Modelo de referencia OSI

Las capas de la OSI (Open Systems Interconnect) fueron creadas por la ISO (International Organization for Standarization) en 1974 con el propósito de abrir la comunicación entre diferentes sistemas sin recurrir a cambios a la lógica y fundamentos del harware y software. El modelo de referencia OSI no es un protocolo, es un modelo para entender el diseño de una arquitectura de red que sea flexible, robusta y interoperable.

El modelo OSI está construído en 7 capas: » Capa física (capa 1) » Capa de enlace de datos (capa 2) » Capa de red (Capa 3) » Capa de transporte (capa 4) » Capa de sesión (capa 5) » Capa de presentación (capa 6) » Capa de aplicación (capa 7)

Aplicación Presentación Sesión Transporte Red Enlace de Datos Física

Capa física
El nivel de CAPA FÍSICA se ocupa de la transmisión de bits a través de un canal de comunicación, así
como también define sus características (del canal). Regula aspectos de la comunicación como el tipo de señal (analógica, digital,..), el esquema de codificación, sincronización de los bits, tipo de modulación, tipo de enlace (punto-punto, punto-multippunto), el modo de comunicación (dúplex, half-dúplex o símplex), tasa de bits (número de bits por segundo), topología empleada, y, en general, todas las cuestiones eléctricas, mecánicas, señalización y de procedimiento en la interfaz física (cables, conectores, enchufes,...) entre los dispositivos que se comunican.

Ejemplos de interfaces físicas: RS-232 (V.24), X.21, RS-449/RS-422, V.35, RS-15%0, USB, FireWire (IEEE 1394), SCSI, RJ11, RJ45/RJ48,...
Ejemplos de cables: RG-3%, RG-6, 10BaseCX, 100BaseTX, 100BaseFX,...

Capa de Enlace de Datos
La capa de enlaces de datos ensambla los bits de la capa física en grupos de tramas (protocolos de red) y asegura su correcto envío. También es la encargada de la verificación y corrección de errores de la capa física, en caso de que ocurra un error en los bits se encarga de avisarle al transmisor de que efectue una re-transmisión y por lo tanto la capa de enlace se encarga tambien del control de flujo de los datos.

La capa de enlace de datos se divide en dos subcapas:
» LLC (Logical Link Control): define como los datos son transferidos sobre el cable y provee servicios de enlace de datos a las capas superiores.
» MAC (Medium Access Control): define quien puede usar la red cuando múltiples dispositivos están intentando accesar simultaneamente (e.g. token passing, Ethernet CSMA/CD,..).

Ejemplos de protocolos de enlace de datos: IEEE 802.3 (CSMA/CD), IEEE 802.5 (token passing), FDDI token passing, IEEE 802.6 MAN DQDB, VLANs, ATM Adaptation Layer, ISDN, Frame Relay, PPP, SMDS, SDLC, LAP-A,...
Capa de Red
Es la responsable del envío fuente a destino de los paquetes, es decir, se asegura que cada paquete llegue desde su punto inicial hasta su punto final.
Si dos sistemas están conectados en el mismo enlace, no existe la necesidad de la capa de red (e.g. una LAN). Sin embargo, si dos sistemas están en diferentes redes (enlaces) será necesaria una capa de red para culminar la entrega fuente a destino del paquete.
Especificas responsabilidades de la capa de red incluyen:

Direccionamiento lógico: El direccionamiento físico implementado en la capa de enlace de datos manipula el problema del direccionamiento localmente. Pero si un paquete pasa de la frontera de la red, se necesita otro sistema de direccionamiento para ayudar a distinguir los sistemas fuente y destino. La capa de red agrega un encabezado al paquete que llega de la capa superior, que entre otras cosas, incluye la dirección lógica del origen y del destino.

Enrutamiento: Cuando redes independientes o enlaces son conectados juntos para crear una intered (e.g. una red de redes como Internet) o una red grande, los dispositivos (llamados enrutadores) enrutan los paquetes a su destino final. Una de las funciones de la capa de red es la de proveer este mecanismo.

Ejemplos de protocolos de capa de red: SLIP, ARP, OSPF, IGRP, GGP, EGP, BGP, RIP, ICMP, IPX (novell), X.25,...
Capa de Transporte
Es la responsable del envío fuente a destino (extremo-extremo) del mensaje entero. Mientras que la capa de red supervisa el envío extremo-extremo de paquetes individuales, no reconoce cualquier relación entre esos paquetes. Trata cada uno independientemente, sin embargo cada pieza pertenece a un mensaje separado. Por otro lado, la capa de transporte, asegura que el entero mensaje arribe intacto y en orden, supervisando el control de flujo y control de error al nivel de la fuente-destino.

—La capa de transporte asegura un servicio confiable
—Rompe el mensaje (de la capa de sesión) en pequeños paquetes, asigna número de secuencia y los envía.

Ejemplos de protocolos de la capa de transporte: TCP, UDP, SPX (Novell), NetBEUI..
Capa de Sesión
Los servicios proveídos por las primeras tres capas (física, enlace de datos y red) no son suficientes para algunos procesos. La capa se sesión es controladora de dialogos de la red. Establece, mantiene y sincroniza la interacción entre los sistemas.

—Es una versión mejorada de la capa de transporte
— (Solo teoría) muy pocas aplicaciones la usan
— Facilita la sincronización y el control del dialogo

Ejemplo de protocolos de Capa de sesión: DAP (Lighweight directory Access)
Capa de Presentación
La capa de presentación se encarga de la sintaxis y la semántica de la información intercambiada entre dos sistemas. Dentro de las tareas especificas se encuentran:

—Traslación (de códigos)
—Encriptación
—Compresión

Ejemplos de protocolos de presentación: LPP, XDR, NetBIOS (Novell), NCP (Novell), X.25 PAD,...
Capa de Aplicación
La capa de aplicación le permite al usuario accesar la red. Provee de las interfaces de usuario y soporte para servicios tales como correo electrónico, trasferencia de archivos, administración de bases de datos compartidas y otros tipos de servicios distribuídos.

Ejemplos: HTTP, FTP, Telnet, SMTP, DNS, SNMP, X Windows, DHCP, BOOTP, NTP, TFTP, NDS (Novell)

TCP/IP vs. OSI 

La suite de protocolos de TCP/IP no corresponde exactamente a las capas del modelo OSI. Las suite de protocolos TCP/IP está hecha de 4 capas:
» Capa de Interface de red (capa física y enlace de datos)

Esta capa se centra en el envío de datos hacia otros dispositivos. Se debe conocer la parte físisca de la red para formatear los datos correctamente y conocer sus desventajas y requerimientos.

» Capa de Internet (capa de red): IP, ICMP, IGMP,ARP. RARP,...

Esta capa provee la funcionalidad para las comunicaciones entre redes a través de gateways. Para realizar esto la capa de Internet depende del Protocolo de Internet (IP), el protocolo más importante de la suite TCP/IP.

» Capa de Transporte:TCP, UDP

Esta capa es responsable de las comunicaciones extremo-extremo de la red. Esta capa utiliza dos protocolos para realizar esta tarea: TCP (Transmission Control Protocol) y UDP (User Datagram Protocol).

» Capa de Aplicación: SMTP, FTP, TELNET, NDS, SNMP, NFS, TFTP,...

Esta capa incluye todas las aplicaciones que hacen uso de la capa de transporte para enviar y recibir datos tales como RSH (remote Shell), REXEC (Remote Execute), TELNET, FTP, rlogin, DNS, NFS, etc.