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MA. CONSUELO DOMÍNGUEZ HAROS
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FUNDAMENTOS DE REDES
Modelo de referencia OSI
Una de las necesidades más apremiantes de un sistema de comunicaciones es el establecimiento de
estándares, sin ellos sólo podrían comunicarse entre si, equipos del mismo fabricante y que usaran la
misma tecnología.
La ISO (International Organization for Standarization) ha generado una gran variedad de estándares,
siendo uno de ellos el modelo OSI [Stallings, 2000], [Tomasi, 2003]. El cual se conoce como el modelo
de referencia de la ISO para la Interconexión de Sistemas Abiertos (OSI: Open Systems
Interconnection), puesto que se ocupa de la conexión de sistemas abiertos, esto es, sistemas que
están abiertos a la conexión con otros sistemas [Leon-Garcia y Widjaja, 2002].
El modelo OSI no garantiza la comunicación entre equipos pero pone las bases para una mejor
estructuración de los protocolos de comunicación. Tampoco existe ningún sistema de comunicaciones
que los siga estrictamente, siendo la familia de protocolos TCP/IP la que más se acerca.
5.1.3. Las capas del modelo OSI
La estructura lógica del modelo OSI tiene siete capas como se aprecia en la Figura 34. Las capas
inferiores (1 a 3) dependen de la red y se ocupan de los protocolos relacionados con la red de
comunicación de datos que se está usando para enlazar los computadores. Las tres capas superiores
(5 a 7) están orientadas a las aplicaciones y se ocupan de los protocolos que permiten interactuar a
dos procesos de aplicación de usuario final. La capa de transporte intermedia (capa 4) oculta a las
capas superiores, los detalles del funcionamiento de las capas inferiores. La capa 4 utiliza los servicios
provistos por las últimas capas para ofrecer a las capas superiores un servicio de intercambio de
mensajes independiente de la red.
Figura 34. Capas del modelo OSI
Capa Física: La capa física es la capa más baja del modelo, y la que se encarga de llevar toda la
información "digital" a una forma que pueda ser transmitida eléctricamente [Leon-Garcia y Widjaja,
2002] . La responsabilidad de esta capa es la conversión de la información a símbolos, y su
modulación en señales analógicas. Además, los protocolos de capa física estandarizan las
especificaciones eléctricas de la transmisión, de modo de que todos los sistemas que utilizan el mismo
protocolo se puedan comunicar, y mecánicas a nivel de los conectores utilizados. En resumen
desarrolla las siguientes actividades:

Transmisión de flujo de bits a través del medio.

No existe estructura alguna.

Maneja voltajes y pulsos eléctricos.

Especifica cables, conectores y componentes de interfaz con el medio de transmisión.
Capa de Enlace: La capa de enlace es la responsable por proveer servicios de comunicación entre
sistemas adyacentes, es decir, conectados al mismo segmento de red (cable). En este caso, no es
necesario realizar ningún enrutamiento, puesto que la comunicación se restringe a una misma subred,
sin embargo, se proveen servicios de control de flujo (que evita que un sistema transmita más rápido
de lo que puede recibir el otro), y de acceso al medio, especialmente en redes que utilizan
compartición de medio, donde es necesario "competir" para poder transmitir.
Dado que todo ocurre en un mismo segmento de red, no son necesarias las direcciones globales, sino
que se usan direcciones locales. En el caso de que se implementen los protocolos estandarizados por
el IEEE, se utilizan direcciones MAC (Medium Access Control).

Estructura el flujo de bits bajo un formato predefinido llamado trama.

Para formar una trama, el nivel de enlace agrega una secuencia especial de bits al principio y al
final del flujo inicial de bits.

Transfiere tramas de una forma confiable libre de errores (utiliza reconocimientos y
retransmisión de tramas).

Provee control de flujo.

Utiliza la técnica de piggybacking.
Capa de Red: Es una capa bastante compleja, pues tiene como responsabilidad establecer
comunicaciones entre sistemas que no están conectados en forma adyacente (por el mismo cable), en
distintas redes. En redes muy complejas (como Internet), esta capa debe ser capaz de encontrar la
mejor ruta para enrutar los paquetes.
Este enrutamiento se logra a través de dispositivos de red denominados routers, que interconectan dos
o más redes, y que proveen "la inteligencia" necesaria para que los paquetes viajen a través de
distintas redes, las cuales pueden incluso poseer tecnologías y medios de transmisión muy distintos,
mostrados en la Figura 35. En este caso, el direccionamiento se hace en base direcciones Globales de
los sistemas, que los identifica a nivel toda la red, en forma única. Un ejemplo de dirección Global, que
se incluye en paquetes de información, es la dirección IP usada en Internet, como se verá en la
sección de TCP/IP.
Figura 35. Ubicación de la mejor ruta a través de routers
En general esta capa de red no es capaz de asegurar las comunicaciones, ante errores de
transmisión, es la capa de transporte la que deberá superar los problemas de transmisión.

Divide los mensajes de la capa de transporte en paquetes y los ensambla al final.

Utiliza el nivel de enlace para el envío de paquetes: un paquete es encapsulado en una trama.

Enrutamiento de paquetes.

Envía los paquetes de nodo a nodo usando ya sea un circuito virtual o como datagramas.

Control de Congestión.
Capa de Transporte: La capa de transporte es la responsable por proveer comunicaciones entre
aplicaciones corriendo en distintos sistemas. Esta capa es capaz de proveer servicios de comunicación
"confiables", puesto que se disponen de mecanismos de control y corrección de errores, lo que hace
que los aspectos de la comunicación sean absolutamente transparente para las aplicaciones.

Establece conexiones punto a punto sin errores para el envío de mensajes.

Permite multiplexar una conexión punto a punto entre diferentes procesos del usuario (puntos
extremos de una conexión).

Provee la función de difusión de mensajes (broadcast) a múltiples destinos.

Control de Flujo.
Capa de Sesión: Establece las normas que se deben cumplir en relación a la gestión de las
conexiones de las aplicaciones con la Red, como son las normas de cortesía, señalan quien debe
hablar, cuando se debe hacer para pedir la palabra o que el interlocutor preste atención etc.
Igualmente, la información relacionada con este nivel, se añade al paquete de datos.

Permite a usuarios en diferentes máquinas establecer una sesión.

Una sesión puede ser usada para efectuar un login a un sistema de tiempo compartido remoto,
para transferir un archivo entre 2 máquinas, etc.

Controla el diálogo (quién habla, cuándo, cuánto tiempo, half duplex o full duplex).

Función de sincronización.
Capa de Presentación: En este nivel se establecen las normas que se deben cumplir en relación a los
códigos de caracteres, como ASCII y EBCDIC. Parpadeos, tamaños, etc. Esta información se añade a
la del nivel anterior e informa de las características de los datos que maneja una aplicación concreta.

Establece una sintaxis y semántica de la información transmitida.

Se define la estructura de los datos a transmitir (v.g. define los campos de un registro: nombre,
dirección, teléfono, etc.).

Define el código a usar para representar una cadena de caracteres (ASCII, EBCDIC, etc.).

Compresión de datos.

Criptografía.
Capa de Aplicación: Este nivel hace referencia a las normas que deben cumplir los protocolos con
relación a las aplicaciones, o servicios. Como por ejemplo, un navegador, un cliente de correo
electrónico, un procesador de textos, una hoja de cálculo, una base de datos, etc. El protocolo obliga a
las aplicaciones que van a manejarse dentro de una red de transmisión de paquetes, a cumplir unas
normas que le permitan hacerse entender por las aplicaciones residentes en otras máquinas de la red.

Transferencia de archivos (ftp).

Login remoto (rlogin, telnet).

Correo electrónico (mail).

Acceso a bases de datos, etc.