El modelo OSI

El modelo OSI (Open Systems Interconnection) es un modelo teórico creado por la ISO para explicar cómo se comunican los dispositivos en una red.

Divide la comunicación en 7 capas, cada una con funciones muy concretas.

Aunque no se usa directamente en la práctica, es fundamental para entender cómo funciona una red y cómo se organizan los protocolos.

1. ¿Para qué sirve el modelo OSI?


El modelo OSI sirve para:
  • Organizar la comunicación en capas.
  • Facilitar que dispositivos de distintos fabricantes sean compatibles.
  • Entender cómo viajan los datos por la red.
  • Localizar y resolver problemas de red.
  • Relacionar protocolos y dispositivos con su función.
Es una herramienta didáctica, pero imprescindible para comprender redes.


2. Las 7 capas del modelo OSI


A continuación tienes cada capa explicada de forma sencilla, con ejemplos reales.

1. Capa Física


Transmite bits en forma de señales eléctricas, ópticas o de radio.

Funciones:
  • Codificación de señales
  • Voltajes, conectores, pines
  • Velocidad de transmisión
Ejemplos:
  • Cables UTP
  • Fibra óptica
  • Hubs
  • Repetidores

2. Capa de Enlace de Datos

Gestiona tramas y direcciones MAC. Detecta errores básicos.

Funciones:
  • Control de acceso al medio
  • Detección de errores
  • Envío de tramas
Ejemplos:
  • Ethernet
  • Switches
  • Tarjetas de red (NIC)
  • WiFi (parte de enlace)

3. Capa de Red


Gestiona direcciones IP y el encaminamiento entre redes.

Funciones:
  • Direccionamiento lógico (IP)
  • Selección de rutas
  • Encaminamiento de paquetes
Ejemplos:
  • IP
  • Routers
  • Protocolos de enrutamiento (OSPF, RIP)

4. Capa de Transporte


Controla la comunicación extremo a extremo.

Funciones:
  • Control de flujo
  • Control de errores
  • Segmentación y reensamblado
Ejemplos:

  • TCP
  • UDP
  • Puertos (80, 443, 53…)

5. Capa de Sesión


Gestiona sesiones y diálogos entre aplicaciones.

Funciones:
  • Apertura y cierre de sesiones
  • Sincronización
Ejemplos:
  • Sesiones RPC
  • Sesiones en videollamadas

6. Capa de Presentación


Traduce, cifra y comprime los datos.

Funciones:
  • Cifrado
  • Compresión
  • Conversión de formatos
Ejemplos:
  • TLS/SSL
  • JPEG, MP3, MPEG
  • ASCII, Unicode

7. Capa de Aplicación


Proporciona servicios de red al usuario.

Funciones:
  • Acceso a aplicaciones de red
  • Interacción con el usuario
Ejemplos:
  • HTTP
  • FTP
  • DNS
  • DHCP
  • SMTP


3. Encapsulación y desencapsulación


Cuando un dispositivo envía datos:
  1. La aplicación genera un mensaje.
  2. Cada capa añade su propia cabecera → encapsulación.
  3. Los datos viajan por la red.
  4. En el destino, cada capa elimina su cabecera → desencapsulación.
Este proceso permite que cada capa haga su trabajo sin interferir con las demás.


4. Resumen visual del modelo OSI


Nº Capa Función principal Ejemplos
7 Aplicación Servicios al usuario HTTP, DNS, FTP
6 Presentación Cifrado, compresión TLS, JPEG
5 Sesión Control de sesiones RPC
4 Transporte Puertos, TCP/UDP TCP, UDP
3 Red Direcciones IP IP, routers
2 Enlace Tramas, MAC Ethernet, switches
1 Física Señales, cables UTP, fibra


Resumen:


El modelo OSI divide la comunicación en 7 capas, cada una con funciones específicas. Es un modelo teórico, pero esencial para comprender cómo funcionan las redes, cómo se organizan los protocolos y cómo se diagnostican problemas.


Actividad Práctica: "El viaje de un paquete por el Modelo OSI"


Objetivo: Identificar las funciones de cada capa del modelo OSI y asociarlas con elementos reales (protocolos, unidades de datos y hardware).

1. Análisis de encapsulamiento con Wireshark

En informática, la mejor forma de ver el modelo OSI es "abriendo" un paquete real.

  • Tarea: Abre el analizador de protocolos Wireshark y realiza una captura mientras navegas por una web sencilla (HTTP).

  • Análisis: Selecciona un paquete y observa la ventana de "Detalles del paquete". Verás que las secciones corresponden a las capas:

    • Frame (Capa 1 - Física)

    • Ethernet II (Capa 2 - Enlace)

    • Internet Protocol (Capa 3 - Red)

    • Transmission Control Protocol (Capa 4 - Transporte)

    • Hypertext Transfer Protocol (Capas superiores - Aplicación)

2. El juego de los niveles (Rol-Playing)

Divide a la clase en grupos de 7 alumnos. Cada alumno representará una capa.

  • Escenario: El alumno de la Capa 7 (Aplicación) quiere enviar el mensaje "HOLA".

  • Acción: El mensaje debe pasar de mano en mano hasta la Capa 1. Cada alumno debe añadir un "post-it" (cabecera) al mensaje con la información propia de su capa (por ejemplo, el de Red pondrá la IP origen/destino).

  • Reflexión: ¿Qué ocurre si el alumno de la Capa 3 no conoce la dirección IP? ¿Se puede enviar el mensaje?

3. Tabla de asociación de dispositivos y protocolos

Completa la siguiente tabla técnica basándote en lo aprendido en el tema:

Capa OSI Nombre de la PDU Dispositivo común Protocolo de ejemplo
7. Aplicación Datos --- HTTP / DNS
4. Transporte Segmento --- TCP / UDP
3. Red Paquete ? ?
2. Enlace Trama ? Ethernet / MAC
1. Física Bits? ---


4. Cuestionario de diagnóstico rápido (Check-point)

Responde brevemente:

  1. Si un switch de capa 2 recibe una trama, ¿necesita mirar la dirección IP para reenviarla? ¿Por qué?

  2. ¿En qué capa trabajarías si estuvieras crimpando un cable RJ-45?

  3. ¿Qué unidad de datos (PDU) maneja un Router?