Modulo osi 2
- 1. Universidad Politécnica Territorial Andrés Eloy Blanco BARQUISIMETO – Edo. LARA Modelo OSI PNF INFORMÁTICA
- 2. Modelo OSI A principios de 1980 el desarrollo de redes originó desorden en muchos sentidos. Se produjo un enorme crecimiento en la cantidad y tamaño de las redes. A medida que las empresas tomaron conciencia de las ventajas de usar tecnologías de conexión, las redes se agregaban o expandían a casi la misma velocidad a la que se introducían las nuevas tecnologías de red. Para mediados de 1980, estas empresas comenzaron a sufrir las consecuencias de la rápida expansión. De la misma forma en que las personas que no hablan un mismo idioma tienen dificultades para comunicarse, las redes que utilizaban diferentes especificaciones e implementaciones no podían intercambiar información. El mismo problema surgía con las empresas que desarrollaban tecnologías de conexiones propietarias. Una tecnología es llamada «propietaria» cuando su implementación, (ya sea de software o hardware) está sujeta a un copyright. Las tecnologías de conexión que respetaban reglas propietarias en forma estricta no podían comunicarse con tecnologías que usaban reglas propietarias diferentes e incluso con las que usen reglas de conexión copyleft. Para enfrentar el problema de incompatibilidad de redes, la ISO investigó modelos de conexión como la red de Digital Equipment Corporation (DECnet), la Arquitectura de Sistemas de Red (Systems Network Architecture, SNA) y TCP/IP, a fin de encontrar un conjunto de reglas aplicables de forma general a todas las redes. Con base en esta investigación, la ISO desarrolló un modelo de red que ayuda a los fabricantes a crear redes que sean compatibles con otras redes. El modelo OSI lo desarrolló allá por 1984 la organización ISO (International Organization for Standarization). Este estándar perseguía el ambicioso objetivo de conseguir interconectar sistema de procedencia distinta para que esto pudiera intercambiar información sin ningún tipo de impedimentos debido a los protocolos con los que estos operaban de forma propia según su fabricante. El modelo OSI está conformado por 7 capas o niveles de abstracción. Cada uno de estos niveles tendrá sus propias funciones para que en conjunto sean capaces de poder alcanzar su objetivo final. Precisamente esta separación en niveles hace posible la intercomunicación de protocolos distintos al concentrar funciones específicas en cada nivel de operación. La idea es descomponer el proceso complejo de la comunicación en varios problemas más sencillos y asignar dichos problemas a las distintas capas, de forma que una capa no tenga que preocuparse por lo que hacen las demás. Según la estructura jerárquica, cada capa realiza servicios para la capa inmediatamente superior, a la que devuelve los resultados obtenidos, y a su vez demanda servicios a la capa inmediatamente inferior.
- 3. Estructura en Capas Este modelo está dividido en siete (7) capas o niveles. Cada uno de estos niveles tendrá sus propias funciones y protocolos que trabajaran para comunicarse con otros niveles o capas, estos se pueden dividir en dos grupos, los que están orientados a la red y los que están orientados a la aplicación. Niveles OSI orientados a red Estos niveles se encargan de gestionar el apartado físico de la conexión, como el establecimiento de la comunicación, el enrutamiento de ésta y el envío. Capa 1: Física Este nivel se encarga directamente de los elementos físicos de la conexión. Gestiona los procedimientos a nivel electrónico para que la cadena de bits de información viaje desde el transmisor al receptor sin alteración alguna. Define el medio físico de transmisión: cables de pares trenzados, cable coaxial, ondas y fibra óptica Maneja las señales eléctricas y transmite el flujo de bits Define las características de los materiales, como conectores y niveles de tensión. Capa 2: Enlace de datos Este nivel se encarga de proporcionar los medios funcionales para establecer la comunicación de los elementos físicos. Se ocupa del direccionamiento físico de los datos, el acceso al medio y especialmente de la detección de errores en la transmisión. Esta capa construye las tramas de bits con la información y además otros elementos para controlar que la transmisión se haga de forma correcta. El elemento típico que realiza las funciones de esta capa es el switch o también el router, que se encarga de recibir y enviar datos desde un transmisor a un receptor Los protocolos más conocidos de este enlace son los IEEE 802 para las conexiones LAN y IEEE 802.11 para las conexiones WiFi.
- 4. Capa 3: Red Esta capa se encarga de la identificación del enrutamiento entre dos o más redes conectadas. Este nivel hará que los datos puedan llegar desde el transmisor al receptor siendo capaz de hacer las conmutaciones y encaminamientos necesarios para que el mensaje llegue. Debido a esto es necesario que esta capa conozca la topología de la red en la que opera. El protocolo más conocido que se encarga de esto es el IP. También encontramos otros como IPX, APPLETALK o ISO 9542. Capa 4: Transporte Este nivel se encarga de realizar el transporte de los datos que se encuentran dentro del paquete de transmisión desde el origen al destino. Esto se realiza de forma independiente al tipo de red que haya detectado el nivel inferior. La unidad de información o PDU antes vista, también le llamamos Datagrama si trabaja con el protocolo UPD orientado al envío sin conexión, o Segmento, si trabaja con el protocolo TCP orientado a la conexión. Esta capa trabaja con los puertos lógicos como son el 80, 443, etc. Además, es la capa principal en donde se debe proporcionar la calidad suficiente para que la transmisión del mensaje se realice correctamente y con las exigencias del usuario. Niveles OSI orientados a aplicación Estos niveles trabajan directamente con las aplicaciones que solicitan los servicios de niveles inferiores. Se encarga de adecuar la información para que sea comprensible desde el punto de vista de un usuario, mediante una interfaz y un formato. Capa 5: Sesión Mediante este nivel se podrá controlar y mantener activo el enlace entre las máquinas que están transmitiendo información. De esta forma se asegurará que una vez establecida la conexión, esta e mantengas hasta que finalice la transmisión. Se encargará del mapeo de la dirección de sesión que introduce el usuario para pasarlas a direcciones de transporte con las que trabajan los niveles inferiores.
- 5. Capa 6: Presentación Como su propio nombre intuye, esta capa se encarga de la representación de la información transmitida. Asegurará que los datos que nos llegan a los usuarios sean entendibles a pesar de los distintos protocolos utilizados tanto en un receptor como en un transmisor. Traducen una cadena de caracteres en algo entendible, por así decirlo. En esta capa no se trabaja con direccionamiento de mensajes ni enlaces, sino que es la encargada de trabajar con el contenido útil que nosotros queremos ver. Capa 7: Aplicación Este es el último nivel, y en encargado de permitir a los usuarios ejecutar acciones y comandos en sus propias aplicaciones como por ejemplo un botón para enviar un email o un programa para enviar archivos mediante FTP. Permite también la comunicación entre el resto de capas inferiores. Un ejemplo de la capa de aplicación puede ser el protocolo SMTP para el envío de correos electrónicos, programas de transmisión de ficheros por FTP, etc. Funcionamiento General Proceso de transmisión de los datos en el modelo OSI Veamos ahora como es el funcionamiento de las capas del modelo OSI en la transmisión de los datos. 1. La capa de aplicación recibirá el mensaje por parte del usuario. 2. El mensaje está situado en la capa de aplicación. Esta capa le añade una cabecera ICI para formar así la PDU de la capa de aplicación y pasa a llamarse IDU. Ahora se pasa a la siguiente capa 3. El mensaje está ahora situado en la capa de presentación. Esta capa le añade su propia cabecera y se transfiere a la siguiente capa 4. El mensaje ahora está en la capa de sesión y otra vez se vuelve a repetir el procedimiento anterior. Se envía después las capas físicas 5. En las capas físicas el paquete será direccionado debidamente hasta el receptor 6. Cuando el mensaje llega al receptor cada capa elimina la cabecera que su capa homologa a colocado para transmitir en mensaje 7. Ahora el mensaje llega a la capa de aplicación del destino para entregarse al usuario de forma comprensible
- 6. Encapsulado Si un computador (host A) desea enviar datos a otro (host B), en primer término los datos deben empaquetarse a través de un proceso denominado encapsulamiento. El encapsulamiento rodea los datos con la información de protocolo necesaria antes de que se una al tránsito de la red. Por lo tanto, a medida que los datos se desplazan a través de las capas del modelo OSI, reciben encabezados, información final y otros tipos de información Para ver cómo se produce el encapsulamiento, examine la forma en que los datos viajan a través de las capas como lo ilustra la siguiente figura. Una vez que se envían los datos desde el origen, como se describe en la siguiente figura, viajan a través de la capa de aplicación y recorren todas las demás capas en sentido descendiente. Como puede ver, el empaquetamiento y el flujo de los datos que se intercambian experimentan cambios a medida que las redes ofrecen sus servicios a los usuarios finales. PDUs Para que los paquetes de datos puedan viajar desde el origen hasta su destino, cada capa del modelo OSI en el origen debe comunicarse con su capa igual en el lugar destino. Esta forma de comunicación se conoce como comunicaciones de par-a-par. Durante este proceso, cada protocolo de capa intercambia información, que se conoce como unidades de datos de protocolo (PDU), entre capas iguales . Cada capa de comunicación, en el computador origen, se comunica con un PDU específico de capa y con su capa igual en el computador destino como lo ilustra la siguiente figura. Los paquetes de datos de una red parten de un origen y se envían a un destino. Cada capa depende de la función de servicio de la capa OSI que se encuentra debajo de ella. Para brindar este servicio, la capa inferior utiliza el encapsulamiento para colocar la PDU de la capa superior en su campo de datos, luego le puede agregar cualquier encabezado e información final que la capa necesite para ejecutar su función. Posteriormente, a medida que los datos se desplazan hacia abajo a través de las capas del modelo OSI, se agregan encabezados e información final adicionales. Después de que las Capas 7, 6 y 5 han agregado la información, la Capa 4 agrega más información. Este agrupamiento de datos, la PDU de Capa 4, se denomina segmento .
- 7. Protocolos y Estándares Definidos Los protocolos forman la base esencial de una red, debido a que estos establecen el lenguaje de comunicación que se va a utilizar entre los distintos equipos de una red para la transmisión de datos entre sí. Los Protocolos definen el conjunto de reglas o convenciones establecidas y aceptadas de manera general, que regulan el intercambio de información entre los nodos (conexiones, uniones) de una red. La complejidad de un protocolo radica en dos aspectos: el número de estaciones involucradas en la comunicación a través de un medio de transmisión y el método de acceso al canal. Siguiendo el esquema de este modelo se crearon numerosos protocolos. El advenimiento de protocolos más flexibles donde las capas no están tan desmarcadas y la correspondencia con los niveles no era tan clara puso a este esquema en un segundo plano. Sin embargo se usa en la enseñanza como una manera de mostrar cómo puede estructurarse una «pila» de protocolos de comunicaciones. El modelo especifica el protocolo que debe usarse en cada capa, y suele hablarse de modelo de referencia ya que se usa como una gran herramienta para la enseñanza de comunicación de redes. Protocolo orientado a carácter: En este tipo de protocolos todos los controles están dirigidos a garantizar la calidad de los caracteres en la comunicación, entre este tipo de protocolos se encuentra el de Comunicaciones Sincronas Binarias (BSC). Protocolo orientado a bit: Con los protocolos orientados a bit, la información se transfiere bit por bit y utilizan el siguiente formato: Bandera Campo de Dirección Campo de Control Campo de Datos Campo de Chequeo (BCC) Bandera 8 Bits 8 Bits 8 bits n X 8 Bits 16 Bits 8 Bits Bandera: Se utilizan al principio y al final del paquete para sincronizar el sistema, se envían aún cuando la línea este en reposo, está formada por 8 bits (01111110). Campo de dirección: Es una secuencia de 8 bits que identifica las estaciones en una comunicación. Campo de control: Es una secuencia de 8 bits que permite establecer comandos o respuestas codificadas. Campo de datos: Contiene toda la información, el número de bits debe ser múltiplo de 8. Campo de Chequeo de Errores: Es un polinomio CRC-16 que permite el chequeo por redundancia de errores.
- 8. Protocolos: TCP: Los protocolos orientados a la conexión operan de forma parecida a una llamada telefónica. UDP: El funcionamiento de los protocolos sin conexión se parece más bien a un sistema de correo regular. Pila de protocolos: Es una jerarquía de pequeños protocolos q trabajan juntos para llevar a cabo la transmisión de datos. TCP/IP se ha convertido en el estándar de-facto para la conexión en red corporativa. Las redes TCP/IP son ampliamente escalables, para lo que TCP/IP puede utilizarse tanto para redes pequeñas como grandes. TCP/IP es un conjunto de protocolos encaminados que puede ejecutarse en distintas plataformas de software (Windows, UNIX, etc.) y casi todos los sistemas operativos de red lo soportan como protocolo de red predeterminado. Protocolos miembro de la pila TCP/IP. FTP, SMTP, UDP, IP, ARP TCP corre en varias capas del modelo OSI Protocolo de Internet (IP, de sus siglas en inglés Internet Protocol) Es un protocolo no orientado a conexión usado tanto por el origen como por el destino para la comunicación de datos a través de una red de paquetes conmutados. Los datos en una red basada en IP son enviados en bloques conocidos como paquetes o datagramas (en el protocolo IP estos términos se suelen usar indistintamente). En particular, en IP no se necesita ninguna configuración antes de que un equipo intente enviar paquetes a otro con el que no se había comunicado antes A continuación se presentan los diferentes protocolos pertenecientes a la suite TCP/IP tomando como marco de referencia el modelo OSI. Aplicación Telnet Tn3270 Tn5250 X- Windows FTP TFTP SMTP (e-Mail) DNS NFS RPC SNMP Ping Presentación Sesión Transporte TCP UDP Red IP (ICMP, ARP, RARP, Proxy ARP) Enlace IEEE 802.3, IEEE 802.5, ANSI X3T9.5 HDLC, SDLC, PPP, SLIP, CSLIP Física Ethernet, Token Ring, FDDI, X.21, ISDN, RS-232C, V.35, etc.