El Modelo OSI

A finales de los años setenta y principios de los ochenta, el uso de las redes informáticas estaba aún en una etapa muy temprana y su desarrollo era bastante caótico. Muchas empresas empezaron a implementar redes internas al descubrir los enormes beneficios de la comunicación digital, pero pronto notaron un gran problema: la expansión y la interoperabilidad eran extremadamente complicadas.

Cada organización, fabricante o proveedor de tecnología utilizaba sus propios estándares y protocolos de comunicación. Esto significaba que, por ejemplo, una red desarrollada por una compañía podía ser completamente incompatible con la de otra, lo que limitaba la conexión entre sistemas, frenaba la colaboración y encarecía el crecimiento tecnológico.

Con esta problemática, surgió la necesidad de un modelo común, estructurado y universal que permitiera a los distintos dispositivos y sistemas comunicarse sin importar el fabricante o la tecnología empleada.

Fue así que, en 1984, la Organización Internacional de Normalización (ISO) presentó el Modelo OSI (Open Systems Interconnection) como una guía de referencia para el diseño de hardware, software y protocolos de red.

El modelo OSI no es un protocolo en sí mismo, sino un marco conceptual que divide la comunicación en siete capas jerárquicas (desde la transmisión física de bits hasta las aplicaciones de usuario). Cada capa tiene funciones bien definidas y se comunica únicamente con la capa superior e inferior, lo que facilita el diseño modular, la interoperabilidad y la resolución de problemas.

Aunque en la práctica, hoy en día, el modelo TCP/IP se utiliza con mayor frecuencia en Internet y en redes modernas, el modelo OSI sigue siendo la referencia más universal para comprender, enseñar y analizar el funcionamiento de las comunicaciones en red.

La capa física describe el mecanismo y las características eléctricas de la red. Los tipos de cables, los conectores, la tensión de los cables y la forma en que deben trenzarse forman parte de la capa física. El control de flujo transmite señales eléctricas a un cable. Las series de voltaje corresponden a ceros y unos del sistema binario (bajo voltaje = 0, alto voltaje = 1). En la capa física, los datos se miden en bits, ya sea binarios.

La capa de enlace de datos proporciona la funcionalidad necesaria para transferir datos de forma fiable entre dispositivos de red. La capa de enlace de datos utiliza direcciones MAC o de hardware para enviar los datos al destino correcto. En una red, cada dispositivo tiene su propia dirección MAC única integrada (en el caso de una PC, la dirección MAC está integrada en la red). La técnica más conocida que funciona en la capa de enlace de datos es Ethernet. Ethernet es una tecnología que utiliza direcciones MAC para transferir datos en una red. Los conmutadores y dispositivos de red se encuentran en la capa 2 del modelo OSI. Los datos en la capa 2 se dividen en tramas. Las tramas son unidades de datos con un encabezado que registra las direcciones MAC del emisor y del receptor.

La capa de red proporciona la funcionalidad necesaria para la transmisión de datos entre redes. Es responsable del enrutamiento, el control de flujo y la gestión de errores. Los enrutadores operan en la capa 3 del modelo OSI. El protocolo más importante de la capa de red es el Protocolo de Internet (IP). Los enrutadores utilizan direcciones IP para controlar el tráfico entre diferentes redes. Entre otras computadoras, los enrutadores y las impresoras tienen una red IP, además de una MAC, y una dirección IP. Los datos en la capa 3 se dividen en paquetes. Los paquetes son unidades de datos que incluyen la dirección IP del emisor y del receptor (final).

Esta capa facilita la transferencia de datos entre dos usuarios finales mediante el control de errores, la retransmisión y el control de flujo (sincronización). Esta capa garantiza que las capas superiores (por ejemplo, el software de la capa de aplicación) no tengan en cuenta la precisión ni la sincronización de la transmisión de datos. El protocolo más importante de la capa de transporte es el Protocolo de Control de Transferencia (TCP). TCP proporciona la conexión entre dos estaciones de una red y la correcta transmisión de datos entre ellas. Las unidades de datos de la capa 4 se denominan segmentos. Un segmento incluye el número de puerto a través del cual se registra la comunicación entre el emisor y el receptor.

La capa de sesión, la primera capa que interactúa directamente con el software que utiliza la red, se encarga de las capas 1 a 4, donde las capas 1 a 4 se encargan principalmente del empaquetado (y desempaquetado) de datos y el direccionamiento. Esta capa es la primera capa que interactúa directamente con el software que utiliza la red. La capa de sesión, a su vez, mantiene y desconecta las sesiones entre dos programas.

Esta capa actúa como una capa de traducción que habla un mismo idioma entre dos programas. Una red admite todo tipo de sistemas operativos, como Windows, Linux o Apple. Estos sistemas operativos pueden… Utilizan una representación diferente de los datos. La capa de presentación del ordenador emisor traduce los datos desde la capa de aplicación (7) al lenguaje común antes de que fluyan a las capas inferiores y se envíen. La capa de presentación del ordenador receptor traduce los datos desde la capa de sesión (5) a la capa de lenguaje que el programa de la aplicación (7) comprende. Además de traducir, la capa de presentación proporciona compresión y cifrado de datos. Esta capa no siempre se utiliza, ya que la traducción, el cifrado o la compresión pueden no ser siempre necesarios.

La capa de aplicación es la capa utilizada por los programas de red. Estos pueden ser navegadores, clientes FTP o programas de correo electrónico. Dichos programas utilizan protocolos que se ejecutan en la capa de aplicación, como HTTP (utilizado por el navegador web), SMTP (utilizado por los programas de correo electrónico) y FTP (utilizado por los clientes FTP).