EL MODELO OSI

Creada en 1947, la Organización Internacional de Estandarización (ISO, International Standards Organization) es un organismo multinacional dedicado a establecer acuerdos mundiales sobre estándares internacionales. Un estándar ISO que cubre todos los aspectos de las redes de comunicación es el modelo de Interconexión de Sistemas Abiertos (OSI, Open System Interconnection). Un sistema abierto es un modelo que permite que dos sistemas diferentes se puedan comunicar independientemente de la arquitectura subyacente. Los protocolos específicos de cada vendedor no permiten la comunicación entre dispositivos no relacionados. El objetivo del modelo OSI es permitir la comunicación entre sistemas distintos sin que sea necesario cambiar la lógica del hardware o el software subyacente. El modelo OSI no es un protocolo; es un modelo para comprender y diseñar una arquitectura de red flexible, robusta e interoperable.

El modelo OSI

El modelo de interconexión de Sistemas Abiertos es una arquitectura por niveles para el diseño de sistemas de red que permite la comunicación entre todos los tipos e computadoras. Esta compuesto por siete niveles separados, pero relacionados, cada uno de los cuales define un segmento del proceso necesario para mover la información a través de una red. Comprender los aspectos fundamentales del modelo OSI proporciona una base solida para la exploración de la transmisión de datos.

Funciones de los niveles

Nivel físico

El nivel físico coordina las funciones necesarias para transmitir el flujo de datos a través de un medio físico. Trata con las especificaciones eléctricas y mecánicas de la interfaz y del medio de transmisión. También define los procedimientos y las funciones que los dispositivos físicos y las interfaces tienen que llevar a cabo para que sea posible la transmisión.

El nivel físico se relaciona con lo siguiente:

• Características físicas de las interfaces y el medio. El nivel físico define las características de la interfaz entre los dispositivos y el medio de transmisión. También define el tipo de medio de transmisión.
• Representación de los bits. los datos del nivel físico están compuestos por un flujo de bits sin ninguna interpretación. Para que puedan ser transmitidos, es necesario codificarlos en señales, eléctricas y ópticas. El nivel físico define el tipo de codificación.
• Tasa de datos. el nivel físico también define la tasa de transmisión: el numero de bits enviados cada segundo. En otras palabras, el nivel físico define la duración de un bit, es decir, cuánto tiempo dura.
• Sincronización de los bits. el emisor y el receptor deben estar sincronizados a nivel de bit. En otras palabras, los relojes del emisor y el receptor debe estar sincronizados.
• Configuración de la línea. el nivel físico esta relacionado con la conexión de dispositivo al medio. En una configuración punto a punto se conectan dos dispositivos a través de un enlace dedicado. En una configuración multipunto, un enlace es compartido por varios dispositivos.
• Topología física. La topología física define cómo están conectados los dispositivos para formar una red. Los dispositivos deben estar conectados usando una topología en malla (cada dispositivo conectado a otro dispositivo), una topología en estrella (dispositivos conectados a través de un dispositivo central), una topología en anillo (un dispositivo conectado al siguiente, formando un anillo) o una topología de bus (cada dispositivo a un enlace común).
• Modo de transmisión. El nivel físico también define la dirección de la transmisión entre dos dispositivos: símplex, semidúplex o full-dúplex. 

Nivel de enlace de datos

El nivel de enlace de datos transforma el nivel físico, un simple medio de transmisión, en un enlace fiable y es responsable de la entrega nodo a nodo. Hace que el nivel físico aparezca ante el nivel superior (nivel de red) como un medio libre de errores.

Responsabilidades especificas del nivel de enlace de datos:

• Tramado. El nivel de enlace de datos divide el flujo de bits recibidos del nivel de red en unidades de datos manejables denominadas tramas.
• Direccionamiento físico. Si es necesario distribuir las tramas por distintos sistemas de la red, el nivel de enlace de datos añade una cabecera a la trama para definir la dirección física del emisor y/o receptor de la trama.
• Control de flujo. si la velocidad a la que el receptor recibe los datos es menos que la velocidad de transmisión del emisor, el nivel de enlace de datos impone un mecanismo de control de flujo para prevenir el desbordamiento del receptor.
• Control de errores. el nivel de enlace de datos añade fiabilidad al nivel físico al incluir mecanismos para detectar y retransmitir las tramas defectuosas o perdidas. También usa un mecanismo para prevenir el duplicado de tramas.
• Control de acceso. cuando se conectan dos o mas dispositivos al mismo enlace, los protocolos de nivel de enlace deben determinar en todo momento que dispositivo tiene el control del enlace.

Nivel de red

El nivel de red es responsable de la entrega de un paquete desde el origen al destino y, posiblemente, a través de múltiples redes (enlaces). Mientras que el nivel de enlace de datos supervisa la entrega del paquete entre dos sistemas de la misma red, el nivel de red asegura que cada paquete va del origen al destino sean estos cuales sean.

Responsabilidades especificas del nivel de red:

• Direccionamiento lógico. El nivel de red añade una cabecera al paquete que viene del nivel superior que, entre otras cosas, incluye las direcciones lógicas del emisor y el receptor.
• Encaminamiento. Cuando un conjunto de redes o enlaces independientes se conectan juntas para crear una red de redes (una Internet) i una red mas grande, los dispositivos de conexión encaminan los paquetes hasta su destino final.

Nivel de transporte

 El nivel de transporte es responsable de la entrega origen a destino de todo el mensaje. Asegura que todo el mensaje llega intacto y en orden, supervisando tanto el control de errores como el control de flujo a nivel origen a destino.

Para mayor seguridad, el nivel de transporte puede crear una conexión entre dos puertos finales. La creación de una conexión involucra tres pasos; establecimiento de la conexión, transferencia de datos y liberación de la conexión.

Las responsabilidades especificas del nivel de transporte:

• Segmentación y reensamblado. Un mensaje se divide en segmentos transmitibles, cada uno de los cuales contiene un cierto número de secuencias. Estos números permitan al nivel de transporte reensamblar el mensaje correctamente a su llegada al destino e identificar y reemplazar paquetes que se han perdido en la transmisión.
• Control  de conexión. el nivel de transporte puede estar orientado a conexión o no. Un nivel de transporte no orientado a conexión trata cada segmento como un paquete independiente y lo pasa al nivel de transporte de la maquina destino.
• Control de flujo. Al igual que el nivel de enlace de datos, el nivel de transporte es responsable del control de flujo. Sin embargo, el control de flujo de este nivel se lleva a cabo de extremo a extremo y no solo en un único enlace.

Nivel de sesión

Los servicios provistos por los tres primeros niveles (físico, enlace de datos y redes) no son suficientes para alguno procesos. El nivel de sesión es el controlador de dialogo de la red. Establece, mantiene y sincroniza la interacción entre sistemas de comunicación.

Algunas responsabilidades especificas del nivel de sesión:

• Control de dialogo. el nivel de sesión permite que dos sistemas establezcan un dialogo. Permite que la comunicación entre dos procesos tenga lugar en modo semiduplex o full-duplex.
• Sincronización. El nivel de sesión permite que un proceso pueda añadir puntos de prueba en un flujo de datos.

Nivel de presentación

El nivel de presentación esta relacionado con la sintaxis y la semántica de la información intercambiada entre dos sistemas.

Las responsabilidades específicas de el nivel de presentación:

• Traducción. los procesos en los sistemas intercambian habitualmente la información en forma de tiras de caracteres, números, etc. Es necesario traducir la información a flujos de bits antes de transmitirla. Debido a que cada computadora usa un sistema de codificación distinto, el nivel de presentación es responsable de la interoperabilidad entre los distintos métodos de codificación. El nivel de presentación en el emisor cambia la información del formato dependiente del emisor a un formato común. El nivel de presentación en la maquina receptora cambia el formato común en el formato especifico del receptor.
• Cifrado. Para transportar información sensible, un sistema debe ser capaz de asegurar la privacidad. El cifrado implica que el emisor transforma la información original a otro formato y envía el mensaje resultante por la res. El descifrado ejecuta el proceso inverso del proceso original para convertir el mensaje a su formato original.
• Compresión. La compresión de datos reduce el numero de bits a transmitir. La compresión de datos es particularmente importante en la transmisión de datos multimedia tales como texto, audio y vídeo.

Nivel de aplicación

El nivel de aplicación permite al usuario, tanto humano como software, acceder a la red. Proporciona las interfaces de usuario y el soporte para servicios como el correo electrónico, el acceso y la transferencia de archivos remotos, la gestión de datos compartidos y otros tipos de servicios para información distribuida.

Algunos de los servicios específicos provistos por el nivel de aplicación incluyen:

• Terminal virtual de red. Un terminal virtual de red es una versión de un terminal físico y permite al usuario acceder a una maquina remota. Para hacerlo, la aplicación crea una emulación software de un terminal en la maquina remota. La computadora del usuario habla al terminal software , que a su vez, habla al host y viceversa. La maquina remota cree que se esta comunicando con uno de sus propios terminales y permite el acceso.
• Transferencia, acceso y gestión de archivos (FTAM). Esta aplicación permite al usuario acceder a archivos en una computadora remota (para cambiar datos o leer los datos), recuperar archivos de una computadora remota y gestionar o controlar los archivos en una computadora remota.
• Servicios de correo. Esta aplicación proporciona las bases para el envío y almacenamiento del correo electrónico.
• Servicios de directorios. Esta aplicación proporciona acceso a bases de datos distribuidas que contienen información global sobre distintos objetos y servicios.

Bibliografía

Transmisión de datos y redes de comunicaciones. Behrouz A. Forouzan. McGraw-Hill. Segunda edición 2002.