PDF de programación - Modelo OSI

Modelo OSI

Eduard Lara

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ÍNDICE

1. Redes de computadores propietarias
2. Necesidad Estandarización
3. Modelo OSI de redes
4. Concepto de encapsulación
5. Las capas del modelo OSI.

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1. REDES PROPIETARIAS

Durante los años 60, 70 y 80 se crearon diferentes
arquitecturas comerciales de redes de ordenadores
propietarias:

SNA de IBM (1974)
DNA de DEC
AppleTalk de Macintosh
IPX/SPX de Novell Netware
TCP/IP Mundo Militar
Banyan Vines
XNS de Xerox

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SNA (IBM)

Sistema en 7 niveles de IBM (1974 1º versión)
El modelo OSI se configuro a partir de SNA (mismos
niveles y funcionalidades).
Solucionó la complejidad producida por la multitud de
productos de comunicaciones de IBM.
Actualmente se sigue utilizando en los grandes
computadores bancarios

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NETWARE (NOVELL)

Fue en su momento, el S.O. de red más utilizado

- Plataforma de alto rendimiento, gran capacidad de
crecimiento (escalabilidad) y optima gestión de los
recursos de información (servidores de archivos)
- Una de las plataformas de red más fiable para
ofrecer acceso seguro y continuado a la red

Utiliza los protocolos IPX (nivel de red) y SPX (nivel
de transporte), derivados de la red Xerox XNS.
El retiro en 1995 de Ray Noorda junto al escaso
marketing de Novell hicieron que el producto perdiera
mercado, a favor de Microsoft.
Anunciado soporte hasta el año 2015, por lo menos.

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APPLETALK (APPLE)

Appletalk es un conjunto de protocolos desarrollados
por Apple Inc. para la conexión de redes.
Fue incluido en un Macintosh en 1984
Actualmente está en desuso en los Macintosh en favor
de las redes TCP/IP.

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NETBEUI (MICROSOFT)

Protocolo de nivel de red sin encaminamiento y
bastante sencillo utilizado en las primeras redes de
Microsoft.
Fue desarrollada para las redes de IBM por Saytek.
En 1987 Microsoft y Novell usaron también este
protocolo para su red de los sistemas operativos LAN
Manager, NetWare, Windows 3.x, Windows 95 y
Windows NT.
Debido a que NetBEUI no tiene encaminamiento, sólo
puede usarse para comunicar terminales en el mismo
segmento de red, o en dos segmentos conectados
mediante un puente de red.
Recomendable sólo para redes medianas o pequeñas.

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TCP/IP (MILITAR)

Proviene del mundo militar
Incorporado en sus inicios al S.O. Unix.
Su utilización se ha extendido mundialmente. TCP/IP
se ha convertido en un estándar de facto.
La tecnología TCP/IP esta definida en un conjunto de
documentos denominados RFC (Request For Comments)
ver la pagina oficial del IETF (www.ietf.org).
La importancia de TCP/IP es tan grande que la mayor
parte de las redes hablan TCP/IP, sin perjuicio de que
además puedan incorporar otras familias nativas de
protocolos.

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COMPARATIVA
ARQUITECTURAS

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2. NECESIDAD

ESTANDARIZACIÓN

Inicialmente los ordenadores estaban en sitios
cerrados y aislados, realizando trabajos concretos.
No se interconectaban unos con otros.
IBM y DEC vendían sistemas de comunicaciones
integrales para empresas, pero no eran compatibles con
otros. Se encargaban de todo (equipos, softwares, etc)
Cuando era necesario alguna ampliación y/o
modificación las empresas disponían de un único
interlocutor para proporcionar los servicios necesarios.
Los costes eran muy elevados (adaptadores a medida) y
la interoperabilidad entre equipos de diferentes
empresas totalmente nula

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2. NECESIDAD

ESTANDARIZACIÓN

En los años 80 empezaron a aparecer nuevas empresas
que construían equipos para interconectar redes, y
pasarelas entre ordenadores de diferentes compañías.
Consorcio DIX (DEC, INTEL y XEROX ) crea el
primer estándar para red ETHERNET
IEEE, estándares redes LAN
TCP/IP se popularizó entre diferentes versiones
Unix (BSD-UNIX de Berkeley, Xenix, SUN-OS, HP-
UX)

Se estandarizan componentes y funcionalidades de
cada nivel arquitectural para poder intercomunicar los
sistemas heterogéneos. Los sistemas que ofrecían una
arquitectura cerrada pasan a una arquitectura abierta.

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2. NECESIDAD

ESTANDARIZACIÓN

VENTAJAS
ESTANDADES

Estimula la
competitividad entre los
fabricantes.
Evita monopolios.
Bajada los precios.
Flexibilidad de instalar
equipos.
Heterogeneidad de
fabricantes.

DESVENTAJAS
ESTANDARES

Tardanza en aprobarse.
Los fabricantes crean
equipos en condiciones
propietarias.
Los intereses de los
fabricantes y organismos no
son siempre los mismos.
Posibilidad de acuerdos mas
políticos y comerciales que
técnicos.

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2. NECESIDAD

ESTANDARIZACIÓN

Organismos internacionales de estandarización:
EIA (Electronic Industries Association). Se encarga de
estándares a nivel físico y cableado.
IEEE (Industries of Electrical and Electronic Engineers).
Estandarización de LAN’s (familias 802)
ITU (International Telecommunication Union).
Organización responsable de toda la estandarización de
dispositivos de telecomunicaciones (voz, datos).
ISOC (Internet Society). Este organismo consta de
distintos órganos referentes a Internet.
ISO (Internacional Organitation for Standardizacion).
Modelo de referencia OSI. Estándares industriales

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3. MODELO OSI

La Organización Internacional de Estándares ISO,
decide crear un modelo de referencia para una
arquitectura de redes de ordenadores basada en
niveles: el modelo OSI (Open System Interconnection),
un estándar de interconexión de sistemas abiertos.
Estructuración de los servicios de red en 7 capas o
niveles (la 1º capa es la más cercana al medio físico, la 7º
capa es la más cercana a las aplicaciones del usuario)
Cuando un usuario necesita transmitir datos a un
destino, el sistema de red va añadiendo información de
control (cabeceras) para cada uno de los servicios que
utilizará la red para ejecutar la orden de transmisión.

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3. MODELO OSI

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3. MODELO OSI

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4. ENCAPSULACIÓN

MODELO OSI
Datos

Cabecera
Aplicación

CA

Datos

Cabecera
Presentación
CS

Cabecera
Sesión
CT

Cabecera
Transporte

CR

Cabecera
Red
CE

CP

Bits

Datos

Datos

Datos

Datos

Datos

TE

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4. ENCAPSULACIÓN

MODELO OSI

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NIVEL FÍSICO

- Es la capa de mas bajo nivel, el nivel de los bits.
- Se encarga de definir las características físicas del
medio de transmisión:

- Mecánicas (especificaciones de los conectores, nº
de pines, características del medio de transmisión)
- Eléctricas/ópticas (como se representan los bits,
duración pulsos eléctricos, voltaje señal de salida.
- Funcionales (funciones de los circuitos de un
interfaz del sistema, codificación, modulación)
- De procedimiento (secuencia de eventos en el
intercambio de flujo)

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NIVEL FÍSICO

- Medio: coaxial, par trenzado, fibra óptica, radio
- Conectores: BCN, RJ-45, ST, antena, …
- Codificación de la señal: Manchester, AMI, HDB3
- Niveles de tensión/intensidad de corriente eléctrica
- Velocidad de transmisión: 10M, 100M, 1G, 10Gbps
- Sentido: unidireccional, half-duplex, full-duplex

Protocolos asociados: IEEE 802.3, IEEE 802.4, IEEE
802.5, RS-232, RS-449, V-35, etc.
Los equipos nivel Físico: Hubs Ethernet (LANs), MAUs
Token Ring (LANs) Multiplexores, modems,
conmutadores de circuitos (WANs)

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NIVEL ENLACE

Su misión es la de establecer una línea de comunicación
libre de errores entre nodos adyacentes que pueda ser
utilizada por la capa de red.

Se encarga de activar, mantener, y desactivar el
enlace.
Funciones de detección de errores (eliminación de
tramas erróneas) y control de flujo (adecuación
velocidad transmisión entre emisor y receptor).
Establece el protocolo de acceso al medio.
Unidad de información: la trama (secuencia de bits).
Determina el origen y el final de trama para saber
donde esta la información valida.

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NIVEL ENLACE

Los equipos que podemos encontrar en este nivel son
los siguientes:

Tarjetas de red Ethernet
Switches Ethernet y Token Ring (LANs)
Switches de conmutación de paquetes Frame
Relay o ATM (WANs)

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NIVEL RED

Principal función: Encaminar los mensajes desde un
origen a un destino a través de los nodos de la red.
Elección de la ruta mas adecuada para llevar la
información de un punto a otro.
Unidad de información de nivel 3: Paquete
Los equipos que trabajan en este nivel son los Routers
Tratamiento Congestión: Los paquetes descartados
debido a problemas de congestión en las colas de los
routers, se notifica al origen mediante un mensaje ICMP
Fragmentación paquetes: Si una red no admita paquetes
de las mismas dimensiones que la primera, el nivel de red
fragmenta los paquetes para superar esa situación.

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NIVEL RED

Los equipos que trabajan en este nivel son los Routers
El nivel de red libera a las capas superiores de
preocuparse por la tecnología utilizada para conectar los
sistemas

WAN Frame
WAN Frame

Relay
Relay

Router
Router

Cliente
Cliente

Hub
Hub
10Base
10Base

Switch
Switch
10Base
10Base

Router
Router

T
T

T
T

A
A
T
T
R
R
E
E
F
F

E
E
F
F

F
F

R
R
E
E
F
F

E
E
F
F

E
E
F
F

R
R
E
E
F
F

Enlace:
Enlace:

Encapsulamiento Ethernet
Encapsulamiento Ethernet

Enlace:
Enlace:

Encapsulamiento Frame Relay
Encapsulamiento Frame Relay

Red: Encapsulamiento IP Red: Encapsulamiento IP
Red: Encapsulamiento IP Red: Encapsulamiento IP

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NIVEL RED

Los protocolos de nivel 3 se dividen en protocolos
encaminados (routed) y de encaminamiento (routing)

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NIVEL TRANSPORTE