Arquitectura de Redes: Funcionalidades y Unidades de Datos en el Modelo OSI

Este documento detalla la función de las capas fundamentales del Modelo OSI (Open Systems Interconnection), especificando la Unidad de Protocolo de Datos (PDU) asociada a cada una. Además, se exponen las diferencias clave entre el modelo OSI y el modelo híbrido de redes.

Funciones de las Capas del Modelo OSI y sus PDU

Capa Física

La función primordial de la capa física es establecer el método por el cual la secuencia de bits (0s y 1s) se transforma en magnitudes físicas (voltaje, corriente, frecuencia, etc.) que son susceptibles de ser transmitidas a través de un medio físico (aire, par trenzado, coaxial, fibra, etc.).

• Los protocolos de esta capa especifican cómo debe modularse la señal y cómo debe ser el medio transmisor (cables y conectores) para garantizar la correcta propagación de cada bit.
• PDU de la Capa Física: El Bit.

Capa de Enlace de Datos

Esta capa se encarga de asegurar la transmisión correcta de una trama de bits entre dos dispositivos directamente conectados.

• En medios compartidos (half duplex), los protocolos de esta capa establecen mecanismos de arbitraje para evitar que múltiples dispositivos accedan simultáneamente al medio, previniendo colisiones de tramas.
• Otra función esencial es verificar que la trama recibida es idéntica a la enviada por el dispositivo adyacente.
• El dispositivo característico en redes conmutadas es el conmutador (switch).
• PDU de la Capa de Enlace: La Trama.

Capa de Red

La función principal de la capa de red es determinar la ruta o camino que seguirá un paquete desde el origen hasta el destino final a través de la red.

• El dispositivo característico de esta capa es el encaminador (router).
• Los protocolos de capa de red definen los mecanismos que los routers utilizan para descubrir las rutas más adecuadas para cada paquete, aunque no garantizan la entrega final al destinatario.
• PDU de la Capa de Red: El Paquete, el cual encapsula la información de origen y destino.

Capa de Transporte

En el emisor, la capa de transporte se encarga de fragmentar la información a transmitir en paquetes para su envío a través de la red. En el receptor, su función es verificar la correcta recepción de todos los paquetes y recomponer la información original.

• Esta capa garantiza el intercambio de datos de extremo a extremo (desde la aplicación emisora hasta la aplicación receptora).
• Los protocolos más populares son TCP (Transmission Control Protocol) y UDP (User Datagram Protocol).
• PDU de la Capa de Transporte: El Segmento.

Diferencias entre el Modelo OSI y el Modelo Híbrido

El modelo híbrido representa una combinación práctica entre el Modelo OSI y el Modelo TCP/IP.

Comparativa Estructural

Las funcionalidades de las capas de Red y Transporte son prácticamente idénticas en los tres modelos (OSI, TCP/IP e Híbrido).

Tratamiento de Capas Bajas

El modelo híbrido mantiene las capas Física y de Enlace separadas, tal como ocurre en el Modelo OSI.

Agrupación de Capas Superiores

A diferencia del OSI, el modelo híbrido agrupa las funcionalidades de las capas de Sesión, Presentación y Aplicación del modelo OSI en una única Capa de Aplicación, siguiendo la estructura del modelo TCP/IP.

La subdivisión en capas propuesta por el modelo híbrido es la que se emplea habitualmente en la práctica de las redes actuales.