Modelo OSI

MODELO OSIEl modelo de referencia OSI fue el primer intento exitoso para reglamentar la comunicación de datos a través de cualquier medio. Fue desarrollado por la International Organization for Standarization (ISO) en 1984.

“interconexión de sistemas abiertos”

En 1984, la Organización Internacional de Estándares (ISO), integrada por industrias representativas del medio, creó un subcomité para desarrollar estándares de comunicación de datos que promovieran la accesibilidad universal y una interoperabilidad entre productos de diferentes fabricantes.El resultado de estos esfuerzos es el Modelo de Referencia Interconexión de Sistemas Abiertos (OSI).El Modelo OSI es un lineamiento funcional para tareas de comunicaciones y, por consiguiente, no especifica un estándar de comunicación para dichas tareas. Sin embargo, muchos estándares y protocolos cumplen con los lineamientos del Modelo OSI.Como se mencionó anteriormente, OSI nace de la necesidad de uniformizar los elementos que participan en la solución del problema de comunicación entre equipos de cómputo de diferentes fabricantes.

Comienzos

 

Así el esquema de una red sea simple, el movimiento de datos confiable entre las estaciones es muy complejo. Fue necesario desarrollar una serie de reglas, llamadas protocolos que definan aspectos cómo: 

PROTOCOLOS

1111000110101001100100100010010010A B

•Manejo de errores en la transmisión•Iniciación y finalización de una sesión de comunicaciones•Conexión y desconexión a una red•Seguridad de la transmisión

Este modelo se basa en el principio de Julio Cesar: "divide y vencerás", y está pensado para las redes del tipo WAN.

La idea es diseñar redes como una secuencia de capas, cada una construida sobre la anterior.Las capas se pueden dividir en dos grupos:

• Procesador Central. • Velocidad. • Memoria. • Dispositivos de Almacenamiento. • Interface para las Comunicaciones. • Códigos de caracteres. • Sistemas Operativos.

Problemas de compatibilidad:El problema de compatibilidad se presenta entre los equipos que van a comunicarse debido a diferencias en:

 Una aplicación de Software del sistema A quiere enviar información a otra aplicación en el sistema B

LAS 7 CAPAS DEL MODELO OSI

LAS 7 CAPAS DEL MODELO OSIEstrategias del modelo OSI. Cada capa del modelo tiene varias formas de controlar la información con el fin de comunicarse adecuadamente con su capa igual en otras redes. Esta serie de reglas se añaden al comienzo de cada paquete de información que se quiere transferir. PCI: protocol control information 

Esta unidad completa de información o PDU es la que llega a la capa correspondiente en el sistema al otro lado de la red. PDU: protocol data unit

 La capa física del modelo de referencia OSI es la que define las especificaciones eléctricas, mecánicas, de procedimiento y funcionales para activar, mantener y desactivar el enlace físico entre sistemas finales. Es la que se encarga de las conexiones físicas de la computadora hacia la red tanto en lo que se refiere al medio físico como a las características del medio y la forma en que se transmite la información.  

Nivel Físico(Señal y transmisión Binaria)

•  Permitir la compatibilidad entre los diferentes tipos de conectores existentes

• Definir las funciones que van a realizar cada uno de los pines de los conectores

• Establecer el tipo de cableado que se debe usar en la red

• Determinar la codificación, el voltaje de las señales y la duración de los pulsos eléctricos

• Coordinar la modulación de las señales (si es necesario)

• Amplificar y re-temporizar las señales en su viaje a través de los medios

Las funciones principales de la capa física son:

Capa de enlace de datoses la segunda capa del modelo OSI, el cual es responsable de la transferencia fiable de información a través de un circuito de transmisión de datos. Recibe peticiones de la capa de red y utiliza los servicios de la capa física.

Describe las reglas para convertir el tren de bits en grupos o Frames de datos.

 En esta capa se organiza el transito confiable de los

datos a través de la red: 

• Direccionamiento físico del dispositivo• Topología de la red

• Notifica a las capas superiores de que hay un error• Reordenamiento de los grupos o frames de datos

• Regulación del tráfico de tal manera que el dispositivo receptor no sea saturado

(Direccionamiento Físico – MAC y LLC)

• Iniciación, terminación e identificación.

• Segmentación y bloqueo.• Sincronización de octeto y

carácter.• Delimitación de trama y

transparencia.• Control de errores.• Control de flujo.• Recuperación de fallos.• Gestión y coordinación de la

comunicación.

Sus principales funciones son:

 

Se divide en dos: Sub-capa MAC o de Control de Acceso al Medio:Es el conjunto de mecanismos y protocolos por los que varios "interlocutores" 

Define cómo funciona la red

•Protocolos de acceso al medio como Ethernet, SONET, etc•Dirección física quemada en el hardware  

Sub-capa LLC o Control Lógico del Enlace:Define la forma en que los datos son transferidos sobre el medio físico, proporcionando servicio a las capas superiores.

Estable y mantiene el enlace de datos

•Sincroniza los frames o grupos de datos•Controla el flujo y el chequeo de errores

Capa de red

es un nivel o capa que proporciona conectividad y selección de ruta entre dos sistemas de hosts que pueden estar ubicados en redes geográficamente distintas

Es el tercer nivel del modelo OSI y su misión es conseguir que los datos lleguen desde el origen al destino aunque no tengan conexión directa.

Ofrece servicios al nivel superior (nivel de transporte) y se apoya en el nivel de enlace, es decir, utiliza sus funciones.

(Determinación de Ruta e IP – Direccionamiento Lógico)

 

En esta capa se define la dirección de la red, que es diferente a la dirección MAC establecida en la capa anterior. En el protocolo de Internet IP se utiliza esta dirección para enlazar las direcciones del sistema que envía con el que recibe.Hay mucha actividad de hardware y equipos sobre esta capa

Los grupos de datos o frames se convierten en datagramas: •Interconexión de redes: dirección lógica, trayectorias, conmutación•Enrutamiento: selección de las direcciones exactas de envío y llegado•Control de la red: Control de flujo

•IP (Protocolo de Internet) : Es un protocolo no orientado a conexión, usado tanto por el origen como por el destino para la comunicación de datos, a través de una red de paquetes conmutados no fiable y de mejor entrega posible sin garantías.

•OSPF (Open Shortest Path First) : Es un protocolo de enrutamiento jerárquico de pasarela interior  que usa el algoritmo Dijkstra enlace-estado (LSA - Link State Algorithm) para calcular la ruta más corta posible.

•IS-IS•El protocolo IS-IS es un protocolo de estado enlace,o SPF (shortest path first), por lo cual, básicamente maneja una especie de mapa con el que se fabrica a medida que converge la red.

•ARP, •(protocolo de resolución de direcciones) para la resolución de direcciones en informática, es el responsable de encontrar la dirección de hardware que corresponde a una determinada dirección IP.

•RARP(Protocolo de resolución de direcciones inverso).Es un protocolo utilizado para resolver la dirección IP de una dirección hardware dada (como una dirección Ethernet).

Algunos protocolos de la capa de red

Capa de transporte

Es el cuarto nivel del modelo OSI encargado de la transferencia libre de errores de los datos entre el emisor y el receptor, aunque no estén directamente conectados, así como de mantener el flujo de la red.

El hardware o software de la capa transporte que se encarga del trabajo se llama entidad de transporte, la cual puede estar en el núcleo del sistema operativo, en un proceso independiente, en un paquete de biblioteca o en la tarjeta de red. 

Organiza los datos en segmentos para su transporte por la red.  •Direccionamiento•Control de transporte: segmentación, control de flujo y chequeo de errores

En esta capa:•Se controla el flujo de información•Se multiplexan los datos de varias fuentes de información•Se utilizan varios mecanismos para establecer una transmisión libre de error

Hay dos tipos de servicio en la capa transporte

Servicio orientado a la conexión Servicio no orientado a la conexión

EstablecimientoTransferencia de datosLiberaciónConexión TCP

Se tratan los paquetes de forma individual

Conexión es el UDP

Internet utiliza los protocolos TCP y UDP de esta capa TCP: Protocolo de control de transmisiónSe diseñó específicamente para proporcionar un flujo de bytes confiable de extremo a extremo a través de una interred no confiable.Tiene un diseño que se adapta de manera dinámica a las propiedades de la interred y que se sobrepone a muchos tipos de situaciones.

UDP: Protocolo de los datagramas del usuario Este protocolo proporciona una forma para que las aplicaciones envíen datagramas IP encapsulados sin tener una conexión.

Nivel 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 por partes, o incluso, totalmente innecesarios. No obstante en algunas aplicaciones su utilización es necesaria.

Comunicación entre Dispositivos de la Red

Control del Diálogo: Establece el orden en que los mensajes deben fluir entre usuarios finales Éste puede ser simultáneo en los dos sentidos (full-duplex) o alternado en ambos sentidos (half-duplex).

Agrupamiento: El flujo de datos se puede marcar para definir grupos de datos.

Recuperación: La capa de sesión puede proporcionar un procedimiento de puntos de comprobación, de forma que si ocurre algún tipo de fallo entre puntos de comprobación, la entidad de sesión puede retransmitir todos los datos desde el último punto de comprobación y no desde el principio.

La capa de sesión proporciona los siguientes servicios:

Todas estas capacidades se podrían incorporar en las aplicaciones de la capa 7. Sin embargo ya que todas estas herramientas para el control del diálogo son ampliamente aplicables, parece lógico organizarlas en una capa separada, denominada capa de sesión.

La capa de sesión surge como una necesidad de organizar y sincronizar el diálogo y controlar el intercambio de datos.

Nivel de Presentación El objetivo es encargarse 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 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. 

Representación de los Datos

Por lo tanto, podemos resumir definiendo a esta capa como la encargada de manejar las estructuras de datos abstractas y realizar las conversiones de representación de datos necesarias para la correcta interpretación de los mismos.

La Capa de presentación, cumple tres funciones principales:

Formateo de datos: Código ampliado de caracteres decimal codificados en binario (EBCDIC) y Código americano normalizado para el intercambio de la información (ASCII).

Cifrado de datos: Protege la información durante la transmisión. . Se utiliza una clave de cifrado para cifrar los datos en el lugar origen y luego descifrarlos en el lugar destino.

Compresión de datos: Funciona mediante el uso de algoritmos para reducir el tamaño de los archivos. El algoritmo busca patrones de bits repetidos en el archivo y entonces los reemplaza con un token.

Nivel de Aplicación

El nivel de aplicación es el destino final de los datos donde se proporcionan los servicios al usuario. Esta capa describe cómo hacen su trabajo los programas de aplicación como navegadores, clientes de correo, terminales remotos, transferencia de ficheros, etc. También define los protocolos que utilizan las aplicaciones para intercambiar datos, como correo electrónico (POP y SMTP), gestores de bases de datos y protocolos de transferencia de archivos (FTP)

Esta capa implementa la operación con ficheros del sistema, por un lado interactúan con la capa de presentación y por otro representan la interfaz con el usuario entregándole la información y recibiendo los comandos que dirigen la comunicación.

Servicios de red a Aplicaciones

Algunos protocolos que aparecen en esta capa son:

  FTP (File Transfer Protocol - Protocolo de

transferencia de archivos) para transferencia de archivos entre sistemas conectados a una red TCP (Transmission Control Protocol), basado en la arquitectura cliente-servidor.

DNS (Domain Name Service - Servicio de nombres de dominio) es un sistema de nomenclatura jerárquica para computadoras, servicios o cualquier recurso conectado a Internet o a una red privada. 

HTTP (HyperText Transfer Protocol) es el método más común de intercambio de información en, el método mediante el cual se transfieren las páginas web a un ordenador.

POP (Post Office Protocol) para correo electrónico

SMTP (Simple Mail Transport Protocol) TELNET para acceder a equipos remotos

TFTP (Trival File Transfer Protocol)

Los principales servicios que tenemos son:Aplicaciones de Redwww (World Wide Web)Enlace a capas inferiores