Explicación del modelo OSI y sus 7 capas

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Cuando la mayoría de las personas sin conocimientos técnicos escuchan el término «siete capas”, o piensan en la popular salsa de frijoles del Super Bowl o piensan erróneamente en las siete capas del infierno, cortesía de La divina comedia de Dante (hay nueve). Para los profesionales de TI, las siete capas se refieren al modelo de interconexión de sistemas abiertos (OSI, por sus siglas en inglés), un marco de trabajo conceptual que describe las funciones de un sistema de networking o telecomunicaciones.

El modelo usa capas para ayudar a dar una descripción visual de lo que está sucediendo con un sistema de red en particular. Esto puede ayudar a los administradores de red a reducir los problemas (¿es un problema físico o algo relacionado con la aplicación?), así como a los programadores de computadoras (cuando se desarrolla una aplicación, ¿con qué otras capas necesitan trabajar?). Los proveedores de tecnología que venden productos nuevos a menudo se referirán al modelo OSI para ayudar a los clientes a comprender con qué capa funcionan sus productos o si funciona «en todo el stack”.

Concebido en la década de los años setenta, cuando las redes de computadoras estaban despegando, dos modelos separados se fusionaron en 1983 y se publicaron en 1984 para crear el modelo OSI, con el que la mayoría de las personas está familiarizada hoy. La mayoría de las descripciones del modelo OSI van de arriba a abajo, con los números desde la Capa 7 hasta la Capa 1. Las capas, y lo que representan, son las siguientes:

Capa 7 – Aplicación
Para ampliar nuestra analogía de la salsa de frijoles, la capa de aplicación es la que está en la parte superior, es lo que ven la mayoría de los usuarios. En el modelo OSI, esta es la capa que está «más cercana al usuario final”. Recibe información directamente de los usuarios y le muestra los datos entrantes al usuario. Curiosamente, las aplicaciones en sí mismas no residen en la capa de aplicación. En cambio, la capa facilita la comunicación con las capas inferiores para establecer conexiones con aplicaciones en el otro extremo. Los navegadores web (Google Chrome, Firefox, Safari, etcétera) TelNet y FTP son ejemplos de comunicaciones que se basan en la Capa 7.

Capa 6 – Presentación
En la capa de aplicación, la Capa de Presentación representa el área que es independiente de la representación de datos. En general, representa la preparación o traducción del formato de la aplicación al formato de red, o del formato de red al formato de la aplicación. En otras palabras, la capa «presenta” datos para la aplicación o la red. Un buen ejemplo de esto es el cifrado y descifrado de datos para una transmisión segura; esto sucede en la Capa 6.

Capa 5 – Sesión
Cuando dos dispositivos, computadoras o servidores necesitan «hablar” entre sí, es necesario crear una sesión, y esto se hace en la Capa de Sesión. Las funciones en esta capa implican la configuración, la coordinación (cuánto tiempo debe esperar un sistema una respuesta, por ejemplo) y la terminación entre las aplicaciones en cada extremo de la sesión.

Capa 4 – Transporte
La Capa de Transporte se ocupa de la coordinación de la transferencia de datos entre los sistemas finales y los hosts. Cuántos datos enviar, a qué velocidad, a dónde van, etcétera. El ejemplo más conocido de la Capa de Transporte es el Protocolo de Control de Transmisión (TCP, por sus siglas en inglés), que se basa en el Protocolo de Internet (IP, por sus siglas en inglés), comúnmente conocido como TCP/IP. Los números de puerto TCP y UDP funcionan en la Capa 4, mientras que las direcciones IP funcionan en la Capa 3, la Capa de Red.

Capa 3 – Red
Aquí, en la capa de red, es donde encontrará la mayor parte de la funcionalidad del router, que a la mayoría de los profesionales de redes les encanta. En su sentido más básico, esta capa es responsable del reenvío de paquetes, incluido el routing a través de diferentes routers. Es posible que sepa que su computadora de Boston quiere conectarse a un servidor en California, pero existen millones de caminos diferentes para tomar. Los routers en esta capa ayudan a hacer esto de manera eficiente.

Capa 2 – Enlace de datos
La Capa de Enlace de datos proporciona la transferencia de datos de nodo a nodo (entre dos nodos conectados directamente) y también maneja la corrección de errores desde la capa física. Aquí también existen dos subcapas: la capa Media Access Control (MAC) y la capa Logical Link Control (LLC). En el mundo de las redes, la mayoría de los switches operan en la Capa 2. Pero no es así de simple. Algunos switches también funcionan en la Capa 3 para soportar LAN virtuales que pueden abarcar más de una subred de switch, lo que requiere capacidades de routing.

Capa 1 – Física
En la parte inferior de nuestra salsa de frijoles OSI tenemos la Capa Física, que representa la representación eléctrica y física del sistema. Esto puede incluir todo, desde el tipo de cable, el enlace de radiofrecuencia (como en un sistema inalámbrico 802.11), así como la disposición de los pines, los voltajes y otros requisitos físicos. Cuando ocurre un problema de red, muchos profesionales de redes van directamente a la Capa Física para verificar que todos los cables estén conectados correctamente y que el enchufe no se haya desconectado del router, interruptor o computadora, por ejemplo.

Por qué necesita conocer las 7 capas OSI
En el campo de TI, la mayoría de las personas probablemente necesitará conocer las diferentes capas cuando busquen sus certificaciones, al igual que un estudiante de educación cívica necesita aprender sobre las tres ramas del gobierno. Posteriormente, escuchará sobre el modelo OSI cuando los proveedores estén haciendo presentaciones sobre las capas con las que funcionan sus productos.

En una publicación de Quora preguntando sobre el propósito del modelo OSI, Vikram Kumar respondió de esta manera:

«El propósito del modelo de referencia OSI es guiar a los proveedores y desarrolladores para que los productos de comunicación digital y los programas de software que creen operen interactivamente, así como para facilitar comparaciones claras entre las herramientas de comunicación”.

Si bien algunas personas pueden argumentar que el modelo OSI es obsoleto (debido a su naturaleza teórica y menos importante que las cuatro capas del modelo TCP/IP), Kumar afirma que «hoy en día, es difícil leer sobre la tecnología de redes sin ver referencias al modelo OSI y sus capas, porque la estructura del modelo ayuda a enmarcar las discusiones de los protocolos y contrastar varias tecnologías”.

Si puede comprender el modelo OSI y sus capas, también podrá comprender qué protocolos y dispositivos pueden operar interactivamente entre sí cuando se desarrollan y explican nuevas tecnologías.

 

Keith Shaw NetworkWorld.comCIOPerú.com