Modelo OSI: Guía completa de sus 7 capas

1. Introducción al Modelo OSI

La ISO (International Standard Organization) estableció un comité para desarrollar una arquitectura de protocolos que normalizara los futuros desarrollos en las redes de comunicación. El resultado fue la definición del modelo de referencia OSI (Interconexión de Sistemas Abiertos).

El modelo ISO/OSI tiene siete capas o niveles, diseñadas con arreglo a los siguientes principios:

1. Una capa se creará cuando se requiera un nivel diferente de abstracción.
2. Cada capa deberá realizar una función bien definida.
3. Se tendrá en cuenta la minimización del flujo de información.
4. El número de capas tendrá un tamaño adecuado.

El modelo OSI, por sí mismo, no es una arquitectura de red, ya que no especifica el protocolo que debe usarse en cada capa.

2. Niveles del Modelo OSI

2.1. Nivel 1: Físico

Se ocupa de la transmisión de bits a través de un canal de comunicación.

Se encarga de:

• Las conexiones físicas de la computadora hacia la red.
• Características del medio: tipo de cable o calidad del mismo.
• La forma en la que se transmite la información.

Se ocupa de:

• Propiedades físicas y características eléctricas de los componentes.
• Velocidad de transmisión: si esta es uni o bidireccional (símplex, dúplex o full-dúplex).
• Aspectos mecánicos de las conexiones y terminales, incluyendo la interpretación de las señales eléctricas/electromagnéticas.

Se encarga de:

• Transformar una trama de datos proveniente del nivel de enlace en una señal adecuada al medio físico.
• Transformar la señal transmitida en tramas de datos binarios que serán entregados al nivel de enlace (esto cuando actúa en modo recepción, que el trabajo es inverso).
• Transmitir los bits de información a través del medio utilizado para la transmisión.

Sus principales funciones:

1. Definir el medio o medios físicos.
2. Definir las características materiales y eléctricas.
3. Definir las características funcionales de la interfaz.
4. Transmitir el flujo de bits a través del medio.
5. Manejar las señales eléctricas/electromagnéticas.
6. Especificar cables, conectores y componentes.
7. Garantizar la conexión (aunque no su fiabilidad).

2.2. Nivel 2: Enlace

Funciones:

1. Sincronización de la trama.
2. Control de errores.
3. Control de flujo.
4. Coordinación de la comunicación.
5. Gestión de enlace.

Proporciona una transferencia fiable de datos a través del nivel físico (sin errores).

Proporciona las técnicas de codificación óptimas para el medio físico.

2.3. Nivel 3: Red

Hacer que los datos lleguen desde el origen al destino a través de encaminadores o routers.

Servicios proporcionados al nivel de transporte:

• Encaminamiento: elegir el camino apropiado.
• Control de congestión (para evitar sobrecargas).
• Resolver problemas de interconexión de redes.
• Incluye funciones de contabilidad (para el cobro de los servicios de subred).

Es el responsable de establecer, mantener y terminar las conexiones entre redes. Resuelve los problemas de comunicación entre distintas redes.

Decisión sobre cómo encaminar los paquetes del origen al destino.

2.4. Nivel 4: Transporte

Se encarga de:

• Selección del servicio de red.
• Determinar la necesidad de multiplexado.
• Optimizar el tamaño de la unidad de datos.
• Mapear las direcciones de transporte en red.
• Regular el flujo entre puntos finales.
• Segmentación o concatenación.
• Detección y recuperación de errores.

La principal función es aceptar los datos de la capa de sesión, dividirlos si es necesario y pasarlos a la capa de red.

Lo habitual es establecer una conexión de red distinta para cada conexión de transporte solicitada por la capa de sesión.

Determina qué tipo de servicio debe dar a la capa de sesión.

El tipo de conexión más habitual es el punto a punto libre de errores.

2.5. Nivel 5: Sesión

Facilita la estructura de control para la comunicación entre aplicaciones. Establece, gestiona y termina conexiones (sesiones) entre aplicaciones que están cooperando.

Gestiona el control de diálogo. Puede permitir que el tráfico vaya en las dos direcciones simultáneamente o, alternativamente, en cuyo caso determinará qué estación tiene el turno.

Otro servicio es la administración del testigo. Debe encargarse de la sincronización. Inserción de puntos de verificación en el flujo de datos.

2.6. Nivel 6: Presentación

Se encarga de la semántica de los datos (ya que pueden tener una representación distinta en cada máquina, ASCII, EBCDIC).

Funciones:

• Representación de datos.
• Forma de especificar y gestionar las estructuras de datos.
• Preservar el significado de la información.

Hace transformaciones sobre los datos.

2.7. Nivel 7: Aplicación

Proporciona diversos interfaces para las aplicaciones de usuario.

Contiene los programas de usuario, que son lo que llamamos aplicaciones.

Ejemplos: transferencia de ficheros, correo electrónico, etc.