Modelo OSI-TCP/IP (Capas)

Modelo OSI o TCP/IP

El modelo usado más comúnmente hoy en día es el modelo TCP/IP, más versátil y fiel a la realidad. Representa una infraestructura de red desde su parte física a la lógica.

Protocolos OSI	Modelo TCP/IP
Capa de aplicación
Capa de presentación	Aplicación
Capa de sesión
Capa de transporte	Transporte
Capa de red	Internet
Capa de enlace de datos	Enlace
Capa física

Modelo OSI

Capa 1: física

En la capa física se definen todos los aspectos relacionados con la utilización del medio físico para la transmisión de la información, así como la interacción física entre este y los distintos dispositivos o/y adaptadores de red.

En esta capa se regulan aspectos como:

●     Especificación física de los medios de transmisión.

●     Tipos de cableado, su estructuración, especificaciones físicas y las de sus conectores.

●     Distribución y regulación del espectro electromagnético para transmisiones sin cables.

●     La multiplexación de varias señales a través del mismo canal.

Capa 2: enlace de datos

En la capa de enlace de datos se definen todos los aspectos necesarios para el establecimiento de un enlace lógico fiable entre dos dispositivos conectados a un mismo medio de comunicación.

Los principales aspectos regulados son:

●     Garantizar la fiabilidad de la transmisión a través de de un enlace físico determinado:

○     La sincronización entre emisor y receptor.

○     La estructuración de los datos en tramas, bloques.

○     Control de errores.

○     Control de flujo.

○     Establecimiento de un tamaño mínimo y máximo para la trama.

●     Permitir el establecimiento de un enlace lógico entre dispositivos conectados a un mismo medio de comunicación:

○     La identificación unívoca de cada uno de los dispositivos conectados al medio o direccionamiento físico.

○     El mecanismo de establecimiento de enlaces lógicos.

○     Gestión de control de acceso al medio para impedir que las distintas transmisiones se mezclen.

○     Identificación del destino de las tramas (descarte, aceptación, conmutación...).

El nivel de enlace de datos suele dividirse en 2 subniveles:

●     Subnivel MAC o de control de acceso al medio: regular todos los aspectos que requieran interacción con la capa física.

●     subnivel LLC o de control de enlace lógico: regula todos los aspectos relacionados con las capas superiores, el establecimiento del enlace lógico y la fabricación de la trama.

Capa 3: red

En la capa de red se definen todos los aspectos necesarios para el establecimiento de enlaces lógicos entre dispositivos que se encuentran en redes distintas.

Los principales aspectos regulados son:

●     El direccionamiento lógico, que es la identificación de todos y cada uno de los dispositivos de una red y de sus comunes entre redes. El direccionamiento más habitual en redes locales es el direccionamiento IP.

●     La especificación de los tamaños máximos y mínimos de los bloques de datos, que reciben el nombre de paquetes.

●     La definición de los tipos de enlace que se quieran establecen. Se debe elegir entre modo datagrama y modo circuitos virtuales.

●     La definición de los mecanismos mediante los cuales los dispositivos que intercomunican las redes deciden la mejor ruta para intercomunicar los dispositivos terminales de una comunicación. A este proceso se le llama enrutamiento y lo realizan enrutadores o routers.

Capa 4: transporte

La capa de transporte tiene gran importancia ya que, a grandes rasgos, es la encargada de regular el flujo de información desde el origen hasta el destino de una manera sincronizada y precisa, proporcionando calidad en el servicio de la transmisión de datos.

Es la capa encargada de recoger el mensaje que llega desde las capas superiores, y dividirlo en segmentos para enviarlo de forma sincronizada y con control de flujo a la capa de transporte del destinatario, que recompondrá los segmentos recibidos enviados por el emisor. Entre sus principales funciones destacan:

●     Ofrece sus servicios a la capa de sesión.

●     Permite la interconexión de extremo a extremo entre aplicaciones que se encuentran en distintos dispositivos.

●     Permite identificar todas y cada una de las aplicaciones que se ejecutan en cada dispositivo de red.

●     Hace uso de los servicios proporcionados por la capa de red.

●     Establecer, mantener y terminar los circuitos virtuales que se crean durante la conexión para la transmisión de datos.

Entre los protocolos que destacan en esta capa se encuentran:

●     TCP (Transmission Control Protocol): Protocolo con verificación de llegado usado comúnmente en Internet.

●     UDP (User Datagram Protocol): Protocolo no orientado a la conexión. Se usa en conexiones sencillas y en aquellas en las que existe fiabilidad en la conexión entre los equipos.

Capa 5: sesión

La capa de sesión es la encargada de establecer, mantener y finalizar las sesiones de usuario entre dos ordenadores que se estén comunicando.

Es la encargada de verificar y permitir si el usuario puede realizar la solicitud a la otra parte. Sus principales funciones son:

●     Proporcionar sus servicios a la capa de presentación.

●     Efectuar un control de diálogo entre dos máquinas conectadas, ya que unas veces una hace de cliente y otras de servidor.

●     Proporcionar un sistema de puntos de restauración de manera que, ante fallos de conexión, puede restaurar la sesión sin pérdida de datos.

●     Permitir a los usuarios de distintos ordenadores establecer sesiones entre sí.

Algunos protocolos serían:

●     RPC (llamada de procedimiento remoto): permite a un programador ejecutar su código en una máquina remota sin preocuparse de cómo esté implementada la red.

●     SQL (lenguaje de consulta estructurado): Lenguaje que permite manipular y administrar bases de datos locales y en red.

Capa 6: presentación

La capa de presentación es la encargada de ofrecer un mecanismo de representación de los datos que deberán ser enviados a través de la red.

En esta capa se abarcan los diferentes formatos del mensaje. Así, por ejemplo, existen formatos de audio (mp3, flac...), texto (ASCII, UTF-8...), lenguajes de marcas (XML, XHTML...)

Capa 7: aplicación

La capa de aplicación es la encargada de interactuar con el usuario final y de proporcionarle los servicios de red necesarios para las aplicaciones que utiliza.

Esta capa no proporciona servicio a capas inferiores, sólo a otras aplicaciones. Algunas funciones de la capa de aplicaicón son:

●     Transferencia de ficheros.

●     Correo electrónico.

●     Navegación web.

Modelo TCP/IP

Capa de acceso a la red (enlace)

La capa de acceso a la red proporciona la transmisión de datos independentemente de la red que haya sido configurada.

Contiene las especificaciones para poder enviar datos al margen del tipo de red, ya sea Ethernet, Token Ring, u otra. Entre sus ventajas se encuentran:

●     Conversión de la señal analógica/digital: Especifica la conversión de los voltajes eléctricos que recibe cada equipo.

●     Sincronización al nivel de enlace de datos: permite que los equipos más rápidos no colapsen los más lentos.

Capa de Internet

La capa de Internet es la encargada de transmitir datagramas utilizando como direccionamiento los números de dirección IP.

Entre sus principales funciones se encuentran:

●     Aporta capacidad y control de mensajería. El protocolo que los define es ICMP (Internet Control Message Protocol), y su uso más extendido es el que se realiza con las herramientas ping o traceroute..

●     Definir la dirección física a partir de la dirección lógica: esto es, hacer uso del protocolo ARP para obtener la dirección MAC de los equipos cuando se sabe su dirección IP. Esto es importante porque es gracias a la dirección MAC que se pueden comunicar a nivel de enlace de datos los diferentes equipos.

●     Realizar la fragmentación y posteriores ensamblaje del datagrama.

Capa de transporte

La capa de transporte es la encargada de realizar una transmisión fiable entre las aplicaciones que quieren comunicarse.

Como pueden haber varias aplicaciones que quieren comunicarse al mismo tiempo, se introduce el concepto de puerto. Cada aplicación que quiera comunicarse lo hace por el puerto que se le asigna, de forma que no interferirá con otras aplicaciones.

Sus principales funciones son:

●     Dividir en segmentos los datos que le llegan a la capa de aplicación.

●     Proporcionar servicio extremo a extremo entre hosts conectados.

Capa de aplicación

Agrupa las aplicaciones de red que emplearán los servicios ofrecidos por las capas inferiores.

Algunos ejemplos son:

●     Telnet.

●     NFS.

●     FTP.

●     HTTP.

●     SSH.

●     POP.

●     SMTP.

●     DNS.

●     DHCP.