Modelo OSI y Encapsulación

1. Modelo OSI y Encapsulación

2. Arquitectura OSI • ¿Qué es OSI? • Una sigla: Open Systems Interconnection • Conceptualmente: arquitectura general requerida para establecer comunicación entre computadoras • OSI puede verse de dos formas: • como un estándar • como un modelo de referencia

3. OSI es un estándar • El modelo OSI fue adoptado en 1979 por el comité técnico TC97 (procesamiento de datos), del cual dependía el subcomité SC16 • OSI fue adoptado en 1984 oficialmente como un estándar internacional por la ISO (International Organization of Standards). • Ahora es la recomendación X.200 de la ITU (International Telecommunication Union) y la norma ISO/IEC 7498-1

4. OSI como Modelo de Referencia • OSI es un modelo de referencia que muestra como debe transmitirse un mensaje entre nodos en una red de datos • El modelo OSI tiene 7 niveles de funciones • La idea principal en el modelo OSI es que el proceso de comunicación entre dos usuarios en una red de telecomunicaciones puede dividirse en niveles (capas)

5. Otra vez: ¿Por qué utilizar capas? • Permite trabajar con sistemas complejos • una estructura explícita permite la identificación de las partes del sistema complejo y la interrelación entre ellas • la modularidad facilita el mantenimiento y la actualización del sistema • cambios que se realicen en la implementación de un servicio de una capa es transparente para el resto del sistema

6. ¿Cómo opera el modelo OSI? • Los usuarios que participan en la comunicación utilizan equipos que tienen “instaladas” las funciones de las 7 capas del modelo OSI (o su equivalente) • En el equipo que envía: • El mensaje “baja” a través de las capas del modelo OSI. • En el equipo que recibe: • El mensaje “sube” a través de las capas del modelo OSI

7. Operación: 1ª aproximación Nodo A Nodo B Al enviar el mensaje “baja” Al recibir el mensaje “sube” El mensaje “viaja” a través de la red En la vida real, las 7 capas de funciones del modelo OSI están normalmente construidas como una combinación de: 1. Sistema Operativo (Windows XP, Win2003, Mac/OS ó Unix) 2. Aplicaciones (navegador, cliente de correo, servidor web) 3. Protocolos de transporte y de red (TCP/IP, IPX/SPX, SNA) 4. Hardware y software que colocan la señal en el cable conectado al computador (tarjeta de red y driver)

8. Operación: 2ª aproximación Las capas del modelo OSI reciben un nombre de acuerdo a su función. 7 Aplicación 7 Aplicación Al enviar el mensaje “baja” Al recibir el mensaje “sube” 6 Presentación 6 Presentación 5 Sesión 5 Sesión 4 Transporte 4 Transporte 3 Red 3 Red 2 Enlace 2 Enlace Física 1 Física 1 Nodo A Nodo B RED

9. Operación: 3ª aproximación Puede contener encabezados de las capas 5, 6 y 7 Nodo A Nodo B Aplicación Unidades de Información Aplicación Presentación Presentación Mensaje Sesión Sesión Paquete Transporte Transporte Header 4 DATOS Frame Red Red Header 3 DATOS Enlace Enlace Header 2 DATOS Física Física DATOS bits RED

10. Los 7 Niveles del modelo OSI Cada nivel (ó capa) tiene unas funciones precisas para resolver determinados problemas de la comunicación (“divide y vencerás”) Nivel OSI Función que ofrece Aplicaciones de Red: transferencia de archivos Aplicación Formatos y representación de los datos Presentación Establece, mantiene y cierra sesiones Sesión Entrega confiable/no confiable de “mensajes” Transporte Entrega los “paquetes” y hace enrutamiennto Red Transfiere “frames”, chequea errores Enlace Transmite datos binarios sobre un medio Física

11. Nivel de Aplicación (Capa 7) • La capa de aplicación está cerca al usuario (no ofrece servicios a otras capas del modelo OSI) • Es el nivel más alto en la arquitectura OSI • Define la interfaz entre el software de comunicaciones y cualquier aplicación que necesite comunicarse a través de la red. • Las otras capas existen para prestar servicios a esta capa • Las aplicaciones están compuestas por procesos. • Un proceso de aplicación se manifiesta en la capa de aplicaciones como la ejecución de un protocolo de aplicación.

12. Nivel de Presentación (Capa 6) • Define el formato de los datos que se intercambiarán • Asegura que la información enviada por la capa de aplicación de un nodo sea entendida por la capa de aplicación del otro nodo • Si es necesario, transforma a un formato de representación común • Negocia la sintáxis de transferencia de datos para la capa de aplicación (estructura de datos) • Ejemplo: formato GIF, JPEG ó PNG para imágenes.

13. Nivel de Sesión (Capa 5) • Define cómo iniciar, coordinar y terminar las conversaciones entre aplicaciones (llamadas sesiones). • Administra el intercambio de datos y sincroniza el diálogo entre niveles de presentación (capa 6) de cada sistema • Ofrece las herramientas para que la capa de aplicación, la de presentación y la de sesión reporten sus problemas y los recursos disponibles para la comunicación (control del diálogo –sesión- entre aplicaciones) • Lleva control de qué flujos forman parte de la misma sesión y qué flujos deben terminar correctamente

14. Nivel de Transporte (Capa 4) • Proporciona un número amplio de servicios. Asegura la entrega de los datos entre procesos que han establecido una sesión y que se ejecutan en diferentes nodos • Evita que las capas superiores se preocupen por los detalles del transporte de los datos hasta el proceso correcto • Hace multiplexamiento para las aplicaciones • ¿cuál es la aplicación/servicio destino/origen? • Segmenta bloques grandes de datos antes de transmitirlos (y los reensambla en le nodo destino) • Asegura la transmisión confiable de los mensajes • No deja que falten ni sobren partes de los mensajes trasmitidos (si es necesario, hace retransmisión de mensajes) • hace control de flujo y control de congestión

15. Nivel de Red (Capa 3) • Entrega los paquetes de datos a la red correcta, al nodo correcto, buscando el mejor camino (es decir, permite el intercambio de paquetes). • Evita que las capas superiores se preocupen por los detalles de cómo los paquetes alcanzan el nodo destino correcto • En esta capa se define la dirección lógica de los nodos • Esta capa es la encargada de hacer el enrutamiento y el direccionamiento • Enrutamiento: ¿cuál es el mejor camino para llegar a la red destino? • Direccionamiento: ¿cuál es el nodo destino?

16. Nivel de Enlace (Capa 2) • Inicia, mantiene y libera los enlaces de datos entre dos nodos. • Hace transmisión confiable (sin errores) de los datos sobre un medio físico (un enlace) • Define la dirección física de los nodos • Construye los “frames” • También debe involucrarse con el orden en que lleguen los frames, notificación de errores físicos, reglas de uso del medio físico y el control del flujo en el medio. • Es diferente de acuerdo a la topología de red y al medio utilizado.

17. Nivel Físico (Capa 1) • Define las características mecánicas, eléctricas y funcionales para establecer, mantener, repetir, amplificar y desactivar conexiones físicas entre nodos • Acepta un “chorro” de bits y los transporta a través de un medio físico (un enlace) • Nivel de voltaje, sincronización de cambios de voltaje, frecuencia de transmisión, distancias de los cables, conectores físicos y asuntos similares son especificados en esta capa.

18. ENCAPSULAMIENTO DE DATOS ENTRE HOST • Si una computadora A quiere enviar datos a una computadora B, los datos deben ser empacados primero por un proceso llamado encapsulamiento. Este proceso puede pensarse como poner una carta dentro de un sobre, y poner las direcciones correctas del destinatario y el remitente para que sea entregada apropiadamente por el sistema postal. • El encapsulamiento envuelve los datos con la información de protocolo necesaria antes de transitar Por la red. Así, mientras la información se mueve hacia abajo por las capas del modelo OSI, cada capa añade un encabezado, y un trailer si es necesario, antes de pasarla a una capa inferior. Los encabezados y trailers contienen información de control para los dispositivos de red y receptores para asegurar la apropiada entrega de los datos y que el receptor interprete correctamente lo que recibe.

19. ¿Qué es TCP/IP? • El nombre “TCP/IP” se refiere a una suite de protocolos de datos. • Una colección de protocolos de datos que permite que los computadores se comuniquen. • El nombre viene de dos de los protocolos que lo conforman: • Transmission Control Protocol (TCP) • Internet Protocol (IP) • Hay muchos otros protocolos en la suite

20. ¿Por qué es popular TCP/IP? • Los estándares de los protocolos son abiertos: interconecta equipos de diferentes fabricantes sin problema. • Independiente del medio de transmisión físico. • Un esquema de direccionamiento amplio y común. • Protocolos de alto nivel estandarizados (¡muchos servicios!)

21. Aplicación Aplicación Presentación Transporte Sesión Internet Transporte Acceso de Red Red Enlace Física Arquitectura de TCP/IP (cuatro capas) No hay un acuerdo sobre como representar la jerarquía de los protocolos de TCP/IP con un modelo de capas (utilizan de tres a cinco). Aplicaciones y procesos que usan la red Servicios de entrega de datos entre nodos Define el datagrama y maneja el enrutamiento Rutinas para acceder el medio físico

22. aplicación: soporta las aplicaciones de la red FTP, SMTP, HTTP transporte: transferencia de datos host to host TCP, UDP red: enrutamiento de datagramas desde la fuente al destino IP, protocolos de enrutamiento enlace: transferencia de datos entre elementos de red vecinos PPP, Ethernet física: bits “en el cable” aplicación transporte red enlace física Pila de protocolos de Internet (cinco capas)

23. DIRECCIONAMIENTO IP Pero como sabe una computadora que tiene que llevar o tomar información de una computadora y entregar esa información en otra computadora que quizás esta en el mismo edificio o en alguna otra ciudad alrededor del mundo, para eso existe el direccionamiento IP. Número IP Cada computador en la red está unívocamente identificado por un número; el número IP, que sé estable cuando se configura la computadora para trabajar en red. Esta formado por 4 números de 1 hasta 255 separados por un punto. Su asignación corresponde a una decisión de la administración de la red. Ejemplo de número: 146.83.41.81 No puede haber 2 computadores conectados a la misma red simultáneamente con el mismo número IP Máximo: 255*255*255*255 = 4.228.250.625 de computadoras en una red

24. Existen 2 formas para asignar una dirección IP a una computadora •  La primera es de forma automática también conocida como DHCP (Se recomienda esta forma para evitar duplicidad de direcciones ip dentro de la misma red, ya que es el router quien asigna las direcciones ip de la red ) •  La segunda forma es manual, la cual usualmente un administrador de red configura en cada una de las computadoras de la red siguiendo así la topología que se implemente

25. REDES LAN Y WAN: • REDES WAN • Red de área amplia. Red de comunicación de datos que sirve a usuarios dentro de un área geográfica extensa(entre países o continentes) y a menudo usa dispositivos de transmisión suministrados por proveedores de servicio comunes. FrameRelay, SMDS y X.25 son ejemplos de WAN. • Las WAN están diseñadas para realizar lo siguiente: • Operar entre áreas geográficas extensas y distantes • Posibilitar capacidades de comunicación en tiempo real entre usuarios • Brindar recursos remotos de tiempo completo, conectados a los servicios locales • Brindar servicios de correo electrónico, World Wide Web, transferencia de archivos y comercio electrónico

26. REDES LAN • Red de área local. Red de datos de alta velocidad y bajo nivel de error que cubre un área geográfica relativamente pequeña (hasta unos pocos miles de metros). • Las LAN conectan estaciones de trabajo, periféricos, terminales y otros dispositivos en un solo edificio u otra área geográficamente limitada. Los estándares de LAN especifican el cableado y la señalización en la capa física y la capa de enlace de datos del modelo de referencia OSI. Ethernet, FDDI y Token Ring son tecnologías de LAN ampliamente utilizadas.