En esta guía, discutiremos en detalle el modelo OSI en red y las siete capas del modelo OSI.
1. El modelo OSI significa modelo de interconexión de sistema abierto.
2. El modelo OSI define cómo se transfieren los datos de una computadora a otra.
3. En un escenario muy básico, dos computadoras conectadas con una LAN y conectores transfieren datos usando el NIC. Esto forma una red de computadoras, sin embargo si ambos sistemas usan diferentes sistemas operativos, por ejemplo un sistema corre en Windows y el otro corre en MacOS entonces como pueden ser transferidos los datos entre estos dos sistemas diferentes, aquí viene el papel del modelo OSI que es un modelo de siete capas que define como un dato puede ser transferido entre diferentes sistemas.
4. El modelo OSI fue introducido por la Organización Internacional de Normalización (ISO) en 1984.
5. Hay siete capas en un modelo OSI
- Capa de aplicación
- Capa de presentación
- Capa de sesión
- Capa de transporte
- Capa de red
- Capa DataLink
- Capa física
Capa física
Ahora aprendimos que una capa de transporte convierte los datos en segmentos, la capa de red convierte los segmentos en paquetes y la capa de enlace de datos convierte los paquetes en tramas. Un marco no es más que una secuencia de bits como el 1001011.
La capa física convierte estas secuencias binarias en señales y las transfiere a través de un medio de transmisión como cables, etc.
Las señales generadas por la capa física se basan en el medio de transmisión. Por ejemplo, se genera una señal eléctrica si el medio es un cable de cobre, una señal luminosa si el medio es una fibra óptica y una señal de radio si el medio de transmisión es el aire. Esta señal generada es recibida por la capa física en el lado del receptor y la convierte en bits.
Funcionesprincipales de la capa física:
Transmisión digital:
Una de las principales funciones de la capa física es transferir datos en forma de señales. En esta guía, aprenderemos sobre la transmisión digital. Los datos pueden ser tanto analógicos como digitales. Para transferir los datos a través de un medio de transmisión como el alambre, el cable, etc. la capa física debe necesitar convertir los datos a su señal digital.
Conversión de datos digitalesaseñales digitales:
En esta sección aprenderemos cómo la capa física convierte los datos digitales en una señal digital. Utiliza dos técnicas para realizar esta conversión: Codificación de línea y codificación de bloque.
Codificación de línea:
Un dato digital está en forma de secuencia binaria como 1000111 (combinación de 0 y 1). La codificación en línea utiliza tres esquemas para representar estas secuencias binarias en forma de señales que pueden ser transferidas.
Capa de enlace de datos
La capa de enlace de datos recibe los datos de la capa de red.
Hay dos tipos de direccionamiento que se hacen a los paquetes que se transfieren de una computadora a otra.
El direccionamiento lógico: El direccionamiento lógico consiste en asignar direcciones IP de emisor y receptor a los paquetes de datos. Esto se hace en la capa de red.
El direccionamiento físico: El direccionamiento físico se realiza en la capa de enlace de datos donde se asignan las direcciones MAC del emisor y el receptor a cada paquete de datos.
La unidad de datos en la capa de enlace de datos se llama trama. Una trama se transfiere de una computadora a otra y la transmisión se realiza a través de un medio de transmisión como cable, etc. Tanto la computadora emisora como la receptora tienen NIC que ayuda a enviar y recibir la trama. Estas NIC presentes en el emisor y el receptor proporcionan un enlace físico entre el emisor y el receptor.
Funciones principales de la capa de enlace de datos:
Acceder a los medios de comunicación: Permite a las capas superiores del modelo OSI utilizar los medios utilizando una técnica llamada «framing».
Control de acceso a los medios: Cómo se colocan y reciben los datos de los medios.
Detección de errores: La cola de cada cuadro transferido contiene ciertos bits para comprobar si los datos recibidos en el lado están corruptos o no.
Capa de red
El propósito principal de la capa de red es recibir los segmentos de datos de la capa de transporte y transferirlos de una computadora a otra en una red diferente.
Las principales funciones de la capa de red:
Direccionamiento lógico: Cada computadora de una red tiene una dirección IP única. La capa de red asigna la dirección IP del emisor y del receptor a los paquetes de datos antes de transmitirlos, de modo que el paquete de datos llegue al destino correcto.
Enrutamiento: Es un método de transferencia de paquetes de datos de la fuente al destino. Utiliza la combinación de la máscara y la dirección IP para transferir los datos al destino correcto. Cada paquete de datos contiene tres componentes adicionales: máscara, IP del remitente e IP del receptor. La máscara determina la red de computadoras a la que deben entregarse los datos y luego la dirección IP determina qué computadora de esa red en particular necesita recibir el paquete de datos.
Determinación de la ruta: Un ordenador puede conectarse a otro ordenador de varias maneras. La capa de red determina el camino óptimo para la transmisión de datos, de modo que los datos puedan ser transmitidos más rápidamente al receptor. Los protocolos OSPF, BGP, IS-IS se utilizan para determinar el mejor camino posible para la entrega de datos.
Capa de transporte
La función principal de la capa de transporte es comprobar la fiabilidad de la comunicación de datos.
Las principales funciones de la capa de transporte son:
Segmentación: Los datos recibidos de la capa de sesión se dividen en pequeñas unidades de datos llamadas segmentos. Cada segmento contiene el número de puerto del emisor y del receptor junto con el número de secuencia. El número de puerto ayuda a dirigir los segmentos de datos a la aplicación correcta y el número de secuencia ayuda a reensamblar los datos de los segmentos de datos en el orden correcto.
Control de flujo: Controla el flujo de datos. Comprueba la capacidad de recepción del dispositivo receptor antes de transmitir los datos. Por ejemplo, un servidor emisor puede enviar los datos a una velocidad de 200Mbps pero un receptor de datos sólo puede recibir datos a una velocidad de 10 Mbps, entonces controla el flujo de datos a 10Mbps para que los datos no se pierdan durante la transmisión.
Control de errores: La capa de transporte también realiza el control de errores utilizando la solicitud de repetición automática, si se pierde un dato durante la transmisión, se vuelve a enviar utilizando la solicitud de repetición automática. La capa de transporte también añade un grupo de bits llamados checksum con cada segmento para comprobar si los datos recibidos en el lado del receptor no están corruptos.
Transmisión orientada a la conexión: La transmisión orientada a la conexión se realiza utilizando el protocolo de control de transmisión (TCP). El TCP es considerablemente más lento que el UDP porque proporciona la retroalimentación de que los datos se reciben o no, por lo que un dato puede ser enviado de nuevo si no se recibe.
Transmisión sin conexión: La transmisión sin conexión se realiza utilizando el protocolo de datagrama de usuario (UDP). El UDP es más rápido que el TCP porque no proporciona la retroalimentación de que los datos se reciben realmente en el lado del receptor o no.
Capa de sesión
La función principal de la capa de sesión es establecer y mantener la conexión entre los diferentes sistemas.
Funcionesprincipales de la capa de sesión:
Autenticación: Antes de que un ordenador pueda conectarse a un servidor, el ordenador tiene que proporcionar un nombre de usuario y una contraseña para la autenticación. La función de autenticación y establecimiento de una conexión después de la autenticación se realiza por la capa de sesión.
Autorización: Una vez establecida la conexión, la capa de sesión comprueba si el ordenador conectado está autorizado a acceder a los datos, esta función de comprobación de la autorización también se realiza por la capa de sesión.
Gestión de la sesión: La capa de sesión también comprueba que los datos que se reciben del servidor en forma de paquetes de datos pertenecen a qué aplicación, por ejemplo, cuando se accede al perfil de Facebook a través del navegador, los datos transferidos desde el servidor de Facebook se transfieren a la aplicación del navegador web, por lo que la capa de sesión ayuda en la gestión de la sesión.
Capa de presentación
La capa de presentación recibe los datos de la capa superior, que es la capa de aplicación.
Funciones de la capa depresentación:
Traducción:
Los datos recibidos de la capa de presentación están en forma de caracteres y números como 1234, ERFF etc. La capa de presentación convierte estos caracteres y números en un formato comprensible para la máquina que se conoce como formato binario, por ejemplo 100111101.
Cifrado:
Para proteger la sensibilidad de los datos, la capa de presentación cifra los datos en el lado del emisor antes de la transmisión y en el lado del receptor estos datos son descifrados por la capa de presentación en el lado del receptor. El protocolo de capa de conexión segura (SSL) es utilizado por la capa de presentación para el cifrado y el descifrado.
Compresión:
Comprimir los datos a un tamaño pequeño para que puedan ser transferidos más rápidamente a través de una red. Esta compresión puede ser una compresión con o sin pérdidas.
Capa de aplicación
1. La capa de aplicación es utilizada por aplicaciones de ordenador como Google Chrome, Outlook, FireFox, Skype, etc.
2. La capa de aplicación define los protocolos que son utilizados por las aplicaciones de ordenador, por ejemplo:
Los protocolos HTTP y HTTPS son utilizados por los navegadores web como google chrome, FireFox, Safari etc.
El protocolo FTP se utiliza para la transferencia de archivos entre dos o más ordenadores.
El protocolo SMTP se utiliza para los correos electrónicos
Telnet se usa para terminales virtuales.
Hay docenas de otros protocolos que forman la capa de aplicación, como NFS, FMTP, DHCP, SNMP, POP3, IRC, NNTP, etc.
3. En resumen, se puede decir que la capa de aplicación proporciona los servicios a las aplicaciones informáticas con la ayuda de los protocolos que se definen en ella.
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