OSI

El modelo de interconexión de sistemas abiertos, también llamado OSI (en inglés open system interconnection) es el modelo de red descriptivo creado por laOrganización Internacional para la Estandarización en el año 1984. Es decir, es un marco de referencia para la definición de arquitecturas de interconexión de sistemas de comunicaciones.



A principios de 1980 el desarrollo de redes surgió con desorden en muchos sentidos. Se produjo un enorme crecimiento en la cantidad y tamaño de las redes. A medida que las empresas tomaron conciencia de las ventajas de usar tecnologías de conexión, las redes se agregaban o expandían a casi la misma velocidad a la que se introducían las nuevas tecnologías de red.
Para mediados de 1980, estas empresas comenzaron a sufrir las consecuencias de la rápida expansión. De la misma forma en que las personas que no hablan un mismo idioma tienen dificultades para comunicarse, las redes que utilizaban diferentes especificaciones e implementaciones tenían dificultades para intercambiar información. El mismo problema surgía con las empresas que desarrollaban tecnologías de conexiones privadas o propietarias. "Propietario" significa que una sola empresa o un pequeño grupo de empresas controlan todo uso de la tecnología. Las tecnologías de conexión que respetaban reglas propietarias en forma estricta no podían comunicarse con tecnologías que usaban reglas propietarias diferentes.
Para enfrentar el problema de incompatibilidad de redes, la Organización Internacional para la Estandarización (ISO) investigó modelos de conexión como la red de Digital Equipment Corporation (DECnet), la Arquitectura de Sistemas de Red (Systems Network Architecture) y TCP/IP a fin de encontrar un conjunto de reglas aplicables de forma general a todas las redes. Con base en esta investigación, la ISO desarrolló un modelo de red que ayuda a los fabricantes a crear redes que sean compatibles con otras redes.

Modelo de referencia OSI

Siguiendo el esquema de este modelo se crearon numerosos protocolos. El advenimiento de protocolos más flexibles donde las capas no están tan demarcadas y la correspondencia con los niveles no era tan clara puso a este esquema en un segundo plano. Sin embargo es muy usado en la enseñanza como una manera de mostrar cómo puede estructurarse una "pila" de protocolos de comunicaciones.
El modelo especifica el protocolo que debe ser usado en cada capa, y suele hablarse de modelo de referencia ya que es usado como una gran herramienta para la enseñanza de comunicación de redes. Este modelo está dividido en siete capas:

Capa física

Artículo principal: Capa física

Es la que se encarga de las conexiones físicas de la computadora hacia la red, tanto en lo que se refiere al medio físico como a la forma en la que se transmite la información.
Sus principales funciones se pueden resumir como:

• Definir el medio o medios físicos por los que va a viajar la comunicación: cable de pares trenzados (o no, como en RS232/EIA232), coaxial, guías de onda, aire, fibra óptica.
• Definir las características materiales (componentes y conectores mecánicos) y eléctricas (niveles de tensión) que se van a usar en la transmisión de los datos por los medios físicos.
• Definir las características funcionales de la interfaz (establecimiento, mantenimiento y liberación del enlace físico).
• Transmitir el flujo de bits a través del medio.
• Manejar las señales eléctricas del medio de transmisión, polos en un enchufe, etc.
• Garantizar la conexión (aunque no la fiabilidad de dicha conexión).

Capa de enlace de datos

Artículo principal: Capa de enlace de datos

Esta capa se ocupa del direccionamiento físico, de la topología de la red, del acceso al medio, de la detección de errores, de la distribución ordenada de tramas y del control del flujo.
Como objetivo o tarea principal, la capa de enlace de datos se encarga de tomar una transmisión de datos "cruda" y transformarla en una abstracción libre de errores de transmisión para la capa de red.  Este proceso se lleva a cabo dividiendo los datos de entrada en marcos (también llamados tramas) de datos (de unos cuantos cientos de bytes), transmite los marcos en forma secuencial, y procesa los marcos de estado que envía el nodo destino.

Capa de red

Artículo principal: Capa de red

Se encarga de identificar el enrutamiento existente entre una o más redes. Las unidades de información se denominan paquetes, y se pueden clasificar en protocolos enrutables y protocolos de enrutamiento.

• Enrutables: viajan con los paquetes (IP, IPX, APPLETALK)
• Enrutamiento: permiten seleccionar las rutas (RIP,IGRP,EIGP,OSPF,BGP)

El objetivo de la capa de red es hacer que los datos lleguen desde el origen al destino, aún cuando ambos no estén conectados directamente. Los dispositivos que facilitan tal tarea se denominan enrutadores, aunque es más frecuente encontrar el nombre inglés routers y, en ocasiones enrutadores. Los routers trabajan en esta capa, aunque pueden actuar como switch de nivel 2 en determinados casos, dependiendo de la función que se le asigne. Los firewalls actúan sobre esta capa principalmente, para descartar direcciones de máquinas.
En este nivel se realiza el direccionamiento lógico y la determinación de la ruta de los datos hasta su receptor final.

Capa de transporte

Artículo principal: Capa de transporte

Capa encargada de efectuar el transporte de los datos (que se encuentran dentro del paquete) de la máquina origen a la de destino, independizándolo del tipo de red física que se esté utilizando. La PDU de la capa 4 se llama Segmento o Datagrama, dependiendo de si corresponde a TCP o UDP. Sus protocolos son TCP y UDP; el primero orientado a conexión y el otro sin conexión. Trabajan, por lo tanto, con puertos lógicos y junto con la capa red dan forma a los conocidos comoSockets IP:Puerto (192.168.1.1:80).

Capa de sesión

Artículo principal: Capa de sesión

Esta capa es la que se encarga de mantener y controlar el enlace establecido entre dos computadores que están transmitiendo datos de cualquier índole. Por lo tanto, el servicio provisto por esta capa es la capacidad de asegurar que, dada una sesión establecida entre dos máquinas, la misma se pueda efectuar para las operaciones definidas de principio a fin, reanudándolas en caso de interrupción. En muchos casos, los servicios de la capa de sesión son parcial o totalmente prescindibles.

Capa de presentación

Artículo principal: Capa de presentación

El objetivo es encargarse de la representación de la información, de manera que aunque distintos equipos puedan tener diferentes representaciones internas de caracteres los datos lleguen de manera reconocible.
Esta capa es la primera en trabajar más el contenido de la comunicación que el cómo se establece la misma. En ella se tratan aspectos tales como la semántica y la sintaxis de los datos transmitidos, ya que distintas computadoras pueden tener diferentes formas de manejarlas.
Esta capa también permite cifrar los datos y comprimirlos. Por lo tanto, podría decirse que esta capa actúa como un traductor.

Capa de aplicación

Artículo principal: Capa de aplicación

Ofrece a las aplicaciones la posibilidad de acceder a los servicios de las demás capas y define los protocolos que utilizan las aplicaciones para intercambiar datos, como correo electrónico (Post Office Protocol y SMTP), gestores de bases de datos y servidor de ficheros (FTP), por UDP pueden viajar (DNS y Routing Information Protocol). Hay tantos protocolos como aplicaciones distintas y puesto que continuamente se desarrollan nuevas aplicaciones el número de protocolos crece sin parar.
Cabe aclarar que el usuario normalmente no interactúa directamente con el nivel de aplicación. Suele interactuar con programas que a su vez interactúan con el nivel de aplicación pero ocultando la complejidad subyacente.

Unidades de datos

El intercambio de información entre dos capas OSI consiste en que cada capa en el sistema fuente le agrega información de control a los datos, y cada capa en el sistema de destino analiza y quita la información de control de los datos como sigue:
Si un ordenador (A) desea enviar datos a otro (B), en primer término los datos deben empaquetarse a través de un proceso denominado encapsulamiento, es decir, a medida que los datos se desplazan a través de las capas del modelo OSI, reciben encabezados, información final y otros tipos de información.

N-PDU (Unidad de datos de protocolo)

Es la información intercambiada entre entidades pares, es decir, dos entidades pertenecientes a la misma capa pero en dos sistemas diferentes, utilizando una conexión (N-1).

Está compuesta por:

N-SDU (Unidad de datos del servicio)

Son los datos que necesitan la entidades (N) para realizar funciones del servicio pedido por la entidad (N+1).

N-PCI (Información de control del protocolo)

Información intercambiada entre entidades (N) utilizando una conexión (N-1) para coordinar su operación conjunta.

N-IDU (Unidad de datos de interface)

Es la información transferida entre dos niveles adyacentes, es decir, dos capas contiguas.

Está compuesta por:

N-ICI (Información de control del interface)

Información intercambiada entre una entidad (N+1) y una entidad (N) para coordinar su operación conjunta.

Datos de Interface-(N)

Información transferida entre una entidad-(N+1) y una entidad-(N) y que normalmente coincide con la (N+1)-PDU.

Transmisión de los datos

La capa de aplicación recibe el mensaje del usuario y le añade una cabecera constituyendo así la PDU de la capa de aplicación. La PDU se transfiere a la capa de aplicación del nodo destino, este elimina la cabecera y entrega el mensaje al usuario. Para ello ha sido necesario todo este proceso:

1. Ahora hay que entregar la PDU a la capa de presentación para ello hay que añadirle la correspondiente cabecera ICI y transformarla así en una IDU, la cual se transmite a dicha capa.
2. La capa de presentación recibe la IDU, le quita la cabecera y extrae la información, es decir, la SDU, a esta le añade su propia cabecera (PCI) constituyendo así la PDU de la capa de presentación.
3. Esta PDU es transferida a su vez a la capa de sesión mediante el mismo proceso, repitiéndose así para todas las capas.
4. Al llegar al nivel físico se envían los datos que son recibidos por la capa física del receptor.
5. Cada capa del receptor se ocupa de extraer la cabecera, que anteriormente había añadido su capa homóloga, interpretarla y entregar la PDU a la capa superior.
6. Finalmente llegará a la capa de aplicación la cual entregará el mensaje al usuario.

Formato de los datos

Otros datos reciben una serie de nombres y formatos específicos en función de la capa en la que se encuentren, debido a como se describió anteriormente la adhesión de una serie de encabezados e información final. Los formatos de información son los que muestra el gráfico:

APDU

Unidad de datos en capa de aplicación (capa 7).

PPDU

Unidad de datos en la capa de presentación (capa 6).

SPDU

Unidad de datos en la capa de sesión (capa 5).

TPDU

(segmento)

Unidad de datos en la capa de transporte (capa 4).

Paquete o Datagrama

Unidad de datos en el nivel de red (capa 3).

Trama

Unidad de datos en la capa de enlace (capa 2).

Bits

Unidad de datos en la capa física (capa 1).

Operaciones sobre los datos

En determinadas situaciones es necesario realizar una serie de operaciones sobre las PDU para facilitar su transporte, debido a que son demasiado grandes o bien porque son demasiado pequeñas y estaríamos desaprovechando la capacidad del enlace.

Bloqueo y desbloqueo

El bloqueo hace corresponder varias (N)-SDUs en una (N)-PDU.
El desbloqueo identifica varias (N)-SDUs que están contenidas en una (N)-PDU.

Concatenación y separación

La concatenación es una función-(N) que realiza el nivel-(N) y que hace corresponder varias (N)-PDUs en una sola (N-1)-SDU.
La separación identifica varias (N)-PDUs que están contenidas en una sola (N-1)-SDU.

ISO

Casi tres años después de comenzar los trabajos en el seno de ISO, a propuesta de España, el 15 de julio se ha publicado la norma internacional de Ecodiseño ISO 14006. El documento, que recoge un consenso internacional, se ha basado en la norma española Gestión Ambiental del proceso de diseño y desarrollo. Ecodiseño (UNE 150301), elaborada en el seno de AENOR, la entidad legalmente responsable del desarrollo de las normas técnicas en España. 

Los objetivos de la norma ISO 14006 persiguen, al igual que la UNE 150301, reducir el impacto ambiental de productos o servicios durante todos sus ciclos: desde la etapa de diseño, siguiendo por la fabricación, distribución, uso y mantenimiento y valorización una vez finalizada su vida útil. 

AENOR ha preparado una traducción del texto al español que hará llegar a otros países de habla hispana para llegar a un documento consensuado. El mismo se enviará a ISO para aprobación. 

La aplicación de la norma de Ecodiseño aporta diversas ventajas; la principal es que supone una eficaz herramienta para minimizar el impacto ambiental de sus productos y servicios. Además, el certificado permite dar cumplimiento a las nuevas exigencias legislativas: compra pública verde y directiva europea de diseño ecológico para productos relacionados con la energía. 

Hasta el momento, AENOR ha emitido cerca de 70 certificados a organizaciones que respaldan la implantación. Dichas organizaciones pertenecen a todo tipo de sectores: desde estudios de arquitectura hasta fabricación de mobiliario, pasando por electrodomésticos, ingeniería, ascensores, automoción, construcción, investigación o proyectos de iluminación. 

La Organización Internacional de Normalización o ISO (del griego, ἴσος (isos), 'igual'), nacida tras la Segunda Guerra Mundial (23 de febrero de 1947), es el organismo encargado de promover el desarrollo de normas internacionales de fabricación, comercio y comunicación para todas las ramas industriales a excepción de la eléctrica y la electrónica. Su función principal es la de buscar la estandarización de normas de productos y seguridad para las empresas u organizaciones a nivel internacional.

La ISO es una red de los institutos de normas nacionales de 160 países, sobre la base de un miembro por país, con una Secretaría Central en Ginebra (Suiza) que coordina el sistema. La Organización Internacional de Normalización (ISO), con sede en Ginebra, está compuesta por delegaciones gubernamentales y no gubernamentales subdivididos en una serie de subcomités encargados de desarrollar las guías que contribuirán al mejoramiento ambiental.

Las normas desarrolladas por ISO son voluntarias, comprendiendo que ISO es un organismo no gubernamental y no depende de ningún otro organismo internacional, por lo tanto, no tiene autoridad para imponer sus normas a ningún país. El contenido de los estándares está protegido por derechos de copyright y para acceder ellos el público corriente debe comprar cada documento, que se valoran en francos suizos (CHF).

Está compuesta por representantes de los organismos de normalización (ON) nacionales, que produce normas internacionales industriales y comerciales. Dichas normas se conocen como normas ISO y su finalidad es la coordinación de las normas nacionales, en consonancia con el Acta Final de la Organización Mundial del Comercio, con el propósito de facilitar el comercio, el intercambio de información y contribuir con normas comunes al desarrollo y a la transferencia de tecnologías.

normas iee

Norma 586B y 586A

Norma 586B y 586A

Cable CRUZADO (CROSSOVER)

En un cable cruzado se cambia el orden de los dos pares que transmiten los datos.

El cable cruzado se usa, en general, para:

-Conectar un ordenador con otro, que actúa como servidor, sin necesidad de un concentrador,

-Conectar dos estaciones de trabajo aisladas,

-Conectar concentradores entre sí. Este caso se dará cuando nuestro concentrador no disponga de un puerto uplink, o esté desactivada la opción de Enlace ascendente/Normal. O bien si queremos conectar dos concentradores directamente, utilizando cualquier otro puerto.

En redes Ethernet 10/100Base T sólo se utilizan dos pares de cables (Blanco-Naranja/Naranja y Blanco Verde/Verde); así, necesitamos hacer un cable en el que:

Los hilos 1 y 2 de uno de los extremos de un cable estén conectados a los pin 3 y 6 del otro

Los hilos 3 y 6 del primer extremo estén conectados a los pin 1 y 6 del otro.

Para hacer un cable cruzado respetando la norma oficial, en uno de los extremos utilizaremos la norma 586B, que es la que hemos visto para hacer un cable no cruzado; y, en el otro extremo, seguiremos la norma 586A. La disposición quedará de la siguiente manera:

Cable cruzado de dos pares para tecnología 10/100BaseT:

Función RJ45

norma 586B COLOR RJ45

norma 586A Función

Transmite 1 Blanco/Naranja 3 Transmite

Transmite 2 Naranja 6 Transmite

Recibe 3 Blanco/Verde 1 Recibe

4 Azul 4

5 Blanco/Azul 5

Recibe 6 Verde 2 Recibe

7 Blanco/Marrón 7

8 Marrón 8

• Cable cruzado de 4 pares para tecnologías 100BaseT4 0 1000BaseT

En el caso de que contemos con una tecnología 100 BaseT4 o 100VG, deberíamos, para ajustarnos a las normas AT&T 258 o a la EIA/TIA 568B, cruzar los cuatro pares de hilos tal y como se muestra en la siguiente imagen:

RJ45 COLOR RJ45

1 Blanco/Naranja 3

2 Naranja 6

3 Blanco/Verde 1

4 Azul 7

5 Blanco/Azul 8

6 Verde 2

7 Blanco/Marrón 4

8 Marrón 5

El cableado estructurado para redes de computadores tiene dos tipos de normas, la EIA/TIA-568A (T568A) y la EIA/TIA-568B (T568B). Se diferencian por el orden de los colores de los pares a seguir en el armado de los conectores RJ45. Si bien el uso de cualquiera de las dos normas es indiferente, generalmente se utiliza la T568B para el cableado recto.

Cable Recto : Es el cable cuyas puntas están armadas con las misma norma (T568A <----> T568A ó T568B<---->T568B). Se utiliza entre dispositivos que funcionan en distintas capas del Modelo de Referencia OSI. (Open System Interconection)

• La posición de la pestaña del conector será hacia abajo.

Norma IEEE

Norma IEEE:

El Firewire fue desarrollado por Apple Computer a mediados de los 90, para luego convertirse en el estándar multiplataforma IEEE 1394. A principios de este siglo fue adoptado por los fabricantes de periféricos digitales hasta convertirse en un estándar establecido.

Sony utiliza el estándar IEEE 1394 bajo la denominación i.Link, y Texas Instruments bajo la denominación Lynx.

Su velocidad hace que sea la interfaz más utilizada para audio y vídeo digital. Así, se usa mucho en cámaras de vídeo, discos duros, impresoras, reproductores de vídeo digital, sistemas domésticos para el ocio, sintetizadores de música y escáneres.

Características generales:

Soporta la conexión de hasta 63 dispositivos con cables de una longitud máxima de 425 cm con topología en árbol. Soporte Plug-and-play.

Soporta comunicación peer-to-peer que permite el enlace entre dispositivos IEEE 1394 sin necesidad de usar la memoria del sistema o la CPU.

IEEE 1394 no requiere la conversión de los datos digitales en analógicas. Eso significa una mejor integridad de la señal. Soporta conexión en caliente. Todos los dispositivos Firewire son identificados por un identificador IEEE EUI-64 exclusivo (una extensión de las direcciones MAC Ethernet de 48-bit).

Longitud máxima del cable entre dispositivos es de 4.5 metros.

IEEE 1394 es el estándar del bus serie definido por IEEE (The Institute of Electrical and Electronic Engineers) denominado así por ser el número del estándar acordado. Ahora ya es posible la captura directa de imágenes desde cámaras digitales que tengan este interfaz al computador, sin necesidad de convertir las imágenes y sin perder calidad.

FIRE WIRE, es el interfaz desarrollado por Apple, estándar oficial (IEEE 1394), ideal para periféricos de alta velocidad y especialmente diseñado para dispositivos multimedia. Este interfaz permite la conexión del dispositivo al ordenador en caliente, sin necesidad de reiniciar el equipo, sin necesidad de asignar ID o utilizar terminadores.

En el futuro, además de diversas aplicaciones de video digital, estarán disponibles nuevos productos Firewire para el mercado profesional y el de consumo, como sintetizadores, televisores digitales, escáneres, sistemas recreativos, receptores de señal y otros dispositivos.

Encontrará puertos IEEE 1394, en estos y otros productos de la línea Apple: Power Macintosh G3, Power Mac G4, iMac DV, iMac, PowerBook, PowerBook G4, iBook, iBook SE y otros.

Se establecen 3 opciones de velocidad, a 98.304, 196.608 y 393.216 Mbps respectivamente. Estas velocidades se redondean, respectivamente, a 100, 200 y 400 Mbps, y el estándar los denomina oficialmente S100, S200 y S400.

Actualmente está en desarrollo un nuevo estándar a 800 Mbps, y en un futuro está previsto superar el Gbps.

Diferencia entre los estándares IEEE-1394a y IEEE-1394b. IEEE-1394a: Es un suplemento al estándar original, que mejora ciertos aspectos de interoperabilidad y prestaciones manteniendo una total compatibilidad con los productos existentes. También aclara ciertas ambigüedades del estándar original.

Incorpora un protocolo avanzado de manejo de energía, denominado Suspend and Resume, que permite a los nodos (PHY) entrar en un modo de bajo consumo (Suspend) y ser despertados (Resume) mediante una señal enviada por otro nodo.

Proceso de arbitración acelerado, Incorpora el conector de 4 pines para nodos que no se alimentan desde el bus.

IEEE-1394b: Aún en desarrollo, se trata de una mejora sustancial tanto sobre velocidad como sobre distancia: 800 Mbps y 1.6 Gbps, 100 m por conexión, Cable UTP-5 (unshielded twisted pair category 5), hasta 100 Mbps, Fibra óptica (100 y 200 Mbps), Fibra óptica multimodo (800 Mbps y 1.6 Gbps), Latencia muy por debajo de los actuales 125 us, Arbitración "sobre la marcha" (fly-by), que permite arbitar concurrentemente con la transmisión del paquete.

Para conseguir estos objetivos, se cambia la señalización Data-Strobe por la 8B/10B utilizada por Fibre Channel, aunque mejorada en el sentido de que introduce un scrambler (codificador-cifrador) para evitar la transmisión de secuencias repetitivas, lo que reduce significativamente la emisión electromagnética.

Esto permite transmitir sobre cable UTP-5 a 100 Mbps sin violar la norma FCC Clase-B (necesaria para uso doméstico).

Estandares:

La IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) ha publicado varios estándares de gran aceptación para redes LAN. Estos estándares son muy importantes porque fortalecen el uso de protocolos e interfaces comunes. El conjunto de normas del estándar IEEE para redes de área local se denomina IEEE 802 y se compone de:

• IEEE 802.1 High Level Interface

• IEEE 802.2 Logical Link Control

• IEEE 802.3 Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect (CSMA/CD)

• IEEE 802.4 Token Bus

• IEEE 802.5 Token Ring

• IEEE 802.6 Metropolitan Area Networks

• IEEE 802.7 Broadband LANs

• IEEE 802.8 Fibre Optic LANs

• IEEE 802.9 Integrated Data and Voice Networks

• IEEE 802.10 Security

• IEEE 802.11 Wireless Networks

Estas normas han sido adoptadas por el ANSI (Instituto Nacional Americano de Normalización), el NBS (Oficina Nacional de Normas) y la ISO (Organización internacional de Normas).

En la realización de este trabajo nos vamos a centrar en las normas 802.3, 802.4 y 802.5 que son las que describen las normas principales de redes LAN.