El modelo de interconexión de sistemas abiertos OSI

2014 MODELO DE INTERCONEXION DE SISTEMAS ABIERTOS OSI

Javier Mafla R. UNIANDES 23-10-2014

CURSO DE REDES

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Modelo OSI desarrollado por ISO Desde la década de los 80 ha habido un crecimiento en la cantidad y tamaño de las redes; Muchas redes sin embargo, se desarrollaron utilizando hardware y software diferentes.

Como resultado, muchas de las redes eran incompatibles y se volvió muy difícil para las redes que utilizaban especificaciones distintas poder comunicarse entre sí. La Organización Internacional para la Estandarización (ISO) con código (ISO/IEC 7498-1) en 1984 creo el modelo de interconexión de sistemas abiertos, también llamado OSI (en inglés, “Open System Interconnection”) que es un modelo de red descriptivo. Es un marco de referencia para la definición de arquitecturas en la interconexión de los sistemas de comunicaciones.

Este modelo se basa en una estructura multinivel de 7 capas, donde cada nivel o capa ejecuta una función específica dedica a resolver una porción de la comunicación de una red.

La capa o nivel superior utiliza los servicios que fueron ejecutados en el nivel inferior, es decir el nivel o capa (n) utiliza los servicios del nivel (n-1) y proporciona servicios al nivel (n+1).

Para acceder a los servicios cada nivel o capa existen interfaces denominadas puntos de acceso.

Cada nivel o capa tiene dependencia del anterior y del superior.

El elemento de control en cada capa o nivel en un formato de control tipo encabezado que permite a la computadora destino enterarse de la información que es enviada de la computadora origen. Cada mensaje enviado está compuesto de un encabezado e información este encabezado es trasparente para el usuario en la computadora destino.

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En los n niveles o capas las unidades de información poseen diferentes nombre y estructuras.

El orden jerárquico de los niveles o capas en el modelo OSI son:

Capa 1: Física En esta capa se define la transmisión y recepción de una secuencia no estructurada de bits sin procesar a través de un medio físico.

Describe las interfaces eléctrica/óptica, mecánica y funcional al medio físico, y lleva las señales hacia el resto de capas superiores.

En resumen la Capa física determina las señales y medios a utilizar.

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Capa 2: Enlace de datos Proporciona el tránsito de datos fiable a través de un enlace físico. La capa de enlace de datos determina el direccionamiento físico (comparado con el lógico), topología de red, acceso a la red, notificación de errores, entrega ordenada de tramas y control de flujo.

En resumen la Capa enlace de datos determina tramas y control de acceso al medio.

Capa 3: Red Facilita la conectividad y selección de ruta (ruteo) entre dos sistemas de hosts que pueden estar ubicados en redes geográficamente distintas. La finalidad es entregar los datos desde el origen al destino, inclusive si ambos (hosts) no estén conectados directamente y se realice el enrutamiento entre una o más redes.

En resumen la Capa de red selecciona la ruta, direccionamiento y enrutamiento.

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Capa 4: Transporte Fragmenta los datos originados en el host emisor y los reagrupa en una corriente de datos dentro del sistema en el host receptor. El límite entre la capa de transporte y la capa de sesión puede imaginarse como el límite entre los protocolos de aplicación y los protocolos de flujo de datos. Mientras que las capas de aplicación, presentación y sesión están relacionadas con asuntos de aplicaciones, las cuatro capas inferiores se encargan del transporte de datos.

La capa de transporte trata de suministrar un servicio de transporte de datos que separa las capas superiores de los detalles de implementación del transporte. La responsabilidad de la capa de trasporte es la confiabilidad del transporte entre dos hosts proporcionando un servicio de comunicación, la capa de transporte establece, mantiene y termina adecuadamente las rutas virtuales.

Al proporcionar un servicio confiable, se utilizan dispositivos de detección y recuperación de errores de transporte.

En resumen la Capa de transporte entrega calidad de servicio y confiabilidad.

Capa 5: Sesión Mantiene establece, controla, administra y finaliza las sesiones entre dos hosts que se están comunicando. La capa de sesión brinda sus servicios a la capa de presentación. Sincroniza el diálogo entre las capas de presentación de los dos hosts y administra su intercambio de datos. Además de controlar la sesión, esta capa ofrece orden para una eficiente

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transferencia de datos, clase de servicio y un registro de exclusión de problemas de la capa de sesión, presentación y aplicación.

También tiene como función permitir a estos procesos comunicarse a través de una red, ejecutando la seguridad, el reconocimiento de nombres, el registro, etc.

En resumen la Capa de sesión realiza diálogos y conversaciones entre hosts.

Capa 6: Presentación Avala que la información enviada por la capa de aplicación de un sistema pueda ser leída por la capa de aplicación de otro. En caso de necesitar, la capa de presentación traduce varios formatos de datos para utilizar un formato común.

La capa de presentación facilita:  Conversión de código de caracteres: ej., de ASCII a EBCDIC.  Conversión de datos: ej. Orden de bits, CR-CR/LF, punto flotante entre enteros, etc.  Compresión de datos: ej. Reduce el número de bits que es necesario transmitir en la red.  Cifrado de datos: cifra los datos por motivos de seguridad. Ej., cifrado de contraseñas.

En resumen la Capa de presentación convierte a un formato de datos común.

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Capa 7: Aplicación Esta capa es la ventana para el usuario; brinda servicios de red a las aplicaciones del usuario. Define los protocolos que utilizan las aplicaciones para intercambiar datos, algunos ejemplos de aplicaciones son los programas de hojas de cálculo, de procesamiento de texto y aplicaciones de correo electrónico, gestores de base de datos, los de las terminales financieras etc...

Cabe señalar que el usuario normalmente no interactúa directamente con la capa de aplicación. Suele interactuar con programas que a su vez interactúan con la capa de aplicación siendo la complejidad subyacente oculta para el usuario.

Actualmente, las aplicaciones que utilizamos son intuitivas; es decir, podemos acceder a ellas y usarlas sin saber cómo funcionan. Un usuario común de un equipo (computador, Tablet, notebook, Smartphone, etc..) no sabe que una aplicación al ser usada esta debe formatear, transmitir e interpretar mensajes que se envían y reciben a través de la red.

En resumen la Capa de aplicación proporciona acceso, interfaz y servicios de red.

Normas para sistemas abiertos OSI:

El modelo OSI sirve como marco de referencia para reducir la complejidad implícita en el estudio y diseño de las redes (LAN/WAN). El proceso de comunicación se describe como una jerarquía de siete capas o niveles. Cada capa tiene un propósito bien definido: brindar servicios de red a la capa superior, utilizando los servicios que le brinda la capa inferior. La capa “n” de un nodo establece una comunicación virtual con la capa “n” de otro nodo.

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Capa

Aplicación

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Descripción Provee el conjunto de aplicaciones de red, como por ejemplo: Transferencia de archivos, emulación de terminal, correo electrónico, discos virtuales, etc.

Unidad de transmisión: DATOS. Aplicaciones: FTP, Telnet, SMTP, NFS, etc.

Provee las funciones de formato y conversión de códigos, necesarias para que los datos sean más fácilmente interpretados por los programas de aplicación.

Presentación:

Unidad de transmisión: DATOS. Ejemplo: ASCII, EBCDIC, representación de números enteros y reales, etc.

Es responsable del establecimiento y mantenimiento de las sesiones de comunicación entre los programas de comunicación.

Sesión

Unidad de transmisión: DATOS.

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Define los mecanismos para mantener la confiabilidad de las comunicaciones en la red Transporte

Unidad de transmisión: SEGMENTO. Funciones: Regulación de flujo de mensajes, retransmisión de paquetes, inicio/terminación de sesiones entre nodos, etc.

Protocolos: TCP, SPX, etc.

Define los mecanismos para determinar las rutas que deben seguir los paquetes dentro de la red y para el control de la congestión.

Red

Unidad de transmisión: PACKET. Funciones: Enrutamiento de paquetes en la red, ofrece un canal libre de errores a la capa de transporte.

Protocolos: IP, IPX, VTAM, etc.

Define el protocolo de comunicación que usan los nodos de la red, para accesar el medio de transmisión.

Unidad de transmisión: FRAME.

Enlace

Funciones: Control de acceso al canal (manejo de colisiones, manejo del testigo, etc.), dividir los paquetes recibidos de la capa superior en grupos de bits. Provee mecanismos para detección y corrección de errores.

Protocolos: LAN - Ethernet (IEEE 802.3), Token Ring (802.5), FDDI, etc.

WAN - SDLC, HDLC, PPP, LAPB.

Física

Define la conexión física entre el nodo y la red, incluyendo los aspectos físicos, mecánicos (cables, conectores, secuencia de pines) y aspectos eléctricos (niveles de voltaje, técnicas usadas para modular la señal), etc.

Unidad de transmisión: BIT. Funciones: Transmisión de bits sobre el canal de comunicación:

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

Acotados: Par de cables trenzados, cable coaxial, fibra óptica, etc.



No Acotados: Microondas, radio, satélite, etc.

Estándares: RS-232C, RS-449, V.24, V.35.

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