Modelo OSI

El internet se desarrolló para brindar una red de comunicación que pudiera continuar funcionando en tiempos de guerra. Aunque la Internet ha evolucionado en formas muy diferentes a las imaginadas por sus creadores, todavía se basa en un conjunto de protocolos.

Es muy útil conocer los modelos OSI y TCP/IP para comprender como se produce la comunicación de los distintos dispositivos. Cada modelo ofrece su propia estructura para explicar cómo funciona una red, pero los dos comparten muchas características.

Modelo OSI:

Siempre es conveniente comenzar con un poco de historia, el modelo OSI  fue creado y publicado en el año 1984 por la ISO (Organización de Estándares Internacionales) para unificar criterios referente a los sistemas de comunicaciones y es llamado así por las siglas en ingles de Open Systems Interconnection, lo que traducido al español significa sistemas de interconexión abiertos,  es normal que nos  preguntemos ¿Por qué lo crearon?, la respuesta es que aunque a la mayoría de las personas les parezca sencillo, conectar en red dos equipos o conectarlo al internet, esto es un complicado problema de ingeniería. Cuando se abordó dicho problema de tal magnitud, la forma de solucionarlos fue dividir el problema grande en problemas pequeños. Esto es lo que propone el modelo de redes OSI. Este modelo divide el “gran problema” en 7 pequeños problemas a los que se conoce como los siete niveles o capas del  OSI. La división también se hizo pensando en facilitar la evolución. Es decir una persona puede desarrollar tecnologías para cualquier capa, sin tener que preocuparse por los demás.

Las siete capas o niveles son los siguientes:

Estas capas son las encargadas de transportar todos los datos a través de las redes. Pero antes de explicar la función de cada nivel,es conveniente hablar un poco sobre que es un protocolo de red, debemos saber que es un protocolo para lograr comprender por qué los necesitamos.Podemos definir protocolo, como el conjunto de normas que regulan la comunicación (establecimiento, mantenimiento y cancelación) entre los distintos componentes de una red informática. Pera entender mejor este concepto hagamos una analogía mas apagada a nuestra vida diaria. Cuando dos personas quieren comunicarse entre ellas, se puede tener el caso que, ambas hablen el mismo idioma. Cuando esto sucede se debe saber cuándo hablar y cuando dejar de hacerlo para escuchar. Por supuesto, también es posible el caso de una comunicación en diversas lenguas, por ejemplo, un venezolano comunicándose con un francés y un japonés, pero en este caso, debe haber una traducción.

En las redes de computadoras,la comunicación entre terminales se basa en la misma idea. Y el lenguaje que ellas usan se llama protocolo de comunicación,el cual es solamente un conjunto de reglas a seguir para corregir el envío y recepción de información.

Una vez aclarado el punto continuamos con la explicación de cada capa del modelo OSI:

7	aplicación
6	presentación
5	sesión
4	transporte
3	red
2	enlace de datos
1	física

A su vez, esos 7 niveles se pueden subdividir en dos categorías, las capas superiores y las capas inferiores. Las 4 capas superiores trabajan con problemas particulares a las aplicaciones, y las 3 capas inferiores se encargan de los problemas pertinentes al transporte de los datos.

Capa 7 - Aplicación

Esta capa es la que el usuario esta mas acostumbrado a ver, es la encargada de las interfaces de usuario, que son las que generan  los  datos (correo electrónico, transferencia de archivos, etc.), es decir que esta capa tiene una  función muy especifica la cual es hacer el enlace entre los usuarios finales y los programas de comunicación.

Aquí es donde los datos son enviados y recibidos por los usuarios. Estas peticiones se realizan por las aplicaciones de acuerdo a los protocolos utilizados.

En resumen esta capa sería cualquier programa que le permita tratar con datos para después ser enviados por la red. (Outlook, Word, Live Messenger, etc.).

Capa 6 - Presentación

La capa de presentación garantiza que la información que envía la capa de aplicación de un sistema pueda ser leída por la capa de aplicación de otro. De ser necesario, la capa de presentación traduce entre varios formatos de datos utilizando un formato común. Entonces la capa de presentación tiene la función de formato de los datos, este formato incluye la compresión y cifrado de datos.

Es más fácil entender esta capa como la que traduce los datos en un formato que pueda entender el protocolo usado. Es como cuando mandamos un mensaje y debemos saber que nuestro idioma será entendido por el receptor, sencillo para nosotros con sólo escribir en español, pero en las computadoras como se manejan diferentes protocolos la capa 6 debe escoger el adecuado para que el mensaje pueda ser entendido

En cuanto a la compresión, podemos entender como un archivador de ficheros donde el transmisor comprime los datos en esa capa, y descomprime el receptor. Esto hace que la comunicación sea más rápida.

Capa 5: Sesión

El trabajo de la capa 5 es establecer mantener y terminar sesiones entre equipos remotos. 

Una sección es algo así como el entablar una comunicación por teléfono o  correo, pero para comunicarnos con alguna persona o institución no necesitamos haber iniciado una conversación con anterioridad. Imaginémoslo que para donde se necesita comunicar se exige que en primer lugar la identificación o datos de pertenecer a la institución y demás contenidos que nos identifiquen como miembros, esa es la labor de la capa de sesión establecer, administrar y finalizar las sesiones entre dos computadores que se están comunicando. También sincroniza el diálogo entre las capas de presentación y administra su intercambio de datos. 

Un punto importante aquí es la necesidad de sincronización entre los anfitriones, de lo contrario la comunicación se verá comprometida, incluso dejar de trabajar.

Esta capa añade marcas de los datos transmitidos. Por lo tanto, si la comunicación falla, puede ser reiniciado por última vez el marcado recibió válida.es decir Gestiona problemas ajenos a la comunicación.

Hasta los momentos se a pasado por las 3 primeras capas del modelo OSI, desde arriba hacia abajo, cabe preguntar ¿qué tipo de información manejan estas capas?, la respuesta sería: cualquiera que se origine en los programas de aplicación, descrita en una sola palabra seria: "Datos".Es importante mencionar que desde la capa 1 hasta la 4 son llamadas capas de transporte (Superiores) y las capas desde la 5 hasta la 7 capas de aplicación (Inferiores).Antes de hablar de las últimas cuatros capas, es importante hacer una observación. 

Es común que las capas del modelo OSI se agrupan en capas superiores e inferiores, como se dijo antes. Las tres primeras capas discutidas anteriormente se puede denominar como capas de aplicación (que no debe confundirse con la primera capa cuyo nombre también es de aplicación). Y las cuatro capas que vamos a describir ahora se conocen como capa de transporte (que no debe confundirse con la capa número 4 cuyo nombre también es de transporte).

A continuación veremos como se efectúa el proceso de envío de esa información a través de la red.

Capa 4: Transporte

La capa de transporte cumple una función vital, la misma debe garantizar la calidad en la entrega y recepción de datos.

Supongamos que queremos mandar una serie de datos las cual es muy grande, la capa de transporte segmenta los datos hasta convertirlos en pedazos manejables llamados “Segmentos”, por lo cual una de las tareas de esta capa es la de segmentar los datos en porciones manejables.

Es decir la capa de transporte segmenta los datos originados en el computador emisor y los re-ensambla en el computador receptor y es la encargada de asegurar un transporte confiable y de calidad. Otra función de esta capa es hacer frente a todas las cuestiones de transporte, entrega y recepción de datos de la red, con calidad de servicio.

Capa 3: Red

Este nivel define el enrutamiento y el envío de paquetes entre redes.La capa de red es una capa compleja que proporciona conectividad y selección de ruta entre dos computadores en una red sin importar su ubicación geográfica. Para ello, cuenta con dispositivos que identifican el mejor camino posible a seguir, y que establecen dichas rutas.

Es la encargada de asignarle a un segmento los datos tales como direcciones de origen y destino y responsable de tráfico de los mismos. En el caso humano serían: nombre de ciudad, nombre de municipio, nombre de parroquia, código postal, dirección de calle y casa. 

Dicho en pocas palabras la capa 3 es la que  encamina la información a través de lared, la cual en la mayoría de los casos suele ser muy compleja.Además de esto esta capa define el estado de los mensajes que se envían a los distintos computadores de la red.

Capa 2: Enlace de Datos

Este nivel proporciona facilidades para la transmisión de bloques de datos entre dos computadores en la red. Básicamente organiza los 1's y los 0's del nivel físico en formatos o grupos lógicos de información, para detectar errores en el nivel físico.

Otra de sus funciones es establecer esquema de detección de errores para:

 Las retransmisiones o reconfiguraciones de la red.

 Establecer el método de acceso que la computadora debe seguir para transmitir y recibir mensajes.

         Realizar la transferencia de datos a través del enlace físico.

 Enviar bloques de datos con el control necesario para la sincronía.

 En general controla el nivel y es la interfaces con el nivel de red, al comunicarle a este una transmisión libre de errores.

En resumen, la capa de enlace de datos proporciona tránsito de datos confiable a través de un enlace físico. Dicho de otra forma es el encargado de transportar por los cables o medios físicos los datos y controla posibles errores entre dos puntos.

Capa 1: Nivel Físico

Para entender mejor el funcionamiento de la capa uno, es conveniente mencionar que la señal se transmite en forma de impulsos y se transforma en 0's y 1's. En el caso de las señales eléctricas, por ejemplo, si la señal tiene un voltaje negativo, se identifica como 0. Y si tiene un voltaje positivo, se identifica como 1.

La función del nivel físico es definir el medio de comunicación utilizado para la transferencia de información, disponer del control de este medio y especificar bits de control, esto es posible realizando los siguientes pasos:

 Definir conexiones físicas entre computadoras.

 Describir el aspecto mecánico de la interface física.

 Describir el aspecto eléctrico de la interface física.

 Describir el aspecto funcional de la interface física.

 Definir la Técnica de Transmisión.

 Definir el Tipo de Transmisión.

 Definir la Codificación de Línea.

 Definir la Velocidad de Transmisión.

 Definir el Modo de Operación de la Línea de Datos.

La capa física define las especificaciones eléctricas, mecánicas, de procedimiento y funcionales para activar, mantener y desactivar el enlace físico (es decir todo el cableado y sus especificaciones, que permiten a las computadoras en una red comunicarse). 

En resumen la capa uno es medio de transmisión. (Este medio son los cables, conectores, voltajes, entre otros.) Y su función es recibir los datos e iniciar el proceso (o lo contrario, introducir datos y completar el proceso).Conectando físicamente a dos computadores.

Una vez visto el modelo OSI los invito a ver el protocolo TCP/IP el cual es un poco mas simple.