Modelo en Capas OSI

Introducción

El modelo en capas OSI (modelo de interconexión de sistemas abiertos) fue diseñado por la Organización Internacional para la Estandarización (ISO, International Organization for Standardization) para proporcionar un marco sobre el cual crear una suite de protocolos de sistemas abiertos

Este es un modelo de referencia que describe las etapas en un proceso de comunicación, cuyo funcionamiento es ayudarnos a comprender cómo funcionan o se realizan los protocolos en cada capa en conjunto con las otras.

Organización

Dentro de este modelo encontramos 7 capas que podemos organizar en dos grupos:

Capas de HOST:

7- Aplicación

6- Presentación

5- Sesión

4- Transporte

Capas del Medio:

3- Red

2- Enlace de datos

1- Física

Cuando describimos los elementos de una red dentro del modelo en capas OSI, nos referimos a aquellos dispositivos que hacen uso de la misma (pc, smartphones, impresoras, etc), también llamados hosts. Estos elementos proveen acceso a la red y permiten el intercambio de información a través de los medios (SWITCHs, NICs, Router, etc). A nivel de hosts se generan los mensajes, a nivel de medio se transportan entre los mismos.

Cabe aclarar que, cuando hablamos de mensajes no nos referimos estrictamente a mensajes escritos, como un correo, sino a la información que genera la aplicación y que debe ser enviada a otro host.

Capa 7: APLICACIÓN

En esta capa se ubican las aplicaciones que hacen uso de los servicios de red. Es decir, donde el usuario o distintos servicios generan los mensajes que pasarán a las capas inferiores.

Las aplicaciones de esta capa no solo generan los mensajes, sino que también los interpretan. Por ejemplo: un usuario puede escribir y enviar un correo electrónico usando el cliente Gmail. El destinatario puede recibir y leer el correo electrónico usando Thunderbird.

Algunos ejemplos de aplicaciones que hacen uso de servicios de red:

• Mensajería instantánea: Whatsapp, Telegram, Messenger, Signal.
• Navegadores web: Firefox, Chrome, Internet Explorer, Opera.
• Servidores: Mysql, Apache, Nginx.
• Streaming y videoconferencia: Zoom, Google Meets, Twich.

Capa 6: PRESENTACIÓN

Su objetivo es encargarse de la representación de la información, de manera que aunque distintos equipos puedan tener diferentes representaciones internas de números, caracteres y/o contenido multimedia, garantizar que los datos sean legibles para el sistema receptor. En otras palabras, en esta capa es donde se empieza a trabajar con los protocolos de aplicación tales como SMTP (protocolo de transferencia simple de correo) o HTTP (protocolo de transferencia de hipertexto).

Capa 5: SESIÓN

Como su nombre lo indica, las funciones de la capa de sesión es la de iniciar y finalizar los diálogos entre las aplicaciones de origen y destino. Es decir, se encarga de manejar el intercambio de información para mantener los diálogos activos, y para reiniciar sesiones que se interrumpieron o que estuvieron inactivas durante un período prolongado.

Entonces para resumir, la función de esta capa permite:

1. Cifrar los datos y comprimirlos.
2. Establecer y finalizar las conexiones.
3. Proporcionar sus servicios a la capa de presentación.
4. Sincronizar el diálogo entre las capas de presentación de los dos hosts y administrar su intercambio de datos.

Capa 4: TRANSPORTE

Dentro del modelo en capas osi, este nivel es el responsable de las comunicaciones de extremo a extremo, como así también, del control de flujo y errores entre dos dispositivos. En otras palabras, es el «conector» en las capas de Host y del Medio.

Comunicación extremo a extremo

Los protocolos de la capa de transporte tienen servicios que segmentan los datos de aplicación en bloques de un tamaño apropiado. Estos servicios incluyen el encapsulamiento necesario en cada porción de datos. Se agrega un encabezado a cada bloque de datos para el rearmado. Este encabezado se utiliza para hacer un seguimiento del flujo de datos. Los segmentos se reciben en el destino y el proceso de armado del mensaje a partir de los segmentos se produce en la misma capa en el extremo opuesto.

Sin embargo, para pasar flujos de datos a las aplicaciones adecuadas, la capa de transporte debe identificar la aplicación objetivo. Para lograrlo, la capa de transporte asigna un identificador a cada aplicación, llamado número de puerto. A todos los procesos de software que requieran acceso a la red se les asigna un número de puerto exclusivo para ese host.

Control de flujo

El control de flujo sirve para determinar la velocidad óptima de transmisión para garantizar que un emisor con velocidad de conexión alta no sobrecargue el segmento con menor capacidad de recepción, es decir, que dicha conexión sea más lenta.

Control de errores

Se realiza un control de errores en el extremo receptor, cuyo funcionamiento consistente en asegurarse de que todos los datos recibidos estén completos, y solicitará el reenvío en caso de que no.

En esta capa encontramos protocolos como el TCP o el UDP.

Capa 3: RED

En este apartado ya entramos dentro del rango de capas pertenecientes al medio.

Esta capa se encarga del direccionamiento de red y determinación de mejor ruta. Los segmentos que llegan de la capa de transporte se encapsulan en lo que se denomina “paquete de datos”, y llevan consigo dos datos fundamentales: la dirección del host emisor y  receptor. Esta información permitirá a los protocolos y dispositivos de enrutamiento hacer llegar los paquetes entre hosts que estén en redes distintas, o en el caso que se encuentren en el mismo segmento lógico, hacer llegar el paquete al host correspondiente dentro del mismo dominio de broadcast junto con los métodos de direccionamiento físicos descritos en capas inferiores como vimos anteriormente.

Dentro de esta capa encontramos al famoso protocolo IP (Internet Protocol).

Capa 2: ENLACE DE DATOS

Esta capa es la encargada del control de direccionamiento físico y de acceso a los medios, cuya función es facilitar la transferencia de datos entre dos dispositivos ubicados en una misma red física.

La capa de enlace de datos toma los paquetes de la capa de red y genera trozos más pequeños denominados tramas. Estas tramas, al igual que los paquetes, tienen direcciones de origen y destino, pero en lugar de ser una dirección lógica es una dirección física, que es como se identifican las interfaces de red dentro de un segmento físico de red que se puede representar a partir de dicha topología. Una trama solo llega a interfaces de red a las que se pueda acceder físicamente, que estén conectados entre sí, por ejemplo, los hosts que orbitan un switch.

Al igual que la capa de red o de transporte, la capa de enlace de datos también es la responsable del control de flujo y de errores.

En esta capa encontramos la dirección MAC (control de acceso al medio) y LLC (control de enlace lógico)

Capa 1: FÍSICA

Esta capa hace referencia a dispositivos electrónicos o físicos, por ejemplo:

• Cables de cobre(UTP)
• Cables de fibra óptica.
• Ondas de radio o electromagnéticas (wifi, bluetooth, etc.)

La capa física define las especificaciones eléctricas, mecánicas, de procedimiento y funcionales para activar, mantener y desactivar el enlace físico entre sistemas finales. Teniendo como principal objetivo la conversión de tramas a sistema binario o bits, para así poder ser enviado a otro dispositivo.