Adquisición y
Transmisión de Datos (ATD4201)
Prof. Christian Nievas Grondona.
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Sesión 2:
Modelo OSI.
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Modelos de capas
En sistemas en redes de comunicaciones, predominan el concepto del modelo de capas.
Un modelo de capas ofrece dos características interesantes:
Descompone el problema de construir una red en partes más manejables.
Proporciona un diseño más modular.
Modelos de capas
Ejemplo: Viaje en avión:
Compra de boletos
Documentar equipaje
Embarque
Despegué
Confirmar retorno
Recoger equipaje
Dembarque
Aterrizaje
Ruta de vuelo
Modelos de capas
Ejemplo: Viaje en avión:
Se puede modelar el proceso de un viaje aéreo en capas de servicios.
Entrega a mostrador personas y equipaje Traslado de equipaje: entrega-reclamo
Traslado de personas: embarque-desembarque Traslado de la aeronave: pista a pista
Ruta de vuelo desde el origen hasta el destino
Capas: cada capa
implementa un servicio a través de las
acciones internas a la capa y solicitando el servicio proporcionado por una capa inferior
Modelos de capas
Ejemplo: Viaje en avión:
Modelo en base a capas.
Boleto (compra) equipaje (entrega) embarque
despegue Vuelo
Confirmar retorno equipaje (reclamo) desembarque
aterrizaje Vuelo
Salida Aeropuerto Llegada Aeropuerto
tráfico aéreo intermedio
ruta de vuelo
Modelos de capas
Ejemplo: Viaje en avión:
Conclusiones:
El modelo en base a capas nos permite trabajar con sistemas complejos.
Nos permite además, la identificación de las partes del sistema y la interrelación entre ellas.
La modularidad facilita el mantenimiento y la actualización del sistema.
Modelo OSI
¿Qué es OSI?
Una sigla: Open Systems Interconnection
Conceptualmente: arquitectura general
requerida para establecer comunicación entre sistemas.
OSI puede verse de dos formas:
Como un estándar (norma ISO/IEC 7498-1).
Como un modelo de referencia.
Modelo OSI
El modelo de referencia OSI fue el primer intento exitoso para reglamentar la
comunicación de datos a través de cualquier medio.
Fue desarrollado por la International
Organization for Standarization (ISO) en
1984.
Modelo OSI
OSI es un modelo de referencia que muestra
como debe transmitirse un mensaje entre nodos en una red de datos.
El modelo OSI tiene 7 niveles de funciones (capas).
No todos los productos comerciales se adhieren al modelo OSI.
Sirve además para entender redes y desarrollo
de distintas aplicaciones de red.
Modelo OSI
Fundamento:
La idea principal en el modelo OSI es que el proceso de comunicación entre dos usuarios en una red de telecomunicaciones puede
dividirse en niveles (capas).
En el proceso de comunicación cada nivel
pone su granito de arena: el conjunto de
funciones que ese nivel “sabe” hacer.
Modelo OSI
Funcionamiento:
En la vida real, las 7 capas de funciones del modelo OSI están normalmente construidas como una combinación de:
1. Sistema Operativo (Windows XP, Win2003, Mac/OS ó Unix) 2. Aplicaciones (navegador, cliente de correo, servidor web) 3. Protocolos de transporte y de red (TCP/IP, IPX/SPX, SNA) 4. Hardware y software que colocan la señal en el cable conectado al computador (tarjeta de red y driver)
Al recibir el mensaje
“sube”
Al enviar el mensaje
“baja”
El mensaje “viaja” a través de la red
Nodo A Nodo B
Modelo OSI
Modelo basado en capas:
Modelo OSI
Las capas del modelo OSI reciben un nombre de acuerdo a su función.
Nodo A Nodo B
Red
Generalmente se construyen con hardware y software
Generalmente se construyen sólo con
software
Modelo OSI
Encapsulado:
Cuando un protocolo de una capa superior envía datos a su par en otro nodo, los entrega al protocolo de la capa inferior.
El protocolo de la capa inferior no sabe si el protocolo de nivel superior envía una imagen, un correo o una secuencia numérica.
Luego el protocolo del nivel inferior, para crear su mensaje, agrega una información de control (header) que es utilizada entre pares para comunicarse entre ellos.
Esta información de control generalmente es colocada al iniciar el mensaje.
En algunos casos se anexa información de control al final del mensaje y la llaman trailer.
Modelo OSI
Encapsulado:
A los datos entregados por el protocolo de la capa superior, dentro del mensaje, se le llama cuerpo del mensaje o payload.
La operación de “introducir” el mensaje del nivel superior detrás de un header o cabecera en el mensaje de nivel inferior se llama encapsulación.
Modelo OSI
Encapsulado:
Enlace (2)
Física (1)
Usuario en el Nodo A envía el mensaje “Tengo una idea.”
H4 H3
Tengo una idea.
Tengo una idea.
Teng H3 o una idea.
H4
H2 H3 H4 Teng T2 H2 H3 o una idea. T2
H2 H3 H4 Teng T2 H2 H3 o una idea. T2 Tengo una idea.
Tengo una idea.
Red (3) Transp. (4)
Sesión (5)
Los datos se encapsulan y se registra a qué protocolo de la capa superior le pertenece la carga útil (payload)
Modelo OSI
Encapsulado:
Física (1)
Usuario en el Nodo B recibe el mensaje “Tengo una idea.”
H4 H3
Tengo una idea.
Tengo una idea.
Teng H3 o una idea.
H4
H2 H3 H4 Teng T2 H2 H3 o una idea. T2
H2 H3 H4 Teng T2 H2 H3 o una idea.T2 Tengo una idea.
Tengo una idea.
Enlace (2) Red (3) Transp. (4)
Sesión (5)
Para entregar el mensaje al protocolo correcto, dentro de una capa, se usa la llave de multiplexación.
Modelo OSI
Niveles (capas):
Cada nivel (ó capa) tiene unas funciones precisas para resolver determinados problemas de la comunicación (“divide y vencerás”)
Aplicaciones de Red: transferencia de archivos Formatos y representación de los datos
Establece, mantiene y cierra sesiones Entrega confiable/no confiable de “mensajes”
Entrega los “paquetes” y hace enrutamiennto Transfiere “frames”, chequea errores
Transmite datos binarios sobre un medio
Nivel OSI Función que ofrece
Nivel 7 - Aplicación
La capa de aplicación está cerca al usuario (no ofrece servicios a otras capas del modelo OSI):
Es el nivel más alto en la arquitectura OSI.
Define la interfaz entre el software de comunicaciones y cualquier aplicación que necesite comunicarse a través de la red.
Las otras capas existen para prestar servicios a esta capa.
Las aplicaciones están compuestas por procesos.
Un proceso de aplicación se manifiesta en la capa de
aplicaciones como la ejecución de un protocolo de
aplicación.
Nivel 6 - Presentación
Define el formato de los datos que se intercambiarán:
Asegura que la información enviada por la capa de aplicación de un nodo sea entendida por la capa de aplicación del otro nodo.
Si es necesario, transforma a un formato de representación común .
Negocia la sintáxis de transferencia de datos para la capa de aplicación (estructura de datos).
Ejemplo: formato GIF, JPEG ó PNG para imágenes.
Nivel 5 - Sesión
Define cómo iniciar, coordinar y terminar las conversaciones entre aplicaciones (llamadas sesiones):
Administra el intercambio de datos y sincroniza el diálogo entre niveles de presentación (capa 6) de cada sistema.
Ofrece las herramientas para que la capa de aplicación, la de presentación y la de sesión reporten sus problemas y los recursos disponibles para la comunicación (control del diálogo –sesión- entre aplicaciones)
Lleva control de qué flujos forman parte de la misma
sesión y qué flujos deben terminar correctamente.
Nivel 4 - Transporte
Proporciona un número amplio de servicios. Asegura la entrega de los datos entre procesos que han establecido una sesión y que se ejecutan en diferentes nodos:
Evita que las capas superiores se preocupen por los detalles del transporte de los datos hasta el proceso correcto.
Hace multiplexamiento para las aplicaciones:
¿cuál es la aplicación/servicio destino/origen?
Segmenta bloques grandes de datos antes de transmitirlos (y los reensambla en le nodo destino).
Asegura la transmisión confiable de los mensajes .
No deja que falten ni sobren partes de los mensajes trasmitidos (si es necesario, hace retransmisión de mensajes).
hace control de flujo y control de congestión.
Nivel 3 - Red
Entrega los paquetes de datos a la red correcta, al nodo correcto, buscando el mejor camino (es decir, permite el intercambio de paquetes):
Evita que las capas superiores se preocupen por los
detalles de cómo los paquetes alcanzan el nodo destino correcto.
En esta capa se define la dirección lógica de los nodos.
Esta capa es la encargada de hacer el enrutamiento y el direccionamiento.
Enrutamiento: ¿cuál es el mejor camino para llegar a la red destino?
Direccionamiento: ¿cuál es el nodo destino?
Nivel 2 - Enlace
Inicia, mantiene y libera los enlaces de datos entre dos nodos:
Hace transmisión confiable (sin errores) de los datos sobre un medio físico (un enlace)
Define la dirección física de los nodos
Construye los “frames”
También debe involucrarse con el orden en que lleguen los frames, notificación de errores físicos, reglas de uso del medio físico y el control del flujo en el medio.
