Historia
A principios
de 1980 el desarrollo de redes originó desorden en muchos sentidos. Se produjo
un enorme crecimiento en la cantidad y tamaño de las redes. A medida que las
empresas tomaron conciencia de las ventajas de usar tecnologías de conexión,
las redes se agregaban o expandían a casi la misma velocidad a la que se
introducían las nuevas tecnologías de red.
Para mediados de 1980, estas empresas comenzaron a sufrir
las consecuencias de la rápida expansión. De la misma forma en que las personas
que no hablan un mismo idioma tienen dificultades para comunicarse, las redes
que utilizaban diferentes especificaciones e implementaciones tenían
dificultades para intercambiar información. El mismo problema surgía con las
empresas que desarrollaban tecnologías de conexiones privadas o propietarias.
"Propietario" significa que una sola empresa o un pequeño grupo de
empresas controlan todo uso de la tecnología. Las tecnologías de conexión que
respetaban reglas propietarias en forma estricta no podían comunicarse con
tecnologías que usaban reglas propietarias diferentes.
Modelo
de Referencia OSI
Fue
desarrollado en 1980 por la Organización Internacional de Estándares (ISO),1 una federación global de
organizaciones que representa aproximadamente a 130 países. El núcleo de este
estándar es el modelo de referencia OSI, una normativa formada por siete capas
que define las diferentes fases por las que deben pasar los datos para viajar
de un dispositivo a otro sobre una red de comunicaciones.
Siguiendo el esquema de este modelo se crearon numerosos
protocolos. El advenimiento de protocolos más flexibles donde las capas no
están tan desmarcadas y la correspondencia con los niveles no era tan clara
puso a este esquema en un segundo plano. Sin embargo es muy usado en la
enseñanza como una manera de mostrar cómo puede estructurarse una
"pila" de protocolos de comunicaciones.
El modelo especifica el protocolo que debe ser usado en
cada capa, y suele hablarse de modelo de referencia ya que es usado como una
gran herramienta para la enseñanza de comunicación de redes.
Se trata de una normativa estandarizada útil debido a la
existencia de muchas tecnologías, fabricantes y compañías dentro del mundo de
las comunicaciones, y al estar en continua expansión, se tuvo que crear un
método para que todos pudieran entenderse de algún modo, incluso cuando las
tecnologías no coincidieran. De este modo, no importa la localización
geográfica o el lenguaje utilizado. Todo el mundo debe atenerse a unas normas
mínimas para poder comunicarse entre sí. Esto es sobre todo importante cuando
hablamos de la red de redes, es decir, Internet.
Este modelo está dividido en siete capas:
Capa Física
Es la que se
encarga de las conexiones globales de la computadora hacia la red, tanto en lo
que se refiere al medio físico como a la forma en la que se transmite la
información.
Sus principales
funciones se pueden resumir como:
·
Definir el medio o medios físicos por los que va a
viajar la comunicación: cable de pares trenzados (o no, como en RS232/EIA232),
coaxial, guías de onda, aire, fibra óptica.
·
Definir las características materiales (componentes
y conectores mecánicos) y eléctricas (niveles de tensión) que se van a usar en
la transmisión de los datos por los medios físicos.
·
Definir las características funcionales de la
interfaz (establecimiento, mantenimiento y liberación del enlace físico).
·
Transmitir el flujo de bits a través del medio.
·
Manejar las señales eléctricas del medio de
transmisión, polos en un enchufe, etc.
·
Garantizar la conexión (aunque no la fiabilidad de
dicha conexión)
Capa de Enlace de Datos
Esta
capa se ocupa del direccionamiento físico, de la topología de la red, del acceso
al medio, de la detección de errores, de la distribución ordenada de tramas y
del control del flujo. Es uno de los aspectos más importantes a revisar en el
momento de conectar dos ordenadores, ya que está entre la capa 1 y 3 como parte
esencial para la creación de sus protocolos básicos (MAC, IP), para regular la forma de la conexión entre computadoras
así determinando el paso de tramas (trama = unidad de medida de la información
en esta capa, que no es más que la segmentación de los datos trasladándolos por
medio de paquetes), verificando su integridad, y corrigiendo errores, por lo cual
es importante mantener una excelente adecuación al medio físico (los más usados
son el cable UTP, par trenzado o de 8 hilos), con el medio de red que redirecciona
las conexiones mediante un router. Dadas estas situaciones cabe recalcar que el
dispositivo que usa la capa de enlace es el Switch que se encarga de recibir
los datos del router y enviar cada uno de estos a sus respectivos destinatarios
(servidor -> computador cliente o algún otro dispositivo que reciba
información como celulares, tabletas y diferentes dispositivos con acceso a la
red, etc.), dada esta situación se determina como el medio que se encarga de la
corrección de errores, manejo de tramas, protocolización de datos (se llaman
protocolos a las reglas que debe seguir cualquier capa del modelo OSI).
Capa de Red
Se encarga de
identificar el enrutamiento existente entre una o más redes. Las unidades de
información se denominan paquetes, y se pueden clasificar en protocolos
enrutables y protocolos de enrutamiento.
El objetivo de la
capa de red es hacer que los datos lleguen desde el origen al destino, aun
cuando ambos no estén conectados directamente. Los dispositivos que facilitan
tal tarea se denominan encaminadores o enrutadores, aunque es más frecuente encontrarlo con el nombre
en inglés routers. Los routers trabajan en esta capa, aunque pueden
actuar como switch de nivel 2 en determinados casos, dependiendo de la función
que se le asigne. Los firewalls actúan sobre esta capa principalmente, para
descartar direcciones de máquinas.
En este nivel se
realiza el direccionamiento lógico y la determinación de la ruta de los datos
hasta su receptor final.
Capa de
Transporte
Capa
encargada de efectuar el transporte de los datos (que se encuentran dentro del
paquete) de la máquina origen a la de destino, independizándolo del tipo de red
física que se esté utilizando. La PDU de la capa 4 se llama Segmento o Datagrama, dependiendo
de si corresponde a TCP o UDP. Sus protocolos son TCP y UDP; el primero
orientado a conexión y el otro sin conexión. Trabajan, por lo tanto, con
puertos lógicos y junto con la capa red dan forma a los conocidos como Sockets IP: Puerto (191.16.200.54:80).
Capa de Sesión
Esta
capa es la que se encarga de mantener y controlar el enlace establecido entre
dos computadores que están transmitiendo datos de cualquier índole. Por lo
tanto, el servicio provisto por esta capa es la capacidad de asegurar que, dada
una sesión establecida entre dos máquinas, la misma se pueda efectuar para las
operaciones definidas de principio a fin, reanudándolas en caso de
interrupción. En muchos casos, los servicios de la capa de sesión son parcial o
totalmente prescindibles.
Capa de Presentación
El objetivo es
encargarse de la representación de la información, de manera que aunque
distintos equipos puedan tener diferentes representaciones internas de
caracteres los datos lleguen de manera reconocible.
Esta capa es la
primera en trabajar más el contenido de la comunicación que el cómo se
establece la misma. En ella se tratan aspectos tales como la semántica y la
sintaxis de los datos transmitidos, ya que distintas computadoras pueden tener
diferentes formas de manejarlas.
Esta capa también
permite cifrar los datos y comprimirlos. Por lo tanto, podría decirse que esta
capa actúa como un traductor.
Capa de
Aplicación
Ofrece a las
aplicaciones la posibilidad de acceder a los servicios de las demás capas y
define los protocolos que utilizan las aplicaciones para intercambiar datos,
como correo electrónico (Post Office Protocol y SMTP),
gestores de bases de datos y servidor de
ficheros (FTP), por UDP pueden
viajar (DNS y Routing Information Protocol).
Hay tantos protocolos como aplicaciones distintas y puesto que continuamente se
desarrollan nuevas aplicaciones el número de protocolos crece sin parar.
Cabe aclarar que
el usuario normalmente no interactúa directamente con el nivel de aplicación.
Suele interactuar con programas que a su vez interactúan con el nivel de
aplicación pero ocultando la complejidad subyacente.
Unidades de Datos
El intercambio de
información entre dos capas OSI consiste en que cada capa en el sistema fuente
le agrega información de control a los datos, y cada capa en el sistema de
destino analiza y quita la información de control de los datos como sigue:
Si un ordenador
(A) desea enviar datos a otro (B), en primer término los datos deben
empaquetarse a través de un proceso denominado encapsulamiento, es decir, a
medida que los datos se desplazan a través de las capas del modelo OSI, reciben
encabezados, información final y otros tipos de información.
Transmisión de Datos
La capa de
aplicación recibe el mensaje del usuario y le añade una cabecera constituyendo
así la PDU de la capa de aplicación. La PDU se transfiere a la capa de
aplicación del nodo destino, este elimina la cabecera y entrega el mensaje al
usuario.
Para ello ha sido
necesario todo este proceso:
1.
Ahora hay que entregar la PDU a la capa de
presentación para ello hay que añadirle la correspondiente cabecera ICI y
transformarla así en una IDU, la cual se transmite a dicha capa.
2.
La capa de presentación recibe la IDU, le quita la
cabecera y extrae la información, es decir, la SDU, a esta le añade su propia
cabecera (PCI) constituyendo así la PDU de la capa de presentación.
3.
Esta PDU es transferida a su vez a la capa de sesión mediante el mismo proceso, repitiéndose
así para todas las capas.
4.
Al llegar al nivel físico se envían los datos que son recibidos por la
capa física del receptor.
5.
Cada capa del receptor se ocupa de extraer la
cabecera, que anteriormente había añadido su capa homóloga, interpretarla y
entregar la PDU a la capa superior.
6.
Finalmente llegará a la capa de aplicación la cual
entregará el mensaje al usuario.
