Modelo OSI de ISO

Modelo OSI, ¿Qué es y en qué consisten sus capas?

En las redes existen dos tipos de modelos, los modelos de protocolos y los de referencia. 

Los modelos de protocolo proporcionan un modelo que representa con exactitud la estructura de una suite de protocolo en particular. Un modelo de referencia da una referencia común para mantener coherencia en todos los tipos de protocolos y servicios de red. Un modelo de referencia no está pensado para ser una especificación de implementación ni para proporcionar un nivel de detalle suficiente para definir de forma precisa los servicios de la arquitectura de red. El propósito principal de un modelo de referencia es asistir en la comprensión más clara de las funciones y los procesos involucrados. 

El modelo de interconexión de sistema abierto (OSI) es el modelo de referencia más usado y por ende mas conocido y se utiliza para diseñar redes de datos, especificaciones de funcionamiento y resolución de problemas.OSI fue aprobado por ISO (International Standards Organization) en el año 1984, bajo la norma ISO 7498. 

Existen siete capas en el modelo de referencia OSI: aplicación, presentación, sesión, transporte, red, enlace de datos, física. Y cada una de las cuales proporciona una función de red específica, a la división de las funciones se le denomina división en capas.

Las capas del modelo OSI son siete y con frecuencia se mencionan por número y no por nombre, estas son: 

Cada capa cumple con una función, las cuales serían las siguientes

Capa 7: capa de aplicación

La capa de aplicación es la más cercana al usuario final. Inicia la comunicación entre el usuario y las aplicaciones con las que interactúa personalmente. En esta capa, los datos se traducen de la sintaxis a la que se convirtió en algo que el usuario puede leer.

Algunos ejemplos de aplicaciones de capa 7 incluyen un navegador web como Chrome, Safari o Firefox, o una aplicación de correo electrónico. La capa 7 también puede identificar socios de comunicación, verificar qué recursos están disponibles y asegurarse de que la comunicación esté sincronizada correctamente.

Capa 6: capa de presentación

La capa de presentación se encarga de preparar los datos para la capa de aplicación. Los dos dispositivos que se comunican pueden utilizar diferentes métodos de codificación de sus datos. Por lo tanto, la capa 6 convierte los datos entrantes en algo que se puede leer en la capa de la aplicación. Esto incluye cifrar y descifrar datos.

La capa de presentación también comprime los datos que provienen de la capa de aplicación antes de enviarlos a la capa 5, la capa de sesión.

Capa 5: capa de sesión

La capa de sesión maneja la apertura y el cierre de las comunicaciones de red entre dos dispositivos que interactúan. La “sesión” se refiere al tiempo entre la apertura y el cierre de la interacción. La capa de sesión se asegura de que la sesión esté abierta durante un período suficiente para que se envíen todos los datos necesarios. Luego, la capa de sesión cierra la sesión para evitar gastar recursos innecesarios.

Además, sincroniza la transferencia de datos. Si se envía una gran cantidad de datos, la capa de sesión puede configurar puntos de control. Si la transmisión se interrumpe antes de que se descarguen todos los datos, los puntos de control permiten que la transmisión se reanude sin que vuelva a iniciarse.

Capa 4: capa de transporte

La capa de transporte maneja la comunicación de extremo a extremo entre los dispositivos que interactúan entre sí. La gestión de la comunicación implica tomar los datos en la capa de sesión y dividirlos en partes denominadas segmentos. La capa de transporte en el dispositivo que recibe la comunicación maneja el reensamblaje de los segmentos en datos que es consumible por la capa de sesión.

Además, la capa de transporte se encarga de administrar el flujo y cualquier mensaje de error necesario que deba enviarse en caso de que algo salga mal. Para administrar el flujo de datos, la capa de transporte se asegura de que no se envíe tan rápido que el dispositivo del receptor no pueda manejarlo. Para controlar errores, la capa de transporte verifica si los datos transmitidos se hicieron por completo. Si no lo es, esta capa solicitará una retransmisión.

La capa 4 es donde funcionan los números de puerto del Protocolo de control de transmisión (TCP) y del Protocolo de datagrama de usuario (UDP). Las direcciones de protocolo de Internet (IP) operan en la capa 3, la capa de red. TCP, UDP e IP son protocolos que facilitan la forma en que se envían y reciben los datos.

Capa 3: capa de red

La capa de red facilita la transferencia de datos cuando dos redes se comunican entre sí. Si dos dispositivos de comunicación utilizan la misma red, entonces no hay necesidad de la capa de red. La capa de red divide los segmentos que provienen de la capa de transporte. Estos se denominan paquetes. La división de los segmentos en paquetes ocurre en el dispositivo del remitente y se vuelven a ensamblar en el dispositivo receptor.

La capa de red también funciona como una herramienta de eficiencia. Descubre la ruta física óptima necesaria para llevar los datos a su destino. Esta función se denomina “enrutamiento”.

Capa 2: capa de enlace de datos

La capa de enlace de datos es como la capa de red, excepto que la capa de enlace de datos facilita la transferencia de datos entre dos dispositivos que utilizan la misma red. En la capa de enlace de datos, los paquetes se dividen en piezas denominadas marcos. De manera similar a la capa de red, la capa de enlace de datos maneja el control de flujo y error. La capa de transporte es diferente en que solo administra el flujo de datos y errores cuando dos redes se comunican entre sí.

Dentro de la capa de enlace de datos, tiene dos subcapas, las capas de control de acceso a medios (MAC) y control de enlace lógico (LLC). La mayoría de los switches realizan sus tareas en la capa 2. En algunos casos, los switches funcionan en la capa 3 porque facilitan la comunicación entre dos redes o redes virtuales de área local (VLAN). Esto debe suceder en la capa 3 porque, en estas situaciones, los datos deben enrutarse, que es una tarea de capa 3.

Capa 1: capa física

La capa física implica el equipo físico que transfiere datos, como conmutadores y cables. En esta capa, los datos se convierten en cadenas de 1 en 1 y 0 en 0. En la capa física, los dispositivos tienen que acordar un método para distinguir los 1 de los 0, lo que permite que los datos digitales sean interpretados adecuadamente por cada dispositivo.

La capa física incluye una variedad de componentes, como cables, la frecuencia de radio utilizada para transmitir datos, Wi-Fi y las otras estructuras físicas para transmitir datos, como pines, voltajes necesarios y tipos de puertos.

¿Cómo se produce la comunicación en el modelo OSI?

Las capas del modelo de interconexión de sistemas abiertos (OSI) están diseñadas para que una aplicación pueda comunicarse a través de una red con otra aplicación en un dispositivo diferente sin importar la complejidad de la aplicación y los sistemas subyacentes. Para ello, se utilizan varios estándares y protocolos para comunicarse con la capa superior o inferior. Cada una de las capas es independiente y solo conoce las interfaces para comunicarse con la capa superior e inferior. 

Al encadenar todas estas capas y protocolos, se pueden enviar comunicaciones de datos complejas de una aplicación de alto nivel a otra. El proceso funciona de la siguiente manera:

1. La capa de aplicación del remitente transfiere la comunicación de datos a la siguiente capa inferior.
2. Cada capa añade sus propios encabezados y direccionamientos a los datos antes de transmitirlos. 
3. La comunicación de datos desciende por las capas hasta que finalmente se transmite a través del medio físico.
4. En el otro extremo del medio, cada capa procesa los datos de acuerdo con los encabezados relevantes en ese nivel. 
5. En el extremo receptor, los datos suben por la capa y se desempaquetan gradualmente hasta que la aplicación del otro extremo los recibe.

En el siguiente video se brindará una historia corta de como fue formado el modelo OSI, siendo creado para brindar un protocolo abierto, sin embargo, su implementación demoró mucho y actualmente es muy usado en el ámbito educativo por lo segmentado y ampliado de sus capas.