Introducción

El modelo de referencia OSI -Open System Interconnection- es la forma en que la ISO -International Standards Organization- ve las etapas en que se desarrolla un proceso de comunicaciones en redes de datos. El modelo tiene una historia y a veces puede resultar complejo de comprender, pero como vamos a ver en esta entrada no lo es tanto como parece.Para comprender el contexto de los modelos de comunicación por capas, hay que partir de la base de que cuando aparece una nueva tecnología de red, los dispositivos que la soportan con frecuencia usan varios protocolos simultáneamente. El ejemplo más claro de ésto es TCP/IP: cualquier estación que soporte esta tecnología, inherentemente soporta otros protocolos aparte de TCP e IP (que son protocolos independientes uno del otro), por ejemplo, debe soportar UDP e ICMP entre otros.En ese caso cada protocolo cumple unas funciones especiales dentro del propósito completo de la tecnología o las necesidades particulares de comunicación y ahí es donde entran los modelos. Un modelo de comunicación por capas define las funciones específicas que realiza la tecnología en particular, las agrupa y usa tales grupos para encajar sus protocolos dentro de ellos. Se dice que los modelos son en capas porque las funciones definidas se complementan unas a otras y se realizan operaciones sucesivas sobre la información, de tal manera que ciertas funciones siempre van a preceder a otras cuando se envía la información y se ejecutan en orden inverso cuando se recibe, lo que evoca una pila (stack), es decir una acumulación de cosas una encima de la otra donde para sacar lo que se puso primero antes hay que quitar lo que está encima.Los modelos en capas ofrecen algunas ventajas en el diseño y análisis de procesos de comunicación, la más evidente es que modulariza los procesos, es decir los divide en trozos más digeribles, menos complejos e independientes entre sí. Lo otro es que el diseño de protocolos partiendo de funciones específicas y pasando esas funciones a interfaces de programación, hace que los protocolos se puedan acoplar incluso cuando no pertenecen a la misma tecnología, por ejemplo el uso de TCP/IP sobre ethernet, WiFi, ATM, etc.¿Qué es el modelo de referencia OSI?

Bueno, el modelo de referencia OSI es un modelo de los protocolos propuestos por OSI como protocolos abiertos interconectables en cualquier sistema, básicamente se pretendía que los protocolos OSI fueran el estándar de la industria. Pero adivinen, no pasó, de hecho sólo unos pocos protocolos de los originales de OSI siguen siendo usados, por ejemplo IS-IS, un protocolo de enrutamiento. De los protocolos OSI sólo queda el modelo y como no hay protocolos en uso se le llama modelo de referencia, porque está tan bien definido que casi todas las tecnologías lo usan para que los usuarios sepan qué es lo que hace exactamente.Entonces este modelo lo que hace es definir el proceso de comunicaciones completamente, dividirlo en funciones claramente demarcadas y ponerles nombre a esas funciones. Cuando un fabricante de tecnología de comunicaciones quiere poner en claro brevemente qué hace ésta sin definir su propia terminología ni las operaciones particulares de la misma, sólo dice con qué capas del modelo de referencia OSI se

corresponde y ya, quien conozca éste último comprenderá inmediatamente qué hace la tecnología que está aprendiendo.¿Cuáles son sus capas?

1. Capa Física.· Transmisión de flujo de bits a través del medio. No existe estructura

alguna.· Maneja voltajes y pulsos eléctricos.· Especifica cables, conectores y componentes de interfaz con el medio de

transmisión.2. Capa Enlace de Datos.

· Estructura el flujo de bits bajo un formato predefinido llamado trama.· Para formar una trama, el nivel de enlace agrega una secuencia especial

de bits al principio y al final del flujo inicial de bits.· Transfiere tramas de una forma confiable libre de errores (utiliza

reconocimientos y retransmisión de tramas).· Provee control de flujo.· Utiliza la técnica de "piggybacking".

3. Capa de Red (Nivel de paquetes).· Divide los mensajes de la capa de transporte en paquetes y los ensambla

al final.· Utiliza el nivel de enlace para el enví o de paquetes: un paquete es

encapsulado en una trama.· Enrutamiento de paquetes.· Enví a los paquetes de nodo a nodo usando ya sea un circuito virtual o

como datagramas.· Control de Congestión.

4. Capa de Transporte.· Establece conexiones punto a punto sin errores para el enví o de

mensajes.· Permite multiplexar una conexión punto a punto entre diferentes

procesos del usuario (puntos extremos de una conexión).· Provee la función de difusión de mensajes (broadcast) a múltiples

destinos.· Control de Flujo.

5. Capa de Sesión.· Permite a usuarios en diferentes máquinas establecer una sesión.· Una sesión puede ser usada para efectuar un login a un sistema de

tiempo compartido remoto, para transferir un archivo entre 2 máquinas, etc.

· Controla el diálogo (quién habla, cuándo, cuánto tiempo, half duplex o full duplex).

· Función de sincronización.

6. Capa de Presentación.· Establece una sintaxis y semántica de la información transmitida.· Se define la estructura de los datos a transmitir (v.g. define los campos de

un registro: nombre, dirección, teléfono, etc).· Define el código a usar para representar una cadena de caracteres (ASCII,

EBCDIC, etc).· Compresión de datos.· Criptografí a.

7. Capa de Aplicación.· Transferencia de archivos (ftp).· Login remoto (rlogin, telnet).· Correo electrónico (mail).· Acceso a bases de datos, etc.

Conclusiones

El modelo de referencia OSI nos hace la vida más fácil cuando entramos al mundo de las telecomunicaciones, dado que nos da un lenguaje común para referirnos a los procesos requeridos para establecer una comunicación, si no lo tuvieramos tendríamos que

aprender el modelo y terminología de cada tecnología que estudiemos. Éste es la base para cualquier estudio más avanzado de telecomunicaciones y redes de datos.

El datagrama IP (IPv4). IP DatagramEl datagrama IP es la unidad básica de transferencia en una red IP. El datagrama consiste de una cabecera IP y de un campo de datos y esta encapsulado en la trama de nivel de enlace con una longitud máxima (MTU) de 1500 bytes para ethernet.

     IP puede llevar a cabo la fragmentación y re-ensamblaje de sus datagramas. La longitud máxima de un datagrama IP es de 65.535 bytes. También se establece que todas las redes o hosts deben ser capaces de soportar como mínimo datagramas de 576 bytes sin fragmentación.

     Cada fragmento de un datagrama debe tener una cabecera, que será una copia de la cabecera del datagrama original. Un fragmento es tratado como un datagrama IP normal mientras es transportado a su destino. Sin embargo, si uno de los fragmentos se pierde, se da por perdido el datagrama completo, al ser descartados el resto de fragmentos por el host destino. Es decir, si se pierde un fragmento se debe retransmitir el datagrama completo. La retransmisión no es tarea del protocolo IP, sino de los protocolos de nivel superior.  

     El datagrama IP se compone de una cabecera y un campo datos. Veamos el formato de la cabecera IP, con una longitud mínima de 20 bytes:

MODELO OSI

El Modelo OSI divide en 7 capas el proceso de transmisión de la información entre equipo informáticos, donde cada capa se encarga de ejecutar una determinada parte del proceso global.

El modelo OSI abarca una serie de eventos importantes:

-el modo en q los datos se traducen a un formato apropiado para la arquitectura de red q se esta utilizando- El modo en q las computadoras u otro tipo de dispositivo de la red se comunican. Cuando se envíen datos tiene q existir algún tipo de mecanismo q proporcione un canal de comunicación entre el remitente y el destinatario.- El modo en q los datos se transmiten entre los distintos dispositivos y la forma en q se resuelve la secuenciación y comprobación de errores- El modo en q el direccionamiento lógico de los paquetes pasa a convertirse en el direccionamiento físico q proporciona la red

CAPAS

Las dos únicas capas del modelo con las que de hecho, interactúa el usuario son la primera capa, la capa Física, y la ultima capa, la capa de Aplicación, La capa física abarca los aspectos físicos de la red (es decir, los cables, hubs y el resto de dispositivos que conforman el entorno físico de la red). Seguramente ya habrá interactuado mas de una vez con la capa Física, por ejemplo al ajustar un cable mal conectado. La capa de aplicación proporciona la interfaz que utiliza el usuario en su computadora para enviar mensajes de correo electrónico 0 ubicar un archive en la red.

7. Aplicación

6. Presentación

5. Sesión

4. Transporte

3. Red

2. Enlace de datos

1. Físico

Capa de Aplicación

Proporciona la interfaz y servicios q soportan las aplicaciones de usuario. También se encarga de ofrecer acceso general a la redEsta capa suministra las herramientas q el usuario, de hecho ve. También ofrece los servicios de red relacionados con estas aplicaciones, como la gestión de mensajes, la transferencia de archivos y las consultas a base de datos.Entre los servicios de intercambio de información q gestiona la capa de aplicación se encuentran los protocolos SMTP, Telnet, ftp, http

Capa de presentación

La capa de presentación puede considerarse el traductor del modelo OSI. Esta capa toma los paquetes de la capa de aplicación y los convierte a un formato genérico que pueden leer todas las computadoras. Par ejemplo, los datos escritos en caracteres ASCII se traducirán a un formato más básico y genérico. También se encarga de cifrar los datos así como de comprimirlos para reducir su tamaño. El paquete que crea la capa de presentación contiene los datos prácticamente con el formato con el que viajaran por las restantes capas de la pila OSI (aunque las capas siguientes Irán añadiendo elementos al paquete.

La capa de sesión

La capa de sesión es la encargada de establecer el enlace de comunicación o sesión y también de finalizarla entre las computadoras emisora y receptora. Esta capa también gestiona la sesión que se establece entre ambos nodosLa capa de sesión pasa a encargarse de ubicar puntas de control en la secuencia de datos además proporciona cierta tolerancia a fallos dentro de la sesión de comunicaciónLos protocolos que operan en la capa de sesión pueden proporcionar dos tipos distintos de enfoques para que los datos vayan del emisor al receptor: la comunicación orientada a la conexión y Ia comunicación sin conexiónLos protocolos orientados a la conexión que operan en la capa de sesi6n proporcionan un entorno donde las computadoras conectadas se ponen de acuerdo sobre los parámetros relativos a la creación de los puntos de control en los datos, mantienen un dialogo durante la transferencia de los mismos, y después terminan de forma simultanea la sesión de transferencia.

La capa de transporte

La capa de transporte es la encargada de controlar el flujo de datos entre los nodos que establecen una comunicación; los datos no solo deben entregarse sin errores, sino además en la secuencia que proceda. La capa de transporte se ocupa también de evaluar el tamaño de los paquetes con el fin de que estos Tengan el tamaño requerido por las capas inferiores del conjunto de protocolos. El tamaño de los paquetes 10 dicta la arquitectura de red que se utilice.

PROTOCOLOS QUE TRABAJAN CON EL MODELO OSI

Protocolos: TCP: Los protocolos orientados a la conexión operan de forma parecida a una llamada telefónica:

UDP: El funcionamiento de los protocolos sin conexión se parece más bien a un sistema de correo regular.

La capa de red

La capa de red encamina los paquetes además de ocuparse de entregarlos. La determinación de la ruta que deben seguir los datos se produce en esta capa, lo mismo que el intercambio efectivo de los mismos dentro de dicha ruta, La Capa 3 es donde las direcciones lógicas (como las direcciones IP de una computadora de red) pasan a convertirse en direcciones físicas (las direcciones de hardware de la NIC, la Tarjeta de Interfaz para Red, para esa computadora especifica).Los routers operan precisamente en Ia capa de red y utilizan los protocolos de encaminamiento de la Capa 3 para determinar la ruta que deben seguir los paquetes de datos.

La capa de enlace de datos

Cuando los paquetes de datos llegan a la capa de enlace de datos, estas pasan a ubicarse en tramas (unidades de datos), que vienen definidas por la arquitectura de red que se esta utilizando (como Ethernet, Token Ring, etc.). La capa de enlace de datos se encarga de desplazar los datos por el enlace físico de comunicación hasta el nodo receptor, e identifica cada computadora incluida en la red de acuerdo con su dirección de hardwareLa información de encabezamiento se añade a cada trama que contenga las direcciones de envió y recepción. La capa de enlace de datos también se asegura de que las tramas enviadas por el enlace físico se reciben sin error alguno. Por ello, los protocolos que operan en esta capa adjuntaran un Chequeo de Redundancia Cíclica (Cyclical Redundancy Check a CRC) al final de cada trama. EI CRC es básicamente un valor que se calcula tanto en la computadora emisora como en la receptora, Si los dos valores CRC coinciden, significa que la trama se recibió correcta e íntegramente, y no sufrió error alguno durante su transferencia.

Las subcapas del enlace de datos

La capa de enlace de datos se divide en dos subcapas, el Control Lógico del Enlace (Logical Link Control o LLC) y el Control de Acceso al Medio (Media Access Control MAC). La subcapa de Control Lógico del Enlace establece y mantiene el enlace entre las computadoras emisora y receptora cuando los datos se desplazan por el entorno físico de la red. La subcapa LLC también proporciona Puntos de Acceso a Servicio (Servicie Access Poínos 0 SAP),

La subcapa de Control de Acceso al Medio determina la forma en que las computadoras se comunican dentro de la red, y como y donde una computadora puede acceder, de hecho, al entorno físico de la red y enviar datos.

La capa física

En la capa física las tramas procedentes de la capa de enlace de datos se convierten en una secuencia única de bits que puede transmitirse por el entorno físico de la red. La capa física también determina los aspectos físicos sobre la forma en que el cableado esta enganchado a la NIC de la computadora.

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El Datagrama IPFormato de un datagrama IP.

El formato general de un datagrama IP es:

Datagrama IP.

  

Estudiamos sus campos uno a uno:

Versión:

Los protocolos evolucionan y cambian con el tiempo. Por esto, es conveniente saber con qué versión se ha generado un datagrama.

Longitud:

Es la longitud de la cabecera medida en palabras de 32 bits. Puesto que este campo tiene 4 bits la longitud máxima de la cabecera es de 64 octetos.

Servicio:

Lo rellena quien envía el datagrama. Su utilidad actual es muy escasa, pero irá aumentando en la medida en que se empleen diferentes tipos de tráfico. Su formato es:

 

Campo

servicio. 

donde:

PRIO: Se utiliza en casos de congestión.

D: Dar prioridad al retardo.

T: Dar prioridad al throughput.

R: Dar prioridad a la fiabilidad.

C: Dar prioridad al coste.

La norma específica que sólo se puede poner a ´1´ uno de los campos D, T, R y C. Con esto, el usuario decide a qué quiere dar prioridad para su mensaje.

Longitud total:

Es la longitud total del mensaje en octetos incluida la cabecera. Por ser un campo de 16 bits permite una longitud de hasta 65535 octetos.

Campos de segmentación y reensamblado: Supongamos la siguiente situación:

Segmentación y reensamblado.

  

Analicemos detenidamente lo que ocurre cuando Host1 envía un datagrama con1400 octetos de datos a Host2. Se genera el datagrama:

Segmentación y reensamblado.

 

El datagrama se envía y llega hasta el router1. Este advierte que ha de reenviar el datagrama de 1420 octetos por una red en la que el tamaño máximo es de 620 octetos. Por tanto, antes de reenviar, procede a segmentar generando tres datagramas del original que respeten la longitud máxima:

 

Segmentación y reensamblado.

Los campos de la cabecera que se utilizan son:

Identificador: numero de secuencia. Es el mismo para todos los datagramas generados al segmentar e igual al del datagrama original.

Offset: posición de los datos del datagrama segmentado en el original. (Se cuenta por octetos)

Flags: Son los siguientes:

 

Flags. 

El único que nos va a interesar es MF. Éste se pone a ´0´ si el datagrama es el último fragmento de una segmentación. En caso contrario estará a ´1´

1.      En nuestro ejemplo el router rellena estos campos con los siguientes valores:

Segmentación y reensamblado.

  

Estos tres datagramas son enviados hasta el Host2 donde se reensambla el datagrama original. ¿Por qué no se reensambla en el router2? Para responder esta pregunta basta con recordar que IP es no orientado a conexión y por ello al Host2 podría llegarse por dos Routers diferentes.

Por el hecho de que IP es, además, no fiable al llegar el primer fragmento se disparará un TIMER. Si transcurrido un tiempo no han llegado todos los fragmentos se descartan los que sí lo hayan hecho.

TTL: o Time To Life.

Limita el tiempo que un datagrama puede pasar en la red. TTL se decrementa en una unidad cada vez que pasa por un router si todo va bien, o en una unidad por segundo en el router si hay congestión. Al llegar a cero el datagrama es descartado.

Protocolo: Especifica qué protocolo está por encima de IP: TCP, UDP o ICMP que se explicará posteriormente.

Checksum:

Es el resultado de aplicar un código de protección de errores a la cabecera con los bits del campo checksum puestos a cero. Normalmente, se suman todos los bits de la cabecera, se complementa la suma a uno y se pone el resultado en checksum. Este campo se modifica en cada router por decrementarse el campo TTL.

Opciones:

En este campo se especifican algunas opciones de las que se puede hacer uso. Por ejemplo, una de ellas es la denominada registro de ruta. Si se emplea esta opción todos los Routers por los que pase el datagrama copiarían en su campo de opciones su dirección. (Como máximo este campo puede tener 40 octetos, es decir, 10 direcciones.)

http://www.profesores.frc.utn.edu.ar/sistemas/ingsanchez/Redes/Archivos/datagramaIP.asp

Datagrama

Un datagrama es un fragmento de paquete que es enviado con la suficiente

información como para que la red pueda simplemente encaminar el fragmento hacia el

Equipo Terminal de Datos (ETD) receptor, de manera independiente a los fragmentos

restantes. Esto no garantiza que los paquetes lleguen en el orden adecuado o que

todos lleguen a destino.

Protocolos basados en datagramas: IPX, UDP, IPoAC, CL. Los datagramas tienen cabida

en los servicios de red no orientados a la conexión .Agrupación lógica de información

que se envía como una unidad de capa de red a través de un medio de transmisión sin

establecer con anterioridad un circuito virtual. Los datagramas IP son las unidades

principales de información de Internet. Los términos trama, mensaje, paquete de red y

segmento también se usan para describir las agrupaciones de información lógica en las

diversas capas del modelo de referencia OSI y en los diversos círculos tecnológicos.

La estructura de un datagrama es: cabecera y datos.

Un datagrama tiene una cabecera de IP que contiene información de direcciones de la

capa 3. Los encaminadores examinan la dirección de destino de la cabecera de IP, para

dirigir los datagramas al destino.

La capa de IP se denomina no orientada a conexión ya que cada datagrama se

encamina de forma independiente e IP no garantiza una entrega fiable, ni en

secuencia, de los mismos. IP encamina su tráfico sin tener en cuenta la relación entre

aplicaciones a la que pertenece un determinado datagrama

http://guerrerorayaskarlagabriela10.blogspot.com/2010/03/datagrama.html