Modelo de referencia para la Interconexión de Sistemas Abiertos OSI (Open System Interconection) de ISO (International Standars Organization) 1984.

El modelo OSI identifica las capas involucradas en el sistema, las funciones y responsabilidades de cada capa y las relaciones existentes entre ellas.

Cada nivel proporciona algún servicio o acción que prepara los datos para entregarlos a otro equipo a través de la red. Los niveles están separados entre sí por límites llamados interfaces y las peticiones ocurren a través de estas.

Relación entre los niveles del Modelo OSI

Cada capa actúa como si interactuara directamente con su par en el equipo asociado. La red pasa el mensaje desde una unidad de software a otra, en el orden de los niveles. En el extremo receptor, el mensaje pasa a través de los niveles en el orden inverso.

Nivel Físico (1)

El nivel físico es el nivel inferior del Modelo OSI. Se encarga de establecer el circuito físico para que la información pueda moverse a través de él. La unidad de información que manipula son los bits y se encarga de que sean transmitidos correcta y ordenadamente. Las características físicas, eléctricas, funcionales y procedimentales para estableces, mantener y desconectar el enlace físico se encargan de:

• La descripción de los cables y conectores.
• El número y uso de los pines de cada conector.
• Cómo se conecta el cable a la tarjeta adaptadora de red. La técnica de transmisión que se utilizará para enviar los datos a través del cable de red.

Nivel de Enlace de Datos (2)

Se encarga de propiciar una transmisión libre de errores y de realizar el acceso al medio de comunicaciones. La unidad de información que maneja son las tramas, que son estructuras lógicas organizadas en las que se pueden colocar datos. El nivel de enlace incluye medios para distinguir entre los datos y la información de control.

Tiene dos extremos:

• Extremo origen: Envía las tramas de de datos desde el nivel de red al nivel físico.
• Extremo receptor: Empaqueta los bits en bruto desde el nivel físico a tramas de datos.

Una trama de datos simple contiene los siguientes componentes:

• Identificación de destino: representa la dirección del equipo al que se dirige la información.
• Control: la información de control se usa para la información del tipo de trama, enrutamiento y segmentación.
• Comprobación de Redundancia Cíclica (CRC): representa la información de corrección de errores y de comprobación para asegurar que la trama de datos se recibe correctamente.

Las funciones adicionales del nivel de enlace son:

• Retransmisión y otras formas de corrección de errores de transmisión.
• Supervisión de la conexión física.

Nivel de Red (3)

Es el responsable del direccionamiento de los mensajes y la conversión de las direcciones y nombres lógicos a direcciones físicas. Determina también el enrutamiento desde el equipo origen al destino. La unidad de información que maneja son los datagramas. Administra los problemas de tráfico de la red, tales como la conmutación de paquetes, el enrutamiento y el control de tráfico de datos. Cada equipo en la red se identifica por direcciones lógicas.

Nivel de Transporte (4)

Su principal responsabilidad es establecer, controlar y liberar las conexiones de transporte, las cuales son conexiones de extremo a extremo entre los sistemas de comunicaciones. La unidad de información que utiliza son los paquetes o segmentos. Se encarga de proporcionar un canal de comunicaciones libre de errores.

• En el extremo transmisor: re-empaqueta los mensajes, dividiendo los mensajes grandes en varios paquetes y colocando los paquetes pequeños juntos en un paquete grande.
• En el extremo receptor: desempaqueta los mensajes, vuelve a montar los mensajes originales y normalmente envía una señal como confirmación de recepción.

Nivel de Sesión (5)

Establece y termina la relación de comunicación de una forma adecuada, denominado Servicio de administración de la sesión. Una sesión se establece cada vez que un equipo de la red requiere utilizar los recursos informáticos de otro. Esta capa actúa como interfaz entre el usuario y la red. Este nivel proporciona la sincronización entre tareas de usuarios, colocando puntos de control en el flujo de datos.

Nivel de Presentación (6)

Se encarga de gestionar los formatos de los datos intercambiados entre los procesos que dialogan. También llamado traductor de la red. Realiza compresión de datos para reducir el número de bits necesarios para la transmisión.

• En el extremo emisor: Convierte los datos desde un formato enviado por el nivel de aplicación a otro formato intermedio reconocido.
• En el extremo receptor: Convierte el formato intermedio en un formato útil para el nivel de aplicación de ese equipo.

Entre los equipos que se comunican, esta capa lidia con:

• Diferente longitud de palabras
• Distintos códigos de caracteres en el computador fuente
• Distintas formas de representación de la información.

Nivel de Aplicación (7)

Es el único que no es completamente transparente al usuario, pues el usuario o utiliza para interactuar con el software y el hardware.

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Pila de Protocolos TCP/IP

TCP/IP es un grupo de protocolos que trabajan en niveles, que ha sido especificado para permitir la interconexión de redes informáticas y proporcionar comunicaciones en un entorno heterogéneo. A medida que una unidad de datos pasa de la aplicación hacia la tarjeta de red, pasa a través de sucesivos módulos de TCP/IP. En cada uno de estos módulos se les adiciona información requerida por el nivel TCP/IP equivalente en el otro extremo de la conexión. Asumiendo que la red sea de tipo Ethernet, cuando los datos llegan a la tarjeta de red, se han convertido en una trama Ethernet normalizada. Lo mismo ocurre inversamente en el equipo receptor.

El modelo de comunicación de datos utilizado por TCP/IP se basa en tres agentes denominados Procesos, Equipos y Redes. Los procesos son programas que se ejecutan en los equipos, los cuales son computadores interconectados, capaces de soportar múltiples procesos. A su vez, estos equipos se comunican entre sí por medio de la red.

Dentro de la arquitectura de TCP/IP pueden identificarse cuatro niveles principales:

• Nivel de enlace: sirve como interfaz con el nivel físico.
• Nivel de Red: está orientado al manejo y enrutamiento de Datagramas.
• Nivel de Transporte: permite el transporte confiable y no confiable de datos.
• Nivel de aplicación: Provee los Servicios de Red.

Nivel de Enlace (1)

Generalmente se encuentra conformado por la tarjeta de red correspondiente en el computador y el software necesario para enlazar la tarjeta con el sistema operativo, las cuales actúan en conjunto para manejar el intercambio de datos entre un equipo, la red a la cual se encuentra conectado y otro equipo dentro de la misma red.

Nivel de Red (2)

Se encarga del movimiento de los paquetes a través de la red. Los protocolos principales de este nivel son:

• Protocolo IP (Internet Protocol): Es un protocolo no orientado a conexión (no garantiza Control de flujo, de secuencia ni reconocimientos), responsable de proveer las funciones que permiten liberar un paquete desde una fuente a un destino, sobre un sistema interconectado de redes. Ejecuta una importante función llamada enrutamiento, eligiendo el camino que seguirán los datagramas desde el emisor hasta el receptor. No orientado a conexión significa que no se establece una sesión antes de transmitir los datos.

• Protocolo ICMP (Internet Control Message Protocol) Es un protocolo de soporte que utiliza IP para transmitir información de control y de errores acerca de las transmisiones de paquetes IP.

Nivel de Transporte (3)

Proporciona un flujo de datos entre dos equipos, para el nivel superior. Asegura la confiabilidad de los datos entre dos equipos TCP/IP. Los protocolos principales de este nivel son:

• Protocolo TCP (Transmission Control Protocol): Provee comunicaciones confiables, orientadas a conexión, para aplicaciones que transmiten grandes cantidades de datos y que requieren un reconocimiento de los datos recibidos. Utiliza un tipo de comunicación llamado flujo de datos (Secuencia de bytes). Divide y reensambla los segmentos de los datagramas, al inicio y final de los extremos, respectivamente, para garantizar un flujo ininterrumpido de datos. Utiliza puertos lógicos para identificar las aplicaciones que intercambian datos. Orientado a conexión significa que debe establecerse una sesión antes de que los dispositivos puedan empezar a intercambiar datos.

• Protocolo UDP(User Datagram Protocol): Provee comunicaciones no orientadas a conexión y no garantiza la entrega de paquetes. Es un protocolo "no confiable". Para la entrega de datos utiliza un "sobre" con el puerto origen, el puerto destino y los datos.

Nivel de Aplicación (4)

Se ejecuta el procesamiento final sobre los datos según la "operación" que se vaya a realizar sobre ellos. Sus principales protocolos son:

• SMTP (Protocolo Simple de Transferencia de Correo): para correo electrónico.
• FTP (Protocolo de Transferencia de Archivos): para intercambiar archivos entre equipos que ejecutan TCP/IP.
  • Define los procedimientos para la transferencia de archivos entre dos máquinas.
  • Aisla al usuario de las variaciones de los sistemas de almacenamiento de archivos entre dos hosts.
  • Transfiere datos de forma confiable y eficiente.
• SNMP (Protocolo Simple de Administración de Redes): para la administración de red.
• Telnet: para login remoto.

Los servicios de este nivel se ejecutan como procesos "demonios", que una vez inicializados, esperan a ser llamados para hacer una tarea específica. Una vez se les invoca, el demonio ejecuta su tarea y desaparece. Existen dos tipos de procesos demonio:

• Demonio Stand-alone: Ejecuta toda la tarea de un demonio.
• Demonio Servidor: Divide la tarea en dos procesos: Padre e Hijo.