Modelo OSI y su Comparación con TCP/IP

El modelo OSI (Open Systems Interconnection) es un modelo de referencia para los protocolos de la red, no es una arquitectura de red en sí. Está formado por siete capas que definen las diferentes fases por las que deben pasar los datos para viajar de un dispositivo a otro sobre una red de comunicaciones. Estas capas se organizan de forma jerárquica, desde la capa física hasta la capa de aplicación, y cada una de ellas se apoya en los servicios de la capa inferior y ofrece servicios a la capa superior.

Capas del Modelo OSI

• Nivel Físico: Se encarga de la transmisión de bits a través de un medio físico.
• Nivel de Enlace de Datos: Proporciona una transferencia fiable de datos a través del enlace físico. Envía bloques de datos (tramas) con la sincronización, control de errores y control de flujo necesarios.
• Nivel de Red: Se encarga del enrutamiento de paquetes entre redes, incluyendo el direccionamiento lógico y la determinación de la ruta.
• Nivel de Transporte: Proporciona una transferencia de datos transparente y fiable entre los puntos finales. Realiza la segmentación/reensamblado de los datos y, opcionalmente, el control de flujo y la corrección de errores.
• Nivel de Sesión: Establece, administra y finaliza las conexiones (sesiones) entre aplicaciones.
• Nivel de Presentación: Transforma los datos a un formato que la capa de aplicación pueda entender. Se encarga de la sintaxis y la semántica de la información transmitida, como la codificación de caracteres, la compresión de datos y el cifrado.
• Nivel de Aplicación: Proporciona servicios de red a las aplicaciones del usuario final. Ejemplos incluyen HTTP, FTP, SMTP, etc.

Comparación entre OSI y TCP/IP

Uno de los principales problemas del modelo OSI es que fue desarrollado sin tener en cuenta otros protocolos que luego se deberían utilizar. Por eso, hay algunos niveles donde apenas se desarrollan protocolos, como el nivel de sesión, y otros, como el nivel de enlace.

La arquitectura TCP/IP propone la existencia de cinco niveles, eliminando los niveles de sesión y presentación. Cualquier función por encima del nivel de transporte en TCP/IP se implementa en el nivel de aplicación. Los niveles con más similitudes entre el modelo OSI y TCP/IP son los de red y transporte.

La principal aportación del modelo OSI es servir como referencia al desarrollo de arquitecturas de red.

Tabla comparativa:

Redes VLAN

Las redes VLAN (Virtual LAN) son redes virtuales. Representan una agrupación lógica de dispositivos o usuarios sin tener en cuenta el segmento físico al que se encuentran actualmente conectados. Su funcionamiento se basa en agrupar los dispositivos conectados al switch en subredes virtuales o segmentos VLAN. Dichos segmentos se comportan como subredes diferentes y forman dominios de difusión separados. Una estación situada en una VLAN no podrá comunicarse con otra estación situada en una VLAN diferente. Para conectar dos VLAN diferentes, necesitaremos un switch de capa 3 o un router.

Los dispositivos que permiten configurar una VLAN son: switches (no todos, los de capa 2 no lo permiten) y routers (capa 3).

Tipos de VLAN

• VLAN basadas en puerto físico: Se asigna cada puerto del switch a una VLAN.
• VLAN basadas en direcciones MAC: Se utilizan en redes inalámbricas.
• VLAN basadas en subredes: Agrupan los equipos en función de sus direcciones IP.

CSMA/CD

En las redes Ethernet se utiliza un medio físico compartido por varios dispositivos y, por tanto, es necesario establecer un mecanismo para la coordinación del tráfico y la gestión de las colisiones. Una colisión se produce cuando dos dispositivos transmiten datos simultáneamente a través de un canal común. Las señales se solapan y se convierten en ruido.

El mecanismo de acceso al medio utilizado en Ethernet es CSMA/CD (Acceso Múltiple por Detección de Portadora y con Detección de Colisiones) y tiene las siguientes características:

• Si el medio está libre, la estación transmite su trama.
• Si el medio está ocupado, la estación espera hasta que quede libre y transmite su trama.
• Mientras se transmite la trama, se comprueba si se produce una colisión.
• Si se detecta una colisión, se deja de transmitir inmediatamente, se espera un tiempo aleatorio y se intenta transmitir de nuevo.

Definición de Telemática

Telemática es la combinación de Telecomunicaciones e Informática.

• Telecomunicaciones: Conjunto de medios técnicos que permiten la comunicación a distancia. La información se puede transmitir de forma analógica, digital o mixta.
• Telemática: Se encarga de la transmisión de datos entre sistemas de información basados en ordenadores.

Topologías de Red

Según la forma de conexión de los equipos, las redes se clasifican en:

• Bus: Red multipunto, donde el mismo enlace físico actúa como red troncal que une todos los dispositivos de la red.
• Anillo: Conecta un host al siguiente y el último host al primero, creando un anillo físico de cable.
• Estrella: Conecta todos los cables a un punto central de concentración (un hub o un switch).
• Estrella extendida: Emplea la topología en estrella, enlazando estrellas individuales mediante la conexión de hubs o switches.
• Jerárquica: Similar a la topología en estrella extendida, pero en lugar de enlazar los hubs y switches, cada sistema secundario se enlaza a una computadora principal que controla el tráfico.
• Malla: Cada dispositivo tiene un enlace dedicado y exclusivo por cada otro dispositivo que forme parte de la red.

Tipos de Redes

Atendiendo a la configuración de la línea y la tecnología de transmisión de datos, las redes se clasifican en:

• Broadcast: El medio de transmisión es compartido por todos los ordenadores interconectados. Normalmente, cada mensaje transmitido es para un único destinatario, cuya dirección aparece en el mensaje. Para saberlo, cada máquina de la red ha de recibir cada mensaje, analizar la dirección de destino y averiguar si va dirigido a ella. A veces, en una red broadcast, lo que se quiere es enviar un mensaje a todas las máquinas conectadas, esto se llama envío broadcast o multicast. En caso de que el mensaje vaya dirigido a una máquina concreta, se denomina envío unicast.
• Redes punto a punto: La comunicación se realiza directamente entre dos nodos.