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Modelo de Referencia OSI

Universidad Autnoma de Baja California Sur

Departamento Acadmico de Sistemas Computacionales

Ing. En Tecnologa Computacional

Redes I

Arquitectura de Protocolos Una Arquitectura de Protocolos es una estructura en capas de elementos

hardware y software que facilita el intercambio de datos entre sistemas yposibilita aplicaciones distribuidas, como el comercio electrnico y latransferencia de archivos.

En los sistemas de comunicacin, en cada una de las capas de laarquitectura de protocolos se implementan uno o ms protocolos comunes.Cada Protocolo proporciona un conjunto de reglas para el intercambio dedatos entre sistemas.

En el intercambio de datos entre computadores, terminales y/u otrosdispositivos de procesamiento, los procedimientos involucrados puedenllegar a ser bastante complejos.

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Importancia de una Arquitectura de Protocolos

Debe haber un alto grado de cooperacin entre los computadoresinvolucrados. En lugar de implementar toda la lgica para llevar a cabo lacomunicacin en un nico mdulo, el problema se divide en subtareas, cadauna de las cuales se realiza por separado. En una arquitectura de protocolos,los distintos mdulos se disponen formando una pila vertical. Cada capa dela pila realiza el subconjunto de tareas relacionadas entre s que sonnecesarias para comunicar con el otro sistema. Por lo general, las funcionesms bsicas se dejan a la capa inmediatamente inferior, olvidndose en lacapa actual de los detalles de estas funciones. Adems, cada capaproporciona un conjunto de servicios a la capa inmediatamente superior.

Importancia de una Arquitectura de Protocolos

Debe existir el mismo conjunto de funciones en capas en los dos sistemas.La comunicacin se consigue haciendo que las capas correspondientes, opares, intercambien informacin.

Las capas pares se comunican intercambiando bloques de datos queverifican una serie de reglas o convenciones denominadas Protocolos. Losaspectos clave que definen o caracterizan a un protocolo son:

Sintaxis: establece cuestiones relacionadas con el formato de los bloquesde datos.

Semntica: incluye informacin de control para la coordinacin y la gestinde errores.

Temporizacin: considera aspectos relativos a la sintonizacin develocidades y secuenciacin.

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Arquitecturas de Protocolos Normalizadas

Cuando se desea establecer una comunicacin entre computadores dediferentes fabricantes, el desarrollo del software puede resultar muycomplejo, debido a que los distintos fabricantes pueden hacer uso dedistintos formatos y protocolos de intercambio de datos. Incluso dentro deuna misma lnea de productos de un fabricante dado, los diferentes modelospueden comunicarse de forma diferente.

Con el incremento de las comunicaciones entre computadores como de lasredes, el desarrollo de software de comunicaciones de propsito especficoes demasiado costoso para ser aceptable. La nica alternativa para losfabricantes es adoptar e implementar un conjunto de convencionescomunes. Para esto, es necesaria la Normalizacin.

Arquitecturas de Protocolos Normalizadas

Los estndares tienen las siguientes ventajas:Incentiva la motivacin en los fabricantes para implementar las normas

con la esperanza de que sus productos tendrn un mercado mayor.

Los clientes pueden exigirle a cualquier fabricante que implemente losestndares.

Hay dos arquitecturas que han sido determinantes y bsicas en el desarrollode los estndares de comunicacin: el Modelo de Referencia OSI y laConjunto de ProtocolosTCP/IP.

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Modelo OSI

Este modelo est basado en una propuesta desarrollada por la ISO(Organizacin Internacional de Estndares) como un primer paso hacia laestandarizacin internacional de los protocolos utilizados en varias capas(Day y Zimmermann, publicado desde 1983).

Su desarrollo inici en 1977. El modelo se llama OSI (Interconexin deSistemas Abiertos) de ISO porque tiene que ver con la conexin de sistemasabiertos, es decir, sistemas que estn abiertos a la comunicacin con otrossistemas.

Modelo OSI

El modelo OSI no es en s una arquitectura de red, debido a que noespecifica los servicios y protocolos exactos que se utilizarn en cada capa.Slo indica lo que debe hacer cada capa. Sin embargo, ISO tambin haproducido estndares para todas las capas, aunque stos no son parte delmodelo de referencia mismo. Cada uno se ha publicado como un estndarinternacional separado.

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Modelo OSI El modelo OSI consta de 7 capas:

Aplicacin

Presentacin

Sesin

Transporte

Red

Enlace

Fsica

Proporciona el acceso al entorno OSI para los usuarios y tambin proporciona servicios de manera distribuida.

Proporciona a los procesos de aplicacin independencia respecto a las diferencias en la representacin de los datos (sintaxis).

Proporciona el control de la comunicacin entre aplicaciones; establece, gestiona y cierra las dems

conexiones (sesiones) entre aplicaciones cooperadoras. Proporciona una transferencia transparente y fiable de datos entre los puntos finales; proporciona procedi-mientos de recuperacin de errores y control de flujo origen destino.Proporciona independencia a los niveles superiores

respecto a las tcnicas de conmutacin y de transmisin utilizadas para conectar los sistemas; es responsable del establecimiento, mantenimiento y cierre de conexiones. Proporciona un servicio de transferencia de datos fiable

a travs del enlace fsico; enva bloques de datos (tramas) llevando a cabo la sincronizacin, el control de errores y el flujo.Se encarga de la transmisin de cadenas de bits no

estructurados sobre el medio fsico; est relacionada con las caractersticas mecnicas, elctricas, funcionales

y de procedimiento para acceder al medio fsico.

Capa Fsica

La capa fsica se encarga de la interfaz fsica entre los dispositivos. Define las reglas que rigen en la transmisin de los bits. La capa fsica tiene cuatro caractersticas importantes:Mecnicas: relacionadas con las propiedades fsicas de la interfaz con el medio de

transmisin. Normalmente, dentro de estas caractersticas se incluye la especificacindel conector que transmite las seales a travs de conductores. A estos ltimos se lesdenominan circuitos.

Elctricas: especifican cmo se representan los bits (por ejemplo, en trminos deniveles de tensin), as como su velocidad de transmisin.

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Capa Fsica

Funcionales: especifican las funciones que realiza cada uno de los circuitos de lainterfaz fsica entre el sistema y el medio de transmisin.

De procedimiento: especifican la secuencia de eventos que se llevan a cabo en elintercambio del flujo de bits a travs del medio fsico.

Capa de Enlace de Datos

El principal servicio proporcionado por la capa de enlace de datos a las capassuperiores es el de deteccin y control de errores. As, si se dispone de unprotocolo en la capa de enlace de datos completamente operativo, la capaadyacente superior puede suponer que la transmisin est libre de errores.

Esta tarea se logra haciendo que el emisor fragmente los datos de entrada en tramas de datos (tpicamente, de algunos cientos o miles de bytes) y transmitiendo las tramas de manera secuencial. Si el servicio es confiable, el receptor confirma la recepcin correcta de cada trama devolviendo una trama de confirmacin de recepcin.

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Capa de Enlace de Datos

Se encarga de cmo controlar el acceso al canal compartido en las redes dedifusin.

La capa de enlace de datos intenta hacer que el enlace fsico sea fiable. Proporciona los medios para activar, mantener y desactivar el enlace.

Capa de Red

La capa de red realiza la transferencia de informacin entre sistemas finalesa travs de algn tipo de red de comunicacin.

Libera a las capas superiores de la necesidad de tener conocimiento sobre latransmisin de datos subyacente y las tecnologas de conmutacinutilizadas para conectar los sistemas.

En esta capa, el computador establecer un dilogo con la red paraespecificar la direccin destino y solicitar ciertos servicios, como porejemplo, la gestin de prioridades

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Capa de Red

La responsabilidad de controlar la congestin producida cuando haydemasiados paquetes en la red al mismo tiempo pertenece a esta capa(tambin puede ser compartida con la capa de transporte).

La calidad del servicio proporcionado (retardo, tiempo de trnsito,inestabilidad, etctera) tambin corresponde a la capa de red.

Capa de Transporte

La capa de transporte proporciona un mecanismo para intercambiar datosentre sistemas finales.

El servicio de transporte orientado a conexin asegura que los datos seentregan libres de errores, en orden y sin prdidas ni duplicaciones.

La capa de transporte tambin puede estar involucrada en la optimizacindel uso de los servicios de red, y en proporcionar la calidad del serviciosolicitada

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Capa de Transporte

El tamao y la complejidad de un protocolo de transporte dependen decmo de fiables sean los servicios de red y las redes subyacentes.

Se han especificado dos protocolos para la capa de transporte: el orientadoa conexin, TCP (Protocolo de Control de la Transmisin, TransmissionControl Protocol) y el no orientado a conexin UDP (Protocolo deDatagrama de Usuario, User Datagram Protocol).

Capa de Sesin

La capa de sesin proporciona los mecanismos para controlar el dilogoentre las aplicaciones de los sistemas finales:

Proporciona los siguientes servicios:Control del dilogo: ste puede ser simultneo en los dos sentidos (full-

duplex) o alternado en ambos sentidos (half-duplex).

Agrupamiento: el flujo de datos se puede marcar para definir grupos dedatos. Por ejemplo, si una empresa o almacn est transmitiendo losdatos correspondientes a las ventas hacia una oficina regional, stos sepueden marcar de tal manera que se indique por grupos el final de lasventas realizadas en cada departamento. Este servicio permitira que elcomputador destino calcule los totales de las ventas realizadas en cadadepartamento.

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Capa de Sesin

Administracin de token: impide que las dos partes traten de realizar lamisma operacin crtica al mismo tiempo.

Sincronizacin: adicin de puntos de referencia a transmisiones largaspara permitirles continuar desde donde se encontraban despus de unacada).

Recuperacin: la capa de sesin puede proporcionar un procedimientode puntos de comprobacin, de forma que si ocurre algn tipo de falloentre puntos de comprobacin, la entidad de sesin puede retransmitirtodos los datos desde el ltimo punto de comprobacin.

Capa de Presentacin

La capa de presentacin define el formato de los datos que se van aintercambiar entre las aplicaciones.

Ofrece a los programas de aplicacin un conjunto de servicios detransformacin de datos.

La capa de presentacin define la sintaxis utilizada entre las entidades deaplicacin y proporciona los medios para seleccionar y modificar larepresentacin utilizada.

Algunos servicios especficos que se pueden realizar en esta capa son los decompresin y cifrado de datos.

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Capa de Aplicacin

La capa de aplicacin proporciona a los programas de aplicacin un mediopara que accedan al entorno OSI.

A esta capa pertenecen las funciones de administracin y los mecanismosgenricos necesarios para la implementacin de aplicaciones distribuidas.

En esta capa tambin residen las aplicaciones de uso general como, porejemplo, la transferencia de archivos, el correo electrnico y el acceso desdeterminales a computadores remotos, entre otras.

Capa de Aplicacin Protocolos:FTP (File Transfer Protocol)DNS (Domain Name Service)DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)HTTP/HTTPS (HyperText Transfer Protocol / HTTP Secure)NAT ( Network Address Translation )POP (Post Office Protocol)SMTP (Simple Mail Transport Protocol)TELNET (TELecommunication NETwork)LDAP (Lightweight Directory Access Protocol)AFP (Apple Filing Protocol)

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Modelo OSI

Los principios que se aplicaron para llegar a las capas del Modelo OSI sepueden resumir brevemente :

1. Una capa se debe crear donde se necesite una abstraccin diferente.

2. Cada capa debe realizar una funcin bien definida.

3. La funcin de cada capa se debe elegir con la intencin de definirprotocolos estandarizados internacionalmente.

4. Los lmites de las capas se deben elegir a fin de minimizar el flujo deinformacin a travs de las interfaces.

5. La cantidad de capas debe ser suficientemente grande para no tener queagrupar funciones distintas en la misma capa y lo bastante pequea paraque la arquitectura no se vuelva inmanejable.

Modelo OSI

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Modelo OSI

https://www.youtube.com/watch?v=0ueIYXfAKZQ

Referencias:

COMUNICACIONES Y REDES DE COMPUTADORES STALLINGS, WILLIAMPEARSON EDUCACIN, 2004

REDES DE COMPUTADORAS TANENBAUM, ANDREW S. PEARSONEDUCACIN 2003

https://www.youtube.com/watch?v=0ueIYXfAKZQ