Modelo OSI y TCP/IP: Capas, Funciones y Protocolos de Red

Niveles OSI Orientados a la Aplicación

• Nivel de Sesión: Se encarga de controlar el diálogo entre las aplicaciones de los sistemas finales. La funcionalidad de esta capa es, en muchos casos, parcial o totalmente prescindible, aunque en otros es necesaria.
• Nivel de Presentación: Se encarga de la sintaxis y semántica de la información que se pretende transmitir, representar la información gráfica, comprimir datos y encriptar la información.
• Nivel de Aplicación: Es la encargada de interactuar con el usuario final y de proporcionarle los servicios de red necesarios para las aplicaciones que utiliza.

Modelo TCP/IP

Es la arquitectura más usada para interconectar sistemas, desarrollada sobre una red experimental denominada ARPAnet. Esta arquitectura se conoce como familia de protocolos TCP/IP. No es un modelo teórico como OSI.

Características del Modelo TCP/IP

• Son estándares abiertos y gratuitos.
• Están pensados para interconectar máquinas diferentes para crear redes de diferentes fabricantes.

Niveles del Modelo TCP/IP

• Acceso a la Red: Define las características del medio de transmisión.
• Internet: Establece el camino seguido por los datos desde el origen hacia el destino.
• Transporte: Transferencia de datos ocultando detalles de la red de host a host.
• Aplicación: Permite la comunicación entre aplicaciones de equipos remotos.

Nivel de Acceso a la Red

• Define las características de la interfaz física.
• Responsable del intercambio de datos entre el sistema final y la red.
• Utiliza diversos protocolos como ARP, PPP, etc.

Nivel de Internet

• Proporciona los mecanismos necesarios para encaminar los datos entre equipos conectados a diferentes redes.
• Genera paquetes con los datos recibidos del nivel superior y los entrega al recibirlos.
• Controla la congestión de la red.

Nivel de Transporte

• Proporciona un servicio para la comunicación de datos garantizando que son recibidos por el destino y que poseen el mismo orden en que fueron enviados.
• Los protocolos en este nivel se clasifican en:
  • TCP: Asegura una conexión segura y fiable.
  • UDP: Se utiliza cuando hay que transmitir poca información y no importa si se pierde algún paquete.

Nivel de Aplicación

Ofrece mecanismos que permiten el intercambio de datos entre aplicaciones: FTP, TELNET, HTTP, HTTPS, etc.

Encapsulación

Los datos de la aplicación bajan al stack del protocolo y se transmiten por los medios de la red. Los diferentes protocolos le agregan información en cada nivel. La forma que adopta una sección de datos en cualquier capa se denomina Unidad de Datos del Protocolo (UDP). Encapsula: Datos, Segmento, Paquete, Trama, Bits.

Profundización en la Capa de Acceso a la Red

Áreas Funcionales

Los estándares de la capa física abarcan tres áreas funcionales:

• Componentes Físicos: Son los dispositivos electrónicos de hardware, medios y conectores que transmiten y transportan las señales para representar los bits.
• Codificación: Es un patrón de voltaje o corriente utilizado para representar los bits.
• Señalización: Los estándares de la capa física deben definir qué tipo de señal representa un "0" y qué tipo de señal representa un "1".

Ancho de Banda

Es la capacidad de un medio para transportar datos. El ancho de banda digital mide la cantidad de datos que pueden fluir desde un lugar hacia otro en un período de tiempo determinado. Se mide en kbps, mbps, gbps.

Rendimiento

Es la medida de transferencia real de bits a través de los medios durante un período de tiempo determinado. El rendimiento generalmente no coincide con el ancho de banda.

Medios de la Capa de Acceso (Nivel Físico del Modelo OSI)

Cuando la información se mueve, lo que realmente se está moviendo es energía, que puede ser:

• Energía eléctrica.
• Energía lumínica.
• Energía electromagnética no guiada.

Formatos Básicos de Medios de Red

• Cable de Cobre: Las señales son patrones de pulsos eléctricos.
• Cable de Fibra Óptica: Las señales son patrones de luz.
• Conexión Inalámbrica: Las señales son patrones de transmisión de microondas.

Cableado de Cobre

Se utilizan porque son económicos, fáciles de instalar y tienen baja resistencia a la corriente eléctrica. Los datos se transmiten como impulsos eléctricos.

Tipos de Cableado de Cobre

• Trenzado no blindado.
• Trenzado blindado.
• Coaxial.