Qué capa del modelo osi proporciona la traducción de datos. Cómo funcionan los dispositivos de red según el modelo de red OSI

modelo de red OSI(Modelo de referencia básico de interconexión de sistemas abiertos) es un modelo de red abstracto para comunicaciones y el desarrollo de protocolos de red.

El modelo consta de 7 niveles ubicados uno encima del otro. Las capas interactúan entre sí (verticalmente) a través de interfaces y pueden interactuar con una capa paralela de otro sistema (horizontalmente) mediante protocolos. Cada nivel solo puede interactuar con sus vecinos y realizar las funciones que se le asignan únicamente a él. Aunque existen otros modelos, la mayoría de los fabricantes de redes hoy en día diseñan sus productos basándose en esta estructura.

niveles OSI

Cada capa del modelo OSI es responsable de parte del proceso de procesamiento para preparar los datos para su transmisión a través de la red.

Según el modelo OSI, durante el proceso de transmisión, los datos pasan literalmente de arriba a abajo a través de los niveles del modelo OSI de la computadora emisora ​​y hacia arriba a través de los niveles del modelo OSI de la computadora receptora. El proceso inverso de encapsulación ocurre en la computadora receptora. Los bits llegan a la capa física del modelo OSI del ordenador receptor. A medida que los datos ascienden a través de las capas OSI de la computadora receptora, llegarán a la capa de aplicación.

NivelNombreDescripción 1Descripción 2
7. AplicadoEste es el nivel en el que operan los usuarios del producto final. No les importa cómo se transmiten los datos, por qué y a través de qué lugar... Dijeron "¡QUIERO!" - y nosotros, los programadores, debemos proporcionárselo. Como ejemplo, podemos tomar cualquier juego en línea: para el jugador funciona en este nivel.Cuando un usuario quiere enviar datos, como un correo electrónico, la capa de aplicación comienza el proceso de encapsulación. La capa de aplicación es responsable de proporcionar acceso a la red a las aplicaciones. La información pasa por las tres capas superiores y, cuando llega a la capa de transporte, se considera datos.
6. Representante (Introducción a XML, SMB)Aquí el programador se ocupa de los datos recibidos de niveles inferiores. Básicamente, se trata de convertir y presentar datos en un formato fácil de usar.
5. Sesión (TLS, certificados SSL para sitio web, correo, NetBios)Esta capa permite a los usuarios realizar "sesiones de comunicación". Es decir, es en este nivel donde la transmisión de paquetes se vuelve transparente para el programador y éste puede, sin pensar en la implementación, transmitir datos directamente como un flujo sólido. Aquí es donde entran en juego los protocolos HTTP, FTP, Telnet, SMTP, etc.
4. Transporte (puertos TCP, UDP)Controla la transferencia de datos (paquetes de red). Es decir, comprueba su integridad durante la transmisión, distribuye la carga, etc. Esta capa implementa protocolos como TCP, UDP, etc. De mayor interés para nosotros.En la capa de transporte, los datos se dividen en segmentos más fáciles de administrar, o PDU de la capa de transporte, para un transporte ordenado a través de la red. Una PDU describe los datos a medida que pasan de una capa del modelo OSI a otra. Además, la PDU de la capa de transporte contiene información como números de puerto, números de secuencia y números de protocolo de enlace, que se utilizan para transportar datos de manera confiable.
3. Red (IP, protocolo de diagnóstico de congestión de red ICMP)Controla lógicamente el direccionamiento de la red, el enrutamiento, etc. Debería ser de interés para los desarrolladores de nuevos protocolos y estándares. En este nivel se implementan los protocolos IP, IPX, IGMP, ICMP y ARP. Controlado principalmente por controladores y sistemas operativos. Por supuesto, vale la pena involucrarse, pero sólo cuando sabes lo que estás haciendo y tienes plena confianza en ti mismo.En la capa de red, cada segmento procedente de la capa de transporte se convierte en un paquete. El paquete contiene direccionamiento lógico y otros datos de control de Capa 3.
2. Canal (WI-FI, ¿Qué es Ethernet?)Este nivel controla la percepción de señales electrónicas por la lógica (elementos radioelectrónicos) de los dispositivos de hardware. Es decir, al interactuar a este nivel, el hardware convierte el flujo de bits en señales eléctricas y viceversa. No nos interesa porque no desarrollamos hardware, chips, etc. El nivel se refiere a tarjetas de red, puentes, conmutadores, enrutadores, etc.En la capa de enlace de datos, cada paquete procedente de la capa de red se convierte en una trama. El marco contiene la dirección física y los datos de corrección de errores.
1. Hardware (físico) (láser, electricidad, radio)Controla la transmisión de señales físicas entre dispositivos de hardware en la red. Es decir, controla la transferencia de electrones a través de cables. No nos interesa, porque todo lo que está en este nivel está controlado por hardware (la implementación de este nivel es tarea de los fabricantes de concentradores, multiplexores, repetidores y otros equipos). No somos físicos radioaficionados, sino desarrolladores de juegos.En la capa física, la trama se convierte en bits. En un entorno de red, los bits se transmiten uno a la vez.

Vemos que cuanto mayor es el nivel, mayor es el grado de abstracción desde la transferencia de datos hasta el trabajo con los datos en sí. Este es el objetivo del modelo OSI: a medida que subimos más y más en la escalera, nos preocupamos cada vez menos por cómo se transfieren los datos, nos interesamos cada vez más en los datos en sí más que en los medios para transmitirlos. . Como programadores, estamos interesados ​​en las capas 3, 4 y 5. Debemos utilizar las herramientas que proporcionan para construir las capas 6 y 7 con las que los usuarios finales puedan trabajar.

Capa de red

La capa de red OSI implementa los protocolos IP (Estructura del Protocolo de Internet IPv4, IPv6), IPX, IGMP, ICMP, ARP.

Es necesario comprender por qué era necesario construir una capa de red, por qué las redes construidas utilizando herramientas de enlace de datos y de capa física no podían satisfacer los requisitos del usuario.

Es posible crear una red compleja y estructurada con la integración de varias tecnologías de red básicas utilizando la capa de enlace: para ello, se pueden utilizar ciertos tipos de puentes y conmutadores. Naturalmente, en general, el tráfico en dicha red se desarrolla de forma aleatoria, pero, por otro lado, también se caracteriza por ciertos patrones. Por lo general, en una red de este tipo, algunos usuarios que trabajan en una tarea común (por ejemplo, empleados de un departamento) a menudo realizan solicitudes entre sí o a un servidor común, y solo a veces necesitan acceso a los recursos informáticos de otro. departamento. Por lo tanto, dependiendo del tráfico de la red, las computadoras de la red se dividen en grupos llamados segmentos de red. Las computadoras se combinan en un grupo si la mayoría de sus mensajes están destinados (dirigidos) a computadoras del mismo grupo. La red se puede dividir en segmentos mediante puentes y conmutadores. Filtran el tráfico local dentro de un segmento, no transmitiendo tramas fuera de él, excepto aquellas dirigidas a ordenadores ubicados en otros segmentos. Por tanto, una red se divide en subredes separadas. A partir de estas subredes se podrán construir en el futuro redes compuestas de tamaños bastante grandes.

La idea de subredes es la base para construir redes compuestas.

La red se llama compuesto(internet o internet), si se puede representar como un conjunto de varias redes. Las redes que forman una red compuesta se denominan subredes, redes constituyentes o simplemente redes, cada una de las cuales puede operar con su propia tecnología de capa de enlace (aunque esto no es obligatorio).

Pero hacer realidad esta idea con la ayuda de repetidores, puentes y conmutadores tiene limitaciones y desventajas muy importantes.

    En una topología de red construida utilizando repetidores, puentes o conmutadores, no debería haber bucles. De hecho, un puente o conmutador puede resolver el problema de entregar un paquete al destinatario sólo cuando existe una única ruta entre el remitente y el destinatario. Aunque al mismo tiempo, la presencia de conexiones redundantes, que forman bucles, a menudo es necesaria para un mejor equilibrio de carga, así como para aumentar la confiabilidad de la red mediante la formación de rutas de respaldo.

    Los segmentos de red lógica ubicados entre puentes o conmutadores están mal aislados entre sí. No son inmunes a las tormentas transmitidas. Si alguna estación envía un mensaje de difusión, este mensaje se transmite a todas las estaciones en todos los segmentos lógicos de la red. El administrador debe limitar manualmente la cantidad de paquetes de difusión que un nodo determinado puede generar por unidad de tiempo. En principio, de alguna manera fue posible eliminar el problema de las tormentas de transmisión utilizando el mecanismo de red virtual (Configuración de VLAN Debian D-Link), implementado en muchos conmutadores. Pero en este caso, aunque es posible crear grupos de estaciones aisladas por el tráfico de forma bastante flexible, están completamente aisladas, es decir, los nodos de una red virtual no pueden interactuar con los nodos de otra red virtual.

    En redes construidas sobre puentes y conmutadores, es bastante difícil resolver el problema del control del tráfico en función del valor de los datos contenidos en el paquete. En dichas redes, esto sólo es posible utilizando filtros personalizados, que requieren que el administrador se ocupe de la representación binaria del contenido del paquete.

    La implementación del subsistema de transporte únicamente mediante las capas física y de enlace de datos, que incluyen puentes y conmutadores, conduce a un sistema de direccionamiento de un solo nivel insuficientemente flexible: la dirección MAC se utiliza como dirección de la estación receptora, una dirección que está rígidamente asociado con el adaptador de red.

Todas las desventajas anteriores de puentes y conmutadores están relacionadas únicamente con el hecho de que operan utilizando protocolos de nivel de enlace. El caso es que estos protocolos no definen explícitamente el concepto de parte de una red (o subred o segmento) que podría usarse al estructurar una red grande. Por lo tanto, los desarrolladores de tecnología de redes decidieron encomendar la tarea de construir una red compuesta a un nuevo nivel: el nivel de red.

interacción de sistemas abiertos. En otras palabras, se trata de un determinado estándar según el cual operan las tecnologías de red.

El sistema mencionado consta de siete capas del modelo OSI. Cada protocolo trabaja con protocolos de su propio nivel, ya sea en un nivel inferior o superior a él.

Cada nivel opera sobre un tipo de datos específico:

  1. Físico - poco;
  2. Canal - marco;
  3. Red - paquete;
  4. Transporte - segmentos/datagramas;
  5. Sesional - sesión;
  6. Ejecutivo - flujo;
  7. Datos de la aplicación

Capas del modelo OSI

Capa de aplicación ( capa de aplicación)

Este es el superior Capa de modelo de red OSI. También se le llama capa de aplicación. Diseñado para la interacción del usuario con la red. La capa proporciona a las aplicaciones la capacidad de utilizar varios servicios de red.

Funciones:

  • acceso remoto;
  • Servicio Postal;
  • generación de solicitudes al siguiente nivel ( Capa de presentación)

Protocolos de capa de red:

  • BitTorrent
  • HTTP
  • SMTP
  • SNMP
  • TELNET

Capa de presentación ( Capa de presentación)

Este es el segundo nivel. También llamado nivel ejecutivo. Diseñado para la conversión de protocolos, así como para la codificación y decodificación de datos. En esta etapa, las solicitudes enviadas desde la capa de aplicación se convierten en datos para su transmisión a través de la red y viceversa.

Funciones:

  • compresión/descompresión de datos;
  • codificación/descodificación de datos;
  • redirección de solicitudes

Protocolos de capa de red:

  • LPP
  • NDR

Nivel de sesión ( capa de sesión)

Este Capa de modelo de red OSI es responsable de mantener la sesión de comunicación. Gracias a esta capa, las aplicaciones pueden interactuar entre sí a lo largo del tiempo.

Funciones:

  • otorgando derechos
  • crear/pausar/restaurar/terminar una conexión

Protocolos de capa de red:

  • ISO-SP
  • L2TP
  • NetBIOS
  • PPTP
  • SMPP

Capa de transporte ( capa de transporte)

Este es el cuarto nivel, si cuentas desde arriba. Diseñado para una transmisión de datos confiable. Sin embargo, es posible que la transmisión no siempre sea confiable. Es posible la duplicación y la no entrega de paquetes de datos.

Protocolos de capa de red:

  • UDP
  • SST
  • RTP

Capa de red ( capa de red)

El Capa de modelo de red OSI es responsable de determinar la mejor y más corta ruta para la transmisión de datos.

Funciones:

  • asignación de dirección
  • seguimiento de colisiones
  • determinación de ruta
  • traspuesta

Protocolos de capa de red:

  • IPv4/IPv6
  • CLNP
  • IPSec
  • ROTURA.
  • OSPF

Capa de enlace ( Capa de enlace de datos)

Este es el sexto nivel, que es responsable de entregar datos entre dispositivos ubicados en la misma área de red.

Funciones:

  • Direccionamiento a nivel de hardware
  • control de errores
  • error de corrección

Protocolos de capa de red:

  • DESLIZAR
  • Policía de Los Ángeles
  • LAN inalámbrica IEEE 802.11,
  • FDDI
  • ARCnet

Capa fisica ( capa fisica)

Más bajo y más reciente Capa de modelo de red OSI. Se utiliza para definir el método de transmisión de datos en el entorno físico/eléctrico. Digamos cualquier sitio, por ejemplo " jugar casino en línea http://bestforplay.net ", ubicado en una especie de servidor, cuyas interfaces también transmiten algún tipo de señal eléctrica a través de cables y alambres.

Funciones:

  • determinar el tipo de transferencia de datos
  • transferencia de datos

Protocolos de capa de red:

  • IEEE 802.15 (Bluetooth)
  • Wi-Fi 802.11
  • Interfaz de radio GSMUM
  • UIT y UIT-T
  • EIARS-232

Tabla del modelo OSI de 7 capas.

modelo OSI
Tipo de datos Nivel Funciones
Datos Aplicado Acceso a servicios de red.
Fluir Ejecutivo Representación y cifrado de datos.
Sesiones Sesión Gestión de sesiones
Segmentos/Datagramas Transporte Comunicación directa entre puntos finales y confiabilidad.
Paquetes Red Determinación de ruta y direccionamiento lógico.
Personal Conducto direccionamiento físico
bits Físico Trabajar con medios de transmisión, señales y datos binarios.

Para facilitar la comprensión del funcionamiento de todos los dispositivos de red enumerados en el artículo Dispositivos de red respecto a las capas del Modelo de referencia de red OSI, he realizado dibujos esquemáticos con pequeños comentarios.

Primero, recordemos las capas del modelo de red de referencia OSI y la encapsulación de datos.

Vea cómo se transfieren los datos entre dos computadoras conectadas. Al mismo tiempo, destacaré el trabajo de la tarjeta de red en las computadoras, porque Precisamente esto es un dispositivo de red, pero una computadora no. (Se puede hacer clic en todas las imágenes; para ampliar la imagen, haga clic en ella).


Una aplicación en la PC1 envía datos a otra aplicación en la PC2. A partir de la capa superior (capa de aplicación), los datos se envían desde la tarjeta de red a la capa de enlace de datos. En él, la tarjeta de red convierte tramas en bits y las envía a un medio físico (por ejemplo, un cable de par trenzado). Llega una señal al otro lado del cable y la tarjeta de red de la computadora PC2 recibe estas señales, las reconoce en bits y forma cuadros a partir de ellos. Los datos (contenidos en los marcos) se desencapsulan a la capa superior y, cuando llegan a la capa de aplicación, los recibe el programa correspondiente en la PC2.

Reloj de repetición. Centro.

Un repetidor y un concentrador funcionan al mismo nivel, por lo que se representan de la misma manera en términos del modelo de red OSI. Para facilitar la representación de dispositivos de red, los mostraremos entre nuestras computadoras.


Repetidor y concentrador del dispositivo de primer nivel (físico). Reciben la señal, la reconocen y la reenvían a todos los puertos activos.

Puente de red. Cambiar.

El puente de red y el conmutador también funcionan en el mismo nivel (canal) y se representan de la misma manera.


Ambos dispositivos ya están en el segundo nivel, por lo que además de reconocer la señal (como los hubs del primer nivel), la decapsulan (la señal) en fotogramas. En el segundo nivel, se compara la suma de verificación del remolque (remolque) del marco. Luego, la dirección MAC del destinatario se aprende del encabezado de la trama y se verifica su presencia en la tabla conmutada. Si la dirección está presente, la trama se encapsula nuevamente en bits y se envía (como señal) al puerto correspondiente. Si no se encuentra la dirección, se produce el proceso de búsqueda de esta dirección en las redes conectadas.

Enrutador.


Como puede ver, un enrutador (o enrutador) es un dispositivo de tercer nivel. Así es como funciona un enrutador: llega una señal al puerto y el enrutador la reconoce. La señal reconocida (bits) forma tramas (tramas). Se verifican la suma de verificación en el trailer y la dirección MAC del destinatario. Si todas las comprobaciones tienen éxito, las tramas forman un paquete. En el tercer nivel, el enrutador examina el encabezado del paquete. Contiene la dirección IP del destino (destinatario). Según la dirección IP y su propia tabla de enrutamiento, el enrutador selecciona la mejor ruta para que los paquetes lleguen al destinatario. Una vez seleccionada una ruta, el enrutador encapsula el paquete en tramas y luego en bits y los envía como señales al puerto apropiado (seleccionado en la tabla de enrutamiento).

Conclusión

En conclusión, combiné todos los dispositivos en una sola imagen.


Ahora tienes suficiente conocimiento para determinar qué dispositivos funcionan y cómo funcionan. Si aún tienes preguntas, pregúntame y en un futuro próximo, yo u otros usuarios seguramente te ayudaremos.

¿Acabas de empezar a trabajar como administrador de red? ¿No quieres confundirte? Nuestro artículo te será útil. ¿Ha escuchado a un administrador experimentado hablar sobre problemas de red y mencionar algunos niveles? ¿Alguna vez te han preguntado en el trabajo qué capas son seguras y funcionan si estás usando un firewall antiguo? Para comprender los conceptos básicos de la seguridad de la información, es necesario comprender la jerarquía del modelo OSI. Intentemos ver las capacidades de este modelo.

Un administrador de sistemas que se precie debe conocer bien los términos de red.

Traducido del inglés: el modelo de referencia básico para la interacción de sistemas abiertos. Más precisamente, el modelo de red de la pila de protocolos de red OSI/ISO. Introducido en 1984 como un marco conceptual que dividía el proceso de envío de datos en la World Wide Web en siete sencillos pasos. No es el más popular, ya que el desarrollo de la especificación OSI se ha retrasado. La pila de protocolos TCP/IP es más ventajosa y se considera el modelo principal utilizado. Sin embargo, usted tiene muchas posibilidades de encontrarse con el modelo OSI como administrador de sistemas o en el campo de TI.

Se han creado muchas especificaciones y tecnologías para dispositivos de red. Es fácil confundirse ante tanta diversidad. Es el modelo de interacción de sistemas abiertos el que ayuda a que los dispositivos de red que utilizan diferentes métodos de comunicación se entiendan entre sí. Tenga en cuenta que OSI es más útil para los fabricantes de software y hardware involucrados en el diseño de productos compatibles.

Pregunta, ¿qué beneficio tiene esto para ti? El conocimiento del modelo multinivel le dará la oportunidad de comunicarse libremente con los empleados de las empresas de TI; discutir problemas de red ya no será un aburrimiento opresivo. Y cuando aprenda a comprender en qué etapa ocurrió la falla, podrá encontrar fácilmente las razones y reducir significativamente el alcance de su trabajo.

niveles OSI

El modelo contiene siete pasos simplificados:

  • Físico.
  • Conducto.
  • Red.
  • Transporte.
  • De una sesión.
  • Ejecutivo.
  • Aplicado.

¿Por qué dividirlo en pasos hace la vida más fácil? Cada nivel corresponde a una etapa específica del envío de un mensaje de red. Todos los pasos son secuenciales, lo que significa que las funciones se realizan de forma independiente, no es necesaria información sobre el trabajo en el nivel anterior. Los únicos componentes necesarios son cómo se reciben los datos del paso anterior y cómo se envía la información al paso siguiente.

Pasemos a un conocimiento directo de los niveles.

Capa fisica

La tarea principal de la primera etapa es enviar bits a través de canales de comunicación físicos. Los canales de comunicación físicos son dispositivos creados para transmitir y recibir señales de información. Por ejemplo, fibra óptica, cable coaxial o par trenzado. La transferencia también puede realizarse mediante comunicación inalámbrica. La primera etapa se caracteriza por el medio de transmisión de datos: protección contra interferencias, ancho de banda, impedancia característica. También se establecen las cualidades de las señales eléctricas finales (tipo de codificación, niveles de voltaje y velocidad de transmisión de la señal), se conectan a tipos estándar de conectores y se asignan conexiones de contactos.

Las funciones del escenario físico se realizan en absolutamente todos los dispositivos conectados a la red. Por ejemplo, un adaptador de red implementa estas funciones en el lado de la computadora. Es posible que ya te hayas encontrado con los protocolos del primer paso: RS-232, DSL y 10Base-T, que definen las características físicas del canal de comunicación.

Capa de enlace de datos

En la segunda etapa, la dirección abstracta del dispositivo se asocia con el dispositivo físico y se verifica la disponibilidad del medio de transmisión. Los bits se forman en conjuntos: marcos. La tarea principal de la capa de enlace es identificar y corregir errores. Para una transmisión correcta, se insertan secuencias de bits especializadas antes y después de la trama y se agrega una suma de verificación calculada. Cuando la trama llega al destino, la suma de verificación de los datos ya llegados se calcula nuevamente; si coincide con la suma de verificación en la trama, la trama se considera correcta. De lo contrario, aparece un error que se puede corregir retransmitiendo información.

La etapa del canal permite transmitir información gracias a una estructura de conexión especial. En particular, los buses, puentes y conmutadores operan mediante protocolos de capa de enlace. Las especificaciones del segundo paso incluyen: Ethernet, Token Ring y PPP. Las funciones de la etapa del canal en una computadora las realizan adaptadores de red y controladores para ellos.

Capa de red

En situaciones estándar, las funciones del escenario del canal no son suficientes para la transferencia de información de alta calidad. Las especificaciones del segundo paso solo pueden transferir datos entre nodos con la misma topología, por ejemplo, un árbol. Es necesaria una tercera etapa. Es necesario formar un sistema de transporte unificado con una estructura ramificada para varias redes que tengan una estructura arbitraria y difieran en el método de transferencia de datos.

Para explicarlo de otra manera, el tercer paso procesa el protocolo de Internet y realiza la función de un enrutador: encontrar el mejor camino para la información. Un enrutador es un dispositivo que recopila datos sobre la estructura de las conexiones de red y transmite paquetes a la red de destino (transferencias de tránsito - saltos). Si encuentra un error en la dirección IP, entonces es un problema que se origina en el nivel de red. Los protocolos de la etapa tres se dividen en protocolos de red, enrutamiento o resolución de direcciones: ICMP, IPSec, ARP y BGP.

Capa de transporte

Para que los datos lleguen a las aplicaciones y a las capas superiores de la pila, se requiere una cuarta etapa. Proporciona el grado requerido de confiabilidad en la transmisión de información. Hay cinco clases de servicios de transporte por etapas. Su diferencia radica en la urgencia, la viabilidad de restablecer la comunicación interrumpida y la capacidad de detectar y corregir errores de transmisión. Por ejemplo, pérdida o duplicación de paquetes.

¿Cómo elegir una clase de servicio de etapa de transporte? Cuando la calidad de los canales de comunicación es alta, un servicio ligero es una opción adecuada. Si los canales de comunicación no funcionan de forma segura desde el principio, es recomendable recurrir a un servicio desarrollado que brinde las máximas oportunidades para encontrar y resolver problemas (control de entrega de datos, tiempos de espera de entrega). Especificaciones de la etapa 4: TCP y UDP de la pila TCP/IP, SPX de la pila Novell.

La combinación de los primeros cuatro niveles se denomina subsistema de transporte. Proporciona plenamente el nivel de calidad seleccionado.

capa de sesión

La quinta etapa ayuda a regular los diálogos. Es imposible que los interlocutores se interrumpan o hablen sincrónicamente. La capa de sesión recuerda la parte activa en un momento particular y sincroniza la información, coordinando y manteniendo las conexiones entre dispositivos. Sus funciones le permiten regresar a un punto de control durante un traslado largo sin tener que empezar de nuevo. También en la quinta etapa, puede finalizar la conexión cuando se complete el intercambio de información. Especificaciones de la capa de sesión: NetBIOS.

Nivel ejecutivo

La sexta etapa consiste en la transformación de datos a un formato universalmente reconocible sin cambiar el contenido. Dado que se utilizan diferentes formatos en diferentes dispositivos, la información procesada a nivel de representación permite que los sistemas se comprendan entre sí, superando las diferencias sintácticas y de codificación. Además, en la sexta etapa, es posible cifrar y descifrar datos, lo que garantiza el secreto. Ejemplos de protocolos: ASCII y MIDI, SSL.

Capa de aplicación

La séptima etapa de nuestra lista y la primera si el programa envía datos a través de la red. Consiste en conjuntos de especificaciones a través de las cuales el usuario, utiliza las páginas Web. Por ejemplo, al enviar mensajes por correo, es en el nivel de la aplicación donde se selecciona un protocolo conveniente. La composición de las especificaciones de la séptima etapa es muy diversa. Por ejemplo, SMTP y HTTP, FTP, TFTP o SMB.

Es posible que hayas oído hablar en alguna parte del octavo nivel del modelo ISO. Oficialmente no existe, pero entre los trabajadores de TI ha aparecido una octava etapa cómica. Todo esto se debe al hecho de que pueden surgir problemas por culpa del usuario y, como saben, una persona se encuentra en la cima de la evolución, por eso apareció el octavo nivel.

Habiendo considerado el modelo OSI, pudo comprender la compleja estructura de la red y ahora comprende la esencia de su trabajo. ¡Las cosas se vuelven bastante simples cuando analizas el proceso!

El modelo OSI es el modelo de referencia básico para la interconexión de sistemas abiertos. Es un sistema que consta de siete niveles, cada uno de los cuales utiliza protocolos de red específicos que garantizan la transferencia de datos en todos los niveles de interacción.

información general

Para facilitar la comprensión y la navegación en diversas áreas del trabajo con protocolos de red, se creó un sistema modular que se adoptó como estándar, lo que facilita mucho la localización del problema, sabiendo en qué parte de la red se encuentra.

En cada nivel del modelo OSI, se trabaja con ciertos conjuntos de protocolos (pilas). Están claramente localizados dentro de cada nivel, sin ir más allá de sus límites, mientras están conectados en un sistema claro y fácil de entender.

Entonces, ¿cuántas capas hay en el modelo de red OSI y cuáles son?

  1. Físico.
  2. Conducto.
  3. Red.
  4. Transporte.
  5. De una sesión.
  6. Ejecutivo.
  7. Aplicado.

Cuanto más compleja es la estructura de un dispositivo de red, mayor es la cantidad de posibilidades que abre, mientras trabaja simultáneamente en una mayor cantidad de niveles del modelo. Esto también afecta al rendimiento de los dispositivos: cuantos más niveles estén involucrados, más lento será el funcionamiento.

La interacción entre capas se produce a través de interfaces entre dos capas adyacentes y mediante protocolos dentro de la misma capa.

Capa fisica

La primera capa del modelo de red OSI es el medio de transmisión de datos. Es donde se produce la transferencia de datos. Un bit se toma como unidad de carga. La señal se transmite a través de redes inalámbricas o por cable y, en consecuencia, se codifica en información expresada en bits.

Los protocolos involucrados aquí son: cable (par trenzado, óptica, cable telefónico y otros), medios de transmisión de datos inalámbricos (por ejemplo, Bluetooth o Wi-Fi), etc.

También en este nivel operan convertidores de medios, repetidores de señal, concentradores, así como todas las interfaces mecánicas y físicas a través de las cuales interactúa el sistema.

Capa de enlace de datos

Aquí, la transferencia de información se produce en forma de bloques de datos, que se denominan tramas o tramas; la capa de enlace de datos del modelo de red OSI lleva a cabo su creación y transmisión. Interactúa, respectivamente, con las capas física y de red de OSI.

Dividido en dos subniveles:

  1. LLC: controla el canal lógico.
  2. MAC: trabaja con acceso directo al medio físico.

Para que sea más fácil de entender, veamos el siguiente ejemplo.

Hay un adaptador de red en su computadora o computadora portátil. Para que funcione correctamente, se utilizan software y controladores que pertenecen al subnivel superior; a través de ellos se realiza la interacción con el procesador ubicado en el subnivel inferior.

Los protocolos utilizados son: PPP (conectividad directa entre dos PC), FDDI (transferencia de datos en una distancia inferior a doscientos kilómetros), CDP (protocolo propio de Cisco utilizado para descubrir y obtener información sobre dispositivos de red vecinos).

Capa de red

Esta es la capa del modelo OSI que es responsable de las rutas por las que se transfieren los datos. Los dispositivos que operan en esta etapa se denominan enrutadores. Los datos en este nivel se transmiten en paquetes. En el nivel de enlace, el dispositivo se identificó mediante una dirección física (MAC) y, en el nivel de red, comenzaron a aparecer direcciones IP: la dirección lógica de un dispositivo o interfaz de red.

Veamos las funciones de la capa de red del modelo OSI.

La tarea principal de esta etapa es garantizar la transferencia de datos entre dispositivos finales.

Para hacer esto, se asigna una dirección única a todos estos dispositivos, encapsulación (proporcionando a los datos el encabezado o etiquetas apropiados, creando así la unidad básica de carga: un paquete).

Una vez que el paquete llega a su destino, se produce el proceso de desencapsulación: el nodo final examina los datos recibidos para garantizar que el paquete se entregó donde se requería y se pasa al siguiente nivel.

Veamos la lista de protocolos de capa de red del modelo OSI. Esta es la IP mencionada anteriormente, que forma parte de la pila TCP/IP, ICMP (responsable de la transferencia de datos de control y servicio), IGMP (transferencia de datos grupales, multidifusión), BGP (enrutamiento dinámico) y muchos otros.

Capa de transporte

Los protocolos en este nivel sirven para garantizar la confiabilidad de la transmisión de información desde el dispositivo emisor al dispositivo receptor y son directamente responsables de la entrega de información.

La tarea principal de la capa de transporte es garantizar que los paquetes de datos se envíen y reciban sin errores, que no haya pérdidas y que se mantenga la secuencia de transmisión.

Este nivel funciona con bloques completos de datos.

Por ejemplo, necesita transferir un determinado archivo por correo electrónico. Para que la información correcta llegue al destinatario, se debe observar la estructura y secuencia exacta de la transferencia de datos, ya que si se pierde al menos un bit al descargar un archivo, será imposible abrirlo.

Hay dos protocolos principales que operan en este nivel: TCP y UDP.

UDP envía datos sin pedirle al dispositivo final una respuesta de entrega y no vuelve a intentar enviarlos si falla. TCP, por el contrario, establece conexión y requiere respuesta sobre la entrega de datos; si la información no llega, repite el envío.

capa de sesión

Es un tipo de sesión. En esta capa del modelo de red OSI, se establecen y mantienen sesiones de comunicación entre dos dispositivos finales. Este nivel, como todos los siguientes, trabaja directamente con datos.

Por ejemplo, recordemos cómo se realizan las videoconferencias. Para que una sesión de comunicación sea exitosa, se necesitan códecs adecuados para cifrar la señal, con el requisito obligatorio de que estén presentes en ambos dispositivos. Si falta el códec o está dañado en uno de los dispositivos, no se establecerá la comunicación.

Además, a nivel de sesión se pueden utilizar protocolos como L2TP (un protocolo de túnel para admitir redes virtuales de usuarios), PAP (envía datos de autorización del usuario al servidor sin cifrado y confirma su autenticidad) y otros.

Nivel ejecutivo

Responsable de mostrar los datos en el formato requerido. La modificación de la información (por ejemplo, codificación) se implementa para que el flujo de datos se transfiera con éxito a la capa de transporte.

Un ejemplo sería transferir una imagen por correo electrónico. Como resultado del protocolo SMTP, la imagen se convierte a un formato conveniente para la percepción en niveles inferiores y se muestra al usuario en el formato familiar JPEG.

Protocolos de este nivel: estándares de imagen (GIF, BMP, PNG, JPG), codificaciones (ASCII, etc.), grabaciones de vídeo y audio (MPEG, MP3), etc.

Capa de aplicación

La capa de aplicación, o capa de aplicación, es la capa superior del modelo OSI. Tiene la más amplia variedad de protocolos y las funciones que realizan.

No es necesario ser responsable de construir rutas o garantizar la entrega de datos. Cada protocolo realiza su tarea específica. Ejemplos de protocolos que operan en este nivel incluyen HTTP (responsable de la transferencia de hipertexto, es decir, que en última instancia permite a los usuarios abrir páginas web en el navegador), FTP (transferencia de datos de red), SMTP (envío de correo electrónico) y otros.

Pilas de protocolos

Como se analizó anteriormente, existe una gran cantidad de protocolos de red que realizan una amplia variedad de tareas. Como regla general, la mayoría de ellos trabajan en conjunto, desempeñando sus funciones de manera armoniosa y al mismo tiempo implementan su propia funcionalidad entre sí.

Estos paquetes se denominan pilas de protocolos.

Según el modelo de red OSI, las pilas de protocolos se dividen en tres grupos:

  • Aplicado(corresponden a este nivel OSI y son directamente responsables del intercambio de datos entre los diferentes niveles del modelo).
  • Red(responsable de asegurar y mantener la comunicación entre los dispositivos finales de la red, garantizando la confiabilidad de la conexión).
  • Transporte(su tarea principal es construir una ruta para transmitir información, verificar si ocurren errores durante el enrutamiento y enviar solicitudes de retransmisión de datos).

Las pilas se pueden configurar en función de las tareas asignadas y la funcionalidad de red requerida, ajustar la cantidad de protocolos y adjuntar protocolos a las interfaces de red del servidor. Esto permite una configuración de red flexible.

Conclusión

En este artículo, proporcionamos información básica para que se familiarice con el modelo de red OSI. Estos son los conceptos básicos que todo aquel que trabaja en el campo de las tecnologías de la información necesita saber para comprender cómo funciona el sistema de transmisión de datos.

En este artículo, a nivel del modelo de red OSI para principiantes, intentamos explicar en un lenguaje sencillo cómo se implementa la transferencia de datos y, lo más importante, cómo está estructurado el sistema de interacción de los equipos de red en varios niveles.

Hay mucho que decir sobre cada uno de los protocolos. Me gustaría esperar que este artículo despierte el interés en seguir aprendiendo sobre este interesante tema.




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