miniatura|400px|Comunicación no modelo OSI (exemplo coas capas 3 a 5) O modelo OSI (Open Systems Interconnection), ou Interconexión de Sistemas Abertos, é un conxunto de estándares ISO (segundo a ISO/IEC 7498-1) relativo á interconexión dos sistemas de comunicacións publicado en 1980. Un sistema aberto é un sistema que non depende dunha arquitectura específica propietaria. Este estándar tamén é coñecido por capas OSI.
Propósito Para facilitar o proceso de estandarización e obter interconectividade entre máquinas de diferentes fabricantes ou marcas, a Organización Internacional para a Estandarización aprobou, no inicio dos anos 80, un modelo de referencia para permitir a comunicación entre máquinas heteroxéneas, denominado OSI (Open Systems Interconnection). Ese modelo serve de base para calquera tipo de rede, sexa de curta, media ou longa distancia.
Seguindo o esquema deste modelo creáronse numerosos protocolos. A chegada de protocolos máis flexibles onde as capas non están tan desmarcadas e a correspondencia cos niveis non era tan clara puxo a este esquema nun segundo plano. Con todo úsase no ensino como unha maneira de mostrar como pode estruturarse unha "pila" de protocolos de comunicacións.
O modelo especifica o protocolo que debe usarse en cada capa, e adoita falarse de modelo de referencia xa que se usa como unha gran ferramenta para o ensino de comunicación de redes.
Trátase dunha normativa estandarizada útil debido á existencia de moitas tecnoloxías, fabricantes e compañías dentro do mundo das comunicacións, e ó estar en continua expansión, tivo que crearse un método para que todos puidesen entenderse dalgún modo, mesmo cando as tecnoloxías non coincidisen. Deste xeito, non importa a localización xeográfica ou a linguaxe utilizada. Todo o mundo debe aterse a unhas normas mínimas para poder comunicarse entre si. Isto é sobre todo importante cando falamos da rede de redes, é dicir, Internet.
Este modelo está dividido en sete capas:
Descrición das capas
Capa física Esta capa está directamente ligada ó equipo físico de cable ou outra canle de comunicación. É a que comunica directamente co controlador do interface de rede. Ocúpase, polo tanto, de permitir unha comunicación bastante simple e fiable, na maioría dos casos cun control de erros básico. As súas funcións principais poden resumirse en:
Definir as características eléctricas e mecánicas do medio, taxa de transferencia dos bits, voltaxe etc. Transmitir o fluxo de bits a través do medio físico. Control do aceso ó medio. Control lóxico de ligazón. Confirmación e retransmisión de tramas. Control da cantidade e velocidade de transmisión das informacións pola rede. Garantir a conexión (aínda que non a fiabilidade desa conexión).
Capa de ligazón de datos Esta capa tamén se designa por capa de ligazón de datos. Prové dunha ligazón confiábel entre dous nodos directamente conectados, detectando e corrixindo, na medida do posíbel, os erros que se puidesen producir na capa física, establecendo un protocolo de comunicación entre sistemas conectados directamente. O enderezo é físico, embutido na interface de rede.
Exemplo de protocolos de ligazón WAN: PPP, X.25. Exemplo de protocolos de ligazón LAN: Ethernet, Token ring. Funciona en ambientes TCP/IP
Capa de rede Encárgase de identificar o enrutamento existente entre unha ou máis redes. As unidades de información denomínanse paquetes, e pódense clasificar en protocolos enrutables e protocolos de enrutamento.
Enrutables: viaxan cos paquetes (IP, IPX, APPLETALK) Enrutamento: permiten seleccionar as rutas (RIP, IGRP, EIGRP, OSPF, BGP)
O obxectivo da capa de rede é facer que os datos cheguen desde a orixe ó destino, aínda cando ambos non estean conectados directamente. A capa de rede é responsábel do enderezo dos paquetes, convertendo enderezos lóxicos en enderezos físicos, de forma que os paquetes consigan chegar correctamente ó destino. Esta capa tamén determina a ruta que os paquetes seguirán para acadar o destino, baseada en factores como condicións do tráfico da rede e prioridades. Esa capa é usada cando a rede posúe máis dun segmento e, con iso, hai máis dun camiño para un paquete de datos dende a orixe ata o destino.
Os dispositivos que facilitan tal tarefa denomínanse encamiñadores ou enrutadores, aínda que é máis frecuente atopalo co nome en inglés routers. Os routers traballan nesta capa, aínda que poden actuar como switch de nivel 2 en determinados casos, dependendo da función que se lle asigne. Os firewalls actúan sobre esta capa principalmente, para descartar direccións de máquinas.
Neste nivel realízase o direccionamento lóxico e a determinación da ruta dos datos até o seu receptor final.
As funcións desta capa son as seguintes: Enrutamento. Encamiñamento. Enderezo. Interconexión de redes. Tratamento de erros. Control de conxestións. Secuenciamento (orde en secuencia) dos paquetes.
Os protocolos utilizados na capa de rede que levan datos do usuario son: Versión 4 do Protocolo de Internet (IPv4). Versión 6 do Protocolo de Internet (IPv6). Intercambio Novell de paquetes de internetwork (IPX). AppleTalk. Servizo de rede sen conexión (CLNS/DECNet).
Capa de transporte Capa encargada de efectuar o transporte dos datos (que se atopan dentro do paquete) da máquina orixe á de destino, independizándoo do tipo de rede física que se estea a utilizar. A PDU da capa 4 chámase segmento ou datagrama, dependendo de se corresponde a TCP ou UDP.
No emisor, a capa de transporte é responsable de dividir os datos enviados pola capa de sesión en paquetes que serán transmitidos pola rede, é dicir, xestionados pola capa de rede. No receptor, a capa de transporte é responsable de unir os paquetes recibidos da capa de rede e xerar o dato orixinal para envialo á capa de sesión.
Todo isto inclúe ter un control de fluxo (colocar os paquetes recibidos en orde, en caso de que chegaran fóra de orde) e corrección de erros, tipicamente enviando ó transmisor unha confirmación de recibo (acknowledge), informando que o paquete foi recibido con éxito.
A capa de transporte separa as capas de nivel de aplicación (capas 5 a 7) das capas inferiores (capas de 1 a 3). As capas 1 a 3 ocúpanse da maneira con que os datos serán transmitidos pola rede. As capas de 5 a 7 ocúpanse dos datos contidos nos paquetes de datos, para seren enviados ou recibidos pola aplicación responsable. A capa 4, transporte, fai a ligazón entre eses dous grupos.
Os seus protocolos son o TCP e o UDP; o primeiro orientado a conexión e o outro sen conexión. Traballan, polo tanto, con portos lóxicos e xunto coa capa rede dan forma ós coñecidos como Sockets IP:Porto (exemplo de socket: 191.16.200.54:80).
O obxectivo final da capa de transporte é proporcionar un servizo eficiente, confiable e de baixo custo ós seus usuarios, normalmente entidades da capa de sesión.
Capa de sesión Esta capa é a que se encarga de manter e controlar a ligazón establecida entre dous computadores que están a transmitir datos de calquera índole. Polo tanto, o servizo provisto por esta capa é a capacidade de asegurar que, dada unha sesión establecida entre dúas máquinas, a mesma poderase efectuar para as operacións definidas de principio a fin, renovándoas en caso de interrupción. En moitos casos, os servizos da capa de sesión son parcial ou totalmente prescindibles.
Pon a disposición servizos como puntos de control periódicos a partir dos cales a comunicación pode ser restablecida en caso de avaría na rede.
Capa de presentación O obxectivo é encargarse da representación da información, de maneira que aínda que distintos equipos poidan ter diferentes representacións internas de caracteres os datos cheguen de maneira recoñecible.
Esta capa é a primeira en traballar máis o contido da comunicación que como se establece a mesma. Nela trátanse aspectos tales como a semántica e a sintaxe dos datos transmitidos, xa que distintas computadoras poden ter diferentes formas de manexalas.
Esta capa tamén permite cifrar os datos e comprimilos. Polo tanto, podería dicirse que esta capa actúa como un tradutor, por iso ás veces é chamada capa de tradución.
Grazas a esta capa computadores con arquitectura de hardware e SOs diferentes poden comunicarse.
Capa de aplicación A capa de aplicación ofrece ás aplicacións a posibilidade de acceder ós servizos das demais capas e define os protocolos que utilizan as aplicacións para intercambiar datos, como correo electrónico (POP e SMTP), xestores de bases de datos e servidor de ficheiros (FTP) etc. Hai tantos protocolos como aplicacións distintas e posto que continuamente se desenvolven novas aplicacións, o número de protocolos medra sen parar.
Cabe aclarar que o usuario normalmente non interactúa directamente co nivel de aplicación, adoita interactuar con programas que á súa vez interactúan co nivel de aplicación pero ocultando a complexidade subxacente.
Unidades de datos O intercambio de información entre dúas capas OSI consiste en que cada capa no sistema fonte agrégalle información de control ós datos, e cada capa no sistema de destino analiza e quita a información de control dos datos que recibe como segue:
Se un computador (A) desexa enviar datos a outro (B), en primeiro termo os datos deben empaquetarse a través dun proceso denominado encapsulamento, é dicir, a medida que os datos se desprazan a través das capas do modelo OSI, reciben encabezados, información final e outros tipos de información.
dereita|250px
N-PDU (Unidade de datos de protocolo) É a información intercambiada entre entidades pares, é dicir, dúas entidades pertencentes á mesma capa pero en dous sistemas diferentes, utilizando unha conexión (N-1). Está composta por: N-SDU (Unidade de datos do servizo) Son os datos que necesitan as entidades (N) para realizar funcións do servizo pedido pola entidade (N+1). N-PCI (Información de control do protocolo) Información intercambiada entre entidades (N) utilizando unha conexión (N-1) para coordinar a súa operación conxunta.
N-IDU (Unidade de datos de interface) É a información transferida entre dous niveis adxacentes, é dicir, dúas capas contiguas. Está composta por: N-ICI (Información de control do interface) Información intercambiada entre unha entidade (N+1) e unha entidade (N) para coordinar a súa operación conxunta.
Datos de Interface-(N) Información transferida entre unha entidade-(N+1) e unha entidade-(N) e que normalmente coincide coa (N+1)-PDU.
Transmisión dos datos miniatura|250px|Transferencia de información no modelo OSI.
A capa de aplicación recibe a mensaxe do usuario e engádelle unha cabeceira constituíndo así a PDU da capa de aplicación. A PDU transfírese á capa de aplicación do nodo destino, este elimina a cabeceira e entrega a mensaxe ó usuario.
Para iso foi necesario todo este proceso: Entregar a PDU á capa de presentación para iso hai que engadirlle a correspondente cabeceira ICI e transformala así nunha IDU, a cal se transmite á devandita capa. A capa de presentación recibe a IDU, quítalle a cabeceira e extrae a información, é dicir, a SDU, a esta engádelle a súa propia cabeceira (PCI) constituíndo así a PDU da capa de presentación. Esta PDU é transferida á súa vez á capa de sesión mediante o mesmo proceso, repetíndose así para todas as capas. Ó chegar ó nivel físico envíanse os datos que son recibidos pola capa física do receptor. Cada capa do receptor ocúpase de extraer a cabeceira, que anteriormente engadira a súa capa homóloga, interpretala e entregar a PDU á capa superior. Finalmente, chegará á capa de aplicación, a cal entregará a mensaxe ó usuario.
Formato dos datos Outros datos reciben unha serie de nomes e formatos específicos en función da capa na que se atopen, debido a como se describiu anteriormente a adhesión dunha serie de encabezados e información final.
Os formatos de información son os que mostra o gráfico:
center
APDU Unidade de datos en capa de aplicación (capa 7).