Funcionamiento del Modelo OSI

CAPA DE RED:

El nivel de red o capa de red, proporciona conectividad y selección de ruta entre dos sistemas de hosts que pueden estar ubicados en redes geográficamente distintas. Debe asegurar que los datos lleguen desde el origen al destino, aunque no tengan conexión directa. Para la consecución de su tarea, puede asignar direcciones de red únicas, interconectar subredes distintas, encaminar paquetes, utilizar un control de congestión y control de errores.

Funciones:

• Enrutamiento.
• Control de tráfico de subred: los enrutadores (sistemas intermedios de capa de red) pueden indicar a una estación emisora que disminuya la frecuencia de transmisión de tramas cuando el búfer del enrutador se llene.
• Fragmentación de trama: si determina que el tamaño de la unidad de transmisión máxima (MTU) que sigue en el enrutador es inferior al tamaño de la trama.
• Asignación de direcciones lógico-físicas: traduce direcciones lógicas, o nombres, en direcciones físicas.
• Cuentas de uso de subred: dispone de funciones de contabilidad para realizar un seguimiento de las tramas reenviadas por sistemas intermedios de subred.

Servicio orientado a conexión: Datagramas: Cada paquete se encamina independientemente, sin que el origen y el destino tengan que pasar por un establecimiento de comunicación previo. Circuitos virtuales: En una red de circuitos virtuales dos equipos que quieran comunicarse tienen que empezar por establecer una conexión.

Algunos protocolos que trabajan en la capa de red son:

• IP (IPv4, IPv6, IPsec)
• OSPF
• IS-IS
• ARP
• RARP
• RIP
• ICMP
• ICMPv6
• IGMP
• DHCP
• X.25

CAPA DE TRANSPORTE:

Se encarga de que los mensajes se entregan sin errores, en secuencia y sin pérdidas o duplicaciones. Libera a los protocolos de capas superiores de saber cómo es la transferencia de datos entre ellos y sus pares. El tamaño y la complejidad de un protocolo de transporte dependen del tipo de servicio que pueda obtener de la capa de transporte. Si la capa de red no es confiable o solo admite datagramas, el protocolo de transporte debería incluir detección y recuperación de errores extensivos.

Funciones:

• Segmentación de mensajes: acepta un mensaje de la capa (de sesión) que tiene por encima, lo divide en unidades más pequeñas (si no es aún lo suficientemente pequeño) y transmite las unidades más pequeñas a la capa de red. La capa de transporte en la estación de destino vuelve a ensamblar el mensaje.
• Confirmación de mensaje: proporciona una entrega de mensajes confiable de extremo a extremo con confirmaciones.
• Control del tráfico de mensajes: indica a la estación de transmisión que "dé marcha atrás" cuando no haya ningún búfer de mensaje disponible.
• Multiplexación de sesión: multiplexa varias secuencias de mensajes, o sesiones, en un vínculo lógico y realiza un seguimiento de qué mensajes pertenecen a qué sesiones.

Para lograr este objetivo, la Capa de Transporte, hace uso de los servicios proporcionados por la capa de red. El hardware o software que se encarga del trabajo se llama entidad de transporte que puede estar: -En la Tarjeta de interfaz de red -En el núcleo del sistema operativo -En un proceso de usuario independiente -En un paquete de biblioteca que forma parte de las aplicaciones de la red.

Hay dos tipos de servicio

de transporte: orientado a conexiones y sin conexiones, (al igual que en el servicio de red), en ambos casos las conexiones tienen tres fases: -Establecimiento -Transferencia de Datos –Liberación

Los protocolos más importantes de la capa de transporte son TCP y UDP

CAPA DE SESION:

Permite establecer sesiones entre procesos que se ejecutan en diferentes estaciones.

Funciones:

• Establecer un camino de comunicación lógico (conexión de sesión) con otra entidad de aplicación, utilizarlo para intercambiar datos (unidades de diálogo) y liberar la conexión de una forma ordenada.
• Soporte de sesión: realiza las funciones que permiten a estos procesos comunicarse a través de una red, ejecutando la seguridad, el reconocimiento de nombres, el registro, etc.
• Establecer puntos de sincronización durante un diálogo y, en caso de ocurrir errores, reanudar el diálogo a partir de un punto de sincronización convenido.
• Interrumpir (suspender) un diálogo y reanudarlo después en un punto convenido de antemano.
• Mantener informada de ciertas excepciones que pueden surgir de la red subyacente durante una sesión.

Esta capa maneja 3 protocolos:

• SQL: SQL Server Azure Services es esencialmente una instancia de SQL Server que se expone en la internet, funcionando desde los servidores de Microsoft.
• RPC: es un protocolo que permite a un programa de ordenador ejecutar código en otra máquina remota sin tener que preocuparse por las comunicaciones entre ambos.
• NETBIOS: es, en sentido estricto, una especificación de interfaz para acceso a servicios de red, es decir, una capa de software desarrollado para enlazar un sistema operativo de red con hardware específico.

CAPA DE PRESENTACION:

La capa de presentación da formato a los datos que deberán presentarse en la capa de aplicación. Se puede decir que es el traductor de la red. Esta capa puede traducir datos de un formato utilizado por la capa de la aplicación a un formato común en la estación emisora y a continuación, traducir el formato común a un formato conocido por la capa de la aplicación en la estación receptora.

Funciones:

• Conversión de código de caracteres: por ejemplo, de ASCII a EBCDIC.
• Conversión de datos: orden de bits, CR-CR/LF, punto flotante entre enteros, etc.
• Compresión de datos: reduce el número de bits que es necesario transmitir en la red.
• Cifrado de datos: cifra los datos por motivos de seguridad. Por ejemplo, cifrado de contraseñas.
• Aplicar a los datos procesos criptográficos.
• Definir la estructura de datos a transmitir.

Algunos protocolos de la capa de presentación son:

• ASN.1: forma normalizada de representar datos.
• MIME: se usa para transportar los archivos adjuntos en protocolos como HTTP o SMTP.

Los estándares de esta capa para imágenes son:

• GIF: Un formato de imagen utilizado en los primeros tiempos de las comunicaciones, en las famosas BBS o boletines electrónicos.
• TIFF (Formato de archivo de imagen etiquetado): Un formato para imágenes con asignación de bits de alta resolución.
• JPEG (Grupo conjunto de expertos fotográficos): Formato gráfico utilizado para fotografía e imágenes complejas con buena calidad/compresión.

Los estándares de esta capa para sonido y películas son:

• MIDI: (Interfaz digital para instrumentos musicales) para música digitalizada.
• MPEG (Grupo de expertos en películas): Estándar para la compresión y codificación de vídeo.
• QuickTime: Estándar para el manejo de audio y vídeo para los sistemas operativos de los MAC.

CAPA DE APLICACIÓN:

El nivel de aplicación actúa como interfaz entre los usuarios y las aplicaciones para tener acceso a servicios de red. Los protocolos de capa de aplicación se utilizan para intercambiar los datos entre los programas que se ejecutan en los hosts de origen y destino. Existen muchos protocolos de capa de aplicación y siempre se desarrollan protocolos nuevos.

Funciones:

• Uso compartido de recursos y redirección de dispositivos.
• Acceso a archivos remotos.
• Acceso a la impresora remota.
• Comunicación entre procesos.
• Administración de la red.
• Servicios de directorio.
• Mensajería electrónica (como correo).
• Terminales virtuales de red.

Dentro de los protocolos más usados en la capa de aplicación tenemos:

• Protocolo de servicio de nombres de dominios (DNS): se utiliza para resolver nombres de Internet en direcciones IP.
• Telnet: protocolo de emulación de terminal que se utiliza para proporcionar acceso remoto a servidores y dispositivos de red.
• Protocolo bootstrap (BOOTP): un precursor al protocolo DHCP.
• Protocolo de red que se utiliza para obtener información de dirección IP durante el arranque.
• Protocolo de configuración dinámica de host (DHCP): se utiliza para asignar una dirección IP, una máscara de subred, un gateway predeterminado y un servidor DNS a un host.
• Protocolo de transferencia de hipertexto (HTTP): se utiliza para transferir archivos que conforman las páginas Web de la World Wide Web.
• Protocolo de transferencia de archivos (FTP): se utiliza para la transferencia interactiva de archivos entre sistemas.
• Protocolo trivial de transferencia de archivos (TFTP): se utiliza para la transferencia activa de archivos sin conexión.
• Protocolo simple de transferencia de correo (SMTP): se utiliza para la transferencia de mensajes y archivos adjuntos de correo electrónico.

FUNCIONAMIENTO DEL MODELO:

Llamamos entidades a los elementos activos (hardware o software) que se hallan en cada una de las capas. Si las entidades residen en la misma capa de dos computadores, se les llama entidades pares. Si un computador (host A) debe enviar datos a otro computador (host B), los datos deben empaquetarse y ser preparados antes de transmitirse, por lo que se realiza un proceso denominado encapsulamiento, los datos se desplazan a través de las capas del modelo OSI, recibiendo encabezados, información de inicio y fin e información de control, en este proceso cada capa tiene una unidad de datos entrante y genera una unidad de datos saliente.

En este proceso llamamos: A) N-PDU (Unidad de datos de protocolo): es la información intercambiada entre las capas N pares (entidades pares) de dos hosts comunicados. Está compuesta por: *N-SDU (Unidad de datos del servicio) son los datos intercambiados por las unidades pares a través de la red. *N-PCI (Información de control del protocolo) Información intercambiada entre entidades pares conectadas para coordinar su operación conjunta. B) N-IDU (Unidad de datos de la interface): es el bloque de información transferido entre dos capas adyacentes del mismo host, a través de la interface entre ellas. Está compuesta por: *N-ICI (Información de control de la interface): es la información intercambiada entre una entidad y otra para coordinar la operación, controla la interface *Datos de Interface-(N) Información transferida entre entidades pares a través de la red, coincide con la (N+1) PDU.

En el proceso de atravesar todas las capas se van formando las PDU (Protocol Data Unit) o unidad de datos de protocolos, este proceso recibe el nombre de encapsulamiento en el host emisor, mientras que en el host receptor al subir por la pila de capas se revierte el proceso, implementado el desencapsulamiento.

*SERVICIOS OFERTADOS EN EL MODELO OSI: las entidades en un nivel N ofrecen servicios que son utilizados por las entidades del nivel N+1. El nivel N es el proveedor del servicio y el nivel N+1 el usuario del servicio. Los servicios están disponibles en los SAPs (Puntos de Acceso al Servicio). Los SAPs del nivel N son los puntos donde el nivel N+1 puede acceder a los servicios ofrecidos por este. Un servicio es requerido por el usuario o es ofertado por el proveedor del servicio mediante el intercambio de un conjunto de primitivas de servicio a través de la interfaz entre los niveles N y N+1, estas primitivas son cuatro: Request, Indication, Response, Confirm. En general, los servicios pueden ser confirmados o no, se denomina servicio confirmado a aquel que utiliza las cuatro primitivas (se produce un diálogo de control), mientras que un servicio sin confirmar solo hace uso de las primitivas Request e Indication. El establecimiento de una conexión siempre es un servicio confirmado, mientras que la transferencia de datos puede ser sin confirmar o no.

Los tipos de servicios comerciales (en la red) que encontramos son:

• Servicios orientados a la conexión: requieren el establecimiento inicial de una conexión y la ruptura o liberación al final de la misma. En esta conexión se produce el intercambio de datos del usuario. Los bloques de datos se reciben en el mismo orden en que fueron emitidos y todos los paquetes siguen la ruta conseguida en la conexión, por ejemplo, el servicio telefónico.
• Secuencia de mensajes: aquí se establecen fronteras que delimitan cada mensaje, hay un flujo de mensaje confiable (secuencia de páginas).
• Secuencias de bytes: no hay fronteras entre los mensajes, por lo que existe un flujo de bytes confiable cuya interpretación es responsabilidad del receptor (ingreso remoto).
• Conexión no confiable (voz digitalizada).
• Servicios sin conexión: comunicación sin realizar una conexión con el destinatario. Se envían paquetes de datos con la dirección de destino, es la red la encargada de conducir los datos por una ruta apropiada. En algunos casos, el receptor debe enviar acuse de recibo al emisor, por ejemplo, el sistema postal.
• Servicio de datagrama sin confirmación, no necesita confirmación del receptor, el datagrama no es confiable, por ejemplo, el protocolo IP, correo electrónico spam.
• Servicio de datagrama con confirmación, requiere confirmación del emisor, es un datagrama con acuse de recibo (correo electrónico con acuse de recibo, correo registrado).
• Servicio de petición y respuesta: a cada petición le sigue un mensaje de respuesta que contiene los datos solicitados (consulta de base de datos).