El modelo de capas se refiere a las distintas capas que tiene un sistema en red. Se caracteriza porque sólo tiene que "preocuparse" del nivel inmediatamente superior e inferior, de manera que cada capa va a proveer servicios a la capa inmediatamente superior y solicitar servicios de la capa inmediatamente inferior. Todo esto se realiza de manera transparente para el usuario.

Para poder establecer la comunicación entre niveles, existe una "interface" (1 en cada nivel). Una interface es un conjunto de pequeñas instrucciones que permiten la comunicación entre niveles.

Es el modelo de referencia para la intercomunicación de sistemas abiertos. Pretende crear un estandart de modelo de referencia donde se basen los distintos sistemas de red. ¡¡El modelo OSI no es un sistema operativo de red!!

En la torre OSI podemos distinguir 7 niveles o capas:

Los niveles 1,2 y 3 pertenecen a los Niveles de Subred. Los niveles 5,6 y 7 pertenecen a los Niveles de Aplicación.

Define las características eléctricas, mecánicas, ... (todo lo referente al hardware). Se ocupa de las transmisiones a nivel de bit.

Sus funciones son:

• Permitir la compatibilidad entre los distintos tipos de conectores
• Establecer las funciones que realizan cada uno de los pines del conector
• El tipo de cableado que se va a utilizar
• El voltaje de las señales
• Duración de los pulsos eléctricos
• Modulación de la señal (si la hay)

Establece la comunicación entre en nivel físico y de red. Tiene que coger un mensaje y romperlo en bloques (tramas), las cuales se envían secuencialmente a través de la conexión que establezca la capa física. También tiene que esperar las tramas que va a enviar el receptor.

Funciones:

• Controlar los errores de la recepción
• Eliminar tramas duplicadas
• Controlar la recepción de las tramas
• Tratamiento de las congestiones de la red

La función principal de esta capa es la del encaminamiento de los bloques, eligiendo la ruta más adecuada para que lleguen al receptor. Además, deberá encontrar al destinatario aun en el caso de que no se encuentre en la misma red que el emisor. Este nivel se encarga de la compatibilidad entre redes.

Está situado entre los niveles de subred y los de aplicación y su función es tomar los datos del nivel de sesión y fraccionarlos de manera que sean adecuados con la subred con la que estamos trabajando. Tiene que ocuparse de los datos independientemente del hardware y software que tenga la red con la que estemos trabajando.

Es el que permite establecer la comunicación entre el emisor y el receptor, permitiendo establecer una sesión y realizar la transferencia de datos. Para establecer la sesión se van a producir 2 pasos: primero se crearán tanto en el emisor como en el receptor dos buzones, en los cuales se van a ir recibiendo los mensajes. Luego se producirá un intercambio entre el buzón del emisor y del receptor, donde debe haber un protocolo común en ambos equipos.

La capa de sesión controla si la comunicación es unidireccional o bidireccional y qué usuarios son los que usan los recursos compartidos de la red.

La función de esta capa es ocuparse del contenidop informativo de los datos: cómo se representan, mediante que sistema de codificación, ... Si un emisor y un receptor no trabajan con el mismo código, permite adecuarlo para que ambos se entiendan. También se encargará de comprimir y encriptar los datos.

En esta capa se definen los protocolos que utilizan las aplicaciones de usuario. Hay 4 grandes grupos de protocolos:

1. Protocolos de gestión del sistema: todas las tareas relacionadas con el sistema de interconexión de los equipos en la red, por ejemplo, el protocolo TCP/IP
2. Protocolos de gestión de la aplicación: procesos que controlan la asignación de recursos del equipo, bloqueos del pc, accesos no autorizados,...
3. Protocolos de sistema: tareas del sistema operativo, tales como los accesos a discos y ficheros, la gestión de la memoria, la ejecución de tareas,...
4. Protocolos específicos de aplicaciones: dependen del tipo de aplicación con la que vayamos a trabajar.

La arquitectura SNA (System Netware Architecture) es propia de IBM. Inicialmente estaba pensada para redes centralizadas, es decir, redes con 1 host al que se conectaban los terminales. Luego se modificó para permitir tener varios hosts con sus terminales y que esos host se pudiesen comunicar entre sí.

Las últimas versiones de SNA permiten cualquier tipo de topología y la comunicación en otras redes que no tengan este tipo de arquitectura. A los equipos se les llama nodos y podemos distinguir 4 tipos: terminales, procesadores frontales, controladores y host.

Los nodos controladores son equipos que controlan a los terminales y periféricos que hay en una red. Los nodos procesadores frontales son equipos encargados de reducir la carga de la cpu de los hosts, realizando distintas funciones, tales como el procesamiento de datos, el sistema de impresión,...

Supuestamente, cada uno de los equipos tiene que tener una NAU (Network Adress Unit ó Unidad Direccionable de Red). La NAU es un software y podemos distinguir 3 tipos:

• LU (Unidad Lógica)
• PU (Unidad Física)
• SSCP (Punto de Control del Servicio del Sistema)

La LU y PU se incluyen en los ordenadores normales. Un nodo don SSCP es el que va a constituir un dominio en las redes IBM.

El TCP/IP (Transmision Control Protocol/Internet Protocol) es un conjunto de protocolos, que proporcionan una serie de reglas para la comunicación entre ordenadores. Estos protocolos fueron creados como parte del proyecto DARPA por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos a mediados de los años 70.

Es una forma de resolver la cuestión de comunicación entre nodos que pertenecen a redes con distintos niveles lógicos y de enlace, por ejemplo, entre un nodo de una red Ethernet y otro nodo de una red de tipo token ring). Son los protocolos de interconexión de redes más utilizados en la actualidad y son la base de la red de Internet.

El cuerpo técnico que supervisa el desarrollo de los protocolos TCP/IP es el IAB (Internet Activities Board) y la fuente de información donde se halla la documentación técnica sobre TCP/IP es el NIC (Network Information Centre)

La principal característica del TCP/IP es que establece la comunicación por medio de paquetes de información. Cuando un ordenador quiere mandar a otro un fichero de datos, lo primero que hace es partirlo en trozos pequeños (alrededor de unos 4 Kb) y posteriormente enviar cada trozo por separado. Cada paquete de información contiene la dirección en la Red donde ha de llegar, y también la dirección de remite, por si hay que recibir respuesta. Los paquetes viajan por la Red de forma independiente. Entre dos puntos de la Red suele haber muchos caminos posibles, de forma que cada paquete escoge uno dependiendo de factores como saturación de las rutas o posibles atascos.

Otra característica del TCP/IP es que admite la posibilidad de que algún paquete de información se pierda por el camino. Puede ocurrir que un ordenador intermediario se apague o se sature justo cuando un trozo de un fichero que estemos enviando o recibiendo pase por dicho ordenador.

No hay un estándar para este modelo ( al contrario del OSI ) , pero generalmente hay estas cinco capas :

1. Capa física : es la encargada de utilizar el medio de transmisión de datos . Se encarga también de la naturaleza de las señales , velocidad de datos , etc..
2. Capa de acceso a la red : es responsable del intercambio de datos entre el sistema final y la red a la cual se está conectado .
3. Capa internet ( IP ) : se encarga del encaminamiento a través de varias redes .
4. Capa de transporte o capa origen-destino ( TCP ) : se encarga de controlar que los datos emanados de las aplicaciones lleguen correctamente y en orden a su destino .
5. Capa de aplicación : contiene la lógica necesaria para llevar a cabo las aplicaciones de usuario .

IP actua en el nivel 3 del modelo OSI y permite el intercambio de mensajes entre redes que no comparten los mismos niveles físico y de enlace de datos (niveles 1 y 2 del modelo OSI). Al conjunto de datos transmitidos por IP se le denomina " datagrama IP ". Cada datagrama IP posee infromación del destino, de forma que puede llegar automáticamente al nodo de destino. El mecanismo de conseguirlo es dotar a cada nodo de una dirección IP única.

En el esquema de IP existen dos tipos de dispositivos (nodos):

• Host: nodos pertenecientes a una subred
• Router: nodos que enlazan dos subredes distintas

Se trata de una dirección única a nivel mundial y la concede INTERNIC, Centro de Información de la Red Internet. Consiste en 32 bits que normalmente se expresan en forma decimal, en cuatro grupos de tres dígitos separados por puntos. Esos dígitos irán de 0 a 255.

Ejemplo:

Para redes que no van a estar nunca conectadas con otras, se pueden asignar las direcciones IP que se desee, aunque de forma general, dos nodos conectados a una misma red no pueden tener la misma dirección IP.

Ejemplo:

Existe un conjunto de direcciones "especiales" que no se asignan a ningún equipo y que tienen un significado específico:

Ej: 127.0.0.1 ------> el propio ordenador

La dirección IP se divide en dos partes: la parte del identificador de la subred y la parte del nodo (host).

El número de direcciones distintas que se pueden asignar es de 2^32, es decir, alrededor de 4.000 millones, pero este número se está revelando insuficiente debido al gran crecimiento de Internet, a la ampliación de los usos de TCP/IP, a la necesidad de asignar más de una dirección IP a cada ordenador, etc.

La máscara de subred es un conjunto de 32 bits que permiten separar de una dirección IP la parte del identificador de la subred de la parte del nodo.

La forma de saber la parte de red de una dirección IP es sumarle (suma lógica en binario) la máscara de subred. De esta forma, si tenemos la dirección IP 20.0.0.4 y su máscara de subred es 255.0.0.0, la parte de red de la dirección IP anterior se obtendría de la siguiente manera:

+

1. Manteniendo el mismo protocolo IP: dos soluciones

• Asignación dinámica de direcciones IP (Servidor DHCP). El servidor DHCP tiene un juego de direcciones IP disponibles que va asignando a cada nodo dinámicamente según se las van pidiendo.
• Servidores Proxy. Un único nodo (el servidor proxy) tiene una dirección IP "real" y los demás utilizan direcciones falsas.

2. Cambiando el protocolo IP: IPv6 (Ipng-1994. Se trata de sustituir IP por una nueva versión con las siguientes mejoras

• Espacio de direcciones ampliado. Se utilizarán direcciones de 126 bits en lugar de 32 bits.
• Capacidades de seguridad. Incluye características que permiten la autentificación de los mensajes y la privacidad.
• Asignación dinámica de direcciones IP. Ipv6 incluye dicha asignación.

Para comunicarse con un nodo mediante IP es necesario conocer su dirección IP, que al ser un número no es fácil de recordar. Por ello surgió un proyecto denominado DNS (Domain Name System o Sistema de Nombres de Dominio), que establece una relación entre una dirección IP y un nombre de host, haciéndolo más fácil de recordar.

Ej: 194.179.100.18 <<<>>> irc.jet.es

 La relación entre IP y nombre de host está almacenada en unos nodos denominados servidores DNS. De esta forma, si se quiere utilizar el sistema de nombres de dominio es necesario conocer el nombre del host y la dirección IP de algún servidor de DNS que nos pueda proporcionar la relación entre direcciones IP y nombres de dominio.

Otra ventaja de la DNS es que es independiente de la subred, es decir, si cambiamos un nodo de una subred a otra, en general deberemos cambiar su dirección IP, mientras que no será necesario cambiar su nombre de dominio.

 En los primeros tiempos de Internet, los servidores DNS mantenían en un archivo denominado "hosts.txt" las equivalencias de todos los nodos de Inet y era actualizado por el NIC (Network Information Center), pero debido a el gran crecimiento de la red de Internet, el mantenimiento de una lista centralizada se hizo imposible y se introdujo el sistema DNS jerárquico, usado hoy en dia.

Actualmente cada servidor DNS gestiona y actualiza los nombres de host de un dominio o subconjunto de nodos de Internet que son administrados por un organismo (empresa, institución,...). De esta forma, cuando se conecta un nuevo nodo a Inet, su nombre de host es dado de alta en el servidorDNS del dominio al que corresponda.

Los dominios de un nodo van separados por puntos y organizados de forma jerárquica, empezando por el dominio de mayor nivel.

Como ya sabemos, el protocolo IP no garantiza la entrega satisfactoria de cada datagrama ya que éstos son descartados si se excede el tiempo permitido, han podido llegar desordenados o han llegado datagramas repetidos. Por estas razones, es necesario que el mensaje se ordene, se complete con los trozos o tramas que falten y se eliminen posibles duplicados. De esto se encargará el TCP.

El protocolo TCP está formado por dos protocolos, el TCP y el UDP. El TCP permite establecer un circuito virtual entre dos nodos (protocolo orientado a conexión), mientras que el UDP permite el envío de un segmento entre nodos sin comprobar que el envío ha sido satisfactorio (protocolo no orientado a conexión).

Las funciones del protocolo TCP son:

• Segmentación de los mensajes: TCP decide cómo trocear el mensaje que le llega de las capas superiores y cómo formar el segmento.
• Etiquetado de procedencia: TCP etiqueta cada segmento indicando el lugar que ocupa en un mensaje completo.
• Control de flujo: TCP permite la eliminación de duplicados y la petición de reenvío de los segmentos que falten.
• Indicación de los datos urgentes: es posible indicar si los datos que porta el segmento son urgentes o no.
• Confirmación de la llegada de datos: permite confirmar la recepción de los segmentos en el destino.
• Direccionamiento de los servicios de red: permite encaminar mensajes a un servicio de nivel superior u otro mediante el empleo de puertos. De esta manera, es posible distinguir servicios distintos recibiendo y enviando mensajes dentro de un mismo nodo.

El UPD permite el envío de un segmento entre nodos sin comprobar que el envío ha sido satisfactorio. No implementa otros mecanismos de control típicos de TCP, como el troceado de los datos en paquetes o el reensamblado de los mismos en el nodo destino.

El principal añadido de UDP respecto a IP es el de direccionar los segmentos al puerto adecuado. Algunos usos del UDP son:

• Cuando el envío de mensajes quiera efectuarse de forma más rápida que con TCP. Al no implementarse los controles de este último, el mensaje llegará más rápido.
• Cuando se esté desarrollando un servicio que implemente el control y ensamblado de los mensajes en las capas superiores.

El NetBeui es utilizado de forma general en redes con ordenadores que tienen instalado algún sistema operativo de Microsoft.

El IPX/SPX es el que se utiliza en las redes Novell Netware. Algunos de los juegos en red y "on line" sólo pueden disfrutarse si se tiene instalado este protocolo.