Modelos de TCP/IP y OSI

Modelo OSI

El modelo OSI (Open Systems Interconnection) (ISO/IEC 7498-1) es un producto del esfuerzo de Open Systems Interconnection en la Organización Internacional de Estándares. Es una prescripción de caracterizar y estandarizar las funciones de un sistema de comunicaciones en términos de abstracción de capas. Funciones similares de comunicación son agrupadas en capas lógicas. Una capa sirve a la capa sobre ella y es servida por la capa debajo de ella.

Capa 1: Física

La capa física define las especificaciones eléctricas y físicas de los dispositivos. En particular, define la relación entre un dispositivo y un medio de transmisión, como un cable de cobre o de fibra óptica. Esto incluye el layout de los pins, voltajes, impedancia de las líneas, especificaciones de los cables, hubs, repetidores, adaptadores de red y más.

Las funciones principales son:

Establecimiento y terminación de una conexión a un medio de comunicación.

Participación en el proceso por el cual los recursos de comunicación son compartidos efectivamente entre múltiples usuarios.

Modulación o conversión entre la representación de datos digitales en el equipo del usuario y las señales correspondientes transmitidas a través de un canal de comunicación. Éstas son señales operando a través de un cable físico (cobre o fibra óptica) o sobre un enlace de radio.

Capa 2: Capa de enlace de datos

La capa de enlace de datos provee los medios funcionales y de procedimiento para transferir información entre entidades de red y para detectar y posiblemente corregir errores que puedan ocurrir en la capa física.

Las siguientes son funciones de la capa de enlace de datos:

• Framing
• Direccionamiento físico
• Control de flujo
• Control de errores
• Control de acceso
• Media Access Control (MAC)

Capa 3: Red

La capa de red provee los medios funcionales y de procedimiento  para transferir secuencias de datos de diferente longitud de un host origen en una red a un host destino en una red diferente (en contraste a la capa de enlace de datos que conecta host en la misma red), mientras mantiene calidad de servicio pedida por la capa de transporte. La capa de red realiza funciones de ruteo. Los routers trabajan en esta capa, enviando datos a través de la red extendida y haciendo posible el Internet.

Capa 4: Transporte

La capa de transporte provee una transferencia de datos transparente para el usuario final, provee un servicio de transferencia de datos confiable para las capas de más arriba. La capa de transporte controla la confianza de un enlace dado a través del control de flujo, segmentación, y control de errores. Algunos protocolos son estado- y conexión-orientados. Esto significa que la capa de transporte puede mantener un seguimiento de los segmentos y retransmitir los que fallan. La capa de transporte también provee una confirmación de que la transmisión de datos ha sido exitosa y envía los siguientes datos si no ocurrieron errores.

Capa 5: Sesión

La capa de sesión controla los diálogos (conexiones) entre computadoras. Establece, administra y termina las conexiones entre las aplicaciones locales y remotas. Provee operaciones full-duplex, half-duplex y simplex, establece checkpoints, etc. El modelo OSI hace a esta capa responsable del cierre de sesiones correctas, que es una propiedad del protocolo de control de transmisión (TCP), y también del checkpoint de sesiones y recuperación, que no es usada habitualmente en el Internet Protocol Suite. La capa de sesión es implementada comunmente en aplicaciones con ambientes que usan llamadas de procedimientos remotos.

Capa 6: Presentación

La capa de presentación establece contexto entre entidades de la capa de aplicación, en los cuales las entidades de capas de más arriba pueden usar sintáxis diferentes y semánticas si el servicio de presentación provee un mapeo entre ellas. Si el mapeo está disponible, las unidades de datos de servicios de presentación son encapsuladas en unidades de datos del protocolo de sesión, y pasado bajo la pila.

Esta capa provee independencia de representación de datos (ej. cifrado) mediente la traducción ente los formatos de aplicación y red. La capa de presentación transforma los datos en la forma que la aplicación acepta. Esta capa da formato y cifra los datos que serán enviados a través de la red.

Capa 7: Aplicación

La capa de aplicación es la más cercana al usuario final, lo que significa que la capa de aplicación del modelo OSI y el usuario interactúan directamente con la aplicación de software. Esta capa interactua con aplicaciones de software que implementan un componente de comunicación. Estos programas caen fuera del enfoque del model OSI.

Modelo TCP/IP

Normalmente, los tres niveles superiores del modelo OSI (Aplicación, Presentación y Sesión) son considerados simplemente como el nivel de aplicación en el conjunto TCP/IP. Como TCP/IP no tiene un nivel de sesión unificado sobre el que los niveles superiores se sostengan, estas funciones son típicamente desempeñadas (o ignoradas) por las aplicaciones de usuario. La diferencia más notable entre los modelos de TCP/IP y OSI es el nivel de Aplicación, en TCP/IP se integran algunos niveles del modelo OSI en su nivel de Aplicación.

Capa 1: Físico

El nivel físico describe las características físicas de la comunicación, como las convenciones sobre la naturaleza del medio usado para la comunicación (como las comunicaciones por cable, fibra óptica o radio), y todo lo relativo a los detalles como los conectores, código de canales y modulación, potencias de señal, longitudes de onda, sincronización y temporización y distancias máximas.

Capa 2: Enlace de datos

El nivel de enlace de datos especifica cómo son transportados los paquetes sobre el nivel físico, incluyendo los delimitadores (patrones de bits concretos que marcan el comienzo y el fin de cada trama). Ethernet, por ejemplo, incluye campos en la cabecera de la trama que especifican que máquina o máquinas de la red son las destinatarias de la trama. Ejemplos de protocolos de nivel de enlace de datos son Ethernet, Wireless Ethernet, SLIP, Token Ring y ATM.

Capa 3: Internet

Como fue definido originalmente, el nivel de red soluciona el problema de conseguir transportar paquetes a través de una red sencilla. Ejemplos de protocolos son X.25 y Host/IMP Protocol de ARPANET.
Con la llegada del concepto de Internet, nuevas funcionalidades fueron añadidas a este nivel, basadas en el intercambio de datos entre una red origen y una red destino. Generalmente esto incluye un enrutamiento de paquetes a través de una red de redes, conocida como Internet.

Capa 4: Transporte

Los protocolos del nivel de transporte pueden solucionar problemas como la fiabilidad ("¿alcanzan los datos su destino?") y la seguridad de que los datos llegan en el orden correcto. En el conjunto de protocolos TCP/IP, los protocolos de transporte también determinan a qué aplicación van destinados los datos.

Los protocolos de enrutamiento dinámico que técnicamente encajan en el conjunto de protocolos TCP/IP (ya que funcionan sobre IP) son generalmente considerados parte del nivel de red; un ejemplo es OSPF (protocolo IP número 89).

Capa 5: Aplicación

El nivel de aplicación es el nivel que los programas más comunes utilizan para comunicarse a través de una red con otros programas. Los procesos que acontecen en este nivel son aplicaciones específicas que pasan los datos al nivel de aplicación en el formato que internamente use el programa y es codificado de acuerdo con un protocolo estándar.

Algunos programas específicos se considera que se ejecutan en este nivel. Proporcionan servicios que directamente trabajan con las aplicaciones de usuario. Estos programas y sus correspondientes protocolos incluyen a HTTP (HyperText Transfer Protocol), FTP (Transferencia de archivos), SMTP (correo electrónico), SSH (login remoto seguro), DNS (Resolución de nombres de dominio) y a muchos otros.

Protocolos relacionados con el modelo TCP/IP