Modelo OSI y TCP/IP: Fundamentos de Redes y Protocolo ARP

El Modelo OSI: Capas y Funciones Esenciales

A continuación, se detallan y enumeran cada una de las capas del Modelo OSI, junto con una breve explicación de sus funciones:

• Capa 7: Aplicación

  Programas de aplicación que utilizan la red (ej. Outlook, navegadores web).

• Capa 6: Presentación

  Estandariza la forma en que se presentan los datos, asegurando la compatibilidad entre diferentes sistemas (ej. formatos de imagen, cifrado).

• Capa 5: Sesión

  Gestiona las operaciones entre aplicaciones cooperativas, administrando y controlando las conexiones (establecimiento, mantenimiento y finalización de sesiones).

• Capa 4: Transporte

  Proporciona servicios de detección y corrección de errores, asegurando la entrega fiable de datos. Se encarga de segmentar los datos, enviarlos y rearmarlos en el destino.

• Capa 3: Red

  Se encarga de normar cómo se enviarán y recibirán los paquetes de datos a través de direcciones IP, gestionando el enrutamiento entre redes.

• Capa 2: Enlace de Datos

  Proporciona el envío de tramas de datos entre dispositivos conectados directamente en la misma red, gestionando el acceso al medio físico y la detección de errores a nivel de trama.

• Capa 1: Física

  Define las características físicas del medio de red (cables, conectores, señales eléctricas/ópticas) y la transmisión de bits brutos.

Capas del Modelo TCP/IP (Alternativo)

Este modelo, aunque diferente al OSI, también describe la comunicación de red en capas:

• Capa 4: Aplicación

  Proceso donde el mensaje se entrega en su formato final (ej. HTML) a la siguiente capa, interactuando directamente con las aplicaciones de usuario.

• Capa 3: Transporte

  Los datos se dividen en segmentos, a los cuales se les asigna una etiqueta para los procesos a ejecutar, gestionando la comunicación de extremo a extremo.

• Capa 2: Internet

  Aquí los segmentos se encapsulan dentro de un paquete IP, al cual se le añade un encabezado que contiene la dirección IP de cada host, permitiendo el enrutamiento entre redes.

• Capa 1: Acceso a la Red

  Los paquetes IP se encapsulan en una trama que contiene la información de la dirección física (MAC), gestionando el acceso al medio físico y la transmisión de datos en la red local.

Protocolo de Resolución de Direcciones (ARP)

El ARP (Address Resolution Protocol) es un protocolo fundamental para la comunicación en redes locales, encargado de traducir direcciones IP a direcciones MAC.

Comunicación dentro de una Red de Área Local (LAN)

Cuando un host necesita comunicarse con otro host dentro de la misma LAN, el proceso de ARP se desarrolla de la siguiente manera:

1. El host emisor envía un mensaje de solicitud de ARP a toda la LAN.
2. Esta solicitud de ARP es un mensaje de broadcast, lo que significa que es recibido por todos los dispositivos en la red.
3. La solicitud de ARP contiene la dirección IP del dispositivo de destino.
4. Cada dispositivo en la LAN examina la solicitud de ARP para ver si contiene su propia dirección IP.
5. Solamente el dispositivo con la dirección IP contenida en la solicitud de ARP responde con una respuesta de ARP.
6. La respuesta de ARP incluye la dirección MAC asociada con la dirección IP solicitada, permitiendo al host emisor establecer la comunicación directa.

Comunicación hacia una Red Externa

Cuando un host necesita enviar un mensaje a una red remota (fuera de su LAN), debe utilizar un router, también conocido como "Gateway Predeterminado".

El Gateway Predeterminado es la dirección IP de una interfaz de un router que se encuentra en la misma red que el host emisor. El host envía el paquete al gateway, y el router se encarga de reenviarlo a la red de destino.

Protocolos Comunes por Capa del Modelo OSI

A continuación, se listan algunos de los protocolos más comunes asociados a cada capa del Modelo OSI:

• Aplicación: HTTP, DNS, SMTP, SNMP, FTP, POP3
• Presentación: XDR, ASN.1, SMB, AFP
• Sesión: TLS, SSH, RPC, NetBIOS, TELNET
• Transporte: TCP, UDP, RTP, SCTP, SPX
• Red: IP, ICMP, IGMP, X.25, ARP, RARP, OSPF, RIP
• Enlace de Datos: Ethernet, Token Ring, PPP, HDLC
• Física: Bits, Cable, Fibra Óptica