Chilpancingo Gro., a Marzo de 2015.

Redes de Computadoras

Modelo OSI

Durante las ltimas dos dcadas ha habido un enorme crecimiento en la cantidad

y tamao de las redes. Muchas de ellas sin embargo, se desarrollaron utilizando

implementaciones de hardware y software diferentes. Como resultado, muchas de

las redes eran incompatibles y se volvi muy difcil para las redes que utilizaban

especificaciones distintas poder comunicarse entre s. Para solucionar este

problema, la Organizacin Internacional para la Normalizacin (ISO) realiz varias

investigaciones acerca de los esquemas de red. La ISO reconoci que era

necesario crear un modelo de red que pudiera ayudar a los diseadores de red a

implementar redes que pudieran comunicarse y trabajar en conjunto

(interoperabilidad) y por lo tanto, elaboraron el modelo de referencia OSI en 1984.

El modelo de referencia OSI es el modelo principal para las comunicaciones por

red. Aunque existen otros modelos, en la actualidad la mayora de los fabricantes

de redes relacionan sus productos con el modelo de referencia OSI,

especialmente cuando desean ensear a los usuarios cmo utilizar sus productos.

Los fabricantes consideran que es la mejor herramienta disponible para ensear

cmo enviar y recibir datos a travs de una red.

El modelo de referencia OSI permite que los usuarios vean las funciones de red

que se producen en cada capa. Ms importante an, el modelo de referencia OSI

es un marco que se puede utilizar para comprender cmo viaja la informacin a

travs de una red. Adems, puede usar el modelo de referencia OSI para

visualizar cmo la informacin o los paquetes de datos viajan desde los programas

de aplicacin (por ej., hojas de clculo, documentos, etc.), a travs de un medio de

red (por ej., cables, etc.), hasta otro programa de aplicacin ubicado en otro

computador de la red, aun cuando el transmisor y el receptor tengan distintos tipos

de medios de red. En el modelo de referencia OSI, hay siete capas numeradas,

cada una de las cuales ilustra una funcin de red especfica. Esta divisin de las

funciones de networking se denomina divisin en capas. Si la red se divide en

estas siete capas, se obtienen las siguientes ventajas:

Divide la comunicacin de red en partes ms pequeas y sencillas.

Normaliza los componentes de red para permitir el desarrollo y el soporte

de los productos de diferentes fabricantes.

Permite a los distintos tipos de hardware y software de red comunicarse

entre s.

Impide que los cambios en una capa puedan afectar las dems capas, para

que se puedan desarrollar con ms rapidez.

Divide la comunicacin de red en partes ms pequeas para simplificar el

aprendizaje.

Las siete capas del modelo de referencia OSI

El problema de trasladar informacin entre computadores se divide en siete

problemas ms pequeos y de tratamiento ms simple en el modelo de referencia

OSI. Cada uno de los siete problemas ms pequeos est representado por su

propia capa en el modelo. Las siete capas del modelo de referencia OSI son:

Capa 7: La capa de aplicacin

Capa 6: La capa de presentacin

Capa 5: La capa de sesin

Capa 4: La capa de transporte

Capa 3: La capa de red

Capa 2: La capa de enlace de datos

Capa 1: La capa fsica

Funciones de cada capa

Cada capa individual del modelo OSI tiene un conjunto de funciones que debe

realizar para que los paquetes de datos puedan viajar en la red desde el origen

hasta el destino. A continuacin, se presenta una breve descripcin de cada capa

del modelo de referencia OSI tal como aparece en la figura.

Capa 7: La capa de aplicacin

La capa de aplicacin es la capa del modelo OSI ms cercana al usuario;

suministra servicios de red a las aplicaciones del usuario. Difiere de las dems

capas debido a que no proporciona servicios a ninguna otra capa OSI, sino

solamente a aplicaciones que se encuentran fuera del modelo OSI. Algunos

ejemplos de aplicaciones son los programas de hojas de clculo, de

procesamiento de texto y los de las terminales bancarias. La capa de aplicacin

establece la disponibilidad de los potenciales socios de comunicacin, sincroniza y

establece acuerdos sobre los procedimientos de recuperacin de errores y control

de la integridad de los datos. Si desea recordar a la Capa 7 en la menor cantidad

de palabras posible, piense en los navegadores de Web.

En esta capa aparecen diferentes protocolos:

FTP (File Transfer Protocol - Protocolo Transferencia de Archivos) para

transferencia de archivos.

DNS (Domain Name Service - Servicio de Nombres de Dominio)

DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol - Protocolo Configuracin

Dinmica de Anfitrin)

HTTP (HyperText Transfer Protocol) para acceso a pginas de internet.

NAT (Network Address Translation - Traduccin de Direccin de Red)

POP (Post Office Protocol) para correo electrnico.

SMTP (Simple Mail Transport Protocol).

SSH (Secure SHell)

TELNET para acceder a equipos remotos

TFTP (Trival File Transfer Protocol).

CARACTERISTICAS

Transferencia de archivos (ftp).

Login remoto (rlogin, telnet).

Correo electrnico (mail).

Acceso a bases de datos, etc.

Capa 6: La capa de presentacin

La capa de presentacin garantiza que la informacin que enva la capa de

aplicacin de un sistema pueda ser leda por la capa de aplicacin de otro. De ser

necesario, la capa de presentacin traduce entre varios formatos de datos

utilizando un formato comn. Si desea recordar la Capa 6 en la menor cantidad de

palabras posible, piense en un formato de datos comn.

CARACTERISTICAS

Establece una sintaxis y semntica de la informacin transmitida.

Se define la estructura de los datos a transmitir (v.g. define los campos de

un registro: nombre, direccin, telfono, etc).

Define el cdigo a usar para representar una cadena de caracteres (ASCII,

EBCDIC, etc).

Compresin de datos.

Criptografa

Capa 5: La capa de sesin

Como su nombre lo implica, la capa de sesin establece, administra y finaliza las

sesiones entre dos hosts que se estn comunicando. La capa de sesin

proporciona sus servicios a la capa de presentacin. Tambin sincroniza el dilogo

entre las capas de presentacin de los dos hosts y administra su intercambio de

datos. Adems de regular la sesin, la capa de sesin ofrece disposiciones para

una eficiente transferencia de datos, clase de servicio y un registro de excepciones

acerca de los problemas de la capa de sesin, presentacin y aplicacin. Si desea

recordar la Capa 5 en la menor cantidad de palabras posible, piense en dilogos y

conversaciones.

CARACTERISTICAS

Permite a usuarios en diferentes mquinas establecer una sesin.

Una sesin puede ser usada para efectuar un login a un sistema de tiempo

compartido remoto, para transferir un archivo entre 2 mquinas, etc.

Controla el dilogo (quin habla, cundo, cunto tiempo, half duplex o full

duplex).

Funcin de sincronizacin.

Capa 4: La capa de transporte

La capa de transporte segmenta los datos originados en el host emisor y los

reensambla en una corriente de datos dentro del sistema del host receptor. El

lmite entre la capa de transporte y la capa de sesin puede imaginarse como el

lmite entre los protocolos de aplicacin y los protocolos de flujo de datos. Mientras

que las capas de aplicacin, presentacin y sesin estn relacionadas con

asuntos de aplicaciones, las cuatro capas inferiores se encargan del transporte de

datos. La capa de transporte intenta suministrar un servicio de transporte de datos

que asla las capas superiores de los detalles de implementacin del transporte.

Especficamente, temas como la confiabilidad del transporte entre dos hosts es

responsabilidad de la capa de transporte. Al proporcionar un servicio de

comunicaciones, la capa de transporte establece, mantiene y termina

adecuadamente los circuitos virtuales. Al proporcionar un servicio confiable, se

utilizan dispositivos de deteccin y recuperacin de errores de transporte. Si desea

recordar a la Capa 4 en la menor cantidad de palabras posible, piense en calidad

de servicio y confiabilidad.

Los ejemplos ms famosos de este nivel son los protocolos TCP (orientado a

conexin) y UDP (no orientado a conexin).

CARACTERISTICAS

Establece conexiones punto a punto sin errores para el envo de mensajes.

Permite multiplexar una conexin punto a punto entre diferentes procesos

del usuario (puntos extremos de una conexin).

Provee la funcin de difusin de mensajes (broadcast) a mltiples destinos.

Control de Flujo.

Capa 3: La capa de red

La capa de red es una capa compleja que proporciona conectividad y seleccin de

ruta entre dos sistemas de hosts que pueden estar ubicados en redes

geogrficamente distintas. Si desea recordar la Capa 3 en la menor cantidad de

palabras posible, piense en seleccin de ruta, direccionamiento y enrutamiento.

El protocolo de Internet (IP) es el ejemplo ms conocido de esta capa.

CARACTERISTICAS

Divide los mensajes de la capa de transporte en paquetes y los ensambla al

final.

Utiliza el nivel de enlace para el envo de paquetes: un paquete es

encapsulado en una trama.

Enrutamiento de paquetes.

Enva los paquetes de nodo a nodo usando ya sea un circuito virtual o

como datagramas.

Control de Congestin.

Capa 2: La capa de enlace de datos

La capa de enlace de datos proporciona trnsito de datos confiable a travs de un

enlace fsico. Al hacerlo, la capa de enlace de datos se ocupa del

direccionamiento fsico (comparado con el lgico), la topologa de red, el acceso a

la red, la notificacin de errores, entrega ordenada de tramas y control de flujo. Si

desea recordar la Capa 2 en la menor cantidad de palabras posible, piense en

tramas y control de acceso al medio.

CARACTERISTICAS

Estructura el flujo de bits bajo un formato predefinido llamado trama.

Para formar una trama, el nivel de enlace agrega una secuencia especial de

bits al principio y al final del flujo inicial de bits.

Transfiere tramas de una forma confiable libre de errores (utiliza

reconocimientos y retransmisin de tramas).

Provee control de flujo.

Utiliza la tcnica de "piggybacking".

Capa 1: La capa fsica

La capa fsica define las especificaciones elctricas, mecnicas, de procedimiento

y funcionales para activar, mantener y desactivar el enlace fsico entre sistemas

finales. Las caractersticas tales como niveles de voltaje, temporizacin de

cambios de voltaje, velocidad de datos fsicos, distancias de transmisin mximas,

conectores fsicos y otros atributos similares son definidos por las especificaciones

de la capa fsica. Si desea recordar la Capa 1 en la menor cantidad de palabras

posible, piense en seales y medios.

CARACTERISTICAS

Transmisin de flujo de bits a travs del medio. No existe estructura alguna.

Maneja voltajes y pulsos elctricos.

Especifica cables, conectores y componentes de interfaz con el medio de

transmisin.

DISPOSITIVOS ELECTRONICOS QUE TRABAJAN EN EL MODELO OSI

Capa de nivel de aplicacin Capa de nivel de presentacin

Gateway (Pasarela) MP3, MPG, GIF,

Capa de sesin Capa de transporte

Firewalls Bridge (Puente)

Capa de red Capa de enlace de datos

Routers Switch, Ethernet, HUB,

Encapsulamiento

Usted sabe que todas las comunicaciones de una red parten de un origen y se

envan a un destino, y que la informacin que se enva a travs de una red se

denomina datos o paquete de datos. Si un computador (host A) desea enviar

datos a otro (host B), en primer trmino los datos deben empaquetarse a travs de

un proceso denominado encapsulamiento.

El encapsulamiento rodea los datos con la informacin de protocolo necesaria

antes de que se una al trnsito de la red. Por lo tanto, a medida que los datos se

desplazan a travs de las capas del modelo OSI, reciben encabezados,

informacin final y otros tipos de informacin. (Nota: La palabra "encabezado"

significa que se ha agregado la informacin correspondiente a la direccin). Para

ver cmo se produce el encapsulamiento, examine la forma en que los datos

viajan a travs de las capas como lo ilustra la siguiente figura. Una vez que se

envan los datos desde el origen, como se describe en la siguiente figura, viajan a

travs de la capa de aplicacin y recorren todas las dems capas en sentido

descendiente. Como puede ver, el empaquetamiento y el flujo de los datos que se

intercambian experimentan cambios a medida que las redes ofrecen sus servicios

a los usuarios finales. Como lo muestran las figuras, las redes deben realizar los

siguientes cinco pasos de conversin a fin de encapsular los datos:

PDUs

La forma que adopta una sesin de datos en cualquier capa se denomina Unidad

de datos del protocolo (PDU). Durante la encapsulacin, cada capa encapsula las

PDU que recibe de la capa superior de acuerdo con el protocolo que utiliza. En

cada etapa del proceso, una PDU tiene un nombre distinto para reflejar su nuevo

aspecto. Aunque no existe una convencin universal de nombres para las PDU, en

esta se denominan de acuerdo con los protocolos de la suite TCP/IP:

Datos: el trmino general para las PDU que se utilizan en la capa de

aplicacin.

Segmento: PDU de la capa de transporte.

Paquete: PDU de la capa de internetwork.

Trama: PDU de la capa de acceso a la red.

Bits: una PDU que se utiliza cuando se transmiten fsicamente datos a

travs de un medio.

Las unidades de datos de protocolo, tambin llamadas PDU, se utilizan para el

intercambio de datos entre unidades disparejas, dentro de una capa del modelo

OSI. Existen dos clases:

PDU de datos, que contiene los datos del usuario principal (en el caso de la

capa de aplicacin) o la PDU del nivel inmediatamente inferior.

PDU de control, que sirven para gobernar el comportamiento completo del

protocolo en sus funciones de establecimiento y unin de la conexin,

control de flujo, control de errores, etc. No contienen informacin alguna

proveniente del nivel N+1.

Cada capa del modelo OSI en el origen debe comunicarse con capa igual en el

lugar destino. Esta forma de comunicacin se conoce como comunicacin de par-

a-par.

Durante este proceso, cada protocolo de capa intercambia informacin en lo que

no se conoce como unidades de datos, entre capas iguales. Cada capa de

comunicacin, en el computador origen, se comunica con un PDU especfico de

capa y con su capa igual en el computador destino.

BIBLIOGRAFIA:

http://docente.ucol.mx/al950441/public_html/osi1hec_B.htm

www.exa.unicen.edu.ar/catedras/comdat1/material/ElmodeloOSI.pdf

http://es.slideshare.net/gutierrez2010/capas-del-modelo-osi

http://es.wikipedia.org/wiki/Unidad_de_datos_de_protocolo

http://es.slideshare.net/edgar_ehj/cisco-ccna-capitulo-2