El modelo de Interconexión de Sistemas Abiertos (OSI, por sus siglas en inglés) se creó como una representación para estandarizar la comunicación entre dos computadoras. Este modelo de redes divide el proceso de red en 7 capas. Sobre todo, estos estándares sirven como guía para que los fabricantes y desarrolladores creen dispositivos que funcionen entre sí sin importar la marca.
Las 7 capas trabajan de forma colaborativa para transmitir los datos de una persona a otra a través del mundo. Hoy se usa principalmente como una herramienta didáctica para la arquitectura de redes. Es una parte importante de la certificación CompTIA Network+.
Si eres nuevo en redes, el modelo OSI es uno de los primeros conceptos con los que te toparás, y con razón. Te da un vocabulario compartido para hablar de cómo se mueven realmente los datos por una red, desde las señales eléctricas en bruto de un cable hasta la aplicación en tu pantalla. Solucionar un problema de conexión, estudiar para un examen de certificación o simplemente entender qué es un “switch de capa 3” se vuelve mucho más fácil cuando conoces las 7 capas del modelo OSI y de qué es responsable cada una. Esta guía desglosa en orden cada capa del modelo OSI, con ejemplos y protocolos del mundo real para cada una, para que te lleves un mapa mental claro de cómo funciona realmente la comunicación en red.
¿Cuáles Son las Siete Capas del Modelo OSI?
Este modelo OSI puede verse como un lenguaje común para el marco de las redes de computadoras. Cada una de las 7 capas del modelo OSI contribuye a la comunicación con las capas adyacentes.
Este modelo de siete capas se representa normalmente de arriba hacia abajo. Estas son las 7 capas del modelo OSI:
Capa 1: Capa Física
En la Capa 1, la capa Física transporta bits en bruto a través de un medio físico. Algunos ejemplos son los cables Ethernet, los conectores, el hardware de interfaz de red, los hubs, los repetidores y las señales de radio inalámbricas.
En la capa Física, es importante saber que los datos deben contar con el respaldo de la conexión física de tu dispositivo. La Capa 1 incluye toda la estructura física de la red:
- Estructura física
- Cable coaxial
- Fibra óptica
- Inalámbrico
- Hubs de red
- Repetidores
Capa 2: Capa de Enlace de Datos
La capa de Enlace de Datos, o capa 2 del modelo OSI, administra el sistema de direccionamiento físico, como las direcciones MAC. La capa de enlace de datos se encarga de la transferencia de datos entre dos dispositivos de la MISMA red.
La capa de Enlace de Datos encapsula los paquetes de la capa de red en tramas (frames) para entregarlos a través de un enlace local. Según la tecnología del enlace, puede proporcionar direccionamiento local, tramado y detección de errores.
La capa de enlace de datos tiene dos subcapas: la subcapa LLC o control de enlace lógico y la subcapa MAC o control de acceso al medio. En conclusión, la capa 2 define el formato de los datos en la red al administrar el sistema de direccionamiento físico de la red:
- Encapsulación
- Sincronización de tramas
- Control de enlace lógico (control de errores y de flujo)
- Control de acceso al medio (MAC, switch de red, direccionamiento físico, QoS, VLANs)
Capa 3: Capa de Red
La capa de red, o capa 3 del modelo OSI, es responsable de facilitar la transferencia de datos entre dos redes distintas. Un protocolo que define el enrutamiento y el direccionamiento se considera de la capa de red, o Capa 3.
La capa de red transporta los segmentos de la capa de transporte en paquetes y proporciona direccionamiento lógico y enrutamiento entre redes. Los enrutadores y los switches de Capa 3 suelen realizar estas funciones de reenvío.
Además, los dispositivos de la capa de red también se encargan de determinar la mejor ruta física para que los datos lleguen a su destino; esto se conoce como enrutamiento.
Los protocolos que se usan en la Capa 3 incluyen:
- Protocolos de Internet IPv4/v6
- Protocolo de Mensajes de Control de Internet (ICMP)
- Protocolo de Enrutamiento Multicast por Vector de Distancia (DVMRP)
- Protocolo de Administración de Grupos de Internet (IGMP)
- Protocolo de Resolución de Direcciones (ARP)
- Seguridad del Protocolo de Internet (IPsec)
- Protocolo de Información de Enrutamiento (RIP)
Capa 4: Capa de Transporte
La capa de Transporte admite la comunicación de extremo a extremo entre aplicaciones. Algunos ejemplos son TCP y UDP. Según el protocolo, esta capa puede proporcionar control de flujo, confiabilidad, ordenamiento o detección de errores.
El control de flujo define la velocidad óptima de transmisión. En otras palabras, asegura que el dispositivo receptor pueda manejar la transmisión. Además, la capa de transporte garantiza que los datos recibidos estén completos.
La Capa 4 funciona tomando los datos de la capa de sesión y dividiéndolos en piezas más pequeñas llamadas segmentos. Este proceso de división se completa antes de enviarlos a la capa de red. En consecuencia, la capa de transporte del extremo receptor del mensaje vuelve a ensamblar los segmentos divididos.
Los datos en la capa de Transporte se llaman comúnmente segmento en TCP y datagrama en UDP.
Capa 5: Capa de Sesión
La capa de sesión, o Capa 5 del modelo OSI, es responsable de crear y cerrar la comunicación entre los dos dispositivos. Esto se conoce como una Sesión. La Capa 5 mantiene la sesión abierta hasta que se completa la transferencia y, posteriormente, la cierra.
Sus servicios incluyen la autenticación y la reconexión tras una interrupción. Además, la capa 5 sincroniza la transferencia de datos con puntos de control. Para aclararlo, aquí tienes un ejemplo de la capa 5.
Primero, supongamos que estamos transfiriendo un archivo de 100 megabytes. Como resultado, la capa de sesión ve el archivo y establece un punto de control cada 5 megabytes. Esto es muy importante cuando hay fallas en la transferencia, porque permite que la transmisión se reanude desde el último punto de control y, en consecuencia, se ahorra capacidad de procesamiento de red.
Ejemplos de la Capa 5 (Sesión) incluyen NFS, nombres NetBIOS, RPC y SQL.
Capa 6: Capa de Presentación
La capa de presentación, o capa 6, se encarga de traducir o dar formato a los datos para la capa de aplicación. En otras palabras, la capa de presentación hace que los datos sean presentables para la capa 7.
En segundo lugar, la capa de presentación es la que maneja el cifrado y el descifrado de los datos para la capa de aplicación.
Por último, la capa 6 también es responsable de comprimir los datos recibidos de la capa de aplicación. Esto se hace antes de entregarlos a la capa 5, lo que mejora la velocidad y la eficiencia de la comunicación durante el proceso de transferencia de datos.
Ejemplos de la Capa 6 (Presentación) incluyen el cifrado, ASCII, EBCDIC, TIFF, GIF, JPEG, MPEG y MIDI.
Capa 7: Capa de Aplicación
La Capa 7, o capa de aplicación, es la capa que interactúa directamente con los datos del usuario. Esta capa incluye aplicaciones de software como los navegadores web y los clientes de correo electrónico. Las aplicaciones de la Capa 7 incluyen navegadores web y otras aplicaciones conectadas a internet, como Outlook y Skype.
Para aclarar, conviene dejar claro que las aplicaciones de software cliente no forman parte de la capa de aplicación. Por el contrario, la capa de aplicación es responsable únicamente de los protocolos de datos. En consecuencia, el software depende de esta capa para presentar datos con sentido al usuario.
Los protocolos de la capa de aplicación incluyen el Protocolo de Transferencia de Hipertexto (HTTP) y el Protocolo Simple de Transferencia de Correo (SMTP).
En Resumen
En conclusión, el propósito principal del modelo de referencia OSI es estandarizar cómo se comunican las computadoras entre sí a través de una red. Este modelo de siete capas se representa normalmente de arriba hacia abajo. En orden del siete al uno, las capas son: aplicación, presentación, sesión, transporte, red, enlace de datos y física.
Aunque las redes modernas suelen explicarse con el modelo TCP/IP, más simple y de cuatro capas, el modelo OSI sigue siendo el marco estándar de enseñanza y diagnóstico porque separa las responsabilidades con mucha claridad. Cuando un sitio web no carga, por ejemplo, recorrer las capas del modelo OSI (¿el cable está conectado (Capa 1)? ¿El dispositivo obtiene una dirección IP (Capa 3)? ¿El navegador realmente recibe datos (Capa 7)?) te da una manera sistemática de aislar exactamente dónde está el problema, en lugar de adivinar.
Para los diseñadores web principiantes y para quienes estudian una certificación de redes como CompTIA Network+, memorizar las 7 capas del modelo OSI es solo el punto de partida. El verdadero valor viene de entender qué ocurre en cada capa y cómo dependen unas de otras: el hardware físico transporta la señal, la capa de enlace de datos la lleva al dispositivo correcto de la red local, la capa de red la enruta entre redes, la capa de transporte se asegura de que llegue intacta, y las tres capas superiores convierten los datos en bruto en algo que una sesión, una aplicación y, en última instancia, un usuario puedan entender. Conserva este desglose de siete capas como referencia, y la solución de problemas de red y su terminología tendrán mucho más sentido a partir de ahora.