modelos osi y tcp/ip

MODELOS OSI Y TCP/IP

El modelo OSI es un modelo de redes teórico que se diseñó para organizar de la manera más correcta posible el diseño y funcionamiento de una red informática. Este modelo divide una red informática en 7 capas, cada una de las cuales se encarga de un aspecto distinto de la red.

Las siete capas del modelo OSI se pueden ver en la siguiente imagen. Las funciones de cada capa son:

1. Capa física: Se encarga de todo lo físico, longitud de los cables, voltajes de trabajo, medidas de los conectores, velocidades, formato de las tarjetas de red y cualquier aspecto físico de los dispositivos o cableado.

2. Capa de enlace de datos: Se encarga sobre todo de los siguientes aspectos:

Identificación física de los equipos (Dirección MAC - Dirección Física). Es un identificador de 48bits representado en formato hexadecimal.
Control de acceso al medio (MAC). Esta parte se encarga de buscar el momento apropiado para introducir los datos que se quieren transmitir en el cable. Ésto está determinado por la topología lógica utilizada en cada tipo de red (Token Ring, CSMA/CD (Ethernet), CSMA/CA (Wifi))

Detección de errores de transmisión.

3. Capa de red. Al igual que la capa anterior tiene varias funciones, que principalmente son:

Se encarga de dar una dirección lógica al equipo (Dirección IP).

Se encarga del enrutamiento de los paquetes a través de la red de datos. Es quien conoce el mapa de red y dirige los paquetes como lo haría un navegador GPS con un coche. Buscar la mejor ruta hasta el destino.
Se encarga de control y notificación de errores mediante el protocolo ICMP (Responsable de las herramientas tal como ping, tracert, nslookup)

4. Capa de transporte: Se encarga de verificar que los datos enviados a un destino llegan correctamente. Se encarga de la corrección de errores y proporciona confiabilidad a la transferencia de datos (TCP), solicitando los segmentos perdidos al origen.

5. Capa de sesión: Se encarga de establecer sesiones independientes entre aplicaciones. Por ejemplo en las distintas ventanas de los navegadores web. Es donde se utilizan los distintos puertos de origen y destino.

6. Capa de presentación: Establece un formato determinado para los datos que se envían de origen a destino. Por ejemplo HTML, GIF, JPG, TXT, Flash. Se encarga de la encriptación de datos a través de protocolos como SSH.

7. Capa de aplicación: Es la parte de la aplicación que utilizan las aplicaciones para los servios de red.

NOTA: Cuando un ordenador origen quiere transmitir datos a un destino ha de utilizar todas las capas del modelo OSI, desde la capa de aplicación hasta la física, en donde el cable es el método de transporte. Por otro lado el destino ha de utilizar todas las capas en sentido inverso, desde la capa física hasta la de aplicación.

PDU: Protocolo de comunicación entre capas iguales (Protocol Data Unit). Es el nombre que recibe el protocolo virtual que permite la comunicación directa entre capas iguales, como por ejemplo entre la capa de aplicación del origen y la capa de aplicación del destino. Es un protocolo virtual porque la comunicación directa entre capas en realidad no existe, ya que como solo se pueden transmitir los datos por el cable, todas las capas tienen obligación de llevar los datos a las capas inferiores hasta que se llega al cable, que es el encargado de transportar los datos al destino.

En la siguiente imagen se puede observar la relación entre las capas del modelo OSI y el modelo TCP/IP. Observar también que capas del modelo OSI se unen en una sola capa del modelo TCP/IP y como el nombre de algunas capas cambia.

En la siguiente imagen se pueden ver los protocolos de red que utiliza cada capa. Los protocolos de las capas de aplicación, transporte e Internet son dependientes del software y no dependen del tipo de cable, red o conexión que se utiliza. Solo los protocolos de la capa de acceso al medio dependen del tipo de hardware que se utiliza en cada red. La topología, distancias, velocidades y aspectos físicos también dependen de la capa de acceso al medio.

Proceso de encapsulación

Es el proceso de transformación que sufren los datos que se quieren transmitir según van pasando de la capa de aplicación hasta llegar a la capa de acceso al medio. En cada capa los datos van sufriendo modificaciones y se van añadiendo cabeceras con distintas informaciones que se utilizarán en el equipo de destino para volver a obtener los datos tal y como se transmitieron.

Los datos de cada capa van recibiendo distintos nombres en cada capa durante el proceso de encapsulación. Los nombres utilizados son los siguientes:

Datos: Capas 7, 6 y 5 del modelo OSI ó capa de Aplicación del modelo TCP/IP. En esta capa es en donde están los datos de usuario. Capa de aplicación, por ejemplo un fichero PDF que ocupa 245kB.
Segmentos: Los datos se dividen en trozos con un tamaño máximo MTU (Maximum Transmision Unit). 1500Bytes en Ethernet. Se añade en la cabecera los puertos de origen y destino, entre otras cosas. Capa de Transporte
Paquetes: Se añade en la cabecera las IP de origen y destino, entre otras cosas. Capa de Internet
Tramas: Se añade en la cabecera las MAC de origen y destino, entre otras cosas, y el FCS (Frame Check Secuence) en la cola, para verificar la integridad de la trama
Bits: Las tramas se llevan al cable convertidas en bits, usando la codificación adecuada al medio de trasmisión

Explicar protocolos de capas en TCP/IP y servicios que se ofrecen al usuario.

Métodos de acceso al medio

Funcionamiento de una red en bus, hub y switch

Unicast, multicast y broadcast

Unicast: Mensajes que van dirigidos a un único destino
Multicast: Mensajes que van dirigidos a un grupo determinado de equipos

01-00-5E-00-00-00 to 01-00-5E-7F-FF-FF

33-33-00-00-00-00 to 33-33-FF-FF-FF-FF Multicast IPV6

Para ver otras MAC multicast visitar el siguiente link

224.x.x.x to 239.x.x.x

Broadcast: Mensajes que van dirigidos a todos los equipos

ff:ff:ff:ff:ff:ff

172.16.255.255 Broadcast dirigido

255.255.255.255 Broadcast de difusion