Sistema OSI e Internet

¿Qué es el sistema OSI?

El modelo OSI es una referencia para protocolos de red, define como como separar las distintas capas para crear una red de ordenadores.

Sistema OSI
Sistema OSI

El sistema OSI se divide en siete capas o niveles cada capa o nivel da servicios a la superior y añade alguna funcionalidad.

El sistema de Internet

Antes de ver las capas, quiero analizar el sistema de Internet y sus capas comparándolas con OSI.

Comparación sistema OSI e Internet
Comparación sistema OSI e Internet

Como vemos los protocolos de Internet cumplen en parte la arquitectura propuesta por OSI, vamos a empezar de arriba a abajo. Las tres primeras se pueden considerar una en los protocolos de Internet.

Capa Aplicación

Es la aplicación final que un usuario solicita, ver archivos de otra máquina por FTP, mostrar una web por HTTP o HTTPS, controlar otro equípo por SSH o incluso ver y enviar correos. Estos protocolos son la aplicación en sí.

Capa Presentación

Se encarga de formatear los datos, cifrarlos y mostrarlos. Está capa tiene la seguridad, tambien si existe compresión, si los datos se muestran en uno u otro formato (ASCI o Unicode por ejemplo) las diferentes visualizaciones entre dispositivos, una web para móvil, pc o tablet.

Capa Sesión

La capa sesión se encarga de asegurar el inicio y la comunicación entre dós máquinas y asegurar la reconexión en caso de caída.

Capa Transporte

En este nivel dos máquinas aseguran la fiabilidad de los mensajes, una aplicación hace una petición a una web HTTPS, la capa transporte envía los segmentos (es el nombre de la estructura que envía) cada segmento es un trocito de de la web que se envía, la capa transporte se encarga de la conexión por puertos y que si un mensaje llega mal sea reenviado.

Puertos de internet

En una máquina hay de 0 a 65535 puertos, el sistema operativo asocia el puerto a un servicio (servidor web, de correo, de juegos, ftp, ssh…) una máquina puede tener varios servidores de correo, uno en un puerto con un apache y otro en otro puerto con un servidor node por ejemplo, si vamos la ip_maquina:puerto1 nos muestra el apache y si vamos a
ip_maquina:puerto2 nos muestra lo que tengamos en nodejs.

Puertos bien conocidos

Hasta el puerto 1023 son puertos asignados para ciertas aplicaciones el 80 para http, el 443, lo mismo correo POP3 o IMAP, SSH y otros protocolos usados frecuentemente, cuando entramos en un servidor web por el puerto 80, el navegador no lo muestra porque es el normal.

Puertos registrados

Son puertos de uso para cualquier aplicación, y van desde el 1024 al 49151.

Puertos reservados y dinámicos

Los puertos del 49152  al final son usados por las aplicaciones de cliente al iniciar una conexión.

Protocolo UDP

El protocolo UDP es el protocolo sencillo, no comprueba que el mensaje sea bien enviado ni requiere de acuse de recibo (envío un mensaje y el receptor dice, vale lo he recibido todo correcto) es usado para envíar vídeo en streaming o música donde nos interesa más la velocidad que un segmento tenga un error.

Protocolo TPC

A diferencia del anterior este protocolo manda una suma de comprobación, cuando el receptor recibe el mensaje comprueba los bits y si hay errores lo sabe y pide que se envíe de nuevo, igualmente si el emisor no recibe el acuse de recibo manda de nuevo el segmento para que el receptor lo reciba por si se ha perdido, este protocolo llena con más información los segmentos por lo que es más lento, pero es el más usado.

Capa de Red

Esta es la primera capa que no depende de las máquinas que se conectan, en esta capa los paquetes indican la dirección IP de origen y la de destino y varios routers mandan el paquete de una a la otra. Antiguamente se usaron protocolos distintos que aseguraban o mejoraban la fiabilidad del mensaje, con TCP eso se encarga la capa red y esta solo se dedica a que el paquete llegue del punto A al B.

Parece una tarea fácil pero el paquete, o mejor dicho los routers, deciden el camino que debe tomar para llegar a su destino y eso supone pasar por varias máquinas y de distintas compañías y países, es factible que algún bit se cambie o pierda por el camino, el protocolo IP no tiene comprobación ni corrección de errores por lo que se cede a la capa más alta.

Capa enlace de Datos

Entre dos routers, o entre una máquina y un router se establece una conexión a bajo nivel, si en el nivel anterior veíamos que de una IP a otra pasaba por varios routeres (tambien puede pasar por varios swichs, en este artículo puedes ver la diferencia), o incluso entre routeres y firewalls cada uno de estos dos componentes tiene una dirección MAC y entre ellos se establece una conexión.

Vamos a ver que sucede en esta capa un poco en detalle, el paquete de la capa Red se divide y se crea un frame los frames contienen, la dirección MAC de origen, la de destino, la longitud de los datos (es variable), el dato y al final una suma de comprobación, aquí si se comprueba.

En la máquina destino recoge el frame y compone el paquete y lo envía al siguiente destino. Con lo cual un mismo paquete puede pasar por varias máquinas pero en cada máquina se mandan entre ellas frames.

Nivel Físico

El nivel físico simplemente manda bits, los bits pueden ser de muchas formas y esto lo define esta capa, pueden ser electricidad, luz, radiación electromagnética… y dentro de cada uno de ellos diferentes frecuencias, colores o voltajes.

Por otro lado los bits viajan por distintos cables o medios, aire (para WiFi, satelite, GSM…), cables eléctricos (Coaxial, UTP, con PLC por los eléctricos) o fibra óptica.

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Introducción al sistema OSI y a los protocolos de internet y sus capas.
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