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“MADRE DE DIOS CAPITAL DE LA BIODIVERSIDAD DEL PERÚ” UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCO FILIAL PUERTO MALDONADO

Estudiante:  Armando Samil Condori Mosqueira Tema

: 

Docente

Modelo de Referencia OSI

:  Ing. Edwin Ángeles CICLO: IX MADRE DE DIOS – PERU 2014

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INDICE 1. 2. 3. 4. 5.

Introducción Modelo de Capas y los Protocolos ¿Por qué utilizar Capas? Historia Arquitectura OSI 5.1 OSI como un Estándar 5.2 OSI como Modelo Referencial 5.3 ¿En qué se fundamenta OSI? 5.4 ¿Cómo opera el Modelo OSI? 5.5 Implementación de las Capas OSI 5.6 Comunicación entre Capas 5.7 Servicios, Interfaces y Protocolos 6. Propósito del Modelo de Referencia OSI 7. Las 7 Capas del Modelo OSI 7.1 Capa Física 7.2 Capa de Enlace de Datos 7.3 Capa de Red 7.4 Capa de Transporte 7.5 Capa de Sesión 7.6 Capa de Presentación 7.7 Capa de Aplicación 8. Ventajas de la División en Capas 9. Encapsulación 10. Multiplexamiento y Demultiplexamiento.

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1. Introducción El siguiente trabajo tiene como objetivos principales definir y explicar el Modelo OSI, Así como cada una de las capas que lo integran, como son:       

Capa Física Capa de Enlace de Datos Capa de Red Capa de Transporte Capa de Sesión Capa de Presentación Capa de Aplicación

2. Modelo de Capas y los Protocolos a. En sistemas en red, la abstracción lleva al concepto del modelo de capas.  Se comienza con servicios ofrecidos por la capa física y luego se adiciona una secuencia de capas, cada una de ellas ofreciendo un nivel de servicios más abstracto. b. Un modelo de capas ofrece dos características interesantes:  Descompone el problema de construir una red en partes más manejables (no es necesario construir un sistema monolítico que hace todo)  Proporciona un diseño más modular (si se quiere colocar un nuevo servicio, sólo se debe modificar la funcionalidad de una capa)

3. ¿Por qué utilizar Capas? a. Permite trabajar con sistemas complejos  Una estructura explícita permite la identificación de las partes del sistema complejo y la interrelación entre ellas modelo de referencia de capas para discusiones.  La modularidad facilita el mantenimiento y la actualización del sistema. b. Cambios que se realicen en la implementación de un servicio de una capa es transparente para el resto del sistema.

4. Historia Para poder simplificar el estudio y la implementación de la arquitectura necesaria, la ISO (Organización Internacional de Normas) creó el modelo

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de referencia OSI para lograr una estandarización internacional de los protocolos. Este modelo se ocupa de la Interconexión de Sistemas Abiertos a la comunicación y está divido en 7 capas, entendiéndose por "capa" una entidad que realiza de por sí una función específica. Los principios que se aplicaron para su división en capas son:     

Se debe crear una capa siempre que se necesite un nivel diferente de abstracción. Cada capa debe realizar una función bien definida. La función de cada capa se debe elegir pensando en la definición de protocolos estandarizados internacionalmente. Los límites de las capas deben elegirse a modo de minimizar el flujo de información a través de las interfaces. La cantidad de capas debe ser suficientes para no tener que agrupar funciones distintas en la misma capa y lo bastante pequeña para que la arquitectura no se vuelva inmanejable.

5. 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

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5.1

OSI como un Estándar  El desarrollo inicial de las redes de computadores fue promovido por redes experimentales como ARPA Net y CYCLADES, seguidos por los fabricantes de computadores (SNA, DECnet, etc.).  Las redes experimentales se diseñaron para ser heterogéneas (no importaba la marca del computador). Las redes de los fabricantes de equipos tenían su propio conjunto de convenciones para interconectar sus equipos y lo llamaban su “arquitectura de red”  La necesidad de interconectar equipos de diferentes fabricantes se hizo evidente.  En 1977, la ISO (International Organization for Standarization) reconoció la necesidad de crear estándares para las redes informáticas y creó el subcomité SC16 (Open Systems Interconnection)  La primera reunión de éste subcomité se llevó a cabo en marzo de 1978. El modelo de referencia OSI fue desarrollado después de cerca de 18 meses de discusión.  OSI fue adoptado en 1984 oficialmente como un estándar internacional por la ISO (International Organization of Standards).

5.2

OSI como Modelo Referencial  OSI es un modelo de referencia que muestra cómo debe transmitirse un mensaje entre nodos en una red de datos  El modelo OSI tiene 7 niveles de funciones  No todos los productos comerciales se adhieren al modelo OSI  Sirve para enseñar redes y en discusiones técnicas (resolución de problemas).

5.3

¿En qué se fundamenta OSI?  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)

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 En el proceso de comunicación cada nivel pone su granito de arena: el conjunto de funciones que ese nivel “sabe” hacer.

5.4

¿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



En la vida real, las 7 capas de funciones del modelo OSI están normalmente construidas como una combinación de:  Sistema Operativo (Windows XP, Win2003, Mac/OS ó Unix)  Aplicaciones (navegador, cliente de correo, servidor web)  Protocolos de transporte y de red (TCP/IP, IPX/SPX, SNA)  Hardware y software que colocan la señal en el cable conectado al computador (tarjeta de red y driver)  Las capas del modelo OSI reciben un nombre de acuerdo a su función:

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5.5

Implementación de las Capas OSI  Las dos primeras capas (física y enlace) generalmente se construyen con hardware y software.  El cable, el conector, la tarjeta de red y el driver de la tarjeta pertenecen a los niveles 1 y 2  Los otros cinco niveles se construyen generalmente con software.

5.6

Comunicación entre Capas  Cada capa ofrece un conjunto de funciones para la capa superior y utiliza funciones de la capa inferior  Cada capa, en un nodo, se comunica con su igual en el otro nodo

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5.7

Servicios, Interfaces y Protocolos  El modelo OSI distingue entre:  Servicios (funciones): Qué hace la capa  Interfaces: Cómo las capas vecinas pueden solicitar/dar servicios  Protocolos: Reglas para que capas “pares” se comuniquen

6. Propósito del Modelo de Referencia OSI 

El modelo de referencia OSI permite que los usuarios vean las funciones de red que se producen en cada capa. Más importante aún, el modelo de referencia OSI es un marco que se puede utilizar para comprender cómo viaja la información a través de una red. Además, puede usar el modelo de referencia OSI para visualizar cómo la información o los paquetes de datos viajan desde los programas de aplicación (por ej., hojas de cálculo, documentos, etc.), a través de un medio de red (por ej., cables, etc.), hasta otro programa de aplicación ubicado en otro computador de la red, aun cuando el transmisor y el receptor tengan distintos tipos de medios de red.



En el modelo de referencia OSI, hay siete capas numeradas, cada una de las cuales ilustra una función de red específica. Esta división de las

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funciones de networking se denomina división en capas. Si la red se divide en estas siete capas, se obtienen las siguientes ventajas:  Divide la comunicación de red en partes más pequeñas y sencillas.  Normaliza los componentes de red para permitir el desarrollo y el soporte de los productos de diferentes fabricantes.  Permite a los distintos tipos de hardware y software de red comunicarse entre sí.  Impide que los cambios en una capa puedan afectar las demás capas, para que se puedan desarrollar con más rapidez.  Divide la comunicación de red en partes más pequeñas.

7. Las 7 Capas del Modelo Referencial OSI El problema de trasladar información entre computadores se divide en siete problemas más pequeños y de tratamiento más simple en el modelo de referencia OSI. Cada uno de los siete problemas más pequeños está representado por su propia capa en el modelo. Cada nivel (o capa) tiene unas funciones precisas para resolver determinados problemas de la comunicación (“divide y vencerás”)

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10

7.1

Capa Física 



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.

Ejemplos:  Luz de Link de switches y placas de red  Elección de medios de transmisión de acuerdo a la distancia y los costos.  Cambio de medio físico: Media Converters

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7.2

Capa de Enlace de Datos  

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.

7.3

Capa de Red 

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

7.4

•

Enrutamiento: ¿cuál es el mejor camino para llegar a la red destino?

•

Direccionamiento: ¿cuál es el nodo destino?

Capa de Transporte 

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.

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 Evita que las capas superiores se preocupen por los detalles del transporte de los datos hasta el proceso correcto  Hace multiplexamiento para las aplicaciones  Segmenta bloques grandes de datos antes de transmitirlos (y los reensambla en el 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

7.5

Capa de Sesión 

7.6

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

Capa de Presentación 

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 representación común

–

Negocia la sintáxis de transferencia de datos para la capa de aplicación (estructura de datos)

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a

un

formato

de

–

7.7

Ejemplo: formato GIF, JPEG ó PNG para imágenes.

Capa de Aplicación 

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.

8. Ventajas de la División en Capas    

Divide la comunicación de red en partes más pequeñas y sencillas. Normaliza los componentes de red para permitir el desarrollo y el soporte de los productos de diferentes fabricantes. Permite a los distintos tipos de hardware y software de red comunicarse entre sí de una forma totalmente definida. Impide que los cambios en una capa puedan afectar las demás capas, de manera que se puedan desarrollar con más rapidez.

9. Encapsulación 

Cuando un protocolo de una capa superior envía datos a su par en otro nodo, los entrega al protocolo de la capa inferior. –

El protocolo de la capa inferior no sabe si el protocolo de nivel superior envía una imagen, un correo o una secuencia numérica.

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

Luego el protocolo del nivel inferior, para crear su mensaje, agrega una información de control (header) que es utilizada entre pares para comunicarse entre ellos. –

 

10.

Esta información de control generalmente es colocada al iniciar el mensaje. En algunos casos se anexa información de control al final del mensaje y la llaman trailer.

A los datos entregados por el protocolo de la capa superior, dentro del mensaje, se le llama cuerpo del mensaje o payload. La operación de “meter” el mensaje del nivel superior detrás de un header o cabecera en el mensaje de nivel inferior se llama encapsulación.

Multiplexamiento y Demultiplexamiento  

En de cada una de las capas de un modelo de comunicaciones se pueden alojar varios protocolos. Por esto razón, dentro del header que agrega un protocolo al construir el mensaje para su par, ubicado en otro nodo, debe incluir un identificador para indicar a qué protocolo o servicio de la capa superior le pertenece el “payload”. –





Este identificador es conocido como llave de multiplexación (demux key)

Cuando el mensaje llega al nodo destino, el protocolo que lo recibe debe retirar el header, mirar la llave de multiplexación y entregar (demultiplexar) la carga útil (payload) al protocolo o aplicación correctos en la capa superior. En los headers, las llaves de multiplexación se implementan de diferentes maneras: diferentes tamaños (un byte, dos bytes, cuatro bytes) o algunos colocan sólo la identificación de la aplicación destino, otros colocan la aplicación origen y la destino.

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