El modelo de referencia OSI y Enrutamiento (Primera Parte)
Amigos Steemitnianos. Las redes son entornos complejos que incluyen múltiples medios, protocolos e interconexiones a redes fuera de la sede central de una organización. Las redes bien diseñadas y cuidadosamente instaladas pueden reducir los problemas asociados con el crecimiento, a medida que evoluciona el entorno de networking.
El diseño, el desarrollo y el mantenimiento de una red puede ser una tarea complicada. Inclusive una red pequeña, compuesta por sólo cincuenta nodos, puede presentar complejos problemas que podrían tener consecuencias impredecibles. Las redes de gran tamaño, que incluyen miles de nodos, presentan problemas aún más complejos. A pesar de las mejoras en el rendimiento de los equipos y las capacidades de los medios, el diseño y desarrollo de una red es una tarea difícil.
- El tipo y la velocidad de los medios LAN y WAN que se deben implementar
- Cómo los datos se envían a través de los medios
- El tipo de esquemas de direccionamiento utilizados
- Cómo los datos se pueden enviar de manera confiable a través de la red y cómo se puede lograr el control de flujo
- Tipo de protocolo de enrutamiento implementado
El modelo de referencia OSI y los problemas que soluciona
Los modelos de red utilizan capas para simplificar las funciones de networking. Esta separación de las funciones de networking se denomina división en capas. Para comprender la importancia de la división en capas, tomemos como ejemplo el modelo de referencia OSI, un modelo dividido en capas, para comprender e implementar las comunicaciones informáticas. Al utilizar capas, el modelo de referencia OSI simplifica las tareas que se requieren para que dos computadores se comuniquen entre sí.
Cada capa se puede centrar en funciones específicas, permitiendo de este modo que el diseñador de networking elija los dispositivos de networking y las funciones adecuadas para esa capa. En el modelo de referencia OSI, cada una de las siete capas numeradas indica una función concreta. Las razones para esta división de las funciones de red son las siguientes:
- Las capas dividen los aspectos de las operaciones de red en elementos menos complejos.
- Las capas definen las interfaces estándar para la compatibilidad plug-and-play.
- Las capas permiten que los ingenieros especialicen sus esfuerzos de diseño y de desarrollo en funciones modulares.
- Las capas promueven la simetría en las distintas funciones modulares de red para que trabajen de forma conjunta.
- Las capas evitan que los cambios en un área afecten a otras áreas, de manera que cada área pueda evolucionar más rápidamente.
- Las capas dividen la complejidad de networking en operaciones separadas, de fácil aprendizaje.
Cada capa del modelo de referencia OSI sirve para una función específica.
Capa de aplicación (Capa 7): Esta capa suministra servicios de red a las aplicaciones del usuario. Por ejemplo, los servicios de transferencia de archivos prestan servicios a una aplicación de procesamiento de texto en esta capa.
Capa de presentación (Capa 6): Esta capa suministra la representación de datos y el formateo de códigos, así como también la negociación de la sintaxis de transferencia de datos. Garantiza que los datos que llegan desde la red puedan ser utilizados por la aplicación y que la información enviada por la aplicación se pueda transmitir a través de la red.
Capa de sesión (Capa 5): Esta capa establece, mantiene y administra las sesiones entre aplicaciones.
Capa de transporte (Capa 4): Esta capa divide en segmentos y reensambla los datos en una corriente de datos. La capa de transporte tiene el potencial para garantizar la conexión y brindar un transporte confiable.
Capa de red (Capa 3): Esta capa determina la mejor manera de desplazar los datos de un lugar a otro. El router opera en esta capa. Esta capa utiliza esquemas de direccionamiento lógico que pueden ser manejados por un administrador. Esta capa utiliza el esquema de direccionamiento de Protocolo Internet (IP), así como también los esquemas de direccionamiento Apple-Talk, DECnet, VINES e IPX.
Capa de enlace de datos (Capa 2): Esta capa suministra transmisión física a través del medio. Maneja la notificación de errores, topología de la red y control de flujo. Esta capa utiliza las direcciones de Control de acceso al medio (MAC), que también se denominan direcciones físicas o de hardware.
Capa física (Capa 1): Esta capa proporciona los medios eléctricos, mecánicos, de procedimiento y funcionales para activar y mantener el enlace físico entre los sistemas. Esta capa usa medios físicos tales como cables de par trenzado, coaxial y de fibra óptica.
El modelo de referencia OSI describe la forma en que la información se traslada desde los programas de aplicación en distintos computadores a través de un medio de red. A medida que la información que se desea enviar pasa a través de las capas de un determinado sistema, se parece cada vez menos al lenguaje humano y cada vez más a los unos y los ceros que los computadores comprenden. Cada capa usa su propio protocolo de capa para comunicarse con su capa igual en el otro sistema. El protocolo de cada capa intercambia información, denominada unidades de datos de protocolo (PDU), con sus capas iguales. La figura muestra un ejemplo de comunicación de tipo OSI. El Host A tiene información que desea enviar al Host B. El programa de aplicación en el Host A se comunica con la capa de aplicación del Host A, que se comunica con la capa de presentación del Host A, que se comunica con la capa de sesión del Host A, y así sucesivamente, hasta que llega a la capa física del Host A. La capa física coloca información en el medio de red físico y toma información del mismo medio. Después de que la información atraviesa el medio de red físico y que el Host B la recibe, asciende a través de las capas del Host B en orden inverso (en primer lugar la capa física, luego la capa de enlace de datos, y así sucesivamente) hasta que, por último, llega a la capa de aplicación del Host B.
Aunque cada capa del Host A se comunica con sus capas adyacentes, cada capa del host tiene una tarea principal que debe ejecutar. La tarea principal de cada una de las capas es comunicarse con su capa igual en el Host B. Es decir, la tarea de Capa 1 del Host A es comunicarse con la Capa 1 del Host B, la Capa 2 del Host A se comunica con la Capa 2 del Host B, y así sucesivamente.
La división en capas del modelo de referencia OSI prohíbe la comunicación directa entre capas iguales en hosts distintos. Cada capa del Host A, por lo tanto, depende de los servicios suministrados por las capas adyacentes del Host A que la ayudan a lograr la comunicación con su capa igual del Host B. Supongamos que la Capa 4 del Host A se debe comunicar con la Capa 4 del Host B. Para hacer esto, la Capa 4 del Host A debe utilizar los servicios de Capa 3 del Host A. Se dice que la Capa 4 es el usuario del servicio y que la Capa 3 es el proveedor del servicio. Los servicios de Capa 3 se suministran a la Capa 4 en un punto de acceso al servicio (SAP), que es una ubicación en la que la Capa 4 puede solicitar servicios de la Capa 3.
Así, los segmentos de TCP pasan a formar parte de los paquetes de la capa de red (también denominados datagramas) que se intercambian entre iguales IP. Por su parte, los paquetes de IP deben pasar a formar parte de las tramas de enlace de datos que se intercambian entre dispositivos directamente conectados. Por último, estas tramas se deben transformar en bits, ya que los datos son transmitidos finalmente por el protocolo de la capa física utilizando el hardware.
Encapsulamiento.
¿Cómo sabe la Capa 4 del Host B lo que desea la Capa 4 del Host A? Las peticiones específicas de la Capa 4 se guardan como información de control, que se envía entre capas iguales en un bloque de encabezado que se adjunta a la información de aplicación en sí. Cada capa depende de la función de servicio de la capa del modelo de referencia OSI inmediatamente inferior. Para brindar este servicio, la capa inferior utiliza el encapsulamiento para colocar la PDU de la capa superior en su campo de datos; entonces puede agregar los encabezados e información final que la capa necesite para cumplir su función.
El concepto de encabezado y datos es relativo, según cuál sea la capa que analiza la unidad de información en un momento determinado. Por ejemplo, para la Capa 3, una unidad de información está compuesta por un encabezado de Capa 3 y los datos que aparecen a continuación. Sin embargo, los datos de la Capa 3 potencialmente pueden contener encabezados de las Capas 4, 5, 6 y 7. Además, el encabezado de la Capa 3 simplemente son datos para la Capa 2. Este concepto se ilustra en la figura. Por último, no todas las capas necesitan añadir encabezados. Algunas capas simplemente ejecutan una transformación de los datos reales que reciben para hacer que los datos puedan ser leídos por las capas adyacentes.
Por ejemplo, la capa de red presta un servicio a la capa de transporte, y la capa de transporte presenta datos a la capa de red. Luego, la capa de red encapsula los datos dentro de un encabezado. Este encabezado contiene información que se requiere para completar la transferencia como, por ejemplo, las direcciones lógicas origen y destino. La capa de enlace de datos, a su vez, suministra un servicio a la capa de red al encapsular la información de la capa de red en una trama. El encabezado de trama contiene la información que se requiere para completar las funciones de enlace de datos. Por ejemplo, el encabezado de trama contiene direcciones físicas. La capa física también suministra un servicio a la capa de enlace de datos al codificar la trama de enlace de datos en un patrón de ceros y unos para su transmisión a través del medio. Por ejemplo, supongamos que el Host A desea enviar el un mensaje de correo electrónico al Host B:
"Todos los prisioneros están por salir pronto"
Durante el encapsulamiento de datos se ejecutan cinco pasos de conversión, lo que permite la transmisión del mensaje de correo electrónico al destino correspondiente.
Paso 1
Cuando el usuario envía un mensaje de correo electrónico, los caracteres alfanuméricos se convierten en datos, comenzando por la Capa 7 hasta la Capa 5, y se envía a través de la red.
Paso 2
Utilizando segmentos en la Capa 4, la función de transporte empaqueta los datos para el transporte de red y garantiza que los hosts del mensaje en ambos extremos del sistema de correo electrónico se puedan comunicar de forma confiable.
Paso 3
Los datos se colocan en un paquete (o datagrama) en la Capa 3, que contiene un encabezado de red con direcciones lógicas origen y destino. Luego, los dispositivos de red envían los paquetes a través de la red por una ruta seleccionada.
Paso 4
Cada dispositivo de red debe colocar el paquete en una trama en la Capa 2. La trama permite que se realice la conexión con el siguiente dispositivo de red conectado en el enlace. Cada dispositivo en la ruta de red seleccionada requiere entramado para conectarse con el siguiente dispositivo.
Paso 5
La trama se debe convertir en un patrón de unos y ceros para su transmisión a través del medio (a menudo cable de cobre o fibra óptica) en la Capa 1. Una función de reloj permite que los dispositivos puedan distinguir estos bits a medida que atraviesan el medio. El medio en la red física puede variar a lo largo de la ruta que se utiliza. Por ejemplo, el mensaje de correo electrónico se puede originar en una LAN, atravesar el backbone de un campus y salir por un enlace WAN hasta llegar a su destino en otra LAN remota.
Todas las imagenes son del libro cisco systems inc 2005, scaneadas y copiadas con paint y powerpoint.
Referencias bibliografica de apoyo tomadas del libro cisco systems inc. 2005
¡Espero les haya gustado mi post, gracias por sus comentarios y apoyo, vendré con la segunda parte!
@franzo
Otros post de informática que les recomiendo:
- Fundamentos de Análisis y Diseño (Ingeniería del Software)
LINK.
Hello franzo!
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Excelente post, tiene muy buena información
Muchas gracias amiga!! saludos espero te hayas informado aprendiendo parte de las redes.
Que buen post amigo, Saludos
Gracias amigo, igualmente
Excelente información amigo, gracias por compartirla
de nada cariño
siempre me hago bolas con este tema T.T
jajajajaja esta bien merryslamb
jajajajaja esta bien merryslamb, saludos
Extremadamente importante y educativa esta información, perfecta para tomar nota, muy buena, felicitaciones!
Muchas gracias amigo y me alegra que te sirva de algo, para seguir aprendiendo, saludos
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Muchas gracias amigos!!
Nos presentas una informacion muy completa @franzo, buen post, tienes mi voto
Gracias amigo por tu apoyo, saludos
La primera imagen tiene derecho de autor debes cambiarla o quitarla
ok asi hare
Pregunto ¿El libro cisco systems inc. 2005 libro no tiene derecho de autor?
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