El modelo OSI (III)
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El modelo OSI

El Modelo de Referencia de Interconexi�n de Sistemas Abiertos, OSI-RM (Open System Interconection-Reference Model) proporcion� a los fabricantes un conjunto de est�ndares que aseguraron una mayor compatibilidad e interoperabilidad entre los distintos tipos de tecnolog�a de red utilizados por las empresas a nivel mundial.

Para poder simplificar el estudio y la implementaci�n de la arquitectura necesaria, la ISO dividi� el modelo de referencia OSI en capas, entendi�ndose por capa una entidad que realiza de por s� una funci�n espec�fica.
Cada capa define los procedimientos y las reglas (protocolos normalizados) que los subsistemas de comunicaciones deben seguir, para poder comunicarse con sus procesos correspondientes de los otros sistemas. Esto permite que un proceso que se ejecuta en una computadora, pueda comunicarse con un proceso similar en otra computadora, si tienen implementados los mismos protocolos de comunicaciones de capas OSI.

Los criterios que llevaron a este modelo de referencia fueron:

• Deber� crearse una nueva capa siempre que se precise un nuevo grado de abstracci�n.
• A cada capa deber� asignarse un numero bien definido de funciones propias.
• La funcionalidad de cada capa deber� tener en cuenta la posibilidad de definir protocolos normalizados a nivel internacional.
• La frontera de las capas ser� tal que se minimice el flujo de informaci�n a trav�s de la interfaz entre ambas.
• El numero de capas ser� lo suficientemente grande como para no reunir en un nivel funcionalidades distinta y lo suficientemente peque�o para que el resultado final sea manejable en la pr�ctica.BBB

En el modelo de referencia OSI hay siete capas numeradas, cada una de las cuales ilustra una funci�n de red particular. La divisi�n de la red en siete capas presenta las siguientes ventajas:

1. Divide la comunicaci�n de red en partes m�s peque�as y sencillas.
2. Normaliza los componentes de red para permitir el desarrollo y el soporte de los productos de diferentes fabricantes.
3. Permite a los distintos tipos de hardware y software de red comunicarse entre s� de una forma totalmente definida. Impide que los cambios en una capa puedan afectar las dem�s capas, de manera que se puedan desarrollar con m�s rapidez.
4. Divide la comunicaci�n de red en partes m�s peque�as para simplificar el aprendizaje.

Una analog�a del sistema de capas puede ser la forma en que una carta es enviada desde el emisor hasta el destinatario. En este proceso intervienen una serie de entidades o capas (carteros, oficinas postales, medios de transporte, etc.), cada una de las cuales realiza una serie de funciones espec�ficas, necesarias para el funcionamiento de las dem�s y para la entrega efectiva de la carta.

Las sietes capas OSI son:

Capa 7: La capa de aplicaci�n.

La capa de aplicaci�n es la capa del modelo OSI m�s cercana al usuario, y est� relacionada con las funciones de mas alto nivel, proporcionando soporte a las aplicaciones o actividades del sistema, suministrando servicios de red a las aplicaciones del usuario y definiendo los protocolos usados por las aplicaciones individuales.

Es el medio por el cual los procesos las aplicaciones de usuario acceden a la comunicaci�n por red mediante el entorno OSI, proporcionando los procedimientos precisos para ello.

Los procesos de las aplicaciones se comunican entre s� por medio de entidades de aplicaci�n propias, estando �stas controladas por protocolos espec�ficos de la capa de aplicaci�n, que a su vez utilizan los servicios de la capa de presentaci�n, situada inmediatamente debajo en el modelo.

Difiere de las dem�s capas debido a que no proporciona servicios a ninguna otra capa OSI, sino solamente a aplicaciones que se encuentran fuera del modelo (procesadores de texto, hojas de c�lculo, navegadores web, etc.).

La capa de aplicaci�n establece la disponibilidad de los diversos elementos que deben participar en la comunicaci�n, sincroniza las aplicaciones que cooperan entre s� y establece acuerdos sobre los procedimientos de recuperaci�n de errores y control de la integridad de los datos.

Capa 6: La capa de presentaci�n.

La capa de presentaci�n proporciona sus servicios a la capa de aplicaci�n, garantizando que la informaci�n que env�a la capa de aplicaci�n de un sistema pueda ser entendida y utilizada por la capa de aplicaci�n de otro, estableciendo el contexto sint�ctico del di�logo.

Su tarea principal es aislar a las capas inferiores del formato de los datos de las aplicaciones espec�ficas, transformando los formatos particulares (ASCII, EBCDIC, etc.) en un formato com�n de red, entendible por todos los sistemas y apto para ser enviado por red.

Es tambi�n las responsable de la obtenci�n y de la liberalizaci�n de la conexi�n de sesi�n cuando existan varias alternativas disponibles.

Para cumplir estas funciones, la capa de presentaci�n realiza las siguientes operaciones:

• Traducir entre varios formatos de datos utilizando un formato com�n, estableciendo la sintaxis y la sem�ntica de la informaci�n transmitida. Para ello convierte los datos desde el formato local al est�ndar de red y viceversa.
• Definir la estructura de los datos a transmitir. Por ejemplo, en el caso de un acceso a base de datos, definir el orden de transmisi�n y la estructura de los registros.
• Definir el c�digo a usar para representar una cadena de caracteres (ASCII, EBCDIC, etc).
• Dar formato a la informaci�n para visualizarla o imprimirla. Comprimir los datos si es necesario.
• Aplicar a los datos procesos criptogr�ficos cuando sea necesario.

Capa 5: La capa de sesi�n.

La capa de sesi�n proporciona sus servicios a la capa de presentaci�n, proporcionando el medio necesario para que las entidades de presentaci�n de dos host que se est�n comunicando por red organicen y sincronicen su di�logo y procedan al intercambio de datos.

Sus principales funciones son:

• Establecer, administrar y finalizar las sesiones entre dos hosts (m�quinas en red) que se est�n comunicando.
• Si por alg�n motivo una sesi�n falla por cualquier causa ajena al usuario, restaurar la sesi�n a partir de un punto seguro y sin perdida de datos o, si esto no es posible, terminar la sesi�n de una manera ordenada, chequeando y recuperando todas sus funciones, evitando as� problemas en sistemas transaccionales.
• Sincronizar el di�logo entre las capas de presentaci�n de los dos hosts y administrar su intercambio de datos, estableciendo las reglas o protocolos para el dialogo entre m�quinas, regulando quien habla y por cuanto tiempo.
• Conseguir una transferencia de datos eficiente y un registro de excepciones acerca de los problemas de la capa de sesi�n, presentaci�n y aplicaci�n.
• Manejar tokens . Los tokens son objetos abstractos y �nicos que se usan para controlar las acciones de los participantes en la comunicaci�n, base de ciertos tipos de redes, como Token Ring o FDDI.
• Hacer checkpoints, que son puntos de recuerdo en la transferencia de datos, necesarios para la correcta recuperaci�n de sesiones perdidas.

Capa 4: La capa de transporte.

La capa de transporte proporciona sus servicios a la capa de sesi�n, efectuando la transferencia de datos entre dos entidades de sesi�n.

Para ello, divide los datos originados en el host emisor en unidades apropiadas, denominadas segmentos , que vuelve a reensamblar en el sistema del host receptor.

Mientras que las capas de aplicaci�n, presentaci�n y sesi�n est�n relacionadas con aspectos de las aplicaciones de usuario, las tres capas inferiores se encargan del transporte de datos. Adem�s, la capa de transporte es la primera que se comunica directamente con su capa par de destino, ya que la comunicaci�n de las capas anteriores es de tipo m�quina a m�quina.

La capa de transporte intenta suministrar un servicio de transporte de datos que a�sle las capas superiores de los detalles del mismo, encarg�ndose de conseguir una transferencia de datos segura y econ�mica y un transporte confiable de datos entre los nodos de la red.

Para ello, la capa de transporte establece, mantiene y termina adecuadamente los circuitos virtuales, proporcionando un servicio confiable mediante el uso de sistemas de detecci�n y recuperaci�n de errores de transporte.

Se conocen con el nombre de circuitos virtuales a las conexiones que se establecen dentro de una red. En ellos no hay la necesidad de tener que elegir una ruta nueva para cada paquete, ya que cuando se inicia la conexi�n se determina una ruta de la fuente al destino, ruta que es usada para todo el tr�fico de datos posterior.

Podemos resumir las funciones de la capa de transporte en los siguientes puntos:

• Controlar la interacci�n entre procesos usuarios en las m�quinas que se comunican.
• Incluir controles de integraci�n entre usuarios de la red para prevenir perdidas o doble procesamiento de transmisiones.
• Controlar el flujo de transacciones y el direccionamiento de procesos de maquina a procesos de usuario.
• Asegurar que se reciban todos los datos y en el orden adecuado, realizando un control de extremo a extremo.
• Aceptar los datos del nivel de sesi�n, fragment�ndolos en unidades m�s peque�as aptas para el transporte confiable, llamadas segmentos, que pasa luego a la capa de red para su env�o.
• Realizar funciones de control y numeraci�n de las unidades de informaci�n (los segmentos).
• Reensamblar los mensajes en el host destino, a partir de los segmentos que lo forman.
• Garantizar la transferencia de informaci�n a trav�s de la red.

Capa 3: La capa de red.

La capa de red proporciona sus servicios a la capa de transporte, siendo una capa compleja que proporciona conectividad y selecci�n de la mejor ruta para la comunicaci�n entre m�quinas que pueden estar ubicadas en redes geogr�ficamente distintas.

Es la responsable de las funciones de conmutaci�n y enrutamiento de la informaci�n (direccionamiento l�gico), proporcionando los procedimientos necesarios para el intercambio de datos entre el origen y el destino, por lo que es necesario que conozca la topolog�a de la red (forma en que est�n interconectados los nodos), con objeto de determinar la ruta m�s adecuada.

Sus principales funciones son:

• Dividir los mensajes de la capa de transporte (segmentos) en unidades m�s complejas, denominadas paquetes , a los que asigna las direcciones l�gicas de los host que se est�n comunicando.
• Conocer la topolog�a de la red y manejar el caso en que la m�quina origen y la m�quina destino est�n en redes distintas.
• Encaminar la informaci�n a trav�s de la red en base a las direcciones del paquete, determinando los m�todos de conmutaci�n y enrutamiento a trav�s de dispositivos intermedios (routers).
• Enviar los paquetes de nodo a nodo usando un circuito virtual o datagramas.
• Ensamblar los paquetes en el host destino.

En esta capa es donde trabajan los routers, dispositivos encargados de encaminar o dirigir los paquetes de datos desde el host origen hasta el host destino a trav�s de la mejor ruta posible entre ellos.

Capa 2: La capa de enlace de datos.

La capa de enlace proporciona sus servicios a la capa de red, suministrando un tr�nsito de datos confiable a trav�s de un enlace f�sico.

Se ocupa del direccionamiento f�sico, la topolog�a de red, el acceso a la misma, la notificaci�n de errores, la formaci�n y entrega ordenada de datos y control de flujo.

Su principal misi�n es convertir el medio de transmisi�n en un medio libre de errores de cualquier tipo, realizando para ello las siguientes funciones:

• Establecer los medios necesarios para una comunicaci�n confiable y eficiente entre dos m�quinas en red.
• Agregar una secuencia especial de bits al principio y al final de los paquetes de datos, estructurando este flujo bajo un formato predefinido, denominado trama , que suele ser de unos cientos de bytes.
• Sincronizar el env�o de las tramas, transfiri�ndolas de una forma confiable libre de errores. Para detectar y controlar los errores se a�aden bits de paridad, se usan CRC (C�digos C�clicos Redundantes) y env�o de acuses de recibo positivos y negativos, y para evitar tramas repetidas se usan n�meros de secuencia en ellas.
• Controlar la congesti�n de la red.
• Regular la velocidad de tr�fico de datos.
• Controlar el flujo de tramas mediante protocolos que proh�ben que el remitente env�e tramas sin la autorizaci�n expl�cita del receptor, sincronizando as� su emisi�n y recepci�n.
• Encargarse del acceso de los datos al medio (soportes f�sicos de la red).

Capa 1: La capa f�sica.

La misi�n principal de esta capa es transmitir bits por un canal de comunicaci�n, de manera que cuanto env�e el emisor llegue sin alteraci�n al receptor.

La capa f�sica proporciona sus servicios a la capa de enlace de datos, definiendo las especificaciones el�ctricas, mec�nicas, de procedimiento y funcionales para activar, mantener y desactivar el enlace f�sico entre sistemas finales, relacionando la agrupaci�n de circuitos f�sicos a trav�s de los cuales los bits son transmitidos.

Sus principales funciones las podemos resumir en:

• Definir las caracter�sticas materiales (componentes y conectores mec�nicos) y el�ctricas (niveles de tensi�n) que se van a usar en la transmisi�n de los datos por los medios f�sicos.
• Definir las caracter�sticas funcionales de la interfaz (establecimiento, mantenimiento y liberaci�n del enlace f�sico).
• Transmitir el flujo de bits a trav�s del medio.
• Manejar voltajes y pulsos el�ctricos.
• Especificar cables, conectores y componentes de interfaz con el medio de transmisi�n, polos en un enchufe, etc.
• Garantizar la conexi�n (aunque no la fiabilidad de �sta).

Esta capa solamente reconoce bits individuales.