PDF de programación - El modelo OSI

El modelo OSI

Durante las últimas dos décadas ha habido un enorme crecimiento en la cantidad y tamaño de las redes.
Muchas de ellas sin embargo, se desarrollaron utilizando implementaciones de hardware y software diferentes.
Como resultado, muchas de las redes eran incompatibles y se volvió muy difícil para las redes que utilizaban
especificaciones distintas poder comunicarse entre sí. Para solucionar este problema, la Organización
Internacional para la Normalización (ISO) realizó varias investigaciones acerca de los esquemas de red. La ISO
reconoció que era necesario crear un modelo de red que pudiera ayudar a los diseñadores de red a
implementar redes que pudieran comunicarse y trabajar en conjunto (interoperabilidad) y por lo tanto,
elaboraron el modelo de referencia OSI en 1984.

Este capítulo explica de qué manera los estándares aseguran mayor compatibilidad e interoperabilidad entre los
distintos tipos de tecnologías de red. En este capítulo, aprenderá cómo el esquema de networking del modelo
de referencia OSI acomoda los estándares de networking. Además, verá cómo la información o los datos viajan
desde los programas de aplicación (como por ejemplo las hojas de cálculo) a través de un medio de red (como
los cables) a otros programas de aplicación ubicados en otros computadores de la red. A medida que avanza en
este capítulo, aprenderá acerca de las funciones básicas que se producen en cada capa del modelo OSI, que le
servirán de base para empezar a diseñar, desarrollar y diagnosticar las fallas de las redes.

Modelo general de comunicación

Uso de las capas para analizar problemas en un flujo de materiales

El concepto de capas le ayudará a comprender la acción que se
produce durante el proceso de comunicación de un computador
a otro. En la figura se plantean preguntas que involucran el
movimiento de objetos físicos como por ejemplo, el tráfico de
autopistas o los datos electrónicos. Este desplazamiento de
objetos, sea este físico o lógico, se conoce como flujo. Existen
muchas capas que ayudan a describir los detalles del proceso
de flujo. Otros ejemplos de sistemas de flujo son el sistema de
suministro de agua, el sistema de autopistas, el sistema postal
y el sistema telefónico.

Ahora, examine la figura el cuadro "Comparación de
redes". ¿Qué red está examinando? ¿Qué fluye? ¿Cuáles son
las distintas formas del objeto que fluye? ¿Cuáles son las
normas para el flujo? ¿Dónde se produce el flujo? Las redes
que aparecen en este esquema le ofrecen más analogías para
ayudarlo a comprender las redes informáticas.

Otro ejemplo que describe cómo puede usar el concepto de capas para analizar un tema cotidiano es examinar
una conversación entre dos personas. Cuando usted
tiene una idea que desea comunicarle a otra persona, lo
primero que hace es elegir (a menudo de modo
subconsciente) cómo desea expresar esa idea, luego
decide cómo comunicarla de forma adecuada y, por
último, transmite esa idea.

Imagínese a un joven que está sentado en uno de los
extremos de una mesa muy larga. En el otro extremo de
la mesa, bastante lejos, está sentada su abuela. El joven
habla en inglés. Su abuela prefiere hablar en español. En
la mesa se ha servido una cena espléndida que ha
preparado la abuela. Súbitamente, el joven grita lo más
alto posible, en inglés: "Hey you! Give me the rice!"
(¡Oye, tú! ¡Dame el arroz!) y extiende la mano sobre la
mesa para agarrarlo. En la mayoría de los lugares, esta

acción se considera bastante grosera. ¿Qué es lo que el joven debería haber hecho para comunicar sus deseos
de forma aceptable?

Para ayudarlo a encontrar la respuesta a esta pregunta, analice el proceso de comunicación por capas. En
primer lugar está la idea – el joven desea el arroz; luego está la representación de la idea– hablada en inglés
(en lugar de español); a continuación, el método de entrega – "Oye tú"; y finalmente el medio – gritar (sonido) y
extender la mano (acción física) sobre la mesa para tomar el arroz.

A partir de este grupo de cuatro capas, se puede observar que tres de estas capas impiden que el joven
comunique su idea de forma adecuada/aceptable. La primera capa (la idea) es aceptable. La segunda capa
(representación), hablando en inglés en lugar de en español, y la tercera capa (entrega), exigiendo en lugar de
solicitar con educación, definitivamente no obedecen a los protocolos sociales aceptados. La cuarta capa
(medio), gritar y agarrar las cosas de la mesa en lugar de solicitar ayuda en forma educada a otra persona es un
comportamiento inaceptable prácticamente en cualquier situación social.

Si analiza esta interacción desde el punto de vista de las capas podrá entender más claramente algunos de los
problemas de la comunicación (entre las personas o entre los computadores) y cómo es posible resolver estos
problemas.

Origen, destino y paquetes de datos

El nivel básico de información por computador se compone de dígitos binarios o bits (0 y 1). Los computadores
que envían uno o dos bits de información, sin embargo, no serían demasiado útiles, de modo que se necesitan
otras agrupaciones: los bytes, kilobytes, megabytes y gigabytes. Para que los computadores puedan enviar
información a través de una red, todas las
comunicaciones de una red se inician en el origen,
luego viajan hacia su destino.

Como lo ilustra la figura, la información que viaja a
través de una red se conoce como paquete , datos o
paquete de datos. Un paquete de datos es una unidad
de información, lógicamente agrupada, que se
desplaza entre los sistemas de computación. Incluye
la información de origen junto con otros elementos
necesarios para hacer que la comunicación sea
factible y confiable en relación con los dispositivos de
destino. La dirección origen de un paquete especifica
la identidad del computador que envía el paquete. La
dirección destino especifica la identidad del
computador que finalmente recibe el paquete.

Medios

Durante su estudio de networking, escuchará a menudo la palabra "medio". (Nota: El plural de medio es
medios). En networking, un medio es el material a través del cual viajan los paquetes de datos. Puede ser
cualquiera de los siguientes materiales:

cables telefónicos

•
• UTP de categoría 5 (se utiliza para Ethernet 10BASE-T)
•
•

cable coaxial (se utiliza para la TV por cable)
fibra óptica (delgadas fibras de vidrio que transportan luz)

Existen otros dos tipos de medios que son menos evidentes, pero que no obstante se deben tener en cuenta en
la comunicación por redes. En primer lugar, está la atmósfera (en su mayor parte formada por oxígeno,
nitrógeno y agua) que transporta ondas de radio, microondas y luz.

La comunicación sin ningún tipo de alambres o cables se denomina inalámbrica o comunicación de espacio
abierto. Esto es posible utilizando ondas electromagnéticas (EM). Entre las ondas EM, que en el vacío viajan a
velocidad de la luz, se incluyen las ondas de energía, ondas de radio, microondas, luz infrarroja, luz visible, luz
ultravioleta, rayos x y rayos gama. Las ondas EM viajan a través de la atmósfera (principalmente compuesta de
oxígeno, nitrógeno y agua), pero también viajan a través del vacío del espacio exterior (donde no existe
prácticamente materia, ni moléculas ni átomos).

Protocolo

Para que los paquetes de datos puedan viajar desde el origen hasta su destino a través de una red, es
importante que todos los dispositivos de la red hablen el mismo lenguaje o protocolo. Un protocolo es un
conjunto de reglas que hacen que la comunicación en una red sea más eficiente. Los siguientes son algunos
ejemplos comunes:

•

•

En el Congreso de los Estados Unidos, una forma de las Reglas de Orden de Roberts hace posible que
cientos de Representantes que desean expresar sus opiniones lo hagan por turnos y que transmitan
sus ideas de forma ordenada.

• Mientras se está conduciendo un auto, otros autos envían (¡o deberían hacerlo!) señales cuando

desean girar; si no lo hicieran, las rutas serían un caos.
Al volar un avión, los pilotos obedecen reglas muy específicas para poder comunicarse con otros
aviones y con el control de tráfico aéreo.

•

Al contestar el teléfono, alguien dice "Hola",
y entonces la persona que realiza la
llamada dice "Hola, habla Fulano de Tal... ",
y así sucesivamente.

Una definición técnica de un protocolo de
comunicaciones de datos es: un conjunto de
normas, o un acuerdo, que determina el formato y
la transmisión de datos. La capa n de un
computador se comunica con la capa n de otro
computador. Las normas y convenciones que se
utilizan en esta comunicación se denominan
colectivamente protocolo de la capa n.

Evolución de las normas de networking de ISO

Al principio de su desarrollo, las LAN, MAN y WAN eran en cierto modo caóticas. A principios de la década de
los 80 se produjo un enorme crecimiento en la cantidad y el tamaño de las redes. A medida que las empresas
se dieron cuenta de que podrían ahorrar mucho dinero y aumentar la productividad con la tecnología de
networking, comenzaron a agregar redes y a expandir las redes existentes casi simultáneamente con la
aparición de nuevas tecnologías y productos de red.

A mediados de los 80, estas empresas debieron enfrentar problemas cada vez más serios debido a su
expansión caótica. Resultaba cada vez más difícil que las redes que usaban diferentes especificaciones
pudieran comunicarse entre sí. Se dieron cuenta que necesitaban sa