El Modelo OSI
Fundación Universitaria de Boyacá.Tunja, Colombia, Suramerica
El Modelo de referencia para la interconexión de sistemas abiertos OSI (Open Systems Interconnection) fue aprobado por ISO (International Standards Organization) en el año 1984, bajo la norma ISO/7498 con posterioridad él (CCITT) lo incorpora a las recomendaciones de la serie "X" bajo la denominación X 200.
El modelo OSI surge de la necesidad imperante de interconectar sistemas de procedencia diversa de distintos fabricantes, cada uno de los cuales empleaban sus propios protocolos para el intercambio de señales. El término "abierto" se seleccionó con la idea de realizar la facilidad básica del modelo que dio origen al mismo, frente a otros modelos "propietarios" y, por tanto cerrados.
Para entender la filosofía del modelo OSI es preciso definir una serie de términos básicos, como son: modelo, sistema, nivel, función, y proceso.
Es fundamental identificar y diferenciar cada uno de los diferentes niveles que conforman el modelo OSI. Ya que cada capa o nivel cumple funciones especificas, como también su relación con diferentes protocolos y elementos de sistema teleinformático.
ESTRUCTURA EN NIVELES
El modelo OSI, como se ha comentado, está compuesto por una serie de 7 niveles (capas), cada uno de ellos con una funcionalidad específica, para permitir la interconexión e interoperatividad de sistemas heterogéneos. La utilidad del mismo radica en la separación que en él se hace de las distintas tareas que son necesarias para comunicar dos sistemas independientes.
Es importante señalar que en este modelo no es una arquitectura de red en si mismo, dado que no especifica en forma exacta, los servicios y protocolos que utilizaran en cada nivel, sino que solamente indica la funcionalidad de cada uno de ellos. Sin embargo, ISO también ha generado normas para la mayoría de los niveles, aunque éstas, estrictamente hablando no forman parte del modelo OSI , habiéndose publicado todas ellas con normas independientes.
Los siete niveles del modelo OSI son:
Nivel 7 – aplicación
Al ser el nivel más alto del modelo de referencia, el nivel de aplicación es el medio por el cual los procesos de aplicación acceden al entorno OSI. Por ello, este nivel no interactúa con uno más alto.
La función de este nivel es proporcionar los procedimientos precisos que permitan a los usuarios ejecutar los comandos relativos a sus propias aplicaciones. Dos normas muy conocidas de este nivel son las X.400 (correo electrónico) y X.500 (directorio) del CCITT; otras son las ISO 8649, 8650 y 8571.
Nivel 6 – presentación
Permite la representación de la información que las entidades de aplicación comunican o mencionan en su comunicación. Es el responsable de que la información se entregue al proceso de aplicación de manera que pueda ser extendida y utilizada. Por otra parte, es responsable de la obtención y liberación de la conexión de sesión cuando existan varias alternativas disponibles, y de establecer el contexto sintáctico del diálogo.
Abarca dos aspectos complementarios de esta representación de la información.
- La representación de los datos que han de transferirse entre entidades de aplicación.
- La representación de la estructura de datos a la que las entidades de aplicación se refieren en su comunicación, junto con la representación del conjunto de operaciones que pueden efectuarse sobre esta estructura de datos.
En resumen, la función de este nivel es la de proporcionar los procedimientos precisos incluyendo aspectos de conversión, cifrado y compresión para representar la información de acuerdo a los dispositivos, pantallas, impresoras. –de presentación del usuario.
En el nivel de presentación se encuadran, por ejemplo, las normas para vídeotex, telefax, teletex.
Nivel 5 – sesión
El nivel de sesión tiene por objeto proporcionar el medio necesario para que las entidades de presentación en cooperación organicen y sincronicen su diálogo y procedan al intercambio de datos. Para ello el nivel proporciona los servicios precisos para establecer una conexión de sesión entre dos entidades de presentación y facilitar interacciones ordenadas de intercambio de datos.
Su función básica consiste en realizar el encuadro de la dirección de sesión hacia el usuario con las direcciones de transporte orientadas a la red y gestionar y sincronizar los datos intercambiados entre los usuarios de una sesión.
Es tal vez, el nivel de menor importancia dentro del modelo OSI, con muy pocas funcionalidades comparada con los otros.
En el nivel de sesión tenemos las recomendaciones X.215 (ISO 8326) Y X.225 (ISO 8327).
Nivel 4 – transporte
El nivel de transporte efectúa la transferencia de datos entre entidades de sesión y las libera de toda otra función relativa a conseguir una transferencia de datos segura.
Su misión básica es la de optimizar los servicios del nivel de red y corregir las posibles deficiencias en la calidad del servicio, con el auxilio de mecanismos de recuperación para condiciones anormales en los niveles inferiores. Proporciona los procedimientos de transporte precisos, con independencia de la red.
Se encuadran en este nivel las recomendaciones X214 (ISO 8072) Y X224 (ISO 8073) e ISO 8602. También ICP/IP.
Nivel 3 – red.
El nivel de red proporciona los medios para establecer, mantener y liberar la conexión a través de una red, entre sistemas abiertos que contienen entidades de aplicación en comunicación, así como los medios funcionales y de procedimiento para el intercambio de las unidades de datos del servicio de red entre entidades de transporte por conexiones de red.
Es el responsable de las funciones de conmutación y encaminamiento de la información; proporciona los procedimientos precisos necesarios para el intercambio de datos entre el origen y el destino.
El servicio de red se define en la recomendación X213 (ISO 8348). Como ejemplo de este nivel tenemos las recomendaciones X.25, X.32, X3, X.28, X.29 del CCITT para redes de conmutación de paquetes y las ISO 8348, 8208, 8473, 8648 para sistemas de proceso de información.
Nivel 2 – enlace.
El nivel de enlace facilita los medios funcionales y de procedimiento para establecer, mantener y liberar conexiones de enlace de datos entre entidades de red y para transferir unidades de datos del servicio de enlace de datos.
Las funciones básicas que realiza este nivel están orientadas a resolver los problemas planteados por la falta de fiabilidad de los circuitos de datos, agrupándose los datos recogidos del nivel de red para su transmisión, formando transmisión, formando tramas, que incluyen además bits de redundancia y control. Digamos que enmascara a las capas superiores las imperfecciones de los medios de transmisión utilizados.
En resumen, estas funciones básicas son las siguientes:
- Sincronización.
- Establecimiento y desconexión de enlace.
- Control de flujo.
- Detección y recuperación de errores.
Dentro de este nivel se encuadra el protocolo HDCL, el procedimiento LAP B y las normas IEEE 802.2-7 para LANs.
Nivel 1 – físico
El nivel físico –el más bajo- proporciona los medios mecánicos, eléctricos, funcionales y de procedimiento para mantener y desactivar las conexiones físicas para la transmisión de bits entre entidades de enlace de datos.
La misión básica de este nivel consiste en transmitir bits por un canal de comunicación, de manera tal que cuantos envíe el transmisor lleguen sin alteración al receptor.
Por ejemplo, algunas de las normas dentro de este nivel son la X.21, V10, V11, V24/V28, I430, I431 del CCITT e ISO 2110.
Mas Acerca del Nivel Físico 1
Introducción
El nivel físico es el más bajo de toda la torre OSI.
Se ocupa de cómo se transmiten los datos a través de los medios de físicos de transmisión.
Debe ocuparse de que todas las entidades concuerden en la forma de usar el medio físico, es decir, que un bit a 1 enviado no sea interpretado por el receptor como un bit a 0.
Conceptos Generales
Velocidad de Transmisión: Bits por segundo que se transmiten (Unidades: Kbps, Mbps).
Ancho de Banda: Velocidad de transmisión media.
Transmisión serie: Se transmite bit a bit.
Transmisión en paralelo: Se transmiten varios bits de golpe.
Transmisión síncrona: Existe un reloj común para emisor y receptor.
Transmisión asíncrona: No hay reloj común. Los datos deben ayudar al sincronismo.
Conceptos Generales (cont.)
Transmisión Simplex: El canal de comunicaciones es de un solo sentido.
Transmisión Semi-Duplex: Canal bidireccional, pero en el que no puede transmitirse en ambos sentidos a la vez.
Transmisión Duplex: Canal bidireccional en el que puede transmitirse en ambos sentidos a la vez.
Medios de Transmisión
Medios Magnéticos
Se almacenan datos en cintas magnéticas que se transportan en tren o camión a su destino, donde se leen.
¡No es broma!
Se pueden alcanzar velocidades de transferencia media de 100 Mbps.
El problema es la latencia o retardo de propagación:Lo que tarda en llegar el primer byte a su destino.
Los bancos siguen utilizando estos métodos.
Medios de Transmisión
Cable de Pares
Cable de pares: Dos cables de cobre de 1 mm de espesor, trenzados en hélice.
Pueden emplearse sin amplificación en varios kilómetros.
Para transmisiones analógicas y digitales.
Utilizados sobre todo en telefonía.
Pueden alcanzarse varios Mbps de ancho de banda.
Medios de Transmisión (cont.)
Cable Coaxial de Banda Base
Núcleo de cobre, aislante y malla conductora. 50 ohmios.
Mayor inmunidad al ruido que el cable de pares.
Con cables de 1 km se alcanzan 10 Mbps.
Suele utilizarse para transmisión digital:
- Pura: 5 voltios = 1 binario, 0 voltios = 0 binario.
- Código Manchester: Transición de 5 a 0 voltios = 1 binario, transición de 0 a 5 voltios = 0 binario.
Medios de Transmisión (cont.)
Cable Coaxial de Banda Ancha
Igual que el de Banda Base, pero de 75 ohmios.
Utilizado tradicionalmente para televisión.
Para transmisión analógica.
Alcanza hasta 150 Mbps, pero necesita amplificadores intermedios que convierten el canal en unidireccional.
Medios de Transmisión (cont.)
Fibra Óptica
En vez de corriente eléctrica se transmite luz.
Para trans. digital: La presencia de luz es un 1, la ausencia un 0.
Sistema de Transmisión:
- Emisor: Diodo láser
- Medio: Fibra óptica (silicio)
- Receptor: Foto-diodo
Puede transmitirse hasta a 1000 Mbps en 1 km (¡y subiendo!). Y 100 km sin repetidores (a menor velocidad).
Medios de Transmisión (cont.)
Transmisión por Aire
Muy barato en muchos casos.
Se transmiten señales de radio por radiado (broadcast).
Cuando no hay visón directa emisor-receptor: Satélites.
Cada satélite tiene varios transpondedores (canales), ofreciendo cada uno 50 Mbps para transmisión de datos.
Principal problema: retardo, típicamente 300 ms extremo a extremo. Pero si no hay retransmisiones, puede ser mejor que cables.
Transmisión Analógica
Los ordenadores desean transmitir bits. Cuando el medio de transmisión es analógico necesitamos MOduladores-DEModuladoreS en los puntos de acceso al medio.
Los modems convierten una señal digital en su equivalente analógica (modulan) y viceversa (demodulan).
Trans. Analógica (cont.)
Estándar RS-232-C
Especifica la forma de comunicación entre un ordenador y un módem:
- Especificación Mecánica: Conector de 25 patillas.
- Especificación Eléctrica: volts;volts .
- Especificación Funcional: Ver figura de la página siguiente.
- Especificación Procedural: Basada en acción-reacción: A un Request to Send le contesta un Clear to Send.
Permite interconectar directamente dos ordenadores (módem nulo) hasta a 15 metros a 20 Kbps.
Actualizado por el RS-449, que permite hasta 60 metros a 2 Mbps.
Transmisión Digital
Se envían los 1 y 0 directamente, lo que presenta varias ventajas:
- Menor tasa de errores gracias a los repetidores digitales.
- Multiplexación de comunicaciones (vídeo, audio, datos).
- Mayor velocidad de transmisión.
Desventaja principal: Mayor coste, pero va decreciendo rápidamente.
Trans. Digital (cont.)
Norma X.21
Define recomendaciones para la comunicación entre el ordenador y un terminador del circuito de datos (dispositivo que accede directamente al medio).
