El modelo OSI

El modelo de interconexión de sistemas abiertos (Open Systems Interconnection, OSI) es un marco conceptual que divide las funciones de comunicaciones de red en siete capas. El envío de datos a través de una red es complejo porque varias tecnologías de hardware y software deben funcionar de manera consistente a través de las fronteras geográficas y políticas. El modelo de datos OSI proporciona un lenguaje universal para las redes informáticas, de modo que diversas tecnologías pueden comunicarse mediante protocolos o reglas de comunicación estándar. Cada tecnología de una capa específica debe proporcionar ciertas capacidades y realizar funciones específicas para ser útil en las redes. Las tecnologías de las capas superiores se benefician de la abstracción, ya que pueden utilizar tecnologías de nivel inferior sin tener que preocuparse por los detalles de implementación subyacentes.

Las capas del modelo de interconexión de sistemas abiertos (OSI) encapsulan todos los tipos de comunicación de red en los componentes de software y hardware. El modelo se diseñó para permitir que dos sistemas independientes se comuniquen a través de interfaces o protocolos estandarizados basados en la capa de operación actual.

La capa física se refiere al medio de comunicación físico y a las tecnologías para transmitir datos a través de ese medio. En esencia, la comunicación de datos es la transferencia de señales digitales y electrónicas a través de varios canales físicos, como cables de fibra óptica, cableado de cobre y aire. La capa física incluye estándares para tecnologías y métricas estrechamente relacionadas con los canales, como Bluetooth, NFC y velocidades de transmisión de datos.

La capa de enlace de datos se refiere a las tecnologías utilizadas para conectar dos máquinas a través de una red donde la capa física ya existe. Gestiona los marcos de datos, que son señales digitales encapsuladas en paquetes de datos. El control del flujo y el control de errores de los datos suelen ser los enfoques clave de la capa de enlace de datos. Ethernet es un ejemplo de un estándar a este nivel. La capa de enlace de datos a menudo se divide en dos subcapas: la capa de control de acceso a los medios (MAC) y la capa de control de enlace lógico (LLC). 

La capa de red se ocupa de conceptos como el enrutamiento, el reenvío y el direccionamiento a través de una red dispersa o de múltiples redes conectadas de nodos o máquinas. La capa de red también puede gestionar el control de flujo. En Internet, el Protocolo de Internet v4 (IPv4) y el IPv6 se utilizan como protocolos de capa de red principales.

El objetivo principal de la capa de transporte es garantizar que los paquetes de datos lleguen en el orden correcto, sin pérdidas ni errores, o que se puedan recuperar sin problemas si es necesario. El control del flujo, junto con el control de errores, suele ser un objetivo en la capa de transporte. En esta capa, los protocolos de uso común incluyen el Protocolo de Control de Transmisión (TCP), un protocolo basado en conexiones casi sin pérdidas y el Protocolo de datagramas de usuario (UDP), un protocolo sin conexiones con pérdidas

La capa de sesión es responsable de la coordinación de la red entre dos aplicaciones independientes en una sesión. Una sesión gestiona el inicio y el final de los conflictos de sincronización y conexión de una aplicación uno a uno. Network File System (NFS) y Server Message Block (SMB) son protocolos de uso común en la capa de sesión.

La capa de presentación se ocupa principalmente de la sintaxis de los datos en sí para que las aplicaciones los envíen y consuman. Por ejemplo, el lenguaje de marcas de hipertexto (HTML), la notación de objetos JavaScript (JSON) y los valores separados por comas (CSV) son lenguajes de modelado para describir la estructura de los datos en la capa de presentación. 

La capa de aplicación se refiere al tipo específico de aplicación en sí y a sus métodos de comunicación estandarizados. Por ejemplo, los navegadores pueden comunicarse mediante el Protocolo seguro de transferencia de hipertexto (HTTPS) y los clientes de correo electrónico y HTTP pueden comunicarse mediante POP3 (Protocolo de oficina de correo versión 3) y SMTP (Protocolo simple de transferencia de correo).

Protocolos y estándares:Ethernet (IEEE 802.3)USB (Universal Serial Bus)Bluetooth (IEEE 802.15)Wi-Fi (IEEE 802.11)DSL (Digital Subscriber Line)

PDU: BitsLos bits son las unidades más básicas de datos y representan la información en formato binario.

Protocolos y estándares:Ethernet (IEEE 802.3)Wi-Fi (IEEE 802.11)PPP (Point-to-Point Protocol)HDLC (High-Level Data Link Control)MAC (Media Access Control)

PDU: Trama (Frame)Una trama incluye los datos encapsulados con información de la capa de enlace de datos, como las direcciones MAC y la verificación de errores (FCS).

Protocolos y estándares:IP (Internet Protocol)ICMP (Internet Control Message Protocol)ARP (Address Resolution Protocol)OSPF (Open Shortest Path First)BGP (Border Gateway Protocol)

PDU: Paquete (Packet)Un paquete contiene los datos encapsulados con información de la capa de red, incluyendo las direcciones IP y la información de encaminamiento.

Protocolos y estándares:TCP (Transmission Control Protocol)UDP (User Datagram Protocol)SCTP (Stream Control Transmission Protocol)

PDU: Segmento (Segment) o Datagramas (Datagram)En TCP, la PDU se denomina segmento, e incluye información como los números de puerto y los números de secuencia para la transmisión fiable.En UDP, la PDU se denomina datagrama y es una unidad de datos más simple y sin conexión.

Protocolos y estándares:NetBIOS (Network Basic Input/Output System)RPC (Remote Procedure Call)PPTP (Point-to-Point Tunneling Protocol)

PDU: Mensaje (Message)En esta capa, las PDU son mensajes que facilitan la gestión de sesiones, incluyendo el establecimiento, mantenimiento y terminación de sesiones.

Protocolos y estándares:SSL/TLS (Secure Sockets Layer / Transport Layer Security)JPEG (Joint Photographic Experts Group)MPEG (Moving Picture Experts Group)ASCII (American Standard Code for Information Interchange)

PDU: Mensaje (Message)Similar a la capa de sesión, las PDU en esta capa son mensajes que contienen datos que se traducen, comprimen o encriptan para la capa de aplicación.

Protocolos y estándares:HTTP/HTTPS (HyperText Transfer Protocol / Secure)FTP (File Transfer Protocol)SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)DNS (Domain Name System)SNMP (Simple Network Management Protocol)

PDU: Mensaje (Message) o Datos (Data)En esta capa, las PDU son mensajes o datos que representan la información útil y son directamente manejados por las aplicaciones del usuario.

Hubs,RepetidoresCables Fibras, Inalámbricos.

 Puentes,Módems,Tarjetas de redSwitches de 2 capas.

RoutersBroutersSwitches de 3 capas.

En esta capa se utilizan los siguientes dispositivos: Cables, tarjetas y repetidores (hub). Se utilizan los protocolos RS-232, X.21.GatewaysFirewalls.

Cables, tarjetas y repetidores (hub).GatewaysFirewallsPC's.

GatewaysFirewallsPC's

puertas de enlacecortafuegos, todos los dispositivos finales como PCteléfonos servidores

Facilita la comprensión al dividir un problema complejo en partes mas simple. Evita los problemas de compatibilidad, por ejemplo de redDetalla las capas para su mejor aprendizaje.

Problemas con la sincrinizacionTecnoligia desactusalizada  instrumentaciones problematicas Las capas contienen demasiadas actividades redundantes, por ejemplo, el control de errores se integra en casi todas las capas siendo que tener un único control en la capa de aplicación o presentación sería suficiente.