Modelo OSI

Introducción

El modelo OSI explica cómo las computadoras envían datos entre sí en una red de manera estandarizada. Desarrollado a finales de la década de 1970, el modelo OSI divide la comunicación en red en siete capas distintas. Cada capa tiene funciones específicas e interactúa con las capas superiores e inferiores.

Si bien Internet moderno utiliza principalmente el modelo más sencillo TCP/IP, el modelo de 7 capas de OSI sigue siendo una herramienta esencial. Ayuda a los ingenieros de redes a diseñar redes, solucionar problemas y asegurar la interoperabilidad entre sistemas. Examinemos de cerca cada una de las siete capas del modelo OSI y cómo permiten las comunicaciones de red.

Las 7 Capas del Modelo OSI

Divida las siete capas del modelo OSI en dos grupos: capas superiores y capas inferiores. Las capas superiores (7, 6, 5) se centran en las aplicaciones y en cómo los usuarios interactúan con los datos. Las capas inferiores (4, 3, 2, 1) manejan el transporte de datos.

Las Capas Superiores del Modelo OSI

Capas 7: La capa de aplicación La capa de aplicación es la más cercana al usuario final. Proporciona servicios de red directamente a aplicaciones como navegadores web, clientes de correo electrónico y aplicaciones de mensajería. Cuando cargas una página web o envías un correo electrónico, la capa de aplicación formatea esos datos y los envía a la capa 6.

El DNS es responsable de asociar nombres de dominio con direcciones IP. La capa de aplicación asegura que estructura datos correctamente para la respectiva aplicación.

Capas 6: La capa de presentación recibe datos de la capa de aplicación y los prepara para enviar sobre la red. Esto a menudo involucra traducción, cifrado y compresión.

La capa de presentación formatea los datos usando una sintaxis común acordada por los dispositivos de envío y recepción. Por ejemplo, puede convertir texto ASCII en un formato estandarizado. El cifrado asegura datos sensibles, y la compresión disminuye la cantidad de datos que necesitan ser transmitidos.

Capas 5: La capa de sesión La capa de sesión establece, mantiene y termina las conexiones entre dispositivos. Configura sesiones, o canales de comunicación temporales, que permiten a los dispositivos intercambiar datos durante un periodo prolongado.

Si la conexión se interrumpe, la capa de sesión reenvía los datos desde el último punto de control utilizando puntos de control. También implementa el control de diálogo para asegurar que dos aplicaciones no intenten enviar datos al mismo tiempo.

Las Capas Inferiores del Modelo OSI

Capas 4: La capa de transporte descompone datos de la capa de sesión y los prepara para la transmisión sobre la red. Responsable de la entrega de extremo a extremo y la transferencia de datos sin errores entre sistemas.

Los dos protocolos de la capa de transporte son TCP y UDP. TCP asegura que los datos lleguen a su destino al verificar y solicitar retransmisión si se pierde algún dato. UDP es sin conexión y no garantiza la entrega, pero es más rápido. La capa de transporte también realiza el control de tráfico, ajustando el flujo de datos para coincidir con la velocidad de la red.

Capas 3: La capa de red La capa de red maneja la dirección lógica y el enrutamiento de datos entre nodos. La capa de transporte descompone segmentos de datos en paquetes más pequeños y adjunta las direcciones de origen y destino.

Cómo usan las enrutadores las direcciones IP

Los enrutadores usan direcciones IP para encontrar el mejor camino para que los datos atraviesen diferentes redes y lleguen a su destino. La capa de red encuentra la mejor ruta y cambia paquetes entre redes hasta que llegan al dispositivo receptor.

Capas 2: La capa de enlace de datos conecta dos nodos directamente en una red. Toma paquetes de la capa de red, los descompone en tramas y los envía al destino correcto usando dirección MAC.

La capa de enlace de datos examina las tramas entrantes en busca de errores y requiere una retransmisión si detecta alguna corrupción. Regula el control de flujo para asegurarse de que el dispositivo receptor no se abrumado con datos. La capa de enlace de datos también arbitra el acceso al medio físico para que múltiples dispositivos puedan compartir enlaces de red de manera segura.

Capas 1: La capa física proporciona la base para construir las capas superiores. Define las características físicas y eléctricas de la red, incluyendo cables, conectores, frecuencias de radio, voltajes, modulación y codificación de línea.

La capa física transmite flujos de bits brutos sobre el medio físico como pulsos eléctricos, señales de luz o ondas de radio. Especifica velocidades de datos, distancias máximas de transmisión y topología física de la red. Existen diferentes estándares de la capa física para medios de cobre, fibra óptica e inalámbricos.

Enviar un Correo Electrónico con OSI

Para ilustrar el modelo OSI, examinemos qué sucede cuando envías un correo electrónico:

1. La aplicación de correo electrónico formatea el mensaje y los archivos adjuntos. (Aplicación)
2. El sistema traduce los datos al formato SMTP, los cifra y los comprime. (Presentación)
3. El usuario abre una sesión con el servidor de correo electrónico. (Sesión)
4. El sistema segmenta el mensaje, agrega un encabezado y lo entrega a la capa de red. (Transporte)
5. Los segmentos se descomponen en paquetes con información de dirección IP. (Red)
6. El sistema descompone los paquetes en tramas con direcciones MAC. (Enlace de Datos)
7. El sistema convierte las tramas en bits y las envía por Ethernet o WiFi como señales eléctricas o de radio. (Física)

El servidor de correo envía los datos a la aplicación de correo del destinatario moviéndolos hacia arriba a través de las capas del modelo OSI.

Modelo OSI vs Modelo TCP/IP

El modelo TCP/IP es un modelo básico de cuatro capas usado para la comunicación en internet en el mundo real. Desarrollado por el Departamento de Defensa de EE.UU., es anterior al modelo OSI.

La diferencia clave es que TCP/IP combina las funciones de múltiples capas del modelo OSI. La capa de aplicación incluye las capas 5, 6 y 7 del OSI. La capa de transporte coincide con la capa 4 del OSI. La capa de internet es equivalente a la capa de red 3 del OSI. Finalmente, la capa de acceso a la red incluye las capas 1 y 2 del OSI.

El modelo OSI es importante, pero el modelo TCP/IP es mejor para la comunicación en internet. Sin embargo, ambos nos ayudan a entender los muchos procesos complejos necesarios para la entrega de datos en red.

Conclusión

El modelo de 7 capas OSI es un concepto fundamental en redes informáticas. Al abstraer las funciones específicas en cada capa, OSI permite la interoperabilidad entre diversos sistemas y proporciona un modelo común de solución de problemas.

Conocer las capas del OSI puede beneficiar a los profesionales de redes, incluso si no trabajan directamente con ellas. Las capas van desde la capa de aplicación en la parte superior hasta la capa física en la parte inferior. Cuando tienes un problema de red, usar el modelo OSI puede ayudarte a encontrar y resolver el problema más rápido.