Para poder lograr que múltiples dispositivos puedan comunicarse entre sí de manera confiable, es esencial contar con estándares. Si bien no debería ser demasiado difícil hacer un estándar, de manera realista, necesita más que eso. Para tener múltiples estándares que puedan funcionar juntos, es importante tener un marco bien entendido para que los estándares específicos puedan cumplir roles vitales.
El modelo OSI es un marco que describe un conjunto de siete capas de comunicación necesarias para que las aplicaciones puedan comunicarse con otros dispositivos a través de una conexión de red. Fundamentalmente, este modelo no se basa en ningún estándar, lo que significa que no necesariamente envejece ni necesita ser reemplazado a medida que los protocolos se vuelven obsoletos.
A pesar de esto, se han publicado otros modelos que tienen variaciones sobre el mismo tema, algunos de los cuales están integrados esencialmente, de manera extraoficial, en el modelo OSI. Varios de los otros modelos simplifican algunas de las capas de una manera que refleja mejor los protocolos utilizados actualmente, como TCP/IP.
Las capas se dividen en dos grupos: las capas multimedia y de host. Las capas de medios se relacionan con la transmisión real de datos a través de una conexión al destino. Las capas de host se relacionan con los datos que deben transmitirse y cómo formatearlos. Las capas de medios son física, enlace de datos y red. Las capas de host son Transporte, Sesión, Presentación y Aplicación. Las capas están numeradas del uno al siete, respectivamente. Cada capa solo interactúa directamente con la capa debajo de ella mientras proporciona facilidades para que la capa superior interactúe.
Capa 1: capa física
La capa física es responsable de la transmisión y recepción de datos entre dos dispositivos. Convierte los bits digitales que componen los datos en las señales utilizadas por el respectivo medio de transporte. No existe un medio específico, por lo que se pueden utilizar señales eléctricas, ópticas o de radio. Teóricamente, ni siquiera se limita a eso: se podría usar audio, banderas o cualquier otro método de transferencia de datos.
Depende de protocolos específicos definir las características exactas de lo que constituye un 1 o 0 binario en la capa física. También depende de protocolos particulares determinar el medio de transferencia. Para los conectores físicos, esto puede incluir el número, la posición y la forma de los pines eléctricos y cómo se conectan de un dispositivo a otro. Ejemplos de protocolos que cubren la capa física son Bluetooth, Ethernet y USB.
Capa 2: Capa de enlace de datos
La capa de enlace de datos proporciona una estructura para dos dispositivos conectados directamente. Estos dispositivos estarán en la misma red y dominio de colisión. El factor de dominio de colisión significa que esta capa es decodificada y utilizada por los conmutadores de red, pero no por los concentradores de red. Está diseñado para establecer y terminar conexiones entre dos dispositivos conectados y para detectar y, cuando sea posible, corregir errores en la capa física.
Esta capa se ha descrito como dos subcapas en el modelo IEEE 802. Las capas de control de acceso al medio (MAC) y control de enlace lógico (LLC). La capa MAC es responsable de controlar cómo los dispositivos obtienen acceso a un medio de transmisión y permiso para transmitir datos. La capa LLC encapsula los protocolos de la capa de red y proporciona verificación de errores y orden de tramas.
Ethernet, Wi-Fi y Bluetooth son ejemplos de protocolos que cubren la capa de enlace de datos. La dirección MAC de las interfaces de red de su computadora está asociada con la capa de enlace de datos.
Capa 3: Capa de red
La capa de red proporciona funcionalidad para transmitir paquetes entre redes. La capa de red proporciona una dirección de destino para un paquete de red. Aún así, no define cómo llegar allí, dejándolo en manos de la red. Una dirección IP es un ejemplo de una dirección de capa de red. No se garantiza que la entrega de mensajes sea confiable en la capa de red. Sin embargo, los protocolos de la capa de red pueden implementar métodos para la entrega confiable de mensajes.
Capa 4: Capa de Transporte
La capa de transporte crea la secuencia de datos real que se va a transmitir. Construye datos en formatos que le permiten caber dentro de la Unidad de transmisión máxima (MTU) de un enlace de conexión. La MTU es el número máximo de bytes de un paquete, incluidos todos los encabezados. Si un paquete es demasiado grande, lo segmenta en varios paquetes para transmitirlos en secuencia.
La capa de transporte puede controlar opcionalmente la confiabilidad de un enlace entre el origen y el destino a través del enlace completo como si fuera una única conexión directa. Algunos protocolos de transporte, como UDP, no aplican métodos de confiabilidad. Por el contrario, otros como TCP tienen la funcionalidad de detectar errores y retransmitir paquetes perdidos.
Capas 5, 6 y 7: capas de sesión, presentación y aplicación
Las capas 5, 6 y 7 generalmente se agrupan en modelos de comunicación más modernos y se unen en el conjunto de protocolos de Internet como la capa de "aplicación". En el modelo OSI, la capa de sesión configura, controla y desarma las conexiones entre dos o más computadoras, lo que se corresponde aproximadamente con los procesos de autenticación.
La capa de presentación encapsula y desencapsula datos. Esto puede ser tan simple como dar formato a los datos como XML, pero también incluir el cifrado/descifrado con TLS. La capa de aplicación se refiere a las aplicaciones reales y al tráfico de red que generan, como HTTP y FTP.
Conclusión
El modelo OSI es un modelo conceptual que describe un marco estándar de sistemas de telecomunicaciones. No se basa específicamente en ningún protocolo que lo ayude a evitar la obsolescencia. A medida que se han desarrollado nuevos protocolos, algunas de las capas que define se han agrupado en modelos más modernos.
Esto es particularmente notable para las capas 5, 6 y 7, que generalmente son difíciles de distinguir y definir con el software moderno. Otras capas son más fáciles de explicar, pero algunos protocolos no necesariamente encajan perfectamente en una categoría. Si bien no es perfecto, el modelo OSI ayuda a comprender la complejidad y las capas de protocolos y sistemas en las comunicaciones de Internet.