UNIVERSIDAD MARIANO GALVEZREDES DE COMPUTADORAS

Introduccin Por mucho tiempo se consider al diseo de redes un proceso muy complicado de llevar a cabo, esto es debido a que los fabricantes de computadoras tenan su propia arquitectura de red, y esta era muy distinta al resto, y en ningn caso exista compatibilidad entre marcas. Luego los fabricantes consideraron acordar una serie de normas internacionales para describir las arquitecturas de redes. Luego la ISO (Organizacin Internacional de Normalizacin) en 1977 desarrolla una estructura de normas comunes dentro de las redes. Estas normas se conocen como el Modelo de Referencia OSI (interconexin de sistemas abiertos), modelo bajo el cual empezaron a fabricar computadoras con capacidad de comunicarse con otras marcas.

Niveles del modelo

Las capas se dividen en dos Grupos 1. Servicios de transporte (niveles 1, 2, 3 y 4). 2. Servicios de soporte al usuario (niveles 5, 6 y 7). El modelo OSI est pensado para las grandes redes de telecomunicaciones de tipo WAN.

Importantes beneficios: 1. Mayor comprensin del problema. 2. La solucin de cada problema especifico puede ser optimizada individualmente.

Objetivos claros y definidos del modelo Formalizar los diferentes niveles de interaccin para la conexin de computadoras habilitando as la comunicacin del sistema de computo independientemente del fabricante y la arquitectura, como as tambin la localizacin o el sistema operativo.

MODELO DE REFERENCIA OSI

Esta arquitectura representada utiliza la terminologa de las primeras redes llamadas ARPANET, donde las maquinas que se utilizan para correr los programas en la red se llaman hostales (computadoras centrales), o tambin llamadas terminales. Los hostales se comunican a travs de una subred de comunicaciones que se encarga de enviar los mensajes entre los hostales, como si fuera un sistema de comunicacin telefnica. La subred se compone de dos elementos: las lneas de transmisin de datos, y los elementos de conmutacin, llamados IMP (procesadores de intercambio de mensajes).

Capa Fsica Aqu se encuentran los medios materiales para la comunicacin como las placas, cables, conectores, es decir los medios mecnicos y elctricos. La capa fsica se ocupa de la transmisin de bits a lo largo de un canal de comunicacin, de cuantos microsegundos dura un bit, y que voltaje representa un 1 y cuantos un 0. La misma debe garantizar que un bit que se manda llegue con el mismo valor. Muchos problemas de diseo en la parte fsica son problema de la ingeniera elctrica.

Medios de transmisinPar trenzado (twisted pair). Consiste en dos alambres de cobre enroscados (para reducir interferencia elctrica).Cable coaxial. Un alambre dentro de un conductor cilndrico. Tiene un mejor blindaje y puede cruzar distancias mayores con velocidades mayoresFibra ptica. Hoy tiene un ancho de banda de 50.000 Gbps, pero es limitada por la conversin entre las seales pticas y elctricas (1 Gbps). Los pulsos de luz rebotan dentro de la fibra.

Medios Inalmbricos Radio. 10 KHz-100 MHz. Las ondas de radio son fciles de generar, pueden cruzar distancias largas, y entrar fcilmente en los edificios. Son omnidireccionales, lo cual implica que los transmisores y recibidores no tienen que ser alineados.

Microondas. 100 MHz-10 GHz. Van en lneas rectas. Antes de la fibra formaban el centro del sistema telefnico de larga distancia. La lluvia las absorbe.Infrarrojo. Se usan en la comunicacin de corta distancia (por ejemplo, controlo remoto de televisores). No pasan por las paredes, lo que implica que sistemas en distintas habitaciones no se interfieren.

Ondas de luz. Se usan lasers. Ofrecen un ancho de banda alto con costo bajo, pero el rayo es muy angosto, y el alineamiento es difcil. Satlites. Funcionan como repetidores de microondas. Un satlite contiene algunos transponedores que reciben las seales de alguna porcin del espectro, las amplifican, y las retransmiten en otra frecuencia.

Capa De Enlace Se encarga de transformar la lnea de transmisin comn en una lnea sin errores para la capa de red, esto se lleva a cabo dividiendo la entrada de datos en tramas, por otro lado se incluye un patrn de bits entre las tramas de datos. Esta capa tambin se encarga de solucionar los problemas de reenvo, o mensajes duplicados cuando hay destruccin de tramas. Por otro lado es necesario controlar el trfico.

La finalidad de este nivel es implementar mecanismo de deteccin y recuperacin de errores, ofreciendo de esta forma un servicio ms confiable a los niveles superiores. Otras funciones incluyen el establecimiento de la conexin y procedimientos que permitan el uso eficiente del medio de transmisin. Este nivel provee la conexin lgica a travs de la lnea, el direccionamiento, el secuenciamiento y la recuperacin de errores.

Existe una direccin de enlace en el nivel DLC (Data Link Control). En este nivel se determina el uso de una disciplina de comunicaciones conocida como HDLC (High Level Data Link Control). Este es el protocolo de lnea conocido como un Estandar Universal, al cual muchos toman como modelo, siendo los datos organizados en tramas. Al juntar las funciones de los niveles 1 y 2, se tiene la forma de conectar fsicamente dos nodos adyacentes y transferir un mensaje entre ellos, manejando direccionamiento, control de errores

Un grave problema que se debe controlar es la transmisin bidireccional de datos. El tema principal son los algoritmos para la comunicacin confiable y eficiente entre dos mquinas adyacentes. Problemas: los errores en los circuitos de comunicacin, sus velocidades finitas de transmisin, y el tiempo de propagacin. Normalmente se parte de un flujo de bits en marcos.

Capa De Red

Se ocupa del control de la operacin de la subred. Lo ms importante es eliminar los cuellos de botella que se producen al saturarse la red de paquetes enviados, por lo que tambin es necesario encaminar cada paquete con su destinatario. Dentro de la capa existe una contabilidad sobre los paquetes enviados a los clientes. Otro problema a solucionar por esta capa es la interconexin de redes heterogneas, solucionando problemas de protocolo diferentes, o direcciones desiguales.

Este nivel suministra los medios para establecer, mantener y liberar las conexiones de Red, aade a los anteriores los medios para transportar informacin por medio de red. Las facilidades del nivel de Red estn orientados al control de los nodos de conmutacin de la Red y proporciona un cambio lgico entre dos extremos de la Red, bien como circuito virtual para toda la comunicacin, o bien como unidades independientes o Datagrama.

Las funciones proporcionadas por este nivel incluye el ruteo de los mensajes, las notificaciones de errores y opcionalmente la segmentacin y el bloqueo. La utilidad de este nivel puede ser vista como de "Direccin de Control entre los puntos de conmutacin", ms que como proveedora de ayuda para la transferencia de datos entre stos puntos. En este nivel se determina el formato del campo de informacin de la trama HDLC. A esto se le llama "Paquete" y es un trmino que se ha vuelto muy popular, a raiz de la difusin del uso de redes X.25 o de Conmutacin de Paquetes (Packets Switching). Estos tres primeros niveles recomiendan procedimientos para solucionar los requerimientos de conexin entre DTE y un DCE, para efectos de realizar la transmisin de mensaje con propsito y con un buen grado de confiabilidad.

Este nivel encamina los paquetes de la fuente al destino final a travs de encaminadores (routers) intermedios. Tiene que saber la topologa de la subred, evitar la congestin, y manejar saltos cuando la fuente y el destino estn en redes distintas.

Capa de Transporte La funcin principal es de aceptar los datos de la capa superior y dividirlos en unidades ms pequeas, para pasarlos a la capa de red, asegurando que todos los segmentos lleguen correctamente, esto debe ser independiente del hardware en el que se encuentre. Para bajar los costos de transporte se puede multiplexar varias conexiones en la misma red. Esta capa necesita hacer el trabajo de multiplexin transparente a la capa de sesin.

El quinto nivel utiliza los servicios del nivel de red para proveer un servicio eficiente y confiable a sus clientes, que normalmente son los procesos en el nivel de aplicacin. El hardware y software dentro del nivel de transporte se llaman la entidad de transporte. Puede estar en el corazn del sistema operativo, en un programa, en una tarjeta, etc. Sus servicios son muy semejantes a los del nivel de red. Las direcciones y el control de flujo son semejantes tambin. Por lo tanto, por qu tenemos un nivel de transporte? Por qu no solamente el nivel de red?

Protocolos de transporte Los protocolos de transporte se parecen los protocolos de enlace. Ambos manejan el control de errores, el control de flujo, la secuencia de paquetes, etc. Pero hay diferencias: En el nivel de transporte, se necesita una manera para especificar la direccin del destino. En el nivel de enlace est solamente el enlace. En el nivel de enlace es fcil establecer la conexin; el host en el otro extremo del enlace est siempre all. En el nivel de transporte este proceso es mucho ms difcil.

Capa De Sesin Permite a los usuarios sesionar entre s permitiendo acceder a un sistema de tiempo compartido a distancia, o transferir un archivo entre dos mquinas. Uno de los servicios de esta capa es la del seguimiento de turnos en el trfico de informacin, como as tambin la administracin de tareas, sobre todo para los protocolos. Otra tarea de esta capa es la de sincronizacin de operaciones con los tiempos de cada en la red.

Las funciones del nivel de sesin se pueden dividir categorias: Determinacin y cancelacin de contrato entre dos entidades, comprendiendo sincronizacin, delimitacin y recuperacin de operaciones con los datos (esto se llama servicio de dialogo de sesin). Una sesin se identifica por "Identificadores de Destino Final". Se han definido tres tipos de interacciones: 1- Dos vas simultneas 2- Dos vas alternadas 3- Dos vas

Capa de Presentacion Esta capa se encarga de la sintaxis y la semantica de la informacion que se transmite. En esta capa se codifican los datos en una forma estandar acordada, o sea que maneja las estructuras de datos abstractas y las convierte de la representacion que se usa dentro de las computadoras a la representacion estandar de la red y viceversa.

Este nivel suministra las transformaciones requeridas de la informacin intercambiada entre los procesos del nivel de aplicacin, incluyendo las funciones necesarias para el establecimiento y terminacin de una sesin. Este nivel proporciona un conjunto de servicios de conversin y descifrado, que el nivel de aplicacin puede seleccionar para poder interpretar el significado de los datos intercambiados.

El modelo identifica tres ejemplos de protocolo en este nivel: - Protocolo de Terminal Virtual - Protocolo de Archivo Virtual y- Protocolo de transferencia de trabajo y manipulacin

Capa De Aplicacin Este nivel se refiere a la aplicacin especfica de los usuarios de la red de transporte y realiza las actividades del sistema o la aplicacin necesaria para suministrar o soportar las funciones especficas de procesar la informacin. Todos los otros niveles existen en funcin de brindar soporte a ste. Una aplicacin se compone de procesos cooperantes que se intercomunican mediante el uso de los protocolos definidos en este nivel.

Contiene una variedad de protocolos que se necesitan frecuentemente, por ejemplo para la cantidad de terminales incompatibles que existen para trabajar con un mismo editor orientado a pantalla. Para esto se manejan terminales virtuales de orden abstracto. Otra funcin de esta capa es la de transferencias de archivos cuando los sistemas de archivos de las mquinas son distintos solucionando esa incompatibilidad. Aparte se encarga de sistema de correo electrnico, y otros servicios de propsitos generales. El nivel de aplicacin es siempre el ms cercano al usuario

Por nivel de aplicacin se entiende el programa o conjunto de programas que generan una informacin para que esta viaje por la red. El ejemplo ms inmediato sera el del correo electrnico. Cuando procesamos y enviamos un correo electrnico este puede ir en principio a cualquier lugar del mundo, y ser ledo en cualquier tipo de ordenador. Los juegos de caracteres utilizados por el emisor y el receptor pueden ser diferentes por lo que alguien se ha de ocupar de llevar a cabo estos ajustes. Tambin se ha de crear un estndar en lo que la asignacin de direcciones de correo se refiere.

Trasmisin De Datos En El Modelo OSI. Cuando el proceso emisor desea enviar datos al proceso receptor, entrega los datos a la capa de aplicacin (7), donde se aade la cabecera de aplicacin en la parte delantera de los datos, que se entrega a la capa de presentacin, y de esta manera se prosigue hasta la capa fsica. Luego de la transmisin fsica, la mquina receptora, se encarga de hacer los pasos para ir eliminando las cabeceras segn las capas que vaya recorriendo la informacin hasta llegar al proceso receptor. Los detalles de cada una de las siete capas es un detalle tcnico en el transporte de los datos entre los dos procesos.

La capa de aplicacin recibe el mensaje del usuario y le aade una cabecera constituyendo as la PDU de la capa de aplicacin. La PDU se transfiere a la capa de aplicacin del nodo destino, este elimina la cabecera y entrega el mensaje al usuario.Para ello ha sido necesario todo este proceso:1-Ahora hay que entregar la PDU a la capa de presentacin para ello hay que aadirla la correspondiente cabecera ICI y transformarla as en una IDU, la cual se transmite a dicha capa.2-La capa de presentacin recibe la IDU, le quita la cabecera y extrae la informacin, es decir, la SDU, a esta le aade su propia cabecera (PCI) constituyendo as la PDU de la capa de presentacin.3- Esta PDU es transferida a su vez a la capa de sesin mediante el mismo proceso, repitindose as para todas las capas.4-Al llegar al nivel fsico se envan los datos que son recibidos por la capa fsica del receptor.5-Cada capa del receptor se ocupa de extraer la cabecera, que anteriormente haba aadido su capa homloga, interpretarla y entregar la PDU a la capa superior.6-Finalmente llegar a la capa de aplicacin la cual entregar el mensaje al usuario

Formato de los datos Estos datos reciben una serie de nombres y formatos especficos en funcin de la capa en la que se encuentren, debido a como se describi anteriormente la adhesin de una serie de encabezados e informacin final. Los formatos de informacin son los que muestra el grfico:

Niveles del OSI Los diferentes niveles son divididos en subsistemas, los cuales estan compuestos a su vez por una o varias entidades. Las entidades de su mismo nivel son llamadas :entidades pares:. Una entidad en el nivel (A) es llamada entidad (A) en el desempeo de sus funciones. Las entidades de los niveles de un sistema representan la capacidad de procesamiento del sistema. Cada nivel (A) suministra servicios (A) a la entidad (A+1), aprovechando las funciones que desarrollan para l las entidades (A-1). Las entidades (A) se comunican a travs de los servicios ofrecidos por (A-1), y el intercambio de informacin es reglamentada por los protocolos (A). Los servicios (A) son ofrecidos a las entidades (A+1) en los "Puntos de Acceso de Servicio" (SAP) , o SAP (A) que representan los interfaces lgicos entre las entidades (A) y (A+1). Un SAP (A) es usado por solo una entidad (A) Y UNA ENTIDAD (A+1) respectivamente, sin embargo una entidad (A) puede servir varios SAP's (A) y una entidad (A+1) usar varios SAP's (A).