MODELO OSI
🌐 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
🧩 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
- Escribes www.google.com en el navegador.
- HTTP solicita la página al servidor de Google.
- DNS traduce www.google.com a una IP.
- El servidor devuelve la web al navegador.
💻 Comandos útiles
$ nslookup www.google.com
→ Resultado: Dirección IP del dominio
$ curl -I http://www.google.com
→ Resultado: Cabeceras HTTP
$ ftp ftp.dominio.com
→ Resultado: Solicitud de usuario y contraseña FTP
⭐ 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
🧩 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
- Accedes a https://banco.com
- El navegador usa TLS para encriptar usuario y contraseña.
- El servidor desencripta y procesa la solicitud.
- Envía imágenes comprimidas (JPEG/PNG) para carga rápida.
💻 Comandos útiles
$ openssl s_client -connect banco.com:443
→ Resultado: Verifica seguridad TLS/SSL
$ file imagen.jpg
→ Resultado: Muestra tipo y formato del archivo
$ ffmpeg -i video.mpeg
→ Resultado: Analiza flujo de video/audio MPEG
⭐ 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
- Inicias una videollamada por Zoom.
- Se establece una sesión establecida entre tu equipo y el servidor.
- La capa 5 sincroniza la transmisión de audio y video.
- Si te desconectas brevemente, la sesión puede reanudarse.
- Al terminar, se cierran las sesiones y se liberan los recursos.
💻 Comandos útiles
$ net session
→ Resultado: Muestra sesiones activas NetBIOS
$ rpcinfo
→ Resultado: Verifica servicios RPC disponibles
$ net use
→ Resultado: Verifica recursos compartidos montados
⭐ 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
- 📥 Descarga de archivo: se usa TCP para asegurar integridad y orden.
- 📹 Videollamada: se usa UDP para priorizar velocidad con posible pérdida de paquetes.
💻 Comandos útiles
$ ping google.com
→ Verifica conectividad IP (ICMP)
$ netstat -an
→ Muestra conexiones TCP/UDP (Windows)
$ ss -t
→ Lista sesiones TCP (Linux)
$ ss -u
→ Lista sesiones UDP (Linux)
⭐ 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
- 📡 Ejecutas
ping 8.8.8.8. - 🌐 Se asigna una IP de origen (ej. 192.168.1.10) y una de destino (8.8.8.8).
- 🛣️ El router determina la mejor ruta usando OSPF y reenvía el paquete.
- 📬 El paquete viaja a través de varios routers hasta llegar a destino.
💻 Comandos útiles
$ ping 8.8.8.8
→ Verifica conectividad de red (ICMP)
$ ipconfig
→ Muestra configuración IP (Windows)
$ ifconfig / ip a
→ Muestra configuración IP (Linux/Mac)
⭐ 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
- 🔌 Conectas una computadora al switch.
- 📡 El switch aprende la MAC del dispositivo.
- 📬 Al enviar datos, la trama se dirige según la MAC destino.
- ❌ Si el CRC falla, se descarta y se solicita retransmisión.
💻 Comandos útiles
$ ipconfig /all
→ Ver dirección MAC en Windows
$ ifconfig o ip a
→ Ver dirección MAC en Linux/Mac
# show mac address-table
→ Mostrar tabla MAC en switch Cisco
⭐ 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
- 🔌 Conectas tu computadora a un router con un cable Ethernet.
- 📶 La Capa 1 transporta los bits como señales eléctricas por el cable.
- 🧲 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