El Modelo OSI

La Organización Internacional para la Normalización (ISO) realizó varias investigaciones acerca de los esquemas de red. La ISO reconoció que era necesario crear un modelo que pudiera ayudar a los diseñadores a implementar redes que pudieran comunicarse y trabajar en conjunto (red) y por lo tanto, elaboraron el modelo de referencia OSI en 1984.

Figura 1. 14 Modelo OSI3

El modelo de referencia OSI es el modelo principal para las comunicaciones por red, aunque existen otros modelos, en la actualidad la mayoría de los fabricantes de redes relacionan sus productos con el modelo de referencia OSI, especialmente cuando desean enseñar a los usuarios cómo utilizar sus productos. Los fabricantes consideran que es la mejor herramienta disponible para enseñar cómo enviar y recibir datos a través de una red.

El modelo OSI se encuentra integrado por siete capas, cada una de las cuales ilustra una función de red específica; esta división de las funciones de red se denomina división en capas, obteniendo las siguientes ventajas:

a) Divide la comunicación de red en partes más pequeñas y sencillas.

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Redes de internet de alta velocidad, rendimiento y calidad de servicio, Editorial: Prentice Hall, Autor: William Stallings

b) Normaliza los componentes de red para permitir el desarrollo y el soporte de los productos de diferentes fabricantes.

c) Permite a los distintos tipos de hardware y software de red comunicarse entre sí.

d) Impide que los cambios en una capa puedan afectar las demás capas, para que se puedan desarrollar con más rapidez.

La interconexión de sistemas abiertos se compone de numerosos protocolos estándar que se basan en el modelo OSI. Estos protocolos forman parte de un programa internacional para el desarrollo de redes de datos, protocolos y demás normas que faciliten la red de múltiples proveedores de equipos.

1.4.3.1 Capa Física

La capa física define las especificaciones eléctricas, mecánicas, procedimientos funcionales para activar, mantener y desactivar el enlace físico entre la red de comunicación de los sistemas. Definen características tales como niveles de tensión, sincronización, las tasas de datos físicos, distancias máximas de transmisión y conectores físicos.

1.4.3.2 Capa de Enlace de datos

La capa de enlace de datos proporciona tránsito de datos confiable a través de un enlace de red física. Diferentes especificaciones de la capa de enlace de datos definen la red y diferentes protocolos, incluyendo el direccionamiento físico, topología de la red de notificación de errores, secuencia y control de flujo. Direccionamiento físico (a diferencia de direccionamiento de red) define cómo los dispositivos se tratan en la capa de enlace de datos.

La topología de red se compone de las especificaciones de la capa de enlace de datos que a menudo define cómo los dispositivos deben estar conectados físicamente, como en bus o una topología de anillo. La notificación de errores, alerta protocolos de capa superiores que un error de transmisión se ha producido, y la secuencia de tramas de datos reordena las tramas que se transmiten fuera de secuencia. Por último, el control de flujo de la transmisión de datos para que el dispositivo receptor no está abrumado con más tráfico del que puede manejar al mismo tiempo.

1.4.3.3 Capa de Red

El conjunto de protocolos del modelo OSI soporta una cantidad específica de protocolos de enrutamiento y protocolos en-rutados en esta capa; además implementa dos tipos de servicios de red:

El servicio orientado a la conexión y el servicio no orientado a conexión.

 Servicio orientado a la conexión de red: Es cuando la comunicación se lleva a cabo a través del establecimiento de un circuito virtual permanente (sesión) entre dos dispositivos y como consecuencia presenta las siguientes características:

- Utiliza técnicas de detección y corrección de errores para garantizar la transmisión esto implica mayor uso del ancho de banda.

- Cada mensaje se recibe en el mismo orden en que se envió.

 Servicio no-orientado a la conexión de red: En él no se establece circuito alguno entre nodos de la red. Como consecuencia las características que presenta son:

- Cada mensaje puede ser en-rutado de forma independientemente.

- No se garantiza que los mensajes lleguen en el mismo orden en que son enviados. - Requiere menos ancho de banda, debido a que no utiliza técnicas para detectar o

corregir errores. Esto no necesariamente implica que la comunicación es poco confiable. La detección y corrección de errores puede efectuarse en otras capas en referencia al modelo OSI.

1.4.3.3.1 Direcciones IP

Las clases de direcciones corresponden al esquema de segmentación original (RFC 791) de las direcciones de 32 bits en clases específicas, en las que quedan identificadas la numeración de la red y la numeración del host dentro de esa red.

Los primeros bits (comenzando por la izquierda) de una dirección IP identifican la clase a la que pertenece dicha dirección, y quedan automáticamente determinados la cantidad de bits que corresponden a la red y al host.

Si el primer bit de una dirección IP es “0”, dicha dirección pertenece a la clase A. En

consecuencia, el primer octeto (los 7 bits restantes) identifica a la red y los últimos 3 octetos identifican al host.

Primer Octeto Direcciones IP

1eros.

bits Rango de valores Clase Mascara de red

Red y maquina Numero de redes Numero de máquinas o host 0 1.0.0.0 -126.0.0.0 A 255.0.0.0 N.h.h.h 27_{=128 16,777,214} 1.0 128.1.0.0 –191.254.0.0 B 255.255.0.0 N.N.h.h 214=16.384 65,535 1.1.0 192.0.1.0 –223.255.254.0 C 255.255.255.0 N.N.N.h 221= 2,097,152 254 1.1.1.0 224.0.0.0-239.255.255.255 D No aplicable Reservado No aplicable No aplicable 1.1.1.1 240.0.0.0-254.255.255.255 E No aplicable Reservado No aplicable No aplicable

Tabla 1. 7 Formato de direcciones IP.

Si el primer bit es “1”, y el siguiente “0”, dicha dirección pertenece a la clase B. En

consecuencia, los dos primeros octetos (los 15 bits restantes) identifican a la red, y los últimos 2 octetos identifican al host.

Si los dos primeros bits son “1”, y el siguiente “0”, dicha dirección pertenece a la clase C. En

consecuencia, los tres primeros octetos (los 23 bits restantes) identifican a la red, y el último octeto identifica al host. Las direcciones IP cuyos primeros 3 o 4 bits son “1”, están

reservadas para usos especiales.

Clase Rango Ejemplo en Binario

A 1.0.0.0 - 126.0.0.0 01001011.00111101.10101001.01000100 B 128.0.0.0 - 191.0.0.0 10011011.00111101.10101001.01000100 C 192.0.0.0 - 223.0.0.0 11011011.10001111.10101001.01000100

Tabla 1. 8 Clases y rangos de direcciones IP

1.4.3.5. Capa de Transporte

El modelo OSI implementa dos tipos de servicios en la capa de transporte: servicios orientados a la conexión y servicios sin conexión

Esta capa de transporte ofrece la recuperación de errores básicos, lleva a cabo la segmentación que consiste en dividir en partes manejables la información para su fácil transporte, y re-ensambla dicha información que se une nuevamente para seguir su proceso de transmisión a la capa de aplicación y así poder ser mostrada al destino.

1.4.3.6

Capa de Sesión

Esta capa permite que los usuarios de diferentes máquinas puedan establecer sesiones entre ellos. Una sesión podría permitir al usuario acceder a un sistema de tiempo compartido a distancia, o transferir un archivo entre dos máquinas. En este nivel se gestiona el control del diálogo. Además esta capa se encarga de la administración del testigo y la sincronización entre el origen y destino de los datos. En esta capa se ubican los gateways y el software.

1.4.3.6. Capa de Presentación

Se ocupa de los aspectos de sintaxis y semántica de la información que se transmite y no del movimiento fiable de bits de un lugar a otro. Es tarea de este nivel la codificación de datos conforme a lo acordado previamente. Para posibilitar la comunicación de ordenadores con diferentes representaciones de datos. También se puede dar aquí la comprensión de datos. En esta capa se ubican los gateways y el software.

1.4.3.7. Capa de Aplicación

La implementación de la capa de aplicación se compone de entidades de aplicación diferentes. Una entidad de aplicación es la parte de un proceso de aplicación que sea relevante para el funcionamiento del modelo OSI. Una entidad de aplicación e compone de los elementos de usuario y el elemento de servicio de aplicación.

Existen diferentes tipos de aplicaciones para esta capa, pero la mayoría son servicios de red o aplicaciones brindadas al usuario para proporcionar la interfaz con el sistema operativo. Se pueden clasificar según los servicios que brindan:

a) Servicios de administración de archivos e impresión (transferencia); b) Servicios de conexión a la red;

c) Servicios de conexión remota; d) Diversas utilidades de Internet.