Talking Shop: No tengas miedo del modelo OSI
No se deje intimidar por el modelo de interconexión de sistemas abiertos (OSI). Ratificado por la Organización Internacional de Estándares (ISO) en 1978, el modelo OSI no es un talón de Aquiles gigante o una conspiración de certificación diseñada para poner de rodillas a los profesionales de TI de voluntad fuerte.
Superar el miedo. Tómese un momento para comprender los principios de funcionamiento detrás del modelo de referencia, que se utiliza como estándar para garantizar que los diferentes sistemas puedan comunicarse de manera efectiva.
¿Por qué? Porque si ha estado en TI el tiempo suficiente y no habla el vocabulario OSI, es probable que se pierda. Además, si se está preparando para los exámenes de certificación de Microsoft, Cisco o Network Plus, el modelo OSI definitivamente mostrará su lado feo. Esta es una introducción rápida diseñada para ayudarlo a comprender mejor el modelo OSI.
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Estandarización
El propósito del modelo OSI es estandarizar las tecnologías de red. Al garantizar que sus productos de hardware y software cumplan con las especificaciones de diseño del modelo OSI, los fabricantes pueden estar seguros de que sus diversos programas y dispositivos se comunicarán bien, independientemente de los programas o componentes del otro fabricante que se utilicen para realizar la comunicación.
Hay muchos pasos involucrados en la transferencia de datos entre sistemas. Los datos pasan de una aplicación en un sistema a la red a través de una conexión física y de regreso a través de la conexión física, donde una aplicación en otro sistema procesa los datos en la red. Por ejemplo, cada correo electrónico que recibe pasa por este proceso.
El modelo de referencia de redes OSI especifica que este proceso involucra siete capas de funcionalidad en cada sistema. La figura A muestra las siete capas de arriba a abajo.
| Figura A |
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| El modelo de referencia OSI consta de siete capas. |
Imagine enviar mensajes de correo electrónico entre dos sistemas. Este mensaje se crea utilizando un cliente de correo electrónico y, cuando se envía, se realizan operaciones de capa de aplicación. Los mensajes de correo electrónico pasan a través de capas hasta que llegan al módem o adaptador de red del sistema, y luego se envían a través de la red cableada (o red inalámbrica). Los pasos en los que un mensaje llega a una conexión física y cómo se transmite se asignan a la capa física del modelo OSI.
Cuando se recibe un mensaje de correo electrónico, ingresa al otro lado del modelo OSI. En lugar de acelerar directamente a la capa de aplicación de otros sistemas, primero debe pasar a través de la capa física y otras capas en el camino a la capa de aplicación y, finalmente, el mensaje de correo electrónico pasará a un programa de software como Microsoft Outlook. La figura B ilustra este proceso.
| Figura B |
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| Los paquetes de datos que viajan entre sistemas pasan por siete capas de modelo en cada sistema. |
Aquí hay otra manera de visualizarlo. Los programas de correo electrónico generan paquetes cada vez que pasan a través de una capa OSI y estos paquetes obtienen capas adicionales de información. Cuando se crea un paquete en la capa de aplicación, los datos específicos de esa aplicación se insertan en el paquete. Cuando el paquete llega a la capa de presentación, se agrega información de redirección y el paquete puede incluso volver a ensamblarse. Este proceso continúa a medida que el paquete viaja a través de cada capa del modelo OSI.
Pero, ¿qué sucede cuando el paquete de datos viaja por cable a otro sistema? La capa física del segundo sistema recibe el paquete. La capa de enlace de datos de la segunda máquina extrae e interpreta la información de la capa de enlace de datos agregada por el primer sistema, y así sucesivamente hasta que la capa de aplicación recibe un paquete con datos de aplicación.
Si bien el proceso es tan complejo como calcular la clasificación de una serie de torneos de College Bowl, en realidad es un baile bastante elegante entre dos o más sistemas. Se puede entender mejor examinando las acciones que ocurren en cada capa.
Mientras revisamos las funciones que desempeña cada capa, recuerde que cada nivel OSI solo se comunica con la capa inmediatamente superior o inferior. Excepto por la capa física, que se comunica con la misma capa en otros sistemas. Revisemos primero la capa de aplicación.
Modelo OSI – Capa de aplicación
La capa de aplicación se asienta sobre el modelo OSI. Es rey. Habla con las aplicaciones de software del sistema, de ahí el nombre. Las aplicaciones tienen una deuda de gratitud con esta capa por proporcionarles acceso a los servicios de red.
Varios protocolos operan en la capa de aplicación, incluido el Protocolo simple de administración de redes (SNMP), el Protocolo de transferencia de archivos (FTP), X.500, AppleTalk y el Protocolo simple de transferencia de correo (SMTP). Los servicios de servidores y estaciones de trabajo también se ejecutan en esta capa, al igual que los controladores del sistema de archivos.
Debajo de la capa de aplicación se encuentra la capa de presentación.
Modelo OSI – Capa de presentación
La capa de presentación determina el formato utilizado para compartir datos entre sistemas. El redirector opera en este nivel. En los sistemas de Microsoft, use el bloque de mensajes del servidor (SMB). En los sistemas Novell, se utiliza el Protocolo básico de Novell (NCP).
Sin una capa de presentación que determine el formato de los datos, los sistemas compatibles con IBM no pueden compartir fácilmente datos con sistemas Linux o UNIX. Debido a que la capa de presentación toma datos específicos de la aplicación de la capa de aplicación y los convierte a un formato estandarizado, esta información se puede compartir entre diferentes sistemas.
La capa de presentación es responsable de varias acciones. Por ejemplo, convertir protocolos, transformar datos y realizar tareas de cifrado, entre otros procesos. SNMP, FTP y SMTP también funcionan en este nivel, al igual que los controladores del sistema de archivos.
La siguiente capa donde los datos viajan desde la aplicación a la red es la capa de sesión.
Modelo OSI – Capa de sesión
Para compartir datos, dos sistemas deben establecer un enlace de comunicación. Conocida como sesión, esta conexión debe realizar funciones de identidad y seguridad. En la capa de sesión, los sistemas verifican que están hablando con una máquina específica.
La capa de sesión establece, habilita y finaliza estas sesiones de comunicación. Funciona sincronizando la comunicación, agregando puntos de control al flujo de datos que se envía y determinando la tasa de transferencia de datos. AppleTalk ASP opera en este nivel.
Descendiendo, llegamos a la capa de transporte.
Modelo OSI – Capa de transporte
La capa de transporte es uno de los trabajos más difíciles de todas las capas. Esencialmente, actúa como el mensajero de FedEx del modelo OSI. La capa de transporte es responsable de garantizar que los paquetes se entreguen correctamente, así como de empaquetar y desempaquetar los mensajes.
Funciona dividiendo mensajes largos en mensajes más cortos y combinando mensajes muy pequeños en mensajes más grandes. El objetivo es transferir paquetes de datos entre sistemas sin errores y de manera eficiente. Esencialmente, la capa de transporte ensambla y desensambla paquetes de datos y envía reconocimientos para confirmar que los datos se recibieron correctamente. El orden en que se envían los paquetes se determina en la capa de transporte.
El Protocolo de control de transmisión (TCP) es el protocolo de capa de transporte más utilizado. Otros protocolos que se ejecutan en la capa de transporte incluyen NetBIOS Extended User Interface (NetBEUI), Sequential Packet Exchange (SPX) y NWLink.
Debajo de la capa de transporte se encuentra la capa de red.
Modelo OSI – Capas de red
La capa de red maneja la tarea de etiquetar mensajes con información de dirección. También traduce direcciones lógicas y nombres a direcciones físicas.
La ruta de datos por la que viajará un paquete se determina en la capa de red. La capa de red también asume el desafío de administrar el tráfico de datos, incluidas las funciones de enrutamiento. Si el adaptador de red no puede enviar grandes porciones de datos, las porciones se dividen en porciones más pequeñas en esta capa.
Muchos elementos funcionan en esta capa, incluidos los enrutadores, los controladores de la tarjeta de interfaz de red (NIC), el Protocolo de Internet (IP), el Intercambio de paquetes de Internet (IPX), NWLink y NetBEUI.
Debajo de la capa de red se encuentra la capa de enlace de datos.
Modelo OSI – Capa de enlace de datos
La capa de enlace de datos es responsable de garantizar que las tramas de datos se transmitan sin errores de un sistema a otro a través de la capa física. En la capa de enlace de datos, los bits de datos recibidos de la capa física se empaquetan en tramas de datos y se envían a la capa de red. Alternativamente, cuando se reciben tramas de datos de la capa de red, la capa de enlace de datos las pasa a la capa física y la conexión de red.
Para cada cuadro de datos enviado por la capa de enlace de datos, busca un reconocimiento. Si no se recibe, envía la trama de datos nuevamente. Para garantizar una recepción de datos sin errores, en esta capa se realiza una verificación de redundancia cíclica.
Hay dos capas de enlace de datos específicas: capa de control de enlace lógico (LLC) y control de acceso a medios (MAC). La LLC administra los puntos de interfaz de enlace de datos, conocidos como Puntos de acceso al servicio (SAP). Se encuentra por encima de la capa MAC, que regula el voltaje eléctrico en la NIC y comparte el acceso a la tarjeta adaptadora de red. La capa MAC está estrechamente acoplada a la NIC del sistema y se comunica directamente con ella.
A menudo escuchará a los profesionales de TI hablar sobre la dirección MAC de la NIC. Se refieren a la dirección de identificación única dada a cada tarjeta de red que se haya producido. Incluso los modelos de NIC idénticos tienen direcciones MAC únicas e independientes.
Los controladores, la especificación de interfaz de dispositivo de red (NDIS), que se comunican entre los protocolos de transporte y los controladores NIC, y los puentes operan en la capa de enlace de datos del modelo OSI.
Esto nos lleva a la capa física.
Modelo OSI – Capa física
La capa física lleva el nombre de los cables físicos que conectan las NIC del sistema. La capa física determina el tipo de cable utilizado (eléctrico, óptico, mecánico, etc.).
En esta capa, los datos binarios sin procesar se transfieren de un sistema a otro. El flujo de bits sin procesar transmitido en la capa física no es más que 1 y 0. Esta es la única capa de «hardware» en el modelo OSI, todas las demás capas usan software real para realizar sus funciones.
Los repetidores operan en la capa física. Las tareas de codificación de datos y sincronización de bits también ocurren en esta capa.
en conclusión
El modelo OSI juega un papel importante en la estandarización de la comunicación entre diferentes sistemas. La conexión de Apple, IBM, UNIX y otros sistemas sin duda sería más desafiante sin los estándares y especificaciones descritos en el modelo OSI.
