Modelo OSI
(Open System Interconnection)
OSI model
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El modelo de referencia OSI (open system interconection)
Describe como se transmiten los datos en una red. se ocupa de hardware, del software y de la transmision de datos.
A comienzo de los 80 se produjo un importante aumento en el tamaño de las redes. Las companias que que utilizabnan computadoras advirtieron que podian ahorrar dinero y ganar productividad usando la tecnologia de redes. Una vez instaladas las primeras redes rapidamente las espandieron a medida que se introducian nuevas tecnologias y productos.
A mediados de los 80 comenzaron a esperimentar dificultades. Se hacia mas dificultoso que redes con distintas especificaciones e implementaciones se comunicaran entre si.
Las empresas sintieron la necesidad de salir del sistema de redes “propietario”, es decir que sistemas eran propiedad de aquellos que lo habian desarrollado y por lo tanto, eran los que controlaban sus licencias y su costo.
En computacion “propietario” es lo contrario de “abierto”, prppietario significa que una compañia controla el uso de la tecnologia, abierto significa que la tecnologia esta abierta para el publico.
Para solucionar el problema de las redes que eran imcompatibles para comunicarse entre si la organizacion mundial de estandarizacion (ISO) investigo los distintos esquemas de redes y como resultado creó un modelo que permitio a los proveedores crear redes compatibles entre ellas.
link: http://www.iso.org/iso/home.html
Describe como se transmiten los datos en una red. se ocupa de hardware, del software y de la transmision de datos.
A comienzo de los 80 se produjo un importante aumento en el tamaño de las redes. Las companias que que utilizabnan computadoras advirtieron que podian ahorrar dinero y ganar productividad usando la tecnologia de redes. Una vez instaladas las primeras redes rapidamente las espandieron a medida que se introducian nuevas tecnologias y productos.
A mediados de los 80 comenzaron a esperimentar dificultades. Se hacia mas dificultoso que redes con distintas especificaciones e implementaciones se comunicaran entre si.
Las empresas sintieron la necesidad de salir del sistema de redes “propietario”, es decir que sistemas eran propiedad de aquellos que lo habian desarrollado y por lo tanto, eran los que controlaban sus licencias y su costo.
En computacion “propietario” es lo contrario de “abierto”, prppietario significa que una compañia controla el uso de la tecnologia, abierto significa que la tecnologia esta abierta para el publico.
Para solucionar el problema de las redes que eran imcompatibles para comunicarse entre si la organizacion mundial de estandarizacion (ISO) investigo los distintos esquemas de redes y como resultado creó un modelo que permitio a los proveedores crear redes compatibles entre ellas.
link: http://www.iso.org/iso/home.html
El modelo de referencia OSI publicado en 1984 fue un esquema creado por la ISO y definía los estandares que aseguraban la compatibilidad e intercoperatibidad entre los distintos tipos de redes producidos por las empresas alrededor del mundo
El modelo OSI se concidera como la mejor herramienta para comprender como se envian y reciven datos en una red.
El modelo OSI separa las funciones de la red en 7 categorias llamadas comunmente capas (layers). Cada capa define una determinada funcion. En sintesis este modelo describe como los datos viajan desde un programa de aplicacion (por ejemplo una hoja de calculos a traves de la red hacia otra aplicacion). En otra computadora aunque el que recive y el que envia esten en distintas redes.
Las ventajas del modelo son:
Ventajas.
*Reduccion de la complejidad, se divide la tarea de enviar y recivir datos en partes mas pequeñas.
*Estandalizacion de las interfaces, lo que lleva a un sistema habierto que permite que muchos fabricantes realizen desarrollos y soportes.
Capas:
Resultaria una tarea muy complicada escribir un solo paquete de software que lleve a cabo todas las tareas requeridas para las comunicaciones entre las distintas computadoras. Aparte de tener que enfrentarse por distintas arquitecturas de hardware, tan solo la escritura del codigo para todas las aplicaciones que uno deseara resultaria en un programa que seria excesivamente grande para ejecutar o mantener.
El modelo OSI resolvio este problema dividiendo todos los requisitos en grupos, de la misma forma que un programador divide el codigo en secciones logicas. Con las comunicaciones de los sistemas abiertos los grupos resultaron bastantes obvios. Un grupo se ocuparia del transporte de los datos, otro del empaquetamiento de los mensajes, otro de las aplicaciones del usuario final y asi susesibamente. A cada grupo es lo que se llama capa.
La capa fisica:
Se ocupa de los medios "mecanicos electricos funcionales y de procedimientos" que se requiere para la transmicion de datos de acuerdo con la difinicion OSI. Algunas caracterisiticas como los niveles de tencion, sincronisacion, frecuencia de los datos, distancia maxima de transmicion,conectores fisicos y otros atributos similares se definen por estas capas.
Capas de enlace de datos:
De acuerdo con la norma OSI "proporciona el control de la capa fisica y detecta y corrige errores que pudieran ocurrir. En la practica la capa de enlace de datos es responsable de la correcion de los errores de transmicion ocurridos durante la transmision(los errores en los datos de la aplicacion se manejan en la capa de transporte. Esta capa se ocupa de las interferencias de señales en los medios fisicos de transmision(cable, fibra optica, electromagnetismo). La interferencia es comun y proviene de distintas fuentes incluida la interferencia por rayos cosmicos y las corrientes indusidas por campos magneticos sercanos.
En el modelo TCP/IP estas capas se encuentran unidas como un solo bloque llamado acceso a la red.
Los concentradores como los Hub y los Switch.
Esta capa define como se formatean los datos para la transmicion como se accede al control de la capa fisica.
Capas de red:
La capa de red proporciona enrutamiento fisico de los datos determinando la ruta entre las maquinas. La capa de red examina la topologia de la red y determina cual es el mejor camino para el envio de un mensaje es decir que provee la conectividad y la seleccion del paso entre 2 maquinas. El crecimiento de internet ha incrementado el numero de usuarios que accede a informacion al rededor del mundo y esta capa se encarga de su conectividad.
En esta capa se encuentran los Routers.
Capa de transporte.
Esta diseñada para la "transferencia transparente de datos del extremo fuente de un sistema abierto al extremo destino de un sistema abierto". La capa de transporte establece, mantiene y termina la comunicacion entre 2 maquinas. La capa de transporte verifica que los datos enviados coincidan con los recividos. En caso de detectar un error se encarga de hacer el reenvio de los datos. Esta capa segmenta los datos desde el sistema que envia el emisor y rearma los datos que reciben. Es decir cuando se transmiten grandes archivos la capa de transporte los divide en pequeños segmentos a fin de que si hubiera problemas en la transmicion estos no afecten a la totalidad de la recibida, la frontera entre la capa de transporte y la desecion (mas alta) puede pensarse como limite entre los protocolos de las aplicaciones y los protocolos del flujo de datos. Esta capa evita que la capa superiores deba ocuparse de los detalles de los transportes de datos. Capa de Sesión:
La capa de sesión esta involucrada en la coordinacion de las comunicaciones entre diferentes aplicaciones. Organiza y sincroniza el intercambio de datos entre los procesos de la aplicacion. En terminos simplificados puede pensarse como una capa de control de flujo y sincronisacion, por ejemplo en los servidores web hay muchos usuarios y por lo tanto muchos procesos de comunicacion al mismo tiempo. Es importante en tonces mantener el control sobre que usuarios se comunica a traves de que rutas.
Capa de presentacion:
La tarea de la capa de precentacion es aislar las capas inferiores de formato de datos de aplicacion. Convierte los datos de aplicacion a un formato comun conocido como representacion canonica (Canon=Norma o Ley), La capa de presentacion procesa datos dependientes de la maquina de la capa de aplicacion en un formato independiente util para las capas inferiores.
En esta capa se pierden los formatos de archivos e incluso los formatos de caracter (ASCII por ejemplo),
Esta capa hace lo inverso para los datos de llegada, es decir, convierte los datos del formato comun a los formatos especificos de la aplicacion.
Capa de aplicacion:
Es la interfaz del sistema OSI con el usuario final, es ahi donde reciden las aplicaciones como por ejemplo el correo electronico, los navegadores, etc. La tarea de la capa de aplicacion es desplegar la informacion recibida y enviar los nuevos datos del usuario a las capas inferiores.
En aplicaciones distribuidas como el sistema-cliente servidor la capa de aplicacion es donde recide la aplicacion del cliente y se comunica a traves de las capas inferiores con el servidor correspondiente.
Encapsulacion.
La transmicion de informacion de una red requiere de un proceso de convercion ya sea para enviar o recivir datos este proceso es conocido como proceso de encapsulacion y desencapsulacion de los datos. Al encapsular los datos estos se convierten en paquetes. Si una computadora envia informacion a otra computadora los datos deben ser convertidos en paquetes (encapsulacion). Este proceso consiste en "envolver" los datos con la informacion que requiere cada protocolo.
A medida que los datos a traves del modelo OSI atravesando cada capa se le agrega un encabezado (es decir informacion adelante de los datos, en algunos casos tambien puede agregarse detras).
Los encabezados contienen informacion de control para cada dispositivo de la red y aseguran el correcto envio de los datos a fin de que sean recibidos correctamente.
La figura ilustra como se desarrolla el proceso de encapsulacion a medida que los datos viajan a traves de los Laiders o de las capas.
1º paso: los datos del usuario se envian a la capa de aplicacion.
2º paso: la capa de aplicacion agrega un encabezado a los datos del usuario. El encabezado de la capa 7 y los datos del usuario originales se convierten en los datos que seran pasados abajo a la capa de presentacion.
3º paso: La capa de presentacion agrega un encabezado (encabezado de la capa 6) a los datos, y esos datos se covierten en los datos que pasaran abajo a la capa de seccion.
4º paso: La capa de seccion agrega su encabezado (encabezado de la capa 5) Estos son los datos que se pasan abajo a la capa de transporte.
5º paso: La capa de transporte agrega su encabezado (encabezado de la capa 4) y estos son los datos que se pasan abajo a la capa de red.
6º paso: La capa de red agrega su encabezado (encabezado de la capa 3) y esos datos son los datos que son pasados abajo a la capa de enlace de datos.
7º paso: La capa de enlaces de datos agrega un encabezado, (encabezado de la capa 2) y tambien informacion al final "Trailer" que es usualmente informacion para el control de la integridad de los datos llamado FCS Frame Cheul Sequehce, que se usa para detectar por el receptor si los datos llegaron con errores o no; estos datos son los que se envian a la capa fisica.
8º Paso: La capa fisica transmite los datos como bits por la red.
Ejemplo: El proceso de encapsulacion puede compararse con enviar un paquete a travez de correo. El primer paso es colocar el contenido del paquete en una caja, despues escribir la direccion a donde sera enviado y la direccion desde donde se envia (remitente), el proceso siigue cuando se entrega la caja con los datos en el correo que se encargan de el traslado hacia su destino.
Desencapsulacion.
Cuando el dispositivo remoto recive la secuencia de bits, la capa fisica fisica del mismo del dispositivo remoto sube los bits a la capa de enlace de datos que realiza los siguientes pasos:
1º Paso: La capa de enlace de datos verifica la informacion contenida al final (Trailer), y si encuentra un error los datos son descartados y solicita su reenvio.
2º Paso: Si no hay error la capa de enlace de datos lee e interpreta la informacion de control contenida en el encabezamiento (encabezado de la capa 2)
3º Paso: La capa de enlace de datos retira o reporta el encabezado y el trailer y sube los dato a la capa de red.
Este proceso es realizado de forma similar por cada una de las capas restantes. Ejemplo el proceso de encapsulacion es similar al proceso de resivir un paquete: primero se verificaque sea para la persona que lo recibe y luego se desenvuelben y se abren.
Se llama pila TCP/IP (El modelo TCP-IP, cullo nombre
es la combinacion de dos protocolos individuales el protocolo de
control de la transmicion y el protocolo de internet IP) se divide en 4 capas, cada una de las cuales realiza funciones especificas en el proceso de comunicacion de datos.
Este modelo se desarrollo aproximadamente al mismo tiempo que el modelo OSI y al igual que este se ocupa de organizar la comunicacion de datos.
Los componentes o capas de la pila TCP-IP son los siguientes:
La capa de acceso a la red: realiza el mismo trabajo que realizan la capa fisica y la de enlace de datos del modelo OSI la capa de internet provee el enrutamiento de los datos desde la fuente hasta el destino definiendo los paquetes, el esquema de direccionamiento, moviendo los datos entre la capa de transporte y la capa de enlace y realizando el encapsulamiento y desencapsulamiento de los datos
La capa de transporte es el corazon de la arquitectura TCP-IP proveyendo los servicios de comunicacion directamente a la capa de aplicacion.
La capa de aplicacion provee a las aplicaciones con la transferencia de archivos, soluciona problemas de red y soporta a los programas de aplicacion en la red llamados API's (Applications Programming Interfaces). Las API's permiten que los programas creados en un determinado sistema operativo puedan acceder a la red.
La pila OSI vs la pila TCP-IP.
Ambos modelos OSI y TCP-IP fueron desarrollados por diferentes organizaciones aproximadamente al mismo tiempo como una forma de organizar y comunicar los componentes encargados de la transmicion de datos. existe una correspondencia entre las capas del modelo OSI y el modelo TCP-IP:
La capa de acceso a la red del modelo TCP-IP se corresponde con las capas fisica y de enlace de datos del modelo OSI y aunque el modelo TCP-IP muchas veces se define como un modelo de 4 capas nosotros mantendremos la diferenciacion entre la capa fisica y de enlace de datos.
La capa de internet del modelo TCP-IP se comporta practicamente igual que la capa de red del modelo OSI en cuanto al enrutamiento y direccionamiento entre los dispositivosde red.
La capa de transporte del modelo TCP-IP al igual que la capa de transporte del modelo OSI provee los medios para que multiples aplicaciones puedan acceder a la capa de red.
La capa de aplicacion del modelo TCP-IP direcciona a las aplicaciones para que se puedan comunicar con las capas inferiores y se corresponde con las capas de aplicacion, precentacion y sesion del modelo OSI.
Capa de internet del protocolo TCP-IP.
Existen varios aspectos con direccionamiento IP incluyendo los calculos para construir una direccion IP, las clases de direcciones IP desarrolladas para propositos de enrutamiento especificos y las direcciones IPs publicas y privadas. Existen tambien dos diferentes tipos de direcciones IP's, las direcciones (IPv4) y las verciones (IPv6). las direcciones IPv4 de 32 Bits son actualmente las mas comunes, pero la verciones IPv6 de 128 Bits tambien estan actualmente en uso y seran posiblemente las mas comunes en un futuro proximo.
Cada sistema terminal debe tener una dirección de ip que
puede ser asignada de forma manual, este mecanismo, sin embargo, es una barrera
para el usuario común y para el mantenimiento de redes. Existe entonces un
mecanismo de asignación automática de la dirección de ip sin intervención del
usuario final.
El protocolo ip (internet protocol)
El componente ip del protocolo tcp/ip determina la ruta por
donde se enviaran los paquetes de datos basándose en su dirección de destino.
El ip usa paquetes para transportar información a través de
la red. Un paquete es una entidad auto contenida independiente con los datos y
la información que se enviara desde la fuente hasta el destino sin intercambio
previo.
Las características del protocolo de red o IP son:
· Opera en la
capa 3 (red) del modelo OSI y del modelo TCP/IP.
· Es un
protocolo tipo conexión LESS en el cual se puede enviar un mensaje en un solo
sentido de un punto a otro sin enviar una notificación previa al destino.
Cuando el punto de destino recibe la información no devuelve ninguna
notificación al dispositivo que la envió.
· Los
paquetes son tratados independientemente.
· El
direccionamiento es jerárquico, en el cual primero distingue la identificación
de la red (calle) y luego la computadora conectada a la red (casa).
· Aunque el
envío se realiza de la mejor manera posible el protocolo IP no garantiza la
correcta recepción. Un paquete puede ser perdido, enviado a la dirección
correcta o duplicado sin que exista ninguna recuperación de datos.
Ejemplo: una analogía a los servicios prestados por el IP
puede ser la siguiente:
· Supongamos
que usted vive en BS. AS. I su madre en Salta usted le escribe 3 cartas
separadas. Cierra cada sobre y escribe en cada uno loa dirección de su madre en
Salta y su remitente en BS AS luego lleva las cartas a las oficinas de
correo y las deja. El servicio de correo hará lo mejor que pueda para que las
cartas lleguen a su madre pero no le garantiza que las 3 cartas lleguen a su
destino, ni que siga la misma ruta, ni que las entregue el mismo cartero y
finalmente que lleguen el orden en el que usted las envío.
DIRECCIONAMIENTO DE IP
10101100 00010000 10000000 00010001
172
16
128 17
172.16.128.17
Para facilitar en envío de los paquetes por la mejor ruta
(enrutamiento) el protocolo TCP/IP usa una dirección IP. Veremos cuáles son los
componentes de una dirección IP V4 de 32 bits.
Una dirección de IP identifica de forma inequívoca cada
dispositivo en una red. Cada host es decir una computadora, concentrador,
router o periférico debe tener una única dirección de IP.
Una dirección de IP contiene 2 partes:
· La porción
de identificación de la red (ID NETWORK) que indica a que red pertenece. El
router mantiene la información de cada ruta en cada red.
· La
dirección del host (ID HOST) identifica la dirección del host de destino como
computadoras servidores, periféricos o cualquier otro dispositivo conectado a
la red.
· En cada
dirección de IP una parte de los 32 bits representa a la red y los restantes
bits representan al host. Mientras muchas computadoras pueden compartir la
misma dirección de red, combinando las direcciones de los host se puede
identificar inequívocamente cualquier dispositivo conectado a la red.
· Como vemos
en el cuadro la dirección de IP de 32 bits se divide en 4 partes de 8 bits (1
byte).
Si cada byte se escribe en decimal y se separa por puntos se
obtiene una forma en la que se escribe las direcciones de IP (DOTTED DECIMAL
NOTATION).
