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🌐 MODELO OSI - FUNDAMENTOS DE RED

El Modelo OSI (Open Systems Interconnection) es un estándar conceptual que divide el proceso de comunicación de redes en 7 capas. Este modelo facilita la comprensión y la interoperabilidad entre diferentes sistemas y tecnologías de red.

• 📡 Capa 1: Física
• 🔗 Capa 2: Enlace de Datos
• 🌐 Capa 3: Red
• 🧩 Capa 4: Transporte
• 🔐 Capa 5: Sesión
• 🎨 Capa 6: Presentación
• 📁 Capa 7: Aplicación

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🧩 Capa 7: Aplicación

Es la capa más cercana al usuario. Gestiona las aplicaciones que interactúan con la red y proporcionan servicios como navegación web, correo electrónico o transferencia de archivos.

📌 Puntos importantes

• Facilita el acceso a servicios como web, correo y archivos.
• Proporciona la interfaz entre el usuario y la red.
• Gestiona protocolos diseñados para aplicaciones.

🧪 Protocolos relacionados

Protocolo	Función	Ejemplo de Uso
HTTP/HTTPS	Acceso a páginas web.	Ingresar a www.google.com
SMTP	Envío de correos.	Enviar email con Outlook
DNS	Resolución de nombres.	Traducir www.google.com
FTP	Transferencia de archivos.	Subir archivos al servidor

🔍 Funcionamiento

Actúa como puente entre las aplicaciones del usuario y los servicios de red. Traduce las solicitudes del usuario a comandos entendibles para la red.

Ejemplo: al enviar un correo electrónico, la aplicación cliente usa SMTP para enviar el mensaje correctamente al servidor destino.

🧠 Ejemplo práctico

1. Escribes www.google.com en el navegador.
2. HTTP solicita la página al servidor de Google.
3. DNS traduce www.google.com a una IP.
4. El servidor devuelve la web al navegador.

💻 Comandos útiles

⭐ Importancia de la Capa 7

Sin esta capa no podríamos usar correo, navegación, videollamadas o servicios web. Es esencial para que las aplicaciones comuniquen con la red de forma efectiva.

❓ Pregunta de reflexión

¿Qué protocolo usarías para enviar correos electrónicos?
✅ SMTP

¿Qué protocolo para traducir un dominio?
✅ DNS

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🧩 Capa 6: Presentación

Se encarga de garantizar que los datos enviados por una aplicación sean comprendidos e interpretados correctamente en el destino. También aplica funciones de seguridad, compresión y formato.

🧩 Capa 6: Presentación

La Capa 6 del modelo OSI se encarga de garantizar que los datos enviados por una aplicación sean entendidos correctamente en el destino. También asegura que estén protegidos y optimizados para la transmisión.

📌 Puntos importantes

• Traduce los datos a formatos estándar entre dispositivos.
• Realiza compresión para optimizar el ancho de banda.
• Aplica encriptación para proteger la comunicación.

🧪 Protocolos y formatos relacionados

Protocolo/Formato	Función	Ejemplo de Uso
SSL/TLS	Encriptación de datos para seguridad.	Conexión segura en HTTPS
JPEG/PNG	Formato y compresión de imágenes.	Imágenes web optimizadas
MPEG	Compresión de audio/video.	Streaming en YouTube

🔍 Funcionamiento

Actúa como traductor y protector de datos. Se asegura que los datos sean comprimidos, convertidos y encriptados antes de viajar por la red, y que puedan ser interpretados en el destino.

🧠 Ejemplo práctico

1. Accedes a https://banco.com
2. El navegador usa TLS para encriptar usuario y contraseña.
3. El servidor desencripta y procesa la solicitud.
4. Envía imágenes comprimidas (JPEG/PNG) para carga rápida.

💻 Comandos útiles

⭐ Importancia de la Capa 6

Es vital para la interoperabilidad entre sistemas, eficiencia en la transmisión y seguridad de los datos. Sin esta capa, los datos podrían no entenderse correctamente o ser interceptados.

❓ Pregunta de reflexión

¿Qué protocolo de la Capa 6 asegura que la conexión con un sitio web sea segura?
✅ TLS

🧩 Capa 5: Sesión

La Capa 5 del modelo OSI se encarga de establecer, administrar y finalizar sesiones de comunicación entre dispositivos. Asegura que las conexiones permanezcan sincronizadas durante la transmisión de datos.

📌 Puntos importantes

• Gestiona sesiones activas entre dispositivos.
• Usa puntos de control para reanudar sesiones si se interrumpen.
• Finaliza sesiones y libera recursos al terminar la conexión.

🧪 Protocolos relacionados

Protocolo	Función	Ejemplo de Uso
NetBIOS	Compartición de archivos e impresoras.	Red de oficina
RPC	Ejecución remota de funciones.	Acceso remoto a base de datos

🔍 Funcionamiento

Actúa como coordinador de comunicación, manteniendo las sesiones activas y sincronizadas. Además, permite recuperar sesiones desde puntos de control ante desconexiones.

🧠 Ejemplo práctico

1. Inicias una videollamada por Zoom.
2. Se establece una sesión establecida entre tu equipo y el servidor.
3. La capa 5 sincroniza la transmisión de audio y video.
4. Si te desconectas brevemente, la sesión puede reanudarse.
5. Al terminar, se cierran las sesiones y se liberan los recursos.

💻 Comandos útiles

⭐ Importancia de la Capa 5

Fundamental para servicios interactivos como videollamadas, juegos online o acceso remoto a recursos. Sin esta capa, no se podrían mantener conexiones confiables y fluidas.

❓ Pregunta de reflexión

¿Qué protocolo usarías para compartir archivos o impresoras en red?
✅ NetBIOS

🧩 Capa 4: Transporte

La Capa 4 del modelo OSI asegura la entrega eficiente de datos entre dispositivos. Esta capa es responsable de segmentar, gestionar errores y elegir el protocolo adecuado según la necesidad: TCP (confiable) o UDP (rápido).

📌 Puntos importantes

• Segmenta los datos para una entrega ordenada.
• Permite control de errores, confirmaciones y retransmisiones.
• Elige entre confiabilidad (TCP) o velocidad (UDP) según el caso.

🧪 Protocolos relacionados

Protocolo	Función	Ejemplo de Uso
TCP	Transporte confiable y ordenado.	Descargar archivos
UDP	Transporte rápido, sin garantías.	Streaming, videollamadas

🔍 Funcionamiento

La Capa 4 divide los datos en segmentos antes de enviarlos por la red. Cada protocolo tiene su método de operación:

• TCP: Envía datos con verificación, orden y corrección de errores.
• UDP: Envía datos de forma más veloz, sin garantías de recepción o integridad.

⚖️ Comparación TCP vs UDP

Característica	TCP	UDP
Confiabilidad	Alta	Baja
Velocidad	Más lenta	Más rápida
Uso típico	Archivos, correos	Video, juegos

🧠 Ejemplo práctico

1. 📥 Descarga de archivo: se usa TCP para asegurar integridad y orden.
2. 📹 Videollamada: se usa UDP para priorizar velocidad con posible pérdida de paquetes.

💻 Comandos útiles

⭐ Importancia de la Capa 4

Fundamental para el flujo correcto de datos. Determina si se privilegia confiabilidad (TCP) o rapidez (UDP), afectando directamente la experiencia del usuario según el tipo de servicio utilizado.

❓ Pregunta de reflexión

¿Qué protocolo usarías para una videollamada?
✅ UDP

🌐 Capa 3: Red

La Capa 3 del modelo OSI se encarga del direccionamiento lógico y del enrutamiento de datos entre diferentes redes, permitiendo la comunicación eficiente entre dispositivos que no se encuentran en la misma red local.

📌 Puntos importantes

• Usa direcciones lógicas, como las direcciones IP, para identificar dispositivos en la red.
• Determina la mejor ruta para que los datos lleguen a su destino mediante protocolos de enrutamiento.
• Divide paquetes si la red de destino no soporta su tamaño original.

🧪 Protocolos relacionados

Protocolo	Función	Ejemplo de Uso
IP	Direccionamiento lógico para identificar dispositivos.	Dirección IP como 192.168.1.1
OSPF	Protocolo de enrutamiento dinámico que selecciona la mejor ruta.	Determinar rutas óptimas entre redes
ICMP	Diagnóstico y control de red.	Usado en el comando ping

🔍 Funcionamiento

La Capa 3 encapsula los datos recibidos de la Capa 4 en paquetes, asignándoles direcciones IP de origen y destino. Los routers utilizan esta información para determinar el mejor camino.

• IP de origen: Identifica al dispositivo que envía los datos.
• IP de destino: Identifica al dispositivo receptor.
• Enrutamiento: Proceso de elegir la ruta más eficiente usando protocolos como OSPF.

🧠 Ejemplo práctico

1. 📡 Ejecutas ping 8.8.8.8.
2. 🌐 Se asigna una IP de origen (ej. 192.168.1.10) y una de destino (8.8.8.8).
3. 🛣️ El router determina la mejor ruta usando OSPF y reenvía el paquete.
4. 📬 El paquete viaja a través de varios routers hasta llegar a destino.

💻 Comandos útiles

⭐ Importancia de la Capa 3

La Capa 3 es esencial para conectar redes distintas, como una red local con Internet. Sin ella, los datos no podrían viajar entre dispositivos en diferentes redes.

❓ Pregunta de reflexión

¿Qué protocolo se utiliza para diagnosticar la conectividad en la Capa 3?
✅ ICMP

🔗 Capa 2: Enlace de Datos

La Capa 2 del modelo OSI se encarga de garantizar la comunicación confiable dentro de una red local (LAN). Utiliza direcciones físicas (MAC) para identificar dispositivos y gestionar la transferencia de datos entre ellos.

📌 Puntos importantes

• Gestiona la comunicación dentro de la misma red física.
• Corrige errores de la Capa 1 utilizando CRC (Cyclic Redundancy Check).
• Controla el acceso al medio para evitar colisiones.
• Soporta segmentación mediante VLANs.

🧪 Protocolos relacionados

Protocolo	Función	Ejemplo de Uso
Ethernet	Define la transmisión de tramas en redes LAN.	Conexión PC a switch por cable RJ45.
VLAN	Segmenta redes en dominios lógicos.	Separar usuarios y administración en la LAN.

🔍 Funcionamiento

La Capa 2 encapsula los datos de la Capa 3 en tramas, añadiendo:

• MAC de origen: Dispositivo que envía los datos.
• MAC de destino: Dispositivo receptor en la misma red.
• CRC: Verifica la integridad de la trama.

Esto asegura la entrega correcta dentro de una red local.

🧠 Ejemplo práctico

1. 🔌 Conectas una computadora al switch.
2. 📡 El switch aprende la MAC del dispositivo.
3. 📬 Al enviar datos, la trama se dirige según la MAC destino.
4. ❌ Si el CRC falla, se descarta y se solicita retransmisión.

💻 Comandos útiles

⭐ Importancia de la Capa 2

Es crucial para el funcionamiento de redes LAN, garantizando que los datos lleguen a su destino dentro de una red local.

❓ Pregunta de reflexión

¿Qué protocolo se utiliza para segmentar redes lógicas en la Capa 2?
✅ VLAN

📡 Capa 1: Física

La Capa 1 del modelo OSI se encarga de la transmisión de datos en forma de señales eléctricas, ópticas o de radio a través de un medio físico. Es la base sobre la cual se construyen las demás capas del modelo.

📌 Puntos importantes

• Define los medios físicos como cobre, fibra óptica o señales inalámbricas.
• Transporta bits individuales a través del medio físico.
• Gestiona sincronización, velocidad y modulación de señales.
• Es responsable del diseño y mantenimiento del hardware de transmisión.

🧠 Ejemplo práctico

1. 🔌 Conectas tu computadora a un router con un cable Ethernet.
2. 📶 La Capa 1 transporta los bits como señales eléctricas por el cable.
3. 🧲 El medio físico asegura que las señales lleguen al destino.

📟 Dispositivos y medios comunes

• Medios físicos: Cables de cobre, fibra óptica, ondas de radio.
• Dispositivos: Hubs, repetidores, tarjetas de red, antenas Wi-Fi.

📋 Resumen del Modelo OSI

Capa	Nombre	Función Principal	Ejemplo
7	Aplicación	Interacción con el usuario	HTTP, FTP
6	Presentación	Traducción y encriptación	SSL/TLS, JPEG
5	Sesión	Gestión de sesiones	NetBIOS, RPC
4	Transporte	Confiabilidad de datos	TCP, UDP
3	Red	Direccionamiento lógico	IP, OSPF, ICMP
2	Enlace de Datos	Comunicación en LAN	Ethernet, VLAN
1	Física	Transmisión de bits	Cableado, Wi-Fi

❓ Pregunta de reflexión

¿Qué medio físico utilizarías para transmitir datos a largas distancias con alta velocidad?
✅ Fibra óptica