Modelos OSI (Capas)

Capa 1.- Nivel físico

Coordina las funciones necesarias para transmitir el flujo de datos a través de un medio físico, trata con las especificaciones eléctricas y mecánicas de la interfaz y del medio de transmisión. El nivel físico se relaciona con lo siguiente:

Características físicas de las interfaces y el medio. Define el tipo de medio de transmisión, las características de la interfaz entre dispositivos y el medio de transmisión.

Representación de los bits. Los datos del nivel físico están compuestos por un flujo de bits sin ninguna interpretación, para que puedan ser transmitidos es necesario codificarlos en señales eléctricas u ópticas. El nivel físico define el tipo de codificación.
Tasa de datos: el nivel físico también define la tasa de transmisión: el número de bits enviados en cada segundo, es decir la duración del bit
Sincronización de los bits. El emisor y el receptor deben estar sincronizados a nivel de bit.
Configuración de la línea. El nivel físico está relacionado con la conexión del dispositivo al medio. En una configuración punto a punto se conectan dos dispositivos a través de un enlace dedicado, si la configuración es multipunto, el enlace es compartido.
Topología física. Define cómo están conectados todos los dispositivos para formar una red.
Modo de transmisión. El nivel físico también define el modo de transmisión entre dispositivos, simplex, semidúplex o full dúplex.

Capa 2.- Nivel de enlace de datos.

Transforma el nivel físico, el medio de transmisión, en un enlace fiable y es responsable de la entrega nodo a nodo, y hace que el nivel físico aparezca ante el nivel superior (nivel de red) como un medio libre de errores. Las responsabilidades específicas de este nivel son:

Tramado. El nivel de enlace divide el flujo de bits recibidos del novel de red en unidades de datos manejables denominados tramas.
Direccionamiento físico. Si es necesario distribuir las tramas por distintos sistemas de la red, el nivel de enlace añade una cabecera para definir la dirección física del emisor (dirección fuente) y/o receptor (dirección destino) de la trama. Si hay que enviar la trama a un sistema fuera de la red del emisor, la dirección del receptor es la del dispositivo que conecta las dos redes.
Control del flujo. Si la velocidad a la que el receptor recibe los datos es menor que la velocidad de transmisión del emisor, el nivel de enlace impone un mecanismo de control del flujo de datos para prevenir el desbordamiento del receptor.
Control de errores. El nivel de enlace añade fiabilidad al nivel físico al incluir mecanismos para detectar y retransmitir las tramas defectuosas o perdidas. También usa un mecanismo para prevenir la duplicidad de tramas. Usualmente ese control se realiza a través de una cola que se añade al final de la trama.
Control de acceso. Cuando se conectan dos o mas dispositivos al mismo enlace, los protocolos de nivel de enlace deben determinar en todo momento qué dispositivo tiene el control del enlace. 

Capa 3.- Nivel de red

El nivel de red es responsable de la entrega de un paquete desde el origen al destino y, posiblemente, a través de múltiples redes. El nivel anterior supervisa la entrega del paquete de datos, el nivel de red asegura que cada paquete va del origen al destino, sean estos cuales sean. Si dos sistemas están conectados al mismo enlace, habitualmente no hay necesidad de esta capa, sin embargo si los dos sistemas están conectados a redes distintas son dispositivos de conexión entre ellas (puentes) es necesario un nivel de red para llevar a cabo la entrega. Las responsabilidades de esta capa son:

Direccionamiento lógico. El direccionamiento físico del nivel de enlace gestiona los problemas de direcciones locales (en la misma red). Si un paquete cruza la frontera de la red, es necesario tener otro tipo de direcciones para distinguir los sistemas origen de los de destino. El nivel de red añade una cabecera al paquete que viene del nivel superior que, entre otras cosas, incluye las direcciones lógicas del emisor y el receptor.
Encaminamiento. Cuando un conjunto de redes o enlaces independientes se conectan juntas para crear una red de redes o una red más grande, los dispositivos de conexión denominados encaminadores o pasarelas, encaminan los paquetes hasta su destino final. 

Capa 4.- Nivel de transporte

El nivel de transporte es responsable de la entrega origen a destino (extremo a extremo) de todo el mensaje. Mientras que el nivel de red supervisa la entrega de paquetes individuales, no reconoce ninguna relación entre ellos, tratando cada uno independientemente de los demás. El nivel de transporte asegura que todo el mensaje llega intacto y en orden supervisando tanto el control de errores como el control de flujo a nivel origen a destino. Para una mayor seguridad en nivel de transporte puede crear una conexión entre dos puertos finales, una conexión es un único camino entre el origen y el destino asociados a todos los paquetes del mensaje. Algunas de las responsabilidades de este nivel son:

Direccionamiento en punto de servicio. Dado que el sistema suele ejecutar varios programas al mismo tiempo, la entrega del origen al destino significa la entrega a un proceso específico del sistema destino. La cabecera del nivel de transporte debe además incluir un tipo de dirección denominado dirección de punto de servicio (o dirección del puerto).

Segmentación y reensamblado. Un mensaje se divide en segmentos transmisibles, cada uno de los cuales contiene un cierto número de secuencias. Estos números permiten al nivel de transporte reensamblar el mensaje correctamente a su llegada a destino e identificar y reemplazar paquetes perdidos en la transmisión.
Control de conexión. El nivel de transporte puede estar orientado a conexión o no. Si no está orientado a conexión, trata cada segmento como un paquete independiente y lo pasa al nivel de transporte del destino. Si está orientado a conexión establece una conexión con el nivel de red de destino antes de enviar ningún paquete, la conexión se corta después de que se han transferido todos los paquetes.
Control de flujo. Al igual que el nivel de enlace, el nivel de transporte es responsable del control de flujo, que se lleva a cabo de extremo a extremo y no sólo en un único enlace.
Control de errores. El nivel de transporte es responsable del control de errores de extremo a extremo y no sólo en un único enlace (envío de un paquete). El nivel de transporte del emisor asegura que todo el mensaje llega al nivel de transporte del receptor sin errores (daños, pérdidas o duplicaciones). Habitualmente los errores se corrigen mediante retransmisiónes. 

Capa 5.- Nivel de sesión

Los servicios provistos por los tres primeros niveles no son suficientes para algunos procesos, el nivel de sesión es el controlador de diálogo de la red, establece, mantiene y sincroniza la interacción entre sistemas de comunicación. Entre sus responsabilidades están:

Control de diálogo. El nivel de sesión permite que dos sistemas establezcan un diálogo, permite que la comunicación de dos procesos tenga lugar en modo semidúplex o full duplex.
Sincronización. El nivel de sesión permite que un proceso pueda añadir puntos de prueba en el flujo de datos, para asegurar una recepción parcial de los datos. 

Capa 6.- Nivel de presentación

El nivel de presentación está relacionado con la sintaxis y la semántica de la información intercambiada entre dos sistemas. Las responsabilidades de este nivel son:

Traducción. Los procesos en los sistemas intercambian la información en forma de tiras de datos (números, caracteres, etc), es necesario traducir la información a flujos de bits antes de transmitirla. Debido a que cada proceso (programa) o cada sistema usa un sistema de codificación distinto, el nivel de presentación es responsable de la interoperatividad entre los distintos sistemas de codificación, cambiando la información del formato dependiente del emisor a un formato común. El nivel de presentación del receptor cambia el formato común en formato especifico del receptor.
Cifrado. Para transportar información sensible, el sistema debe asegurar la privacidad. El cifrado implica que el emisor transforma la información original a otro formato, normalmente codificación de seguridad, y envía el mensaje resultante por la red. El nivel de presentación del receptor descifra el mensaje para convertirlo al formato riginal.
Compresión. La compresión reduce el número de bits a transmitir, lo cual es particularmente importante en la transmisión de datos multimedia. 

Capa 7.- Nivel de aplicación

El nivel de aplicación permite al usuario, tanto humano como software, acceder a la red. Proporciona las interfaces de usuario y el soporte para servicios de información distribuida (transferencia de archivos, gestión de datos compartidos, etc.). Algunos de los servicios provistos por este nivel incluyen:

Terminal virtual de red. Una máquina virtual de red es una versión de un terminal físico y permite al usuario acceder a una máquina remota. Para hacerlo la aplicación crea una emulación sotfware de un terminal en la máquina remota, la computadora del usuario habla al terminal software que, a su vez, habla al host y viceversa.
Transferencia, acceso y gestión de archivos (FTAM). Esta aplicación permite al usuario acceder a archivos en una computadora remota, recupera archivos y gestiona o controla los archivos en una computadora remota.
Servicios de correo. Esta aplicación proporciona las bases para el envío y almacenamiento del correo electrónico.
Servicios de directorios. Esta aplicación proporciona al acceso a bases de datos distribuidas que contienen información global sobre los distintos objetos y servicios.