Proyecto didáctico de Redes. Las capas del modelo OSI

Protocolos de comunicación: El modelo OSI proporciona un marco conceptual para la comunicación entre computadoras, pero no es en sí mismo un método de comunicación. La comunicación es posible mediante la utilización de protocolos de comunicación. En el contexto de las Redes de datos, un protocolo es un conjunto formal de reglas y convenciones que gobiernan el cómo las computadoras intercambian información a través de un medio de transmisión. Un protocolo implementa las funciones de una o más de las capas OSI.

La información que es transferida desde una aplicación de software en una computadora hacia otra debe transitar a través de las capas del M. OSI.

Cada capa es codificada por la que le corresponde, pero viaja a través del medio físico.

Las capas del M. OSI se comunican entre sí para tomar y proveer servicios que son utilizados para comunicarse con la capa equivalente en el otro sistema. Hay tres elementos básicos involucrados en los servicios de las capas:

1) El usuario de servicios.- Es el nivel OSI que solicita un servicio a un nivel adyacente.

2) El proveedor de servicios.- Es el nivel que proporciona el servicio. Pueden atender múltiples usuarios simultáneamente.

3) El punto de acceso a servicios (SAP).- Es la localidad conceptual a través de la cual un nivel OSI solicita servicios a otro.

El modo en que una capa se comunica con otra debe estar estandarizada.

Las capas del M. OSI e intercambio de información: Las siete capas usan varias formas de información de control para comunicarse con sus contrapartes en otros sistemas. Esta información de control consiste en solicitudes específicas e instrucciones que son intercambiadas entre las partes. La información de control típicamente toma una de dos formas: Cabecera y Colas.

Las cabeceras son anexadas a la parte frontal de los datos. Las cabeceras, las colas y los datos son conceptos relativos con respecto a la capa que los analiza. En otras palabras, la porción de datos de una unidad de información en un M. OSI puede potencialmente contener cabeceras, colas y datos de niveles superiores. Esto es conocido como ENCAPSULAMIENTO.

Funciones de las capas del M. OSI:

Capa Física: Define las especificaciones mecánicas, eléctricas, funcionales y de procedimientos para activar, mantener y desactivar el enlace físico entre sistemas en comunicación a través de la Red. Las especificaciones de la capa física definen características tales como niveles de voltaje, variaciones de voltaje, ritmos de transmisión de datos, distancias máximas de transmisión de datos y conectores físicos. Las implementaciones de la capa pueden clasificarse en especificaciones para LAN y WAN.

Capa de Enlace de Datos: Proporciona tránsito confiable a través del entorno físico de Red. Existen diferentes especificaciones para esta capa las cuales definen características de las Red y protocolos. Como por ejemplo direcciones físicas, topología de Red, notificación de errores, secuenciación de tramas y control de flujo.

La IEEE (Institute of Electric and Electronic Engineers) ha subdividido la capa de Enlace de Datos en dos subcapas:

1) Subcapa de Control de Enlace Lógico (LLC)

2) Subcapa de Control de Acceso al Medio (MAC)

Funciones básicas de la capa de Enlace de Datos:

  1. a) Detección y control de errores.
  2. b) Control de Flujo.
  3. c) Multiplexación.

En el caso de las Redes locales a estas tres funciones se les agregan las que se le incorporan a las MAC.

Capa de Red: Define las direcciones que constituyen una etiqueta para denominar de forma única y no ambigua a las estaciones de una Red. En algunas Redes, como la Internet las direcciones de Red se organizan de tal forma que permiten calcular las rutas mediante la comparación de las direcciones origen y destino. Es en esta capa donde se verifican las funciones de enrutamiento.

En un sistema telefónico el conmutador define el número o dirección a quien va dirigida la llamada. De eso se encarga la capa de Red de mismo modo similar al servicio postal, se encarga de enviar los paquetes a su destinatario.

Capa de Transporte: Acepta datos de la capa de sesión y los segmenta para transportarlos a través de la Red. Generalmente la capa es responsable de garantizar que los datos sean entregados libres de errores y en la secuencia apropiada. Las funciones de control de flujo también ocurren en esta capa.

 

Control de Flujo: Mecanismos usados para evitar que un transmisor sature a un receptor más lento o menos rápido.

Multiplexación: Técnicas usadas para transmitir varias señales de forma simultánea sobre un mismo medio físico de transmisión.

Control de Errores: Mecanismos usados para detectar y eventualmente corregir errores en los datos introducidos por los procesos de transmisión.

Circuitos Virtuales: Servicios orientados a conexión construidos sobre Redes de conmutación de paquetes.

Secuenciación: Mecanismos usados para garantizar que los datos sean recibidos en la misma secuencia en que fueron emitidos.

 

Servicios Orientados a Conexión y no Orientados (Orientados a Datagrama):

En general, los protocolos de transporte pueden caracterizarse por ser o no orientados a conexión. Un servicio orientado a conexión requiere el establecimiento de una conexión antes de transmitir la información y proporciona cierto grado de garantía de entrega. Estos servicios involucran tres fases:

1) Establecimiento de la conexión

2) Transferencia de datos

3) Finalización de la conexión

Los servicios orientados a datagrama no necesitan establecer circuito alguno y se puede transmitir en cualquier momento.

En cualquiera de los niveles OSI (De la capa 2 a la 7) podemos encontrar servicios de estas clases:

1) El protocolo PPP de la capa de Enlace de Datos ofrece un servicio orientado a conexión.

2) El protocolo IP de la capa de Red ofrece un servicio orientado a datagrama.

3) El protocolo TCP de la capa de Transporte ofrece un servicio orientado a conexión.

4) El protocolo SMTP de la capa de Aplicación ofrece un servicio orientado a datagrama.

Capa de Sesión: Establece, administra y finaliza sesiones de comunicación las cuales consisten en solicitudes y respuestas de servicios que ocurren entre aplicaciones localizadas en diferentes dispositivos de Red. Estas solicitudes y respuestas son coordinadas por distintos protocolos entre los que se encuentran ZIP (Zone Information Protocol), Apple Talk, SCP (Sesion Control Protocol) y DECnet Phase IV.

Esta capa sólo la usa el navegador y no está uniforme en toda la Internet. Está incorporada en algunas aplicaciones.

Hay algunas aplicaciones que retoman descargas de información de la Red por si ésta llega a interrumpirse, y retoma la sesión o la reestablece. Esta capa administra la cantidad de conexiones para cumplir esta misión.

Capa de Presentación: Provee una variedad de funciones de codificación y conversión que son aplicadas a los datos provenientes de la Capa de Aplicación. Estas funciones garantizan que la información enviada por una aplicación sea legible para la aplicación de la estación receptora. Algunos ejemplos de esquemas de codificación y conversión incluyen:

1) Formatos comunes de representación de datos tales como TIFF, GIF, JPEG, HTML

2) Formatos de conversión de representación de caracteres como Unicode

3) Esquemas comunes de compresión como ZIP

4) Esquemas comunes para el cifrado de datos como SSL

 

Capa de Aplicación: Es la capa más cercana al usuario final. Lo que significa que tanto el usuario como la capa de Aplicación interactúan con el software de Aplicación.

Esta capa interactúa con aplicaciones que implementan un componente de comunicaciones. Las funciones típicas de esta capa incluyen:

1) Identificación de las partes en comunicación.

2) Determinación de la disponibilidad de recursos.

3) Sincronización de las comunicaciones.

Algunos ejemplos de implementación son:

Telnet, FTP y SMTP

 

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