Modelo OSI

Que eso de Modelo OSI?,

……  Eso mismo, un modelo de una organización.

A finales de 1970, la Organización Internacional de Normalización (ISO) comenzó a expandirse en el modelo del Departamento de Defensa, para desarrollar la Interconexión de Sistemas Abiertos (OSI),

para que?……  para  permitir la comunicación entre ordenadores.

El modelo OSI es un marco conceptual que se puede hacer referencia a comprender mejor cómo funcionan los dispositivos de la red.

el modelo OSI es la guía más ampliamente utilizado para un entorno de red.

El modelo OSI define las normas para:

La forma en que los dispositivos se comunican entre sí.
Los medios utilizados para informar a los dispositivos al enviar datos y cuando no para transmitir datos.
Los métodos que asegura que los dispositivos tienen un correcto flujo de datos
Los medios utilizados para garantizar que los datos se pasan por la red sean recibidos por el destinatario.
La manera en que los medios de transmisión física es organizado y conectados.

El modelo OSI se compone de siete capas que se presentan como una pila.

Los datos que se pasa sobre la red se mueve a través de cada capa.

Las siete capas del modelo OSI son:
Capa de aplicacion
Capa de presentación
Capa de Sesión
Capa de transporte
Capa de red
Capa de enlace de datos

 

Para explicarlo  primero lo realizaré mediante personificación de elementos de la vida cotidiana.

concepto-osi-1

Como este niño imaginemos como es el mecanismo de enviar un paquete desde que lo empacamos hasta que llega a la otra persona tal vez en otra parte del mundo.

nosotros solo conocemos y vemos hasta llevarlo a la transportadora y la otra persona solo hasta que llega una persona a darle el paquete.

Algo parecido es  cuando enviamos un correo, llenamos un formulario web, escribimos caracteres en el Chat…….

internamente como el paquete que enviamos alguien lejano y pasa por la transportadora que lo enumera, lo envía en un camión luego lo sacan del camión y lo encapsulan en un contenedor, lo ponen en un barco….. y todo lo que pasa en el transporte hasta que llega a la central que revisa la dirección y procede a enviarlo a la casa del remitente es similar a lo que ocurre en esas siete capas del modelo OSI.

 

Una pila de protocolos, es un conjunto de protocolos que están dispuestos en capas para permitir la comunicación.

En la pila de protocolos, cada capa proporciona servicios a la capa por encima de ella, y cada capa también recibe servicios de la capa de debajo de ella.

figura 1

El modelo OSI presenta un prototipo por capas, esto con el fin de tener un estandar para el diseño de una red de datos,  no quiere decir que en la vida real siempre se cumpla asi.

En el modelo OSI existen 7 capas (fig 1), en cada capa existen protocolos asociados a estos.

A medida que los datos creados  van cambiando de capa tambien cambia su nuevo aspecto, ya que en cada capa se va agregando la respectiva informacion de los respectivos protocolos presentes alli, este proceso es llamado encapsulación.

De acuerdo con el protocolo de la suite TCP/IP cada PDU (unidad de datos de protocolo) tiene un nombre nuevo para reflejar su nuevo aspecto cuando paso de una capa a la otra y son los siguentes:

APLICACION                         datos

TRANSPORTE                        segmento

RED                                     paquete

ENLACE DE DATOS                 trama

FISICA                                  bits

En sistemas informaticos cuando nos comunicamos compartimos información, la cual puede ser de forma local o remota Y se transmite en unidades de información binaria por un medio  de transmisión.

componentes basicos de una PDU

CARGA UTIL

Conjunto de datos que un usuario final envía a otro usuario final

DIRECCION DE ORIGEN

Identifica la dirección del usuario final que envía el mensaje, por si hay problemas en la entrega. (MAC, IP…….)

DIRECCION DE DESTINO

Identifica la dirección del el usuario final al que se va enviar el mensaje (MAC, IP…….)

SISTEMA DE VERIFICACION

Sistema de control de errores (FSC, secuencia de verificación de trama), que es en si una formula matemática, si ambos usuarios finales concuerdan con la formula la carga útil es el correcto, en caso contrario se descartara el paquete

COMUNICACIÓN ENTRE IGUALES

Proceso de interconexión de redes en el que cada capa se comunica con su capa correspondiente de la maquina de destino, no quiere decir que se comunican directamente sino que una PDU leerá su encabezado correspondiente todo lo demás lo vera como datos

CAPA DE APLICACIÓN

La capa de aplicación es la capa más alta del modelo OSI, y proporciona la interfaz entre el protocolo de red y el software que se ejecuta en el equipo. La capa de aplicación proporciona los servicios necesarios

La aplicación de protocolos comunes incluyen:

File Transfer Protocol (FTP)
Telnet Telnet
Simple Mail Transfer Protocol (SMTP)
Internet Message Access Protocol (IMAP),
Post Office Protocol (POP)
Hypertext Transfer Protocol (HTTP)
Simple Network Management Protocol (SNMP).
Network News Transfer Protocol (NNTP)

CAPA DE PRESENTACION

En la capa de presentación del modelo OSI, los datos transmitidos se traduce. La capa es responsable de traducir los datos entre los formatos que requiere la red y los formatos que el equipo está anticipando.

Las funciones desempeñadas en la capa de presentación de la OSI son:

Conversión de protocolos
traducción de datos.
cifrado y descifrado de datos
La compresión de datos
Conjunto de caracteres de conversión
Interpretación de los comandos gráficos.
Los datos se traduce en la capa de presentación cuando se transmite desde el emisor hasta el receptor.

La capa de presentación traduce los datos a un formato común que pueden ser leídos por ambos equipos.

CAPA DE SESION

La capa de sesión del modelo OSI permite a las sesiones de comunicación que se establecerá entre los procesos o aplicaciones que se ejecutan en dos equipos diferentes.

Un proceso es una tarea específica que está asociada con una aplicación particular.  Las solicitudes pueden ejecutar simultáneamente varios procesos.

La capa de sesión utiliza los circuitos virtuales creados por la capa de transporte para establecer sesiones de comunicación.

Las importantes funciones que realiza en la capa de sesión para establecer, mantener y finalizar sesiones de comunicación se resumen a continuación:

Establece, termina, y los monitores de las sesiones de comunicación entre las aplicaciones
Búsqueda de nombre y funciones de seguridad.
La colocación de la información de encabezado en un paquete que determina el punto donde se inicia un mensaje y el punto donde termina un mensaje.
Sincronización de datos.

La capa realiza la sincronización entre la capa de sesión del transmisor de datos y la capa de sesión del receptor de los datos.
Controla si la comunicación o mensajes que se intercambian en un período de sesiones se transmiten como mensajes de full duplex o half duplex

Full duplex: La información se transmite de forma simultánea, y en ambas direcciones.
Half duplex: La información se transmite en ambos sentidos, y las corrientes en una dirección en un momento.

CAPA DE TRANSPORTE

La capa de transporte es responsable del transporte de datos de forma secuencial, y sin perdida de datos.

La capa de transporte divide los mensajes grandes en pequeños paquetes de datos para que pueda ser transmitida a la computadora de destino.

También ensambla los paquetes en los mensajes para que pueda ser presentado a la capa de red.

Las importantes funciones que realiza en la capa de transporte para permitir la comunicación de red se enumeran a continuación:

La resolución de nombres
El control de flujo
La detección de errores
La recuperación de errores
La capa de transporte en cada computadora verifica que la solicitud de transmisión de los datos es realmente permitido el acceso a la red. También verifica que cada extremo de la conexión de red puede iniciar el proceso de transferencia de datos.
Los protocolos de transporte comunes utilizados en esta capa son:

Transmission Control Protocol (TCP): TCP es un protocolo orientado a conexión que ofrece una mayor fiabilidad cuando se trata de transporte de datos que lo UDP.
User Datagram Protocol ( UDP ): UDP es un protocolo de conexión que no proporciona datos fiables de transporte. No se retransmiten acuses de recibo.

CAPA DE RED

La capa de red del modelo OSI es responsable de mover los paquetes entre los dispositivos, mediante las comunicaciones entre computadoras que existen en la red diferentes.

Una de las funciones principales desempeñadas en la capa de red es de enrutamiento.

Las funciones desempeñadas en la capa de red del modelo OSI son los siguientes:

La dirección del tránsito hacia el destino final
direcciones de red lógica y servicios de direcciones de  Las funciones de enrutamiento, el descubrimiento de rutas y la vía de selección  De conmutación de paquetes
Control de secuencia de paquetes
El control de congestión
El flujo de la capa de red de control y error de la capa de red de control
Gateway services Gateway

CAPA DE ENLACE DE DATOS

La capa de enlace de datos del modelo OSI permite el movimiento de datos a través de un link desde un dispositivo a otro, mediante la definición de la interfaz entre el medio de la red y el software en el ordenador.

La capa de enlace de datos mantiene el enlace de datos entre dos ordenadores para permitir las comunicaciones.

Las responsabilidades de la capa de enlace de datos incluyen:

Media access control
Formato  utilizado para encapsular los datos
La notificación de error en la capa física

Gestión de mensajes de error específicos de la entrega de los paquetes.

Asegura que los marcos se transmiten de una computadora a otra sin errores.

gestiona el orden de los bits , los paquetes, desde y hacia los segmentos de datos.

El resultado posterior se llama tramas. las tramas contienen datos que ya está organizado de una manera ordenada.

La capa de enlace de datos recibe los paquetes de la capa de red y las estructuras de estos paquetes en los tramas.

las tramas  son luego trasladadas a la capa física para su envío.

Una comprobación de redundancia cíclica (CRC) se añade a la trama de datos.

El equipo en el extremo receptor puede solicitar la comprobación de redundancia cíclica (CRC) para que pueda verificar que la estructura no está dañada.

La capa de enlace de datos se puede determinar cuando se pierde una tramas.  Asimismo, pide cualquier pérdida de tramas para ser retransmitidos.

Al realizar estas tareas, la capa de enlace de datos hace posible que los bits de datos que se transmiten en forma organizada.

La capa de enlace de datos está dividida en las siguientes dos subcapas:

Control de enlace lógico (LLC:

La subcapa LLC proporciona y mantiene los vínculos lógicos utilizados para la comunicación entre los dispositivos.
Las funciones de la subcapa LLC de la capa de enlace de datos son los siguientes:

La comprobación de errores
El control de flujo

Media Access Control (MAC)

La subcapa MAC de la capa de enlace de datos controla la transmisión de paquetes de una tarjeta de interfaz de red (NIC) a otro en un canal de medios compartidos.

Un NIC tiene una dirección MAC única, o dirección física. Esta dirección identifica la NIC en particular en la red.

Para garantizar que estas direcciones son únicas, las direcciones MAC son generalmente quemados permanentemente en la memoria de la tarjeta NIC.

La subcapa MAC se encarga de medios de control de acceso que básicamente impide  las colisiones de datos.

Los métodos comunes de acceso a los medios de control se enumeran a continuación.

Token Ring y FDDI
( CSMA/CD ) detección de colisiones (CSMA / CD), utilizado en redes Ethernet.

Estructura de una trama

En la capa fisica la pdu es transmitida por unos canales, en forma de unos y ceros, ahora para poder diferenciar cual es la parte que corresponde a la direccion MAC, cual es la que corresponde a los datos y cual a la secuencia FCS, hay una clave, “los protocolos de la capa 2”

algunos son:  802(802.2,802.3,802.3,802.5 …..), LLC, LAPD entre otros

hay que tener en cuenta que existen distintos tipos de tramas, entonces para la correcta comunicación de los dos anfitriones debe de ser los mismos tipos de tramas en el caso de la capa de enlace de datos

direccion de destino: indica la MAC de destino

direccion de origen:    indica la MAC de origen

tipo:   indica el tipo de protocolo de la capa de red

longitud:  tamaño de la trama, de forma que la maquina remota  pueda saberlo

encabezamiento LLC:

DSAP: punto de acceso al servicio de destino, indica a la maquina remota cual es el protocolo de capa superior de donde procede la trama

SSAP: punto de acceso al servicio de origen . indica al protocolo de capa superior de donde procede la trama

CAPA FISICA

La primera capa del modelo OSI es la capa física que transmite flujos de Bits por un medio físico.

La capa física con el establecimiento de una conexión física entre los equipos  permite la comunicación.

La capa física establece o especiica el hardware y  la conexión física entre el ordenador y el soporte de la red.

Todos los dispositivos que funcionan en la capa física manejar la señalización.  estos son 1  y 0  la cual se encuentran representados por pulsos de luz o la electricidad.

Los detalles de la conexión física se define en esta capa.

Topologías físicas de la red.

Los tipos de conexión de cable de red y cómo se inserta en la tarjeta de interfaz de red (NIC).
De codificación de datos: Esto se refiere a los métodos de señales analógicas y digitales utilizados para codificar datos en las señales.
Sincronización de bits
Multiplexación
conectores

Las especificaciones de la capa física incluyen:

La disposición física de la red
Los cambios de tensión y el ritmo de los cambios de voltaje.
Las tasas de datos
Distancias de transmisión máxima
Conectores físicos

capa física incluyen:

Si los datos se transmiten de forma sincrónica o asincrónica
Si se utiliza el método de señalización analógica o digital
Si se utiliza  banda base o  banda ancha.

bibliografia:   manual de referencia cisco de brian hill, cnna1 discovery y tech-faq

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