Capas del Modelo OSI

Modelo OSI

 

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, que fue 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 origino 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	Descripción	Unidad	Protocolo/Estándar
Aplicación (Capa 7)	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.	APDU	FTP, Telnet, SMTP, NFS,etc.
Presentación (Capa 6)	Provee las funciones de formato y conversión de códigos, necesarias para que los datos sean más fácilmente interpretados por los programas de aplicación.(semántica, sintaxis, cifrado y compresión de datos).	PPDU	ASCII, EBCDIC,etc.
Sesión (Capa 5)	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.	SPDU	ONC RPC
Transporte (Capa 4)	Capa encargada de efectuar el transporte de los datos (que se encuentran dentro del paquete) de la máquina origen a la de destino (Fiabilidad).	SEGMENTO O DATAGRAMA	TCP, UDP, SPX, etc.
Red (Capa 3)	En este nivel se realiza el direccionamiento lógico y la determinación de la ruta de los datos hasta su receptor final por medio de ruteadores.	PAQUETE	Enrutables: viajan con los paquetes  (IP, IPX). Enrutamiento: permiten seleccionar las rutas (RIP, IGRP, EIGRP, OSPF, BGP)
Enlace (Capa 2)	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.	TRAMA	Ethernet, Token Ring, FDDI SDLC, HDLC, PPP
Física (Capa 1)	Define la conexión física entre el nodo y la red, incluyendo los aspectos físicos, mecánicos (cables, conectores, secuencia de pines) y aspectos eléctricos (niveles de voltaje, técnicas usadas para modular la señal), etc.	BIT	EIA/TIA232D, EIA/TIA449, V.35, X.21, G.703, EIA-530, High-Speed Serial Interface (HSSI).

 

Estándares de la capa física

EIA/TIA-232D: Esta norma fue definida como una interfaz estándar para conectar un DTE (Equipo terminal de datos) a un DCE (Equipo de terminación del circuito de datos).

EIA/TIA-449: Junto a la 422 y 423 forman la norma para transmisión en serie que extienden las distancias y velocidades de transmisión más allá de la norma 232.

V.35: Según su definición original, serviría para conectar un DTE a un DCE síncrono de banda ancha (analógico) que operara en el intervalo de 48 a 168 kbps.

X.21: Estándar CCITT para redes de conmutación de circuitos. Conecta un DTE al DCE de una red de datos pública.

G.703: Recomendaciones del ITU-T, antiguamente CCITT, relativas a los aspectos generales de una interfaz.

EIA-530: Presenta el mismo conjunto de señales que la EIA-232D.

High-Speed Serial Interface (HSSI): Estándar de red para las conexiones seriales de alta velocidad (hasta 52 Mbps) sobre conexiones WAN.

Estándares/Protocolos de la capa de enlace

Ethernet: es un estándar de redes de área local con acceso al medio con Detección de Colisiones. Ethernet define las características de cableado y señalización de nivel físico y los formatos de tramas de datos del nivel de enlace de datos del modelo OSI.

Token Ring: es una arquitectura de red desarrollada por IBM en los años 1970 con topología física en anillo y técnica de acceso de paso de testigo, usando un frame de 3 bytes llamado token que viaja alrededor del anillo. En desuso por la popularización de Ethernet; actualmente no es empleada en diseños de redes.

FDDI (Fiber Distributed Data Interface) es un conjunto de estándares ISO y ANSI para la transmisión de datos en redes de computadoras de área extendida o local (LAN) mediante cable de fibra óptica. Se basa en la arquitectura token ring y permite una comunicación tipo Full Duplex. Dado que puede abastecer a miles de usuarios, una LAN FDDI suele ser empleada como backbone para una red de área amplia (WAN).

También existe una implementación de FDDI en cables de hilo de cobre conocida como CDDI. La tecnología de Ethernet a 100 Mbps (100BASE-FX y 100BASE-TX) está basada en FDDI.

SDLC: El acrónimo SDLC (del inglés Synchronous Data Link Control, controlador de enlace de datos síncrono) se utiliza para nombrar el protocolo diseñado por IBM. Es un protocolo síncrono, lo que supone la transmisión de la señal de reloj con los datos.

HDLC: (High-Level Data Link Control o Control de Enlace de Datos de Alto Nivel). Protocolo de comunicación de datos punto a punto entre dos nodos basado en el ISO 3309. Forma parte de la base de las redes de comunicaciones X25.
Ofrece una comunicación confiable entre el transmisor y el receptor, pues proporciona recuperación de errores.

PPP: Protocolo punto a punto, es un protocolo estandarizado en el documento RFC 1661. Por lo tanto, se trata de un protocolo asociado a la pila TCP/IP de uso en Internet. Generalmente, se utiliza para establecer la conexión a Internet de un particular con su proveedor de acceso a través de un módem telefónico. Ocasionalmente también es utilizado sobre conexiones de banda ancha (como PPPoE o PPPoA). Permite la conexión tanto mediante líneas síncronas como asíncronas.

Protocolos de la capa de red

Enrutables: protocolos que viajan con los paquetes

Internet Protocol o IP 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 de mejor entrega posible sin garantías.

Los datos en una red basada en IP son enviados en bloques conocidos como paquetes. IP no provee ningún mecanismo para determinar si un paquete alcanza o no su destino y únicamente proporciona seguridad de sus cabeceras y no de los datos transmitidos. Por ejemplo, al no garantizar nada sobre la recepción del paquete, éste podría llegar dañado, en otro orden con respecto a otros paquetes, duplicado o simplemente no llegar. Si se necesita fiabilidad, ésta es proporcionada por los protocolos de la capa de transporte, como TCP.

Las cabeceras IP contienen las direcciones de las máquinas de origen y destino (direcciones IP), direcciones que serán usadas por los enrutadores (routers) para decidir el tramo de red por el que reenviarán los paquetes.

Simil IPX

De Enrutamiento: protocolos que buscan la mejor ruta

RIP (Routing Information Protocol)

IGRP (Interior Gateway Routing Protocol) de Cisco

EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol) de Cisco

OPSPF (Open Shortest Path First)

BGP (Border Gateway Protocol)

Protocolos de la capa de transporte

TCP (Transmission Control Protocol, es uno de los protocolos fundamentales en Internet. El protocolo garantiza que los datos serán entregados en su destino sin errores y en el mismo orden en que se transmitieron.

UDP (User Datagram Protocol) es un protocolo del nivel de transporte basado en el intercambio de datagramas (Paquete de datos). Permite el envío de datagramas a través de la red sin que se haya establecido previamente una conexión, ya que el propio datagrama incorpora suficiente información de direccionamiento en su cabecera. Tampoco tiene confirmación ni control de flujo, por lo que los paquetes pueden adelantarse unos a otros; y tampoco se sabe si ha llegado correctamente, ya que no hay confirmación de entrega o recepción. Su uso principal es para protocolos como DHCP, BOOTP, DNS y demás protocolos en los que el intercambio de paquetes de la conexión/desconexión son mayores, o no son rentables con respecto a la información transmitida, así como para la transmisión de audio y vídeo en tiempo real, donde no es posible realizar retransmisiones por los estrictos requisitos de retardo que se tiene en estos casos.