Modelo OSI

Introducción

Al estudiar sistemas distribuidos, uno de los principales interrogantes que se nos presentaran es ¿Cómo viajan los datos de un host a otro?, es en este punto donde conviene analizar y entender el modelo OSI de transferencia de datos.

Como ya sabemos, la necesidad de comunicación entre dos elementos de procesamiento (o host) se ha dado desde el principio de la evolución de los sistemas, en un principio, uno de los principales problemas que se tuvieron que resolver fue que debido a la competencia entre empresas que producían los elementos de procesamiento, muchas veces no había una compatibilidad entre uno y otro, ya que cada empresa utilizaba el modo que quería para especificar las conexiones entre un host y otro (Se involucraban cuestiones de marketing).

A partir de esta problemática, surge  la llamada “compatibilidad y operatividad”, que era la característica que  permitía que los distintos equipos fabricados en distintas compañías pudieran realizar con éxito el proceso de comunicación a través de una red.

Desarrollo

La encargada de proponer la solución fue la organización internacional de normalización (la que todos conocemos por las siglas ISO), la cual, a la mitad de la década de los 80´s crea el denominado modelo de referencia OSI (Por sus siglas en inglés Open Systems Interconnected), que pretendía homogeneizar la forma en la que se llevaba a cabo el tránsito de datos en una conexión.

Este modelo, utilizaba un sistema de “pila” o “capas”  en la que los datos debían pasar por cada una de las capas para llegar al destinatario, todo esto en forma de un paquete de datos. Un paquete de datos es información agrupada con el fin que pueda viajar a través de los sistemas. Contiene la información que se desea transmitir, conjuntamente con los elementos necesarios para lograr una comunicación que sea confiable y entendible para el destinatario.

El modelo abarca principalmente el modo en que los datos se transmiten, se traducen y se direccionan lógicos y físicamente a través de la red, más adelante se hablara de la relación de los protocolos con cada capa del modelo.

Las 7 capas del modelo OSI

El modelo divide el proceso de transmisión de información entre elementos de procesamiento en 7 niveles o capas, donde cada una de ellas se encarga de una parte determinada del proceso.

El usuario únicamente es capaz de interactuar con dos de ellas, la primera (Física) y la última (Aplicación), interactúa con la capa física por ejemplo al conectar un cable  y en realidad y en un sentido estricto, no interactúa con la capa de aplicación, sino con una interfaz que es proporcionada por dicha capa.

Se presenta el desglose de cada una de estas capas desde la número 7 hasta la número 1, siguiendo el proceso por el cual pasará el paquete de datos:

7. Capa de aplicación:

Esta proporciona  la interfaz de comunicación entre el usuario y el sistema, aporta  los elementos necesarios para la interacción,  aquí se hacen las transferencias de archivos y las consultas a bases de datos.

6. Capa de presentación:

Muchas veces se habla de la capa de presentación como la “traductora” del modelo. Esta se encarga de tomar los datos de la capa de aplicación y darles un formato que puedan leer todos  los dispositivos, también muchas veces comprime los datos para reducir  su tamaño. A su vez es la encargada de colocar el formato que podría mostrarse en la capa de aplicación en caso de una respuesta. El formato y estructura que adquiere el paquete en la capa 6 es con la que viajara por las demás capas del modelo, aunque se le irán agregando más elementos, pero no cambia su formato.

5. Capa de sesión:

Esta es la encargada de establecer el enlace  entre los hosts, administra, inicia y termina sesiones entre las aplicaciones. Otra de sus funciones principales es la de pasar de aplicaciones a lo que propiamente un proceso de red.

4. Capa de transporte:

Esta es la que s encarga de controlar el tránsito y el flujo de datos entre las unidades  conectadas, revisa por ejemplo que estos lleguen en la secuencia adecuada .Establece los circuitos virtuales y revisa que el tamaño que tiene e paquete de daos este en el intervalo que permita que este pueda pasar satisfactoriamente por las ultimas capas. Se pueden usar los protocolos TCP y UDP dependiendo si es orientado a conexión o no orientado a conexión.

3. Capa de red:

Es en este punto del proceso donde las direcciones virtuales (Por ejemplo la IP de la computadora) pasan a ser direcciones físicas, aspecto importante en la relación entre las capas 2 y 3. Proporciona la ruta por la que viajará el paquete de datos para llegar al destinatario, encamina el paquete y lo entrega.

2. Capa de enlace:

Tiene la función del direccionamiento físico, dependiendo de la topología de red que se esté empleando,  se encarga de mover los datos a través de este enlace físico que la red proporciona.

Esta se divide en dos subcapas, el control de acceso a medio (MAC por el inglés)  y el control lógico de enlace (LLC)

La subcapa MAC marca la forma en que los host se van a comunicar al entrono físico de la red, ya que de hecho, el numero MAC es un identificador  único a cada dispositivo de red.

El control lógico de enlace establece y mantiene el enlace (Valga la redundancia) entre el emisor y el receptor cuando el paquete de datos ya está en el entorno físico de la red y proporciona puntos de acceso al servicio.

1. Capa física:

En esta capa los datos se convierten a bits que son enviados por medio de un cable mediante pulsos eléctricos. De hecho la capa esta conformada por todo el entorno físico de la red (llámese cables, conectores, puertos, etc.) y también la forma del cableado en que está conectada la red.

Protocolos y el modelo OSI

Conclusión

El modelo OSI es el principal fundamento sobre el cual se basan todos los sistemas de transferencia de información, por lo que es importante que como parte del estudio y construcción de sistemas distribuidos (los cuales a su vez se basan en redes) entender cada una de sus partes, la forma de comunicación, la estructura y el por qué de la misma, teniendo en cuenta cuales son los objetivos y medios que abarca.

Indudablemente es imperioso seguir ciertos pasos para la transferencia de información desde los modos más simples hasta los mas complejos, y en el área de la programación se tiene la ventaja de que este modelo ya existe y pese a que muchas veces pareciera un proceso demasiado amplio, es importante reconocer que cada elemento del modelo es importante para el fin que se está buscando, y cada uno de ellos responde a una necesidad que surge en el proceso que debe ser cubierta para un optimo desempeño de los sistemas que se desarrollen.

Bibliografía / Fuentes de consulta

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• Torazo, F. R. (2011). Topologias en redes, Introducción al modelo OSI. Distrito Federal.