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Redes – El Modelo OSI

Este tutorial está enfocado en proveer una explicación comprensible del modelo de 7 capas asociado a las comunicaciones.



Escrito por el jul 02 2014 19:41 osi


El modelo OSI (Open Systems Interconnection o Interconexión de Sistemas Abiertos) es una estructura referencial que fue desarrollada en los 80s por la Organización Internacional de Estándares (ISO) con la intención de establecer un marco que sirviera de guía en el desarrollo de protocolos de comunicación. Estos protocolos siguen sus propios estándares internamente pero se manejan dentro de este marco referencial, por tanto, se podría decir que el modelo OSI es un estándar de estándares.

 

En esencia, la información se transmite de forma vertical a través de las 7 capas desde la aplicación fuente hasta la estructura física (cables que transmiten información en forma de bits) desde donde se transmite de nuevo hacia arriba en la estructura para llegar a la aplicación destino.

 

Objetivos
En este tutorial veremos las 7 capas que conforman el modelo, las características clave del mismo y cómo encaja el estándar TCP/IP en él.

 

Las 7 capas del Modelo OSI


En todas las capas de la red la información se maneja en el formato adecuado, a estos paquetes de data que se mueven a través de las capas se les conoce como PDU (Protocol Data Unit o Unidad de Data del Protocolo) pero su nombre varía de acuerdo a la capa en la que se encuentre debido a las transformaciones que sufre.

 

Capa 1 - Capa Física

Es la capa más baja del modelo, se refiere a las características físicas de la red, tales como los tipos de cables empleados para conectar el hardware, los tipos de conectores, el largo de los cables, etc. A manera de ejemplo, el estándar Ethernet de cables 100BASE-TX indica cables de conexión Ethernet rápida, que usan un cable par cruzado capaz de transmisiones en ambas direcciones al mismo tiempo.

 

Es importante notar que en esta capa no se le asigna ningún significado a los bits, son simples 1s y 0s viajando a través de la red y son las capas superiores las que se encargan de interpretarlos.

 

El PDU en esta capa es “bit”.

 

Capa 2 - Capa de Enlace de Datos

Es la capa que se encarga de darle significado a los bits que fluyen en la red, define el tamaño de cada paquete enviado, la forma en la que se direcciona cada paquete de forma que llegue al destinatario correcto y algún mecanismo para impedir que 2 o más nodos en la red envíen data al mismo tiempo.

 

Esta capa se encarga de detectar y corregir errores para asegurar que la data enviada es igual a la data recibida. Si ocurre algún error insalvable, el estándar debe especificar la manera en la que se va a informar al nodo para que reenvíe la data. En esta capa se encuentra la dirección física del dispositivo (MAC Address), la cual le es asignada en la fábrica. Es también la capa donde se construyen los “túneles” empleados en la construcción de VPNs.

 

El PDU en esta capa es “Frame” o “Trama”.

 

Capa 3 - Capa de Red

Se encarga de direccionar los mensajes de red desde una computadora a la otra consiguiendo un camino apropiado a través de la red. Asimismo, Provee al dispositivo de una dirección lógica (El protocolo IP se maneja en esta capa).

 

Un router en esta capa puede encargarse de conectar 2 redes que empleen distintos protocolos en la capa 2. Como por ejemplo, una red que emplea Ethernet con una que emplea el protocolo T1.

 

El PDU en esta capa es “Paquete”.

 

Capa 4 - Capa de Transporte

Es la capa básica en la cual una computadora en red se comunica con otra computadora en red. Su principal propósito es asegurarse que los paquetes se muevan a través de la red de forma confiable y sin errores. Esto se logra estableciendo conexiones entre dispositivos, confirmando la recepción de los paquetes y reenviando paquetes que no son recibidos o que se corrompen antes de llegar a su destino. En esta capa está el protocolo TCP.

 

El PDU en esta capa es “Segmento”.

 

Capa 5 - Capa de Sesión

Es la encargada de establecer “sesiones” (instancias de comunicación e intercambio de data) entre 2 dispositivos en la red. Una sesión debe establecerse antes de empezar la transmisión de información y debe cerrarse una vez la transmisión ha finalizado.

 

El PDU en esta capa es “Data”.

 

Capa 6 - Capa de Presentación

Es la encargada de convertir la data de un tipo de representación a otro. Por ejemplo, en un extremo se puede emplear un proceso de compresión complejo para reducir la cantidad de bits que se transportan por la red y en el otro extremo esos bits se “descomprimen” de forma tal que sean interpretados por la capa de aplicación. Esta capa es también conocida como la capa de sintáxis.

 

El PDU en esta capa es “Data”.

 

Capa 7 - Capa de Aplicación

Se encarga de manejar las técnicas de red empleadas por las aplicaciones para establecer conexiones, en esta capa se encuentra el protocolo HTTP.

 

El PDU en esta capa es “Data”.

 

Ventajas del Modelo OSI


A nivel de Cambio
Un cambio en una capa afecta muy poco a las demás, permitiendo mayor flexibilidad en los protocolos.

 

A nivel de Diseño
Esta separación permite a cada proveedor enfocarse en la capa correspondiente al diseñar un nuevo protocolo, mientras la comunicación con las demás capas se mantenga, el resultado es transparente.

 

A nivel de Resolución de problemas
La separación de las capas permite aislar la fuente de un problema particular de una forma más sencilla al poder enfocar los recursos en donde se estén presentando los problemas.

 

A nivel de Estándares
Definitivamente la mayor ventaja es poder establecer un grupo de reglas básicas para el manejo de la comunicación entre dispositivos a nivel internacional. Cabe destacar que este modelo es tan sólo una guía y por lo tanto existen casos que se salen de su estructura.
  • La Documentación menciona “facilidad de aprender” entre las ventajas de este modelo pero debo mencionar que, en el caso personal, esta separación por capas sólo me confundía más y más hasta el punto de rechazar el aprendizaje del modelo, sólo la certificación CISCO (para la cual debes saber este modelo al pie de la letra) me podría obligar a aprenderlo.
Puede resultar sorprendente que el protocolo más ampliamente usado en todo el mundo (TCP/IP) maneja este modelo de una forma muy particular y sin necesariamente realizar la separación de esta forma tan estricta. El protocolo TCP/IP se maneja así:

 

Capa 1 – Enlace
Esta capa combina la capa física y la capa de conexión de datos y enruta la data entre dispositivos en la misma red. Además, maneja el intercambio de data entre la red y otros dispositivos.

 

Capa 2 – Internet
Corresponde a la capa de red y emplea la dirección IP que consiste en un identificador de red y un identificador de “Host” para determinar el dispositivo con el que se está comunicando.

 

Capa 3 – Transporte
Corresponde a la capa de transporte y es donde se localiza el protocolo TCP (Transport Control Protocol) el cual funciona preguntando a otros dispositivos en la red si están dispuestos a aceptar la información proveniente del dispositivo local.

 

Capa 4 – Aplicación
Combina las capas de Sesión, Presentación y Aplicación en una sola. Aquí residen los protocolos para funciones específicas (FTP, SMTP).

 

La siguiente imagen trata de resumir las partes de este tutorial de una forma sencilla y práctica:

 

Imagen enviada
Como verán, el hecho de que el protocolo TCP/IP mezcle varias capas en una puede causar un poco de confusión al momento de aprender el modelo, sólo espero que este tutorial haya servido para aclarar las dudas que pudiesen tener del modelo y que sirva de base para entender los próximos tutoriales de redes.

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  •   Publicado jul 02 2014 19:41
  •   Actualizado may 26 2016 17:20
  •   Visitas 1.7K
  •   Nivel
    Intermedio



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2 Comentarios


Alberto Serrano
jul 03 2014 10:08
De 10 este tutorial. Muchas gracias por compartir tu conocimiento en Redes. Es de fábula. ;)
Me viene genial, estaba pegándome con las capas de Internet y Enlace, ahora entiendo un poco mejor el funcionamiento de protocolos, entre ellos el TCP/IP
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