PDF de programación - Modelos de red - Manual de redes de computadoras

2.1. MODELO DE REFERENCIA ISO/OSI.



El modelo OSI (Open Systems Interconnection, interconexión de sistemas
abiertos) fue un intento de la Organización Internacional de Normas (ISO) para
la creación de un estándar que siguieran los diseñadores de nuevas redes.

El modelo OSI, patrocinado por la Comunidad Europea y más tarde, por el
gobierno de los Estados Unidos, nunca llegó a tener la implantación esperada.
Entre otros motivos, porque el modelo TCP/IP ya había sido aceptado por
aquella época entre investigadores los cuales se resistieron a un cambio que,
para la mayoría, era un cambio a peor.

Las bases que sustentan Internet son realmente sencillas y quizás esto ha sido
la clave de su éxito; el modelo OSI, en cambio, fue tan ambicioso y complejo
que terminó arrinconado en las estanterías de los laboratorios.

Se trata de un modelo teórico de referencia: únicamente explica lo que debe
hacer cada componente de la red sin entrar en los detalles de implementación.

Según Gerardo Jiménez Rochabrum. “El modelo OSI, define como los
fabricantes de productos de hardware y software, pueden crear productos que
funcionen con los productos de los fabricantes, sin necesidad de controladores
especiales o equipamiento opcional”.

La Tabla, muestra las 7 capas del modelo ISO/OSI. Las tres primeras capas
se utilizan para enrutar, esto es, mover la información de unas redes a otras.
En cambio, las capas superiores son exclusivas de los nodos origen y destino.
La capa física está relacionada con el medio de transmisión. En el extremo
opuesto se encuentra la capa de aplicación.



Capa

Nivel

Función / Característica

7

Aplicación

6

Presentación

5

Sesión

4

Transporte

3

Red

2

Enlace de
datos

1

Físico

Programas de aplicación que usa la
red.
Estandariza la forma en que se
presentan los datos a las aplicaciones.
Gestiona las conexiones entre
aplicaciones cooperativas.
Proporciona servicios de detección y
corrección de errores.
Gestiona conexiones a través de la red
para las capas superiores.
Proporciona servicio de envío de datos
a través del enlace físico.
Define las características físicas de la
red material.

Es la propuesta que hizo la ISO (International Standards Organization) para
estandarizar la interconexión de sistemas abiertos.


Lic. Hercules Hernán Huamán Paucar


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Un sistema abierto se refiere a que es independiente de una arquitectura
específica.

La siguiente Tabla, relaciona las capas con las principales tecnologías y
protocolos que intervienen en cada una de las capas en una red.



Capa

Nivel

Tecnologías y Protocolos de Red

7

Aplicación

DNS, FTP, HTTP, IMAP, IRC, NFS,
NNTP, NTP, POP3, SMB/CIFS, SMTP,
SNMP, SSH, TELNET, SIP.

6
5
4

3

2

Red

Enlace de
datos

1

Física

Presentación XML, ASN, MIME, SSL/TLS.
Sesión
Transporte

NETBIOS, RPC.
TCP, SCTP, SPX, UDP.
IP, APPLE TALK, IPX, NETBEUI, X.25,
ICMP, IGMP
ETHERNET, ATM, FRAME RELAY,
HDLC, PPP, TOKEN RING, WI-FI,
STP, ARP, RARP.
Cable de par trenzado, cable coaxial,
cable fibra óptica, microondas, radio.



La Ilustración siguiente, muestra el nivel o capa donde funcionan los equipos de
red.



Según Alberto León-García, Indra Widjaja. “El modelo de referencia OSI divide
el proceso global de comunicación en funciones que son desempeñadas por
varias capas. En cada capa, un proceso en una computadora desarrolla una
conversación con un proceso paritario en la otra computadora.”



Cada capa añade algo nuevo a la comunicación, como vamos a ver ahora:


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Capa física. Se refiere a medio físico real en el que ocurre la

comunicación. Este puede ser un cable CAT5 de cobre, un par de fibras
ópticas, ondas de radio, o cualquier medio capaz de transmitir señales.
Cables cortados, fibras partidas, e interferencias de RF constituyen, todos,
problemas de capa física. Se encarga de la transmisión de bits por un medio
de transmisión, ya sea un medio guiado (un cable) o un medio no guiado
(inalámbrico). Esta capa define, entre otros aspectos, lo que transmite cada
hilo de un cable, los tipos de conectores, el voltaje que representa un 1 y el
que representa un 0. La capa física será diferente dependiendo del medio
de transmisión (cable de fibra óptica, cable par trenzado, enlace vía satélite,
etc.) No interpreta la información que está enviando: sólo transmite ceros y
unos.

Capa de enlace de datos. La comunicación en esta capa se define

se define como de enlace-local porque todos los nodos conectados a esta
capa se comunican directamente entre sí. En redes modeladas de acuerdo
con Ethernet, los nodos se identifican por su dirección MAC (Control de
Acceso al medio). Este es un número exclusivo de 48 bits asignado de
fábrica a todo dispositivo de red. Envía tramas de datos entre hosts (o
routers) de una misma red. Delimita las secuencias de bits que envía a la
capa física, escribiendo ciertos códigos al comienzo y al final de cada trama.
Esta capa fue diseñada originalmente para enlaces punto a punto, en los
cuales hay que aplicar un control de flujo para el envío continuo de grandes
cantidades de información. Para las redes de difusión (redes en las que
muchas computadoras comparten un mismo medio de transmisión) fue
necesario diseñar la llamada subcapa de acceso al medio. Esta subcapa
determina quién puede acceder al medio en cada momento y cómo sabe
cada host que un mensaje es para él, por citar dos problemas que se
resuelven a este nivel.



Capa de red. Esta es la capa donde ocurre el enrutamiento. IP es el

más común de la capa de red. Se encarga de transferir los paquetes desde
la capa de enlace local a la de otras redes. Los enrutadores cumplen esta
función en una red por medio de al menos dos interfaces de red, una en
cada una de las redes que se va interconectar. Se encarga del
encaminamiento de paquetes entre el origen y el destino, atravesando
tantas redes intermedias como sean necesarias. Los mensajes se
fragmentan en paquetes y cada uno de ellos se envía de forma
independiente. Su misión es unificar redes heterogéneas: todos los host
tendrán un identificador similar a nivel de la capa de red (en Internet son las
direcciones IP) independientemente de las redes que tengan en capas
inferiores (Token Ring con cable coaxial, Ethernet con cable de fibra óptica,
enlace submarino, enlace por ondas, etc.).

Capa de transporte. Provee un método para obtener un servicio

particular en un nodo de red específico. El protocolo TCP garantiza que
todos los datos lleguen a destino y se reorganicen y entreguen a la próxima
capa en el orden apropiado. UDP es un protocolo no orientado a conexión
comúnmente usado para señales de video y audio de flujo continuo.
Únicamente se preocupa de la transmisión origendestino. Podemos ver esta
capa como una canalización fiable que une un proceso de un host con otro
proceso de otro host. Un host puede tener varios procesos ejecutándose:
uno para mensajería y otro para transferir archivos, por ejemplo. No se
preocupa del camino intermedio que siguen los fragmentos de los
mensajes. Integra control de flujo y control de errores, de forma que los
datos lleguen correctamente de un extremo a otro.


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Capa de sesión. Maneja la sesión de comunicación lógica entre

aplicaciones. NetBios y RPC son dos ejemplos de protocolo en ésta capa.
Se encarga de iniciar y finalizar las comunicaciones. Además proporciona
servicios mejorados a la capa de transporte como, por ejemplo, la creación
de puntos de sincronismo para recuperar transferencias largas fallidas.

Capa de presentación. Tienen que ver con representación de datos,

antes de que lleguen a la aplicación. Esta incluye codificación MIME,
compresión de datos, compresión de formato, ordenación de los bytes, etc.
Codifica los datos que recibe de la capa de aplicación a un sistema
convenido entre emisor y receptor, con el propósito de que tanto textos
como números sean interpretados correctamente. Una posibilidad es
codificar los textos según la tabla ASCII y los números en complemento a
dos.

Capa de aplicación. Es la capa con la que la mayoría de los usuarios

tiene contacto y es el nivel en el que ocurre la comunicación humana. HTTP,
FTP y STP son todos protocolos de la capa de aplicación. El usuario se
ubica por encima de esta capa interactuando con la aplicación. Aquí se
encuentran los protocolos y programas que utiliza el usuario para sus
comunicaciones en red. Esta capa tendrá que ser adaptada para cada tipo
de computador, de forma que sea posible el envío de un correo electrónico
(u otros servicios) entre sistemas heterogéneos como Macintosh, Linux o
Windows.


La Ilustración, muestra los protocolos más importantes y su relación en cada
capa o nivel del modelo ISO / OSI.



El modelo divide las redes en capas. Cada una de estas capas debe tener una
función bien definida y relacionarse con sus capas inmediatas mediante unos
interfaces también bien definidos. Esto debe permitir la sustitución de una de las
capas sin afectar al resto, siempre y cuando no se varíen los interfaces que la
relacionan con sus capas superior e inferior.



2.2. MODELO TCP/IP.



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