANTAPLANTA
22ªª PLANTAPLANTA
33ªª PLANTAPLANTA
44ªª PLANTAPLANTA
55ªª PLANTAPLANTA
66ªª PLANTAPLANTA
77ªª PLANTAPLANTA
M Embajador
En la 7ª planta M entrega un mensaje secreto a James Bond para que lo lleve al embajador Español
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OSI
11ªª PLANTAPLANTA
22ªª PLANTAPLANTA
33ªª PLANTAPLANTA
44ªª PLANTAPLANTA
55ªª PLANTAPLANTA
66ªª PLANTAPLANTA
77ªª PLANTAPLANTA
M Embajador
•M y el embajador establecen un diálogo virtual•Para ello hacen uso de la infraestructura de la que disponen a través de los servicios prestados por el personal de la 6ª planta•Para que ambos se entiendan deben emplear el mismo protocolo de comunicaciones
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OSI
11ªª PLANTAPLANTA
22ªª PLANTAPLANTA
33ªª PLANTAPLANTA
44ªª PLANTAPLANTA
55ªª PLANTAPLANTA
66ªª PLANTAPLANTA
77ªª PLANTAPLANTA
M Embajador
En la 6ª planta el mensaje es traducido a un idioma previamente acordado, es cifrado y miniaturizado
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OSI
11ªª PLANTAPLANTA
22ªª PLANTAPLANTA
33ªª PLANTAPLANTA
44ªª PLANTAPLANTA
55ªª PLANTAPLANTA
66ªª PLANTAPLANTA
77ªª PLANTAPLANTA
M Embajador
En la 5ª planta se comprueba la integridad del mensaje y se incluyen puntos de control para que en la embajada verifiquen la integridad
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OSI
11ªª PLANTAPLANTA
22ªª PLANTAPLANTA
33ªª PLANTAPLANTA
44ªª PLANTAPLANTA
55ªª PLANTAPLANTA
66ªª PLANTAPLANTA
77ªª PLANTAPLANTA
M Embajador
En la 4ª planta se mira el tamaño del mensaje. Si es pequeño podría combinarse con otros mensajes que deban ir a la embajada. Si es muy grande podría dividirse en mensajes más pequeños que serían llevados por otros espías
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OSI
11ªª PLANTAPLANTA
22ªª PLANTAPLANTA
33ªª PLANTAPLANTA
44ªª PLANTAPLANTA
55ªª PLANTAPLANTA
66ªª PLANTAPLANTA
77ªª PLANTAPLANTA
M Embajador
En la 3ª planta se indica a James Bond cuál es el mejor camino para llegar a la embajada
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OSI
11ªª PLANTAPLANTA
22ªª PLANTAPLANTA
33ªª PLANTAPLANTA
44ªª PLANTAPLANTA
55ªª PLANTAPLANTA
66ªª PLANTAPLANTA
77ªª PLANTAPLANTA
M Embajador
En la 2ª planta el mensaje es encapsulado en un contenedor especial en que se indica el emisor, el destinatario y si el mensaje fue dividido en otros fragmentos más pequeños que serán llevados por otros espías
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OSI
11ªª PLANTAPLANTA
22ªª PLANTAPLANTA
33ªª PLANTAPLANTA
44ªª PLANTAPLANTA
55ªª PLANTAPLANTA
66ªª PLANTAPLANTA
77ªª PLANTAPLANTA
M Embajador
En la 1ª planta espera Q con el Aston Martinpreparado para que James Bond lleve el mensaje
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OSI
11ªª PLANTAPLANTA
22ªª PLANTAPLANTA
33ªª PLANTAPLANTA
44ªª PLANTAPLANTA
55ªª PLANTAPLANTA
66ªª PLANTAPLANTA
77ªª PLANTAPLANTA
M Embajador
En la 1ª planta se recibe el mensaje que lleva James Bond
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OSI
11ªª PLANTAPLANTA
22ªª PLANTAPLANTA
33ªª PLANTAPLANTA
44ªª PLANTAPLANTA
55ªª PLANTAPLANTA
66ªª PLANTAPLANTA
77ªª PLANTAPLANTA
M Embajador
En la 2ª planta se comprueban los identificadores de emisor y receptor y se verifica que el
contenedor del mensaje no está deteriorado
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OSI
11ªª PLANTAPLANTA
22ªª PLANTAPLANTA
33ªª PLANTAPLANTA
44ªª PLANTAPLANTA
55ªª PLANTAPLANTA
66ªª PLANTAPLANTA
77ªª PLANTAPLANTA
M Embajador
En la 3ª planta se comprueba que el destinatario del mensaje pertenece a la embajada y no hay que
reenviarlo a otro lugar
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OSI
11ªª PLANTAPLANTA
22ªª PLANTAPLANTA
33ªª PLANTAPLANTA
44ªª PLANTAPLANTA
55ªª PLANTAPLANTA
66ªª PLANTAPLANTA
77ªª PLANTAPLANTA
M Embajador
En la 4ª planta se recompone el mensaje si era muy grande y fue dividido en fragmentos más pequeños. Si el mensaje era muy pequeño y se combinó con otros entonces será separado del
resto.
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OSI
11ªª PLANTAPLANTA
22ªª PLANTAPLANTA
33ªª PLANTAPLANTA
44ªª PLANTAPLANTA
55ªª PLANTAPLANTA
66ªª PLANTAPLANTA
77ªª PLANTAPLANTA
M Embajador
En la 5ª planta se verifica la integridad del mensaje
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OSI
11ªª PLANTAPLANTA
22ªª PLANTAPLANTA
33ªª PLANTAPLANTA
44ªª PLANTAPLANTA
55ªª PLANTAPLANTA
66ªª PLANTAPLANTA
77ªª PLANTAPLANTA
M Embajador
En la 6ª planta se amplía el mensaje miniaturizado, se descifra y se traduce al idioma que habla el
embajador
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OSI
11ªª PLANTAPLANTA
22ªª PLANTAPLANTA
33ªª PLANTAPLANTA
44ªª PLANTAPLANTA
55ªª PLANTAPLANTA
66ªª PLANTAPLANTA
77ªª PLANTAPLANTA
M Embajador
En la 7ª planta el embajador recibe el mensaje
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• Los niveles de transporte, sesión, presentación y aplicación trabajan de extremo a extremo
• Los niveles físico, de enlace y de red trabajan entre nodos adyacentes por ello deben estar presentes en los IMP
• ¿Cómo conectamos con una red en que los protocolos no son compatibles?
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OSI
FFÍÍSICOSICO
ENLACEENLACE
REDRED
TRANSPORTETRANSPORTE
SESISESIÓÓNN
PRESENTACIPRESENTACIÓÓNN
APLICACIAPLICACIÓÓNN
FFÍÍSICOSICO
ENLACEENLACE
REDRED
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– Repetidores• Realizan funciones a nivel físico
• Amplifican, regeneran y retransmiten la señal
• Los niveles superiores deben ser compatibles
• Ejemplo:
– Conexión de dos LAN ethernet
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Interconexión de Redes
FFÍÍSICOSICO
ENLACEENLACE
REDRED
TRANSPORTETRANSPORTE
SESISESIÓÓNN
PRESENTACIPRESENTACIÓÓNN
APLICACIAPLICACIÓÓNN
REPETIDORREPETIDOR
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– Puentes• Realizan funciones hasta el nivel de enlace
• Traducen protocolos de acceso al medio
• Los niveles superiores deben ser compatibles
• Ejemplo:
– Conexión de una LAN ethernet y una LAN token ring
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Interconexión de Redes
FFÍÍSICOSICO
ENLACEENLACE
REDRED
TRANSPORTETRANSPORTE
SESISESIÓÓNN
PRESENTACIPRESENTACIÓÓNN
APLICACIAPLICACIÓÓNN
PUENTEPUENTE
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– Encaminadores (routers)• Realizan funciones hasta el nivel de red
• Empleados para conectar LAN con WAN
• Los niveles superiores deben ser compatibles
• Ejemplo:
– Conexión de una LAN ethernet a una WAN
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Interconexión de Redes
FFÍÍSICOSICO
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REDRED
TRANSPORTETRANSPORTE
SESISESIÓÓNN
PRESENTACIPRESENTACIÓÓNN
APLICACIAPLICACIÓÓNN
ROUTERROUTER
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– Pasarelas (gateways)• Realizan funciones en todos los niveles
• Conectan redes de diferentes arquitecturas
• Ejemplo:
– Conexión de una LAN ethernet a una WAN de tipo SNA
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Interconexión de Redes
FFÍÍSICOSICO
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REDRED
TRANSPORTETRANSPORTE
SESISESIÓÓNN
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APLICACIAPLICACIÓÓNN
FFÍÍSICOSICO
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REDRED
TRANSPORTETRANSPORTE
SESISESIÓÓNN
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APLICACIAPLICACIÓÓNN
PASARELAPASARELA