Fundamentos de Redes y Telecomunicaciones: Modelo OSI y Protocolos Esenciales

Las Siete Capas del Modelo OSI: Funciones Esenciales

Capa 1 o Nivel Físico: Se ocupa de los aspectos físicos y mecánicos de los dispositivos. En esta capa se produce la transformación de los bits de un paquete de datos en una señal física que podemos enviar a través de hilos de cobre, fibra óptica o el aire.

Capa 2 o Nivel de Enlace de Datos: Se asegura de que no se produzcan errores en el medio de transmisión y regula la comunicación. En esta capa se realiza el direccionamiento físico.

Esta capa se divide a su vez en dos subcapas:

• MAC (Control de Acceso al Medio): Verifica si el canal de transmisión está libre.
• LLC (Control de Enlace Lógico): Se ocupa del control de errores y del control de la velocidad en el envío y recepción de paquetes.

Capa 3 o Nivel de Red: Se encarga de buscar la mejor ruta (*path*). En esta capa se realiza el direccionamiento lógico.

Capa 4 o Nivel de Transporte: Su función es transportar los datos desde el origen hasta el destino. También puede ayudar proporcionando la calidad de servicio (QoS) solicitada.

Capa 5 o Nivel de Sesión: Establece una sesión entre los dos participantes de la comunicación. Se encarga del establecimiento, el mantenimiento y la interrupción de la sesión.

Capa 6 o Nivel de Presentación: Se encarga de la sintaxis o formato de los datos. También comprime y codifica la información para que, si es interceptada por otro equipo, no sea capaz de leerla.

Capa 7 o Nivel de Aplicación: Proporciona la interfaz para que las aplicaciones contacten con los usuarios. En esta capa se gestiona la entrada y salida de datos.

2.1 El Modelo de Referencia OSI

El modelo OSI es un modelo conceptual, propuesto para que quien quiera implementar una red sepa cómo hacerlo. Por lo tanto, el modelo OSI es un modelo de referencia.

OSI: Open Systems Interconnection (Interconexión de Sistemas Abiertos).

La ISO/OSI definió un conjunto de capas, donde cada capa ofrece una serie de servicios. De esta manera, todas las funciones del modelo quedan organizadas.

Conceptos Clave del Modelo de Referencia

• Familia de Protocolos: Conjunto de protocolos relacionados.
• Interfaz (Interface): Normas de comunicación que existen entre capas adyacentes.
• ISO: International Organization for Standardization (Organización Internacional de Estandarización).
• Protocolo: Conjunto de reglas y normas establecidas de mutuo acuerdo para la comunicación.
• Roseta: Punto de conexión donde se conecta el cable de red que sale de cada ordenador.
• SAI (Sistema de Alimentación Ininterrumpida): Aparato que funciona con baterías, de tal manera que si la electricidad deja de funcionar, proporciona un tiempo (generalmente 5-10 minutos) para cerrar los programas y apagar el equipo de forma segura.
• Sistema Abierto: Máquina capaz de realizar funciones de manera automática y que puede comunicarse con otros sistemas.

2.2 Protocolos de Comunicación

El protocolo es para las máquinas lo que el lenguaje de comunicación es para nosotros. Los protocolos facilitan la comunicación entre ordenadores, siempre que ambos equipos tengan instalado el mismo protocolo.

Tres fabricantes importantes y sus protocolos históricos asociados son: Microsoft (NetBeui), Apple (TCP/IP) y Novell (IPX/SPX).

Protocolos de Red Modernos

• HTTP/2 y TLS 1.3: TLS 1.3 utiliza claves efímeras para mejorar la seguridad.
• QUIC: Protocolo que utiliza HTTP sobre UDP.
• DoH (DNS over HTTPS): Protocolo para el envío y recepción de paquetes DNS cifrados. Con este protocolo se mejora la privacidad al evitar la interceptación de consultas DNS.

2.2.1 Clasificación de Protocolos

Los protocolos se pueden clasificar según su diseño:

• Protocolos Abiertos: Diseñados según estándares públicos.
• Protocolos Cerrados o Propietarios: Diseñados por una empresa privada.

A. Protocolos Orientados a Conexión

Requieren que se establezca un canal de comunicación previo entre el emisor y el receptor antes de la transferencia de datos. Esto garantiza que la comunicación sea más segura y permite la confirmación de la recepción de la solicitud de transmisión. Son más seguros, pero más lentos (ejemplo: TCP).

B. Protocolos No Orientados a la Conexión

No requieren el establecimiento de un canal previo antes de comenzar con el envío de información.

2.3 Espacios de las Redes Locales

Los siguientes espacios son importantes en la infraestructura de redes locales:

1. Las salas de trabajo donde se encuentran los ordenadores. El cableado que conecta estos equipos se denomina cableado horizontal.

2. Los cuartos de telecomunicaciones o armarios que almacenan los dispositivos específicos de red. El cableado que conecta estos cuartos se denomina cableado vertical o de backbone.

3. Las salas donde se encuentran los servidores, denominadas CPD (Centro de Procesamiento de Datos).

4. El punto por el que se reciben los servicios externos, denominado cuarto de entrada de servicios.