Modelo OSI: Capas, funciones y dispositivos de red

Capas del Modelo OSI

El modelo OSI (Open Systems Interconnection) es un marco de referencia que describe las funciones de una red de comunicaciones en siete capas:

7. Capa de Aplicación

Interfaz entre el usuario y la red. Cada aplicación usa reglas para permitir la comunicación y ofrecen servicios de red a los usuarios (ejemplo: Spotify).

6. Capa de Presentación

Define el formato de los datos, encriptación y compresión. Garantiza que los datos que llegan desde la red puedan ser utilizados por la aplicación y la información enviada pueda ser entendida por el destino (ejemplo: JPEG).

5. Capa de Sesión

Define cómo comenzar, controlar y terminar las conversaciones, diálogo y separación de diálogo (ejemplo: SQL).

4. Capa de Transporte

Divide y etiqueta los datos en el origen, se ordenan y unen los paquetes, control de errores y de flujo. Protocolos como TCP (conexión, fiable, los paquetes se entregan de emisor a receptor, usando número de puertos) y UDP (sin conexión, poco fiable, rápido).

3. Capa de Red

(Router, nube) Entrega el paquete al emisor y receptor, direccionamiento lógico del paquete, identifica hosts, determina y aprende las rutas, divide los paquetes para que se ajusten a un MTU (ejemplo: IP).

2. Capa de Enlace de Datos

(Nube, switch, puente, NIC) Permite acceder al medio, notifica errores, topología de red, control de flujo y direccionamiento físico de trama. (ejemplo: Media Access Control, Frame Relay).

1. Capa Física

(Nube, hub, transceptor y repetidor) Medios electrónicos y mecánicos para mantener y activar el enlace físico entre sistemas, pines, conectores, corrientes eléctricas (ejemplo: V.35).

Dispositivos de Red

Tarjetas de Red (NIC)

Intermediario entre el ordenador y la red. Trabaja en la capa física, de red y enlace de datos (ejemplo: Ethernet cable UTP). Para que funcione hay que instalar un driver. Pasos para transmitir la información:

1. Velocidad de transmisión, longitud de información, tamaño de memoria intermedia (buffer).
2. Transformar el flujo de bits a una secuencia en serie.
3. Codificar la secuencia formando una señal eléctrica.

Repetidores

Trabajan en la capa física. Cuando las distancias son muy grandes se usan dispositivos que restauran la señal al estado original, recogiéndola en condiciones. Repetidores: Señal digital, Amplificadores: Señal analógica.

Hubs

(Repetidor multipuerto) Trabaja en la capa física, topología física de estrella y lógica de bus, se producen colisiones, se resuelven (CSMA/CD), transmisión half dúplex. Tecnología 100BASET. Se pueden conectar 2 hub máximo con una distancia máxima de 5m. Las estaciones de una red formada por varios HUBs conectados entre sí forman un dominio de colisión. Hub pasivo: Interconectan la red, Hub activo: Amplifican y regeneran la señal antes de ser enviada.

Puentes

Trabajan en la capa física y de enlace de datos. Si el puente no reconoce al destinatario del mensaje, se envía por todos los puertos por donde llegó (inundación). Puente de hardware: Interconectar LAN. Puente por software: Un ordenador con dos tarjetas de red tiene un software que hace de puente. Puertos 802.x y 802.y: Interconectan varios trozos de área local, pudiendo tener medios de transmisión distintos. Puentes transparentes: Los puentes reciben todos los paquetes enviados por cada red conectada a él y los reenvía entre las redes de área local, utilizando sólo las direcciones MAC para determinar dónde retransmitir cada paquete. Sólo envían los paquetes destinados a un nodo del otro lado del puente, filtrando los que no necesitan ser retransmitidos o sean defectuosos. Puentes remotos: Interconectan 2 o más LAN, se encuentran separados a una gran distancia.

Conmutadores (Switches)

Trabajan en la capa física y de enlace de datos, transmisión full dúplex, medio no compartido, topología física y lógica de estrella, no se producen colisiones. Su función es dividir una red para aumentar el rendimiento.

Dominio de Colisión

Un equipo transmite a todos los dispositivos de red. Todos los equipos conectados a un hub forman un dominio de colisión, si están conectados a un switch supone un dominio diferente tantos como tomas de contacto tenga conectadas.

Dominio de Difusión

Un dispositivo puede transmitir a otro sin necesidad de enrutamiento, ya que pertenece a la misma red lógica. Todos los dispositivos y equipos conectados a un hub, repetidor, puente o switch forman un dominio de difusión, los switches o routers se utilizan para dividir dominios de difusión.