Modelo OSI y TCP/IP (Sus Capas, Funciones y Ejemplos)

Protocolos y Modelos de Referencia en Redes (capas del modelo OSI y TCP/IP)


Toda comunicación, sea cara a cara o sobre una red, está gobernada por unas reglas predeterminadas denominadas protocolosEstos protocolos son específicos de las características de la conversación. En este post voy a explicar de una manera sencilla y con ejemplos el modelo OSI, el modelo/protocolo tcp/ip y cada una de sus capas. 

Los protocolos son reglas que cualquiera puede usar para comunicarse con otro. 
Las 7 capas del modelo osi y las 4 del modelo tcp/ip

Durante una conversación, las personas normalmente no pensamos en los protocolos hasta que alguien rompe uno. Por ejemplo, un atuendo o lenguaje informales que son apropiados con los amigos cercanos, no lo son en una reunión formal o para una entrevista de trabajo. 

Vestir formal contra vestir informal

Por otro lado, si una persona intenta comunicarse en un idioma que el receptor no comprende, es probable que ese intento de comunicación también falle.

dialogo de comunicación entre dos personas que hablan diferentes idiomas.

La comunicación por red sigue protocolos (reglas) similares a los utilizados en la comunicación humana. 

Las computadoras no tienen forma de aprender reglas o protocolos, por lo que los ingenieros de redes han escrito unas reglas (capas) de comunicación que deben ser seguidas para que la comunicación de host a host (de computadora a computadora) sea un éxito. A estas reglas se les conoce como suit de protocolos.

Algunos ejemplos de protocolos del modelo osi y tcp son:

·         HTTP (Hypertext Transfer Protocol) que es un protocolo común que gobierna la forma en que interactúan un servidor web y un cliente web. El protocolo HTTP confía en otros protocolos para gobernar cómo los mensajes son transportados entre el cliente y el servidor.


·         TCP (Transmission Control Protocol) es el protocolo que divide los mensajes HTTP en piezas o partes más pequeñas, denominadas segmentos, que son enviadas al cliente de destino.

·         IP (Internet Protocol) es el responsable de tomar los segmentos formateados de TCP, encapsularlos en paquetes, asignar las direcciones apropiadas y seleccionar la mejor ruta hasta el host de destino.

La industria de TI utiliza  los modelos de protocolos y referencia por capas para describir el proceso complejo de las comunicaciones por red. Estos procesos y protocolos se agrupan en capas bien definidas a fin de definir con exactitud los servicios de la arquitectura de red.

Los profesionales de las redes utilizan dos modelos de networking para comunicarse dentro de la industria: modelos de protocolos y modelos de referencia. Uno de esos modelos es el TCP/IP y el otro el modelo de referencia OSI.


Modelo Tcp/Ip


El modelo de protocolo  TCP/IP como lo vemos en la gráfica, está compuesto de 4 capas que son: la capa de APLICACIÓN, TRANSPORTE, INTERNET y de RED

las 4 capas del modelo protocolo tcp/ip y las caracteristicas principales de cada capa.


Por otro lado, el modelo de referencia OSI(Open Systems Interconnection), es el modelo de referencia de internetwork más conocido y consta de 7 capas las cuales son: Aplicación, presentación, sesión, transporte, red, enlace de datos y física. Detallaremos la función de cada una de ellas a continuación. 

Modelo OSI (open system interconnection) 


El modelo OSI fue creado en la década de 1970 y desarrollado por la Organización Internacional para la Normalización (ISO) cuando las comunicaciones por la red se encontraban en su infancia. 


Qué es el modelo osi y para que sirve?


Este modelo proporciona una referencia común para el mantenimiento de la coherencia dentro de todos los tipos de protocolos y servicios de red y su propósito principal es ayudar a clarificar la comprensión de las funciones y el proceso implicado en la comunicación cliente/servidor en una red.


Cómo funciona?


El modelo OSI divide el proceso de networking en 7 capas lógicas, cada una con una funcionalidad única y unos servicios y protocolos específicos asignados.

Características principales de cada capa:

capa de aplicación, capa de presentación, capa de sesión, capa de transporte, capa de red, capa de enlace de datos, capa física, caracteristicas.

Muchos profesionales de T.I. se refieren a estas capas por su número, en lugar de por su nombre, de modo que es interesante conocer ambos datos.

En el modelo OSI, el proceso de comunicación empieza en la capa de aplicación del origen, y los datos pasan hacia abajo a cada capa inferior para ser encapsulados con los datos hasta que alcanzan la capa física y salen al medio. 

Cuando los datos llegan al destino, atraviesan de nuevo hacia arriba las capas y son desencapsulados por cada una. 

Cada capa proporciona servicios de datos a la capa inmediatamente superior preparando información, a medida que se baja o se sube por el modelo. 

proceso origen y destino capas modelo osi

Las 7 capas del Modelo OSI (Funciones y Protocolos)

capas modelo osi y sus respectivos numeros

7- CAPA DE APLICACIÓN

La capa de aplicación o capa 7, proporciona el primer paso de la obtención de datos en la red. Proporciona la interfaz entre las aplicaciones que utilizamos para comunicarnos y la red subyacente por la que se transmiten nuestros mensajes.

La capa de aplicación en sí, son los programas software que utilizamos para comunicarnos por la red entre los host de origen y de destino. La mayoría de las aplicaciones son intuitivas; podemos acceder a ellas y utilizarlas sin necesidad de saber cómo funcionan.

Ejemplos de  software y protocolos de la capa de aplicación:
  • Los navegadores web.
  • Servidores de correo electrónico. Que utilizan protocolos como el SMTP Y POP3 para enviar y recibir correos.
  • Aplicaciones de transferencia de archivos y almacenamiento en la nube como Dropbox y Google Drive y Icloud (con el protocolo ftp).
En sí, la capa de aplicación desempeña servicios para las aplicaciones que los usuarios finales utilizamos.


6- CAPA DE PRESENTACIÓN

La capa de presentación proporciona información de formateo de datos a la capa de aplicación.  Por ejemplo, la capa de presentación le indica a la capa de aplicación si es una encriptación o si se trata de una imagen jpg.

La capa de presentación del modelo OSI tiene tres funciones principales:
  • Encriptación de los datos para su transmisión y desencriptación de los datos al recibirlos el destino.
  • Compresión de los datos de forma que puedan ser descomprimidos por el dispositivo de destino.
  • Codificación y conversión de los datos de la capa de aplicación para garantizar que los datos del dispositivo de origen pueden ser interpretados por la aplicación adecuada en el dispositivo de destino. 

5- CAPA DE SESIÓN

Las funciones en la capa de sesión crean y mantienen diálogos entre las aplicaciones de origen y de destino. Las funciones principales son:

  • Administra las sesiones entre los usuarios.
  • Manipula el intercambio de información para iniciar diálogos y mantenerlos activos.
  • Así como para reiniciar sesiones interrumpidas o inactivas.
Por ejemplo, la capa de sesión sincronizará varias sesiones web, datos de video y voz en las conferencias web. Una aplicación muy conocida que podemos dar como ejemplo es Skype. 

ejemplos para entender la capa de sesion modelo osi


4- CAPA DE TRANSPORTE

La capa de transporte proporciona una transferencia transparente de los datos que recibe de las capas superiores (aplicación, presentación y sesión), y los convierte en pequeños fragmentos de datos llamados segmentos, y se encarga de transportar esos datos del origen y los reensambla en el destino. 
Capa de transporte y como funciona

Además garantiza, si es necesario, que todos los datos sean recibidos en el destino de forma fiable (con el protocolo tcp) y en orden por la aplicación correcta.

Para pasar los flujos de datos a las aplicaciones adecuadas, la capa de transporte debe de identificar la aplicación de destino, y lo hace asignando un identificador a una aplicación. Ese identificador es un número de puerto. 

Todos los protocolos de la capa de transporte

3- CAPA DE RED


Crea y dirige los paquetes para una entrega de extremo a extremo a través de dispositivos intermediarios en otras redes.

La capa de red se encarga de convertir los segmentos de la capa de transporte en paquetes para colocarlos en la ruta adecuada para que puedan cruzar las distintas redes hasta su destino.
Como funciona la capa de red en el modelo osi

Por ejemplo, podemos ver que la PC A necesita enviar un documento a la Pc B que se encuentra en una zona geográfica totalmente alejada de la PC A, para ello lo que hace la capa de red es determinar el tipo de enlace por el cual tiene que pasar el documento hasta llegar a la PC B y si este enlace está dañado o "Caído", lo que hace es buscar otra ruta por donde enviar el documento.
ejemplo capa de red, como funciona

El protocolo de enrutamiento más utilizado en esta capa para direccionar los paquetes es el IP.

La capa de red describe cuatro tareas a realizar:
  •   Direccionamiento de paquetes con una dirección ip.
  •   Encapsulación
  •   Enrutamiento
  •  Desencapsulación
Los routers son dispositivos que conectan redes. Están especializados en entender los paquetes y protocolos de la capa 3 del modelo OSI, así como en calcular el mejor camino para los paquetes hacia su destino.


2- CAPA DE ENLACE DE DATOS

La capa de enlace de datos existe como una capa de conexión entre los procesos software de las capas superiores y el hardware de la capa física inferior.  En muchos casos, la capa de enlace de datos está personificada como una entidad física, como una NIC (tarjeta de red).

La capa de enlace de datos suele estar dividida  en dos subcapas: 

La subcapa LLC y MAC.

direccion mac de un celular


La capa de enlace de datos ofrece los elementos necesarios para el intercambio de datos a través de un medio local común. 

Para ello, la capa de enlace de datos prepara los paquetes de la capa de red para su transmisión a través de algún tipo de medio, ya sea cable de cobre, fibra o la atmósfera.

 La capa de enlace de datos lleva a cabo dos tareas básicas:
  • Permite el acceso de las capas superiores al medio usando técnicas como el entramado.
  • Controla la forma en la que los datos son colocados en el medio y recibidos por éste usando técnicas como MAC (media access control).

1- CAPA FÍSICA

El papel principal de la capa física OSI es el de codificar bits de datos binarios que representan las tramas de la capa de enlace de datos en señales, y el de transmitir y recibir esas señales a través del medio físico (hilo de cobre, fibra óptica y señal inalámbrica) que conectan los dispositivos de red.

El medio físico es capaz de conducir una señal en forma de voltaje, luz u ondas de radio desde un dispositivo a otro.

Resumen comunicación por capas del modelo OSI...


Los modelos por capas describen los distintos pasos que deben darse para una comunicación satisfactoria. 

El modelo OSI puede servir como guía para los distintos protocolos y dispositivos que se utilizan en cada capa. 

Los modelos son útiles para los estudiantes y las empresas a la hora de analizar y resolver los problemas de las redes, así como para el futuro desarrollo de protocolos.  

La comunicación en las redes de datos requiere un dispositivo de origen y un dispositivo de destino con un medio que conecte ambos.  

Para que los mensajes viajen  a otras redes, se hacen necesarios unos dispositivos intermediarios, como los routers.

Los dispositivos que manipulan los mensajes y los medios que los transportan cumplen unas reglas de comunicaciones denominadas protocolos.  

Muchos de los protocolos pueden trabajar juntos en una pila a fin de completar el proceso de comunicación por red.

Trabajo realizado por Sergio Sarmiento. Si te sirvió esta información compártela. Saludos!

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