El documento describe el modelo OSI y los protocolos de comunicaciones. Explica que el modelo OSI se basa en un enfoque de capas donde cada capa ofrece servicios a la capa superior. También describe cómo los protocolos de cada capa agregan encabezados a los mensajes y cómo estos viajan a través de las capas entre nodos de red.

1. MMooddeelloo OOSSII yy
TTCCPP//IIPP

2. MMooddeelloo ddee ccaappaass yy llooss pprroottooccoollooss
• En sistemas en red, la abstracción lleva al concepto
del modelo de capas.
– Se comienza con servicios ofrecidos por la capa física y
luego se adiciona una secuencia de capas, cada una de
ellas ofreciendo un nivel de servicios más abstracto.
• Un modelo de capas ofrece dos características
interesantes:
– Descompone el problema de construir una red en partes
más manejables (no es necesario construir un sistema
monolítico que hace todo)
– Proporciona un diseño más modular (si se quiere colocar un
nuevo servicio, sólo se debe modificar la funcionalidad de
una capa)

3. Compra de boletos
Documentar
equipaje
Embarque
Despegué
Confirmar
retorno
Recoger equipaje
Dembarque
Aterrizaje
Viaje redondo en avión
Ruta de vuelo

4. PPrroocceessoo ddee uunn vviiaajjee aaéérreeoo eenn
ccaappaass ddee sseerrvviicciiooss
Entrega mostrador a mostrador de [personas y equipaje]
Traslado de equipaje: entrega-reclamo
Traslado de personas: embarque-desembarque
Traslado de la aeronave: pista a pista
Ruta de vuelo desde el origen hasta el destino
Capas: cada capa implementa un servicio a través de las
acciones internas a la capa y solicitando el servicio
proporcionado por una capa inferior

5. IImmpplleemmeennttaacciióónn ddiissttrriibbuuiiddaa ddee llaa
ffuunncciioonnaalliiddaadd ddee llaass ccaappaass
Boleto (compra)
equipaje (entrega)
embarque
despegue
Vuelo
Confirmar retorno
equipaje (reclamo)
desembarque
aterrizaje
Vuelo
ruta de vuelo
Salida Aeropuerto
Llegada Aeropuerto
tráfico aéreo intermedio
ruta de vuelo ruta de vuelo

6. OOttrraa vveezz:: ¿PPoorr qquuéé uuttiilliizzaarr
ccaappaass??
• Permite trabajar con sistemas
complejos
– una estructura explícita permite la
identificación de las partes del sistema
complejo y la interrelación entre ellas
• modelo de referencia de capas para
discusiones
– la modularidad facilita el mantenimiento y
la actualización del sistema
• cambios que se realicen en la
implementación de un servicio de una
capa es transparente para el resto del

7. AArrqquuiitteeccttuurraa OOSSII
• ¿Qué es OSI?
– Una sigla: Open Systems Interconnection
– Conceptualmente: arquitectura general
requerida para establecer comunicación entre
computadoras
• OSI puede verse de dos formas:
– como un estándar
– como un modelo de referencia

8. OOSSII eess uunn eessttáánnddaarr
• El desarrollo inicial de las redes de
computadores fue promovido por redes
experimentales como ARPANet y
CYCLADES, seguidos por los fabricantes
de computadores (SNA, DECnet,
etcétera).
– Las redes experimentales se diseñaron para
ser heterogéneas (no importaba la marca del
computador). Las redes de los fabricantes de
equipos tenían su propio conjunto de
convenciones para interconectar sus equipos
y lo llamaban su “arquitectura de red”

9. OOSSII eess uunn eessttáánnddaarr
• La necesidad de interconectar equipos de
diferentes fabricantes se hizo evidente.
• En 1977, la ISO (International
Organization for Standarization) reconoció
la necesidad de crear estándares para las
redes informáticas y creó el subcomité
SC16 (Open Systems Interconnection)
• La primera reunión de éste subcomité se
llevo a cabo en marzo de 1978. El modelo
de referencia OSI fue desarrollado
después de cerca de 18 meses de
discusión.

10. OOSSII eess uunn eessttáánnddaarr
• El modelo OSI fue adoptado en 1979
por el comité técnico TC97
(procesamiento de datos), del cual
dependía el subcomité SC16
• OSI fue adoptado en 1984 oficialmente
como un estándar internacional por la
ISO (International Organization of
Standards).
• Ahora es la recomendación X.200 de la
ITU (International Telecommunication
Union) y la norma ISO/IEC 7498-1

11. OOSSII ccoommoo MMooddeelloo ddee
RReeffeerreenncciiaa
• OSI es un modelo de referencia que
muestra como debe transmitirse un
mensaje entre nodos en una red de datos
• El modelo OSI tiene 7 niveles de
funciones
• No todos los productos comerciales se
adhieren al modelo OSI
• Sirve para enseñar redes y en
discusiones técnicas (resolución de
problemas).

12. ¿EEnn qquuéé ssee ffuunnddaammeennttaa OOSSII??
• La idea principal en el modelo OSI es que
el proceso de comunicación entre dos
usuarios en una red de
telecomunicaciones puede dividirse en
niveles (capas)
• En el proceso de comunicación cada nivel
pone su granito de arena: el conjunto de
funciones que ese nivel “sabe” hacer.

13. ¿CCóómmoo ooppeerraa eell mmooddeelloo OOSSII??
• Los usuarios que participan en la
comunicación utilizan equipos que tienen
“instaladas” las funciones de las 7 capas
del modelo OSI (o su equivalente)
– En el equipo que envía:
• El mensaje “baja” a través de las capas del
modelo OSI.
– En el equipo que recibe:
• El mensaje “sube” a través de las capas del
modelo OSI

14. OOppeerraacciióónn:: 11ª aapprrooxxiimmaacciióónn
Nodo A Nodo B
Al recibir
el mensaje
“sube”
Al enviar
el mensaje
“baja”
El mensaje “viaja” a
través de la red
En la vida real, las 7 capas de funciones del modelo OSI están
normalmente construidas como una combinación de:
1. Sistema Operativo (Windows XP, Win2003, Mac/OS ó Unix)
2. Aplicaciones (navegador, cliente de correo, servidor web)
3. Protocolos de transporte y de red (TCP/IP, IPX/SPX, SNA)
4. Hardware y software que colocan la señal en el cable
conectado al computador (tarjeta de red y driver)

15. OOppeerraacciióónn:: 22ª aapprrooxxiimmaacciióónn
Las capas del modelo OSI reciben un nombre de acuerdo a su
función.
Aplicación
Presentación
Sesión
Transporte
Red
Enlace
Física
Aplicación
Presentación
Sesión
Transporte
Red
Enlace
7
6
5
4
3
2
Al enviar 7
el mensaje
“baja”
6
5
4
3
2
1 Física
1
Al recibir
el mensaje
“sube”
Nodo A Nodo B
RED

16. IImmpplleemmeennttaacciióónn ddee llaass ccaappaass
OOSSII
• Las dos primeras capas (física y enlace)
generalmente se construyen con
hardware y software
– El cable, el conector, la tarjeta de red y el
driver de la tarjeta pertenecen a los niveles 1
y 2
• Los otros cinco niveles se construyen
generalmente con software

17. CCoommuunniiccaacciióónn eennttrree ccaappaass
• Cada capa ofrece un
conjunto de funciones
para la capa superior
y utiliza funciones de
la capa inferior
• Cada capa, en un
nodo, se comunica
con su igual en el otro
nodo
Capa A
Capa B
Capa A
Capa B
NODO 1 NODO 2

18. SSeerrvviicciiooss,, IInntteerrffaacceess yy
PPrroottooccoollooss
• El modelo OSI
distingue entre:
– Servicios
(funciones): Qué
hace la capa
– Interfaces: Cómo las
capas vecinas
pueden solicitar/dar
servicios
– Protocolos: Reglas
para que capas
“pares” se
comuniquen
Capa A
Capa B
Capa A
Capa B
NODO 1 NODO 2

19. Otra forma ddee vveerr llooss pprroottooccoollooss yy
llaass iinntteerrffaacceess
• Otras personas incluyen la “interfaz” y el “protocolo” del
modelo OSI como parte del Protocolo.
• El protocolo provee un servicio de comunicaciones que
elementos (objetos) con un nivel más alto en el modelo
de capas (como los procesos de aplicaciones o
protocolos de más alto nivel) utilizan para intercambiar
mensajes.
• En este caso, cada protocolo define dos interfaces
diferentes
– Una interfaz de servicio hacia otros objetos dentro del mismo
computador que desean utilizar el servicio de comunicaciones
del protocolo. Esta interfaz define las operaciones que los
objetos locales pueden solicitar al protocolo (es la interfaz de
OSI).

20. Otra forma ddee vveerr llooss pprroottooccoollooss yy
llaass iinntteerrffaacceess
Nodo 1
Objeto de
alto nivel
Protocol
Interfaz de
Servicio
Interfaz
Peer-to-peer
Nodo 2
Objeto de
alto nivel
Protocol

21. MMááss ssoobbrree pprroottooccoollooss
• Excepto en la capa física, la comunicación entre
pares es indirecta.
– Cada protocolo se comunica con su “par” pasando los
mensajes a otro protocolo de una capa inferior.
• Hay que recordar que la palabra protocolo se
usa en dos sentidos:
– Algunas veces hace referencia a la abstracción de las
interfaces (operaciones definidas por la interfaz de
servicio y la interfaz entre pares)
– Otras veces se refiere al módulo –programa- que
implementa en la realidad las dos interfaces.

22. OOppeerraacciióónn:: 33ª aapprrooxxiimmaacciióónn
Nodo A Nodo B
Aplicación
Presentación
Sesión
Transporte
Red
Enlace
Física
Aplicación
Presentación
Sesión
Transporte
Red
Enlace
Física
Unidades de Información
Header 4 DATOS
DATOS
DATOS
RED
DATOS
Header 3
Header 2
Puede contener
encabezados de
las capas 5, 6 y 7
Mensaje
Paquete
Frame
bits

23. EEnnccaappssuullaacciióónn
• Cuando un protocolo de una capa superior envía datos a
su par en otro nodo, los entrega al protocolo de la capa
inferior.
– El protocolo de la capa inferior no sabe si el protocolo de nivel
superior envía una imagen, un correo o una secuencia
numérica.
• Luego el protocolo del nivel inferior, para crear su
mensaje, agrega una información de control (header)
que es utilizada entre pares para comunicarse entre
ellos.
– Esta información de control generalmente es colocada al iniciar
el mensaje. En algunos casos se anexa información de control
al final del mensaje y la llaman trailer.
• A los datos entregados por el protocolo de la capa
superior, dentro del mensaje, se le llama cuerpo del
mensaje o payload.

24. MMuullttiipplleexxaammiieennttoo yy
ddeemmuullttiipplleexxaammiieennttoo
• En de cada una de las capas de un modelo de
comunicaciones se pueden alojar varios procolos.
• Por esto razón, dentro del header que agrega un
protocolo al construir el mensaje para su par, ubicado en
otro nodo, debe incluir un identificador para indicar a qué
protocolo o servicio de la capa superior le pertenece el
“payload”.
– Este identificador es conocido como llave de multiplexación
(demux key)
• Cuando el mensaje llega al nodo destino, el protocolo
que lo recibe debe retirar el header, mirar la llave de
multiplexación y entregar (demultiplexar) la carga útil
(payload) al protocolo o aplicación correctos en la capa
superior.
– En los headers, las llaves de multiplexación se implementan de
diferentes maneras: diferentes tamaños (un byte, dos bytes,
cuatro bytes) o algunos colocan sólo la identificación de la
aplicación destino, otros colocan la aplicación origen y la
destino.

25. OOppeerraacciióónn:: 44ª aapprrooxxiimmaacciióónn ((11))
Usuario en el Nodo A envía el mensaje “Tengo una idea.”
Los datos se encapsulan y se registra
a qué protocolo de la capa superior
le pertenece la carga útil (payload)
Sesión (5)
Transp. (4)
Enlace (2)
Física (1)
Tengo una idea.
Tengo una idea.
Tengo una idea.
Tengo una idea.
H3 H4
Teng H3 o una idea.
H4
H2 H3 H4 Teng T2 H2 H3 o una idea. T2
H2 H3 H4 Teng T2 H2 H3 o una idea. T2
Red (3)

26. OOppeerraacciióónn:: 44ª aapprrooxxiimmaacciióónn ((22))
Usuario en el Nodo B recibe el mensaje “Tengo una idea.”
Para entregar el mensaje al protocolo
correcto, dentro de una capa, se usa
la llave de multiplexación.
Física (1)
H3 H4
Tengo una idea.
Tengo una idea.
Tengo una idea.
Tengo una idea.
H4
Teng H3 o una idea.
H2 H3 H4 Teng T2 H2 H3 o una idea. T2
H2 H3 H4 Teng T2 H2 H3 o una idea. T2
Sesión (5)
Transp. (4)
Red (3)
Enlace (2)

27. LLooss 77 NNiivveelleess ddeell mmooddeelloo OOSSII
Cada nivel (ó capa) tiene unas funciones precisas para resolver
determinados problemas de la comunicación (“divide y vencerás”)
Nivel OSI Función que ofrece
Aplicación
Presentación
Sesión
Transporte
Red
Enlace
Física
Aplicaciones de Red: transferencia de archivos
Formatos y representación de los datos
Establece, mantiene y cierra sesiones
Entrega confiable/no confiable de “mensajes”
Entrega los “paquetes” y hace enrutamiennto
Transfiere “frames”, chequea errores
Transmite datos binarios sobre un medio

28. NNiivveell ddee AApplliiccaacciióónn ((CCaappaa 77))
• La capa de aplicación está cerca al usuario (no
ofrece servicios a otras capas del modelo OSI)
– Es el nivel más alto en la arquitectura OSI
– Define la interfaz entre el software de
comunicaciones y cualquier aplicación que necesite
comunicarse a través de la red.
– Las otras capas existen para prestar servicios a esta
capa
– Las aplicaciones están compuestas por procesos.
– Un proceso de aplicación se manifiesta en la capa de
aplicaciones como la ejecución de un protocolo de
aplicación.

29. NNiivveell ddee PPrreesseennttaacciióónn ((CCaappaa 66))
• Define el formato de los datos que se
intercambiarán
– Asegura que la información enviada por la
capa de aplicación de un nodo sea entendida
por la capa de aplicación del otro nodo
– Si es necesario, transforma a un formato de
representación común
– Negocia la sintáxis de transferencia de datos
para la capa de aplicación (estructura de
datos)
– Ejemplo: formato GIF, JPEG ó PNG para
imágenes.

30. NNiivveell ddee SSeessiióónn ((CCaappaa 5))
• Define cómo iniciar, coordinar y terminar las
conversaciones entre aplicaciones (llamadas
sesiones).
– Administra el intercambio de datos y sincroniza el
diálogo entre niveles de presentación (capa 6) de
cada sistema
– Ofrece las herramientas para que la capa de
aplicación, la de presentación y la de sesión reporten
sus problemas y los recursos disponibles para la
comunicación (control del diálogo –sesión- entre
aplicaciones)
– Lleva control de qué flujos forman parte de la misma
sesión y qué flujos deben terminar correctamente

31. NNiivveell ddee TTrraannssppoorrttee ((CCaappaa 44))
• Proporciona un número amplio de servicios.
Asegura la entrega de los datos entre
procesos que han establecido una sesión y
que se ejecutan en diferentes nodos
– Evita que las capas superiores se preocupen por
los detalles del transporte de los datos hasta el
proceso correcto
– Hace multiplexamiento para las aplicaciones
• ¿cuál es la aplicación/servicio destino/origen?
– Segmenta bloques grandes de datos antes de
transmitirlos (y los reensambla en le nodo destino)
– Asegura la transmisión confiable de los mensajes
– No deja que falten ni sobren partes de los
mensajes trasmitidos (si es necesario, hace
retransmisión de mensajes)

32. NNiivveell ddee RReedd ((CCaappaa 33))
• Entrega los paquetes de datos a la red correcta,
al nodo correcto, buscando el mejor camino (es
decir, permite el intercambio de paquetes).
– Evita que las capas superiores se preocupen por los
detalles de cómo los paquetes alcanzan el nodo
destino correcto
– En esta capa se define la dirección lógica de los
nodos
– Esta capa es la encargada de hacer el enrutamiento
y el direccionamiento
• Enrutamiento: ¿cuál es el mejor camino para llegar a la red
destino?
• Direccionamiento: ¿cuál es el nodo destino?

33. NNiivveell ddee EEnnllaaccee ((CCaappaa 22))
• Inicia, mantiene y libera los enlaces de
datos entre dos nodos.
• Hace transmisión confiable (sin errores)
de los datos sobre un medio físico (un
enlace)
– Define la dirección física de los nodos
– Construye los “frames”
– También debe involucrarse con el orden en
que lleguen los frames, notificación de errores
físicos, reglas de uso del medio físico y el
control del flujo en el medio.
– Es diferente de acuerdo a la topología de red

34. NNiivveell FFííssiiccoo ((CCaappaa 11))
• Define las características mecánicas,
eléctricas y funcionales para establecer,
mantener, repetir, amplificar y desactivar
conexiones físicas entre nodos
– Acepta un “chorro” de bits y los transporta a
través de un medio físico (un enlace)
– Nivel de voltaje, sincronización de cambios de
voltaje, frecuencia de transmisión, distancias
de los cables, conectores físicos y asuntos
similares son especificados en esta capa.

35. AArrqquuiitteeccttuurraa OOSSII
End system End system
Intermediate systems
Uno o más nodos
dentro de la Red
Aplicación
Presentación
Sesión
Transporte
Red
Enlace
Física
Red
Enlace
Física
Aplicación
Presentación
Sesión
Transporte
Red
Enlace
Física
Red
Enlace
Física

36. PPeerrssppeeccttiivvaass ddeell mmooddeelloo OOSSII
• El modelo OSI permite trabajar con la
complejidad de los sistemas de
comunicación de datos
• Las implementaciones de arquitecturas de
red reales no cumplen (o lo hacen
parcialmente) con el Modelo OSI:
– TCP/IP, SNA, Novell Netware, DECnet,
AppleTalk, etc.

37. PPeerrssppeeccttiivvaass ddeell mmooddeelloo OOSSII
• Se intentó construir una implementación del
modelo OSI
– A finales de los 80, el gobierno de EEUU quiso
establecer GOSIP (Government Open Systems
Interconnect Profile) como algo obligatorio. NO
funcionó. Perdió vigencia en 1995
• ¿Qué sucederá con OSI?
– Los protocolos de la implementación OSI
desarrollada son demasiado complejos y tienen fallas
– Están implementados de manera muy regular
– Sin embargo, TCP/IP sigue mejorando
continuamente
• El modelo OSI sigue siendo un modelo

38. ¿QQuuéé eess TTCCPP//IIPP??
• El nombre “TCP/IP” se refiere a una suite
de protocolos de datos.
– Una colección de protocolos de datos que
permite que los computadores se
comuniquen.
• El nombre viene de dos de los protocolos
que lo conforman:
– Transmission Control Protocol (TCP)
– Internet Protocol (IP)
• Hay muchos otros protocolos en la suite

39. TTCCPP//IIPP ee IInntteerrnneett
• TCP/IP son los protocolos fundamentales
de Internet (Aunque se utilizan para
Intranets y Extranets)
• Stanford University y Bold, Beranek and
Newman (BBN) presentaron TCP/IP a
comienzos de los 70 para una red de
conmutación de paquetes (ARPANet).
• La arquitectura de TCP/IP ahora es
definida por la Internet Engineering Task
Force (IETF)

40. ¿PPoorr qquuéé eess ppooppuullaarr TTCCPP//IIPP??
• Los estándares de los protocolos son
abiertos: interconecta equipos de
diferentes fabricantes sin problema.
• Independiente del medio de transmisión
físico.
• Un esquema de direccionamiento amplio
y común.
• Protocolos de alto nivel estandarizados
(¡muchos servicios!)

41. ““EEssttáánnddaarreess”” ddee TTCCPP//IIPP
• Para garantizar que TCP/IP sea un
protocolo abierto los estándares deben
ser públicamente conocidos.
• La mayor parte de la información sobre
los protocolos de TCP/IP está publicada
en unos documentos llamados Request
for Comments (RFC’s) - Hay otros dos
tipos de documentos: Military Standards
(MIL STD), Internet Engineering Notes
(IEN) -.

42. Arquitectura ddee TTCCPP//IIPP ((ccuuaattrroo
ccaappaass))
No hay un acuerdo sobre como representar la jerarquía de los
protocolos de TCP/IP con un modelo de capas (utilizan de tres
a cinco).
Aplicación
Presentación
Aplicación
Sesión
Transporte
Internet
Acceso de
Red
Enlace
Física
Red
Aplicaciones y procesos que usan la red
Servicios de entrega de datos entre nodos
Define el datagrama y maneja el enrutamiento
Rutinas para acceder el medio físico

43. PPiillaa ddee pprroottooccoollooss ddee IInntteerrnneett ((cciinnccoo
ccaappaass))
• aplicación: soporta las
aplicaciones de la red
– FTP, SMTP, HTTP
• transporte: transferencia de
datos host to host
– TCP, UDP
• red: enrutamiento de
datagramas desde la fuente al
destino
– IP, protocolos de enrutamiento
• enlace: transferencia de datos
entre elementos de red vecinos
– PPP, Ethernet
aplicación
transporte
red
enlace
física

44. CCaappaass:: ccoommuunniiccaacciióónn llóóggiiccaa
aplicación
transporte
red
enlace
física
aplicación
transporte
red
enlace
física aplicación
transporte
red
enlace
física
aplicación
transporte
red
enlace
física
red
enlace
física
Cada capa:
• distribuida
• Las
“entidades”
implementan
las funciones
de cada capa
en cada nodo
• las entidades
realizan
acciones, e
intercambian
mensajes con

45. CCaappaass:: ccoommuunniiccaacciióónn llóóggiiccaa
aplicación
transporte
red
enlace
física
aplicación
transporte
red
enlace
física aplicación
transporte
red
enlace
física
aplicación
transporte
red
enlace
física
red
enlace
física
datos
datos
Transporte
• toma datos de la
aplicación
• agrega
direccionamiento,
agrega información
de chequeo de
confiabilidad para
formar el
“datagrama”
• envía el datagrama
al otro nodo
• espera el acuse de
recibo (ack) del otro
nodo
• analogía: la oficina
postal
datos
transporte
ack

46. CCaappaass:: ccoommuunniiccaacciióónn ffííssiiccaa
aplicación
transporte
red
enlace
física
aplicación
transporte
red
enlace
física
aplicación
transporte
red
enlace
física
aplicación
transporte
red
enlace
física
red
enlace
física
datos
datos

47. EEnnccaappssuullaacciióónn ddee ddaattooss
Capa de aplicación
Capa de transporte
Capa Internet
Capa de Acceso de Red
• Cada capa de la pila
TCP/IP adiciona
información de control
(un “header”) para
asegurar la entrega
correcta de los datos.
• Cuando se recibe, la
información de control
se retira.
DATOS
Header DATOS
Header Header DATOS
Header Header Header DATOS

48. CCaappaass ddee llooss pprroottooccllooss yy llooss
ddaattooss
Cada capa toma los datos de la capa superior
• agrega información de control (header) y crea
una nueva unidad de datos
• pasa esta nueva unidad a la capa inferior
origen destino
aplicación
transporte
red
enlace
física
aplicación
transporte
red
enlace
física
M
M
M
M
Ht
HnHt
Hl HnHt
M
M
M
M
Ht
HnHt
Hl HnHt
mensaje
segmento
datagrama
frame

49. Ubicación de llooss pprroottooccoollooss ddee TTCCPP//IIPP eenn
eell MMooddeelloo
ddee RReeffeerreenncciiaa OOSSII ((OOppeenn SSyysstteemmss
IInntteerrccoonnnneeccttiioonn))
Llegó
EL MODEM ESTÁ
EN LA CAPA Modem
1
Solicitud
DNS Red del
Campus
AQUÍ ESTÁ LA
TARJETA DE RED
Y EL DRIVER

50. Representación aalltteerrnnaattiivvaa ddee llaa
AArrqquuiitteeccttuurraa ddee IInntteerrnneett
• Diseño en forma de clepsidra (reloj de arena)
• Aplicación vs. Protocolo de Aplicación (FTP,
HTTP)
FTP HTTP SNMP TFTP
TCP UDP
…
IP
RED1 RED2 REDn

51. Otras representaciones ddee llaa
aarrqquuiitteeccttuurraa ddee IInntteerrnneett
Aplicación
TCP UDP
IP
Network
Aplicaciones
Aplicaciones
ASCII
NVTs binarias
TCP y UDP
IP
Topología de red