Capas del modelo OSI.
El modelo de interconexión de sistemas abiertos
(OSI) tiene siete capas. Este artículo las describe y explica sus funciones,
empezando por la más baja en la jerarquía (la física) y siguiendo hacia la más
alta (la aplicación). Las capas se apilan de esta forma:
·
Aplicación
·
Presentación
·
Sesión
·
Transporte
·
Red
·
Vínculo de datos
·
Física
CAPA FÍSICA
La capa física, la más baja del modelo OSI, se
encarga de 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. Proporciona:
·
Codificación de datos: modifica el modelo de señal digital sencillo (1 y
0) que utiliza el equipo para acomodar mejor las características del medio
físico y para ayudar a la sincronización entre bits y trama. Determina:
·
Qué estado de la señal representa un binario 1
·
Como sabe la estación receptora cuándo empieza un "momento
bit"
·
Cómo delimita la estación receptora una trama
·
Anexo al medio físico, con capacidad para varias posibilidades en el
medio:
·
¿Se utilizará un transceptor externo (MAU) para conectar con el medio?
·
¿Cuántas patillas tienen los conectores y para qué se utiliza cada una
de ellas?
·
Técnica de la transmisión: determina si se van a transmitir los bits
codificados por señalización de banda base (digital) o de banda ancha
(analógica).
·
Transmisión de medio físico: transmite bits como señales eléctricas u
ópticas adecuadas para el medio físico y determina:
·
Qué opciones de medios físicos pueden utilizarse
·
Cuántos voltios/db se deben utilizar para representar un estado de señal
en particular mediante un medio físico determinado
CAPA DE VÍNCULO DE
DATOS
La capa de vínculo de datos ofrece una
transferencia sin errores de tramas de datos desde un nodo a otro a través de
la capa física, permitiendo a las capas por encima asumir virtualmente la
transmisión sin errores a través del vínculo. Para ello, la capa de vínculo de
datos proporciona:
·
Establecimiento y finalización de vínculos: establece y finaliza el
vínculo lógico entre dos nodos.
·
Control del tráfico de tramas: indica al nodo de transmisión que
"dé marcha atrás" cuando no haya ningún búfer de trama disponible.
·
Secuenciación de tramas: transmite y recibe tramas secuencialmente.
·
Confirmación de trama: proporciona/espera confirmaciones de trama.
Detecta errores y se recupera de ellos cuando se producen en la capa física
mediante la retransmisión de tramas no confirmadas y el control de la recepción
de tramas duplicadas.
·
Delimitación de trama: crea y reconoce los límites de la trama.
·
Comprobación de errores de trama: comprueba la integridad de las tramas
recibidas.
·
Administración de acceso al medio: determina si el nodo "tiene
derecho" a utilizar el medio físico.
CAPA DE RED
La capa de red controla el funcionamiento de la
subred, decidiendo qué ruta de acceso física deberían tomar los datos en
función de las condiciones de la red, la prioridad de servicio y otros
factores. Proporciona:
·
Enrutamiento: enruta tramas entre redes.
·
Control de tráfico de subred: los enrutadores (sistemas intermedios de
capa de red) pueden indicar a una estación emisora que "reduzca" su
transmisión de tramas cuando el búfer del enrutador se llene.
·
Fragmentación de trama: si determina que el tamaño de la unidad de
transmisión máxima (MTU) que sigue en el enrutador es inferior al tamaño de la
trama, un enrutador puede fragmentar una trama para la transmisión y volver a
ensamblarla en la estación de destino.
·
Asignación de direcciones lógico-físicas: traduce direcciones lógicas, o
nombres, en direcciones físicas.
·
Cuentas de uso de subred: dispone de funciones de contabilidad para
realizar un seguimiento de las tramas reenviadas por sistemas intermedios de
subred con el fin de producir información de facturación.
Subred de
comunicaciones
El software de capa de red debe generar encabezados
para que el software de capa de red que reside en los sistemas intermedios de
subred pueda reconocerlos y utilizarlos para enrutar datos a la dirección de
destino.
Esta capa libera a las capas superiores de la necesidad de tener conocimientos sobre la transmisión de datos y las tecnologías de conmutación intermedias que se utilizan para conectar los sistemas de conmutación. Establece, mantiene y finaliza las conexiones entre las instalaciones de comunicación que intervienen (uno o varios sistemas intermedios en la subred de comunicación).
En la capa de red y las capas inferiores, existen protocolos entre pares entre un nodo y su vecino inmediato, pero es posible que el vecino sea un nodo a través del cual se enrutan datos, no la estación de destino. Las estaciones de origen y de destino pueden estar separadas por muchos sistemas intermedios.
Esta capa libera a las capas superiores de la necesidad de tener conocimientos sobre la transmisión de datos y las tecnologías de conmutación intermedias que se utilizan para conectar los sistemas de conmutación. Establece, mantiene y finaliza las conexiones entre las instalaciones de comunicación que intervienen (uno o varios sistemas intermedios en la subred de comunicación).
En la capa de red y las capas inferiores, existen protocolos entre pares entre un nodo y su vecino inmediato, pero es posible que el vecino sea un nodo a través del cual se enrutan datos, no la estación de destino. Las estaciones de origen y de destino pueden estar separadas por muchos sistemas intermedios.
CAPA DE TRANSPORTE
La capa de transporte garantiza que los mensajes se
entregan sin errores, en secuencia y sin pérdidas o duplicaciones. Libera a los
protocolos de capas superiores de cualquier cuestión relacionada con la
transferencia de datos entre ellos y sus pares.
El tamaño y la complejidad de un protocolo de transporte depende del tipo de servicio que pueda obtener de la capa de transporte. Para tener una capa de transporte confiable con una capacidad de circuito virtual, se requiere una mínima capa de transporte. Si la capa de red no es confiable o solo admite datagramas, el protocolo de transporte debería incluir detección y recuperación de errores extensivos.
La capa de transporte proporciona:
El tamaño y la complejidad de un protocolo de transporte depende del tipo de servicio que pueda obtener de la capa de transporte. Para tener una capa de transporte confiable con una capacidad de circuito virtual, se requiere una mínima capa de transporte. Si la capa de red no es confiable o solo admite datagramas, el protocolo de transporte debería incluir detección y recuperación de errores extensivos.
La capa de transporte proporciona:
·
Segmentación de mensajes: acepta un mensaje de la capa (de sesión) que
tiene por encima, lo divide en unidades más pequeñas (si no es aún lo
suficientemente pequeño) y transmite las unidades más pequeñas a la capa de
red. La capa de transporte en la estación de destino vuelve a ensamblar el
mensaje.
·
Confirmación de mensaje: proporciona una entrega de mensajes confiable
de extremo a extremo con confirmaciones.
·
Control del tráfico de mensajes: indica a la estación de transmisión que
"dé marcha atrás" cuando no haya ningún búfer de mensaje disponible.
·
Multiplexación de sesión: multiplexa varias secuencias de mensajes, o
sesiones, en un vínculo lógico y realiza un seguimiento de qué mensajes
pertenecen a qué sesiones (consulte la capa de sesiones).
Normalmente, la capa de transporte puede aceptar
mensajes relativamente grandes, pero existen estrictas limitaciones de tamaño
para los mensajes impuestas por la capa de red (o inferior). Como consecuencia,
la capa de transporte debe dividir los mensajes en unidades más pequeñas, o
tramas, anteponiendo un encabezado a cada una de ellas.
Así pues, la información del encabezado de la capa de transporte debe incluir información de control, como marcadores de inicio y fin de mensajes, para permitir a la capa de transporte del otro extremo reconocer los límites del mensaje. Además, si las capas inferiores no mantienen la secuencia, el encabezado de transporte debe contener información de secuencias para permitir a la capa de transporte en el extremo receptor recolocar las piezas en el orden correcto antes de enviar el mensaje recibido a la capa superior.
Así pues, la información del encabezado de la capa de transporte debe incluir información de control, como marcadores de inicio y fin de mensajes, para permitir a la capa de transporte del otro extremo reconocer los límites del mensaje. Además, si las capas inferiores no mantienen la secuencia, el encabezado de transporte debe contener información de secuencias para permitir a la capa de transporte en el extremo receptor recolocar las piezas en el orden correcto antes de enviar el mensaje recibido a la capa superior.
Capas de un extremo a
otro
A diferencia de las capas inferiores de
"subred" cuyo protocolo se encuentra entre nodos inmediatamente
adyacentes, la capa de transporte y las capas superiores son verdaderas capas
de "origen a destino" o de un extremo a otro, y no les atañen los
detalles de la instalación de comunicaciones subyacente. El software de capa de
transporte (y el software superior) en la estación de origen lleva una
conversación con software similar en la estación de destino utilizando
encabezados de mensajes y mensajes de control.
CAPA DE SESIÓN
La capa de sesión permite el establecimiento de
sesiones entre procesos que se ejecutan en diferentes estaciones. Proporciona:
·
Establecimiento, mantenimiento y finalización de sesiones: permite que
dos procesos de aplicación en diferentes equipos establezcan, utilicen y
finalicen una conexión, que se denomina sesión.
·
Soporte de sesión: realiza las funciones que permiten a estos procesos
comunicarse a través de una red, ejecutando la seguridad, el reconocimiento de
nombres, el registro, etc.
CAPA DE PRESENTACIÓN
La capa de presentación da formato a los datos que
deberán presentarse en la capa de aplicación. Se puede decir que es el
traductor de la red. Esta capa puede traducir datos de un formato utilizado por
la capa de la aplicación a un formato común en la estación emisora y, a
continuación, traducir el formato común a un formato conocido por la capa de la
aplicación en la estación receptora.
La capa de presentación proporciona:
La capa de presentación proporciona:
·
Conversión de código de caracteres: por ejemplo, de ASCII a EBCDIC.
·
Conversión de datos: orden de bits, CR-CR/LF, punto flotante entre
enteros, etc.
·
Compresión de datos: reduce el número de bits que es necesario
transmitir en la red.
·
Cifrado de datos: cifra los datos por motivos de seguridad. Por ejemplo,
cifrado de contraseñas.
CAPA DE APLICACIÓN
El nivel de aplicación actúa como ventana para los usuarios y los procesos de aplicaciones para tener acceso a servicios de red. Esta capa contiene varias funciones que se utilizan con frecuencia:
·
Uso compartido de recursos y redirección de dispositivos
·
Acceso a archivos remotos
·
Acceso a la impresora remota
·
Comunicación entre procesos
·
Administración de la red
·
Servicios de directorio
·
Mensajería electrónica (como correo)
·
Terminales virtuales de red
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