Capa 7 · Aplicación
Es la capa con la que interactúas directamente, es la interfaz entre el usuario y la red. Permite usar servicios de red tales como:
Protocolos Principales y su Funcionamiento:
| Protocolo | Puerto(s) | Definición Literal |
|---|---|---|
| HTTP | 80, 8080 | Permite la comunicación entre cliente y servidor a través del puerto 80 y 8080. |
| HTTPS | 443 | Es la versión segura del protocolo HTTP, agrega una capa de seguridad y cifrado de la información 443. |
| FTP | 20, 21 | Permite la transferencia de archivos, enviar y recibir información a través de los puertos 20 y 21. |
| DNS | 53 | Se encarga de traducir los nombres de un dominio a direcciones IP públicas a través del puerto 53. |
| SMTP | 25, 587, 465 | Permite enviar y recibir correos, a través de los puertos 25, 587 y 465. |
| SSH | 22, 2222 | Permite un acceso remoto a servidores, envío de archivos y cifrado a través del puerto 22 y 2222. |
¿Para qué sirve cada uno de estos protocolos?
• HTTP/HTTPS: Gobiernan la web mediante el modelo petición-respuesta (métodos GET, POST, PUT, DELETE). HTTPS agrega el túnel criptográfico TLS/SSL para impedir ataques Man-in-the-Middle (MitM).
• FTP: Utiliza dos conexiones separadas: el puerto 21 para comandos de control y el puerto 20 para el flujo real de datos (Data Stream).
• DNS: La libreta de direcciones de Internet; resuelve nombres alfanuméricos legibles para humanos en números IP de 32 o 128 bits requeridos por los conmutadores de Capa 3.
• SMTP: Protocolo de retransmisión de correo (Store-and-Forward). El puerto 25 se reserva para transferencias entre servidores de correo (MTA), mientras que el 587 con STARTTLS se usa para clientes que envían correos (MUA).
• SSH: Reemplazo seguro de Telnet. Autentica mediante pares de claves criptográficas y establece una terminal de comandos cifrada interactiva.
Capa 6 · Presentación
Esta capa se encarga de que los datos se puedan entender y también de protegerlos.
Capa 5 · Sesión
La función principal de la capa de sesión es establecer una conexión entre dos sistemas. Dicha conexión se denomina sesión y cada una es única e inequívoca. El control de las sesiones también es responsabilidad de la capa de sesión. La capa puede, por ejemplo, permitir el acceso temporal a otro sistema para controlar la comunicación.
Para la comunicación unidireccional, puede asignar tokens para poder organizar la secuencia y permitir así un diálogo sin interrupciones.
Mecanismos de Tokens Formales:
Llave digital para identificar qué tipo de datos se va a transmitir, y cuándo se realizará esta transmisión.
Regula el turno de palabra en enlaces semidúplex para evitar colisiones de diálogo.
Dividen una conexión en diferentes actividades; si una actividad se interrumpe o se cancela, puede reanudarse más tarde.
Permite aislar transacciones atómicas complejas sin reiniciar todo el proceso.
Permite sincronizar la actividad del equipo cliente con el servidor. Funciona como un código numérico temporal.
Inserta puntos de control (checkpoints) en la transmisión de datos para recuperación ante caídas.
Finaliza la sesión cerrando el canal de comunicación.
Garantiza una desconexión negociada y segura, liberando buffers en ambos sistemas.
Capa 4 · Transporte
La función principal de la capa de transporte es proporcionar una transmisión de datos funcional y segura de extremo a extremo dentro de una red. Para ello, la capa de transporte del modelo OSI toma los datos de la capa de sesión (capa 5) y los hace llegar a la capa de red (capa 3). Si es necesario, la capa de transporte también puede dividir los segmentos en unidades más pequeñas o de mayor tamaño para facilitar su transmisión.
Para la transmisión de información se suelen utilizar los siguientes protocolos:
Envía los paquetes en forma secuencial, enumerándolos y despachándolos en orden.
Comunicación más rápida, y sin verificar el orden de envío de paquetes.
Servicios que presta la capa de transporte:
La capa de transporte proporciona transmisiones orientadas a conexión como TCP (Transmission Control Protocol). Asigna números de puerto entre 0 y 65 535 y utiliza el procedimiento de acuse de recibo.
A diferencia de los protocolos orientados a conexión, las transmisiones no orientadas a conexión prescinden del acuse de recibo. Aunque se omita este mecanismo de seguridad, los protocolos no orientados a conexión siguen siendo útiles para las transmisiones en tiempo real, como las videoconferencias. Protocolos como UDP (User Datagram Protocol) utilizan puertos entre 0 y 65 535.
Este servicio de la capa de transporte garantiza que los segmentos se envíen y reciban en un orden determinado. Para ello, cada paquete está numerado y puede ordenarse correctamente.
Durante la transmisión de datos entre dos sistemas, estos pueden resultar dañados, perderse o llegar al destinatario en el orden equivocado. La capa de transporte utiliza mecanismos de detección de errores para garantizar que los datos se entreguen con el contenido correcto. Con este propósito, el transport layer envía un acuse de recibo al remitente.
El control de flujo regula y optimiza el tráfico de datos. En este caso, la velocidad de la transmisión se puede estrangular o aumentar para ajustar el intercambio de datos, con objeto de evitar sobrecargar al receptor.
Si a pesar de todo se producen cuellos de botella en los nodos y conexiones, la capa de transporte puede tomar medidas para evitar una obstrucción a largo plazo. Puede, por ejemplo, reducir la velocidad de transmisión.
Los paquetes que se transfieren de un sistema a otro pueden provenir de muchas fuentes diferentes. Mediante la multiplexación, la capa de transporte permite a los usuarios abrir aplicaciones y servicios de diferentes fuentes dentro de una misma red.
Capa 3 · Red
La Capa de Red es responsable de determinar la ruta lógica que los datos toman a través de una red. Maneja el direccionamiento, el enrutamiento y el reenvío de paquetes a través de múltiples redes interconectadas.
Los dispositivos como los enrutadores (routers) operan en esta capa, utilizando algoritmos y tablas de enrutamiento para dirigir los paquetes de manera eficiente hacia su destino, incluso a través de internetworks vastos y complejos. Utilizan protocolos tales como:
| Protocolo | Definición Literal |
|---|---|
| IP | Protocolo de internet, identificador numérico único para un equipo en específico, puede funcionar con IPv4 e IPv6. |
| ICMP | Protocolo de control de mensajes por internet, permite enviar mensajes de errores e información operativa. |
| IPSec | IP Security, permite la autenticación y cifrado de los paquetes enviados a través del protocolo IP. |
Capa 2 · Enlace
La Capa de Enlace de Datos proporciona una transferencia de datos confiable de nodo a nodo. Organiza bits crudos en tramas, maneja la detección y corrección de errores, y asegura un acceso ordenado al medio de transmisión físico. Esta capa se divide en dos subcapas:
Gestionar la comunicación entre los protocolos de red y la MAC.
Interactúa directamente con el hardware, se encarga del encapsulamiento de datos.
Capa 1 · Física
La Capa Física forma la base del modelo OSI. Transmite datos binarios crudos (1s y 0s) sobre medios físicos como cables de cobre, fibras ópticas o frecuencias de radio inalámbricas. Define los estándares eléctricos, mecánicos y procedimentales para activar y mantener el enlace físico entre los dispositivos de red.
Estándares y tecnologías clave en esta capa: interfaces físicas Ethernet, RS-232, DSL, SONET y Bluetooth.
Componentes de hardware: concentradores (hubs), cables, repetidores, conectores y transceptores operan aquí, determinando la velocidad de transmisión real, la fuerza de la señal y la integridad del medio.
Volviendo al ejemplo del WhatsApp ¿Qué pasa cuando envías un mensaje?
Trazabilidad capa por capa literal descrita en la cátedra:
| Capa OSI | Acción Técnica en WhatsApp |
|---|---|
| Aplicación | El usuario escribe “Hola” en WhatsApp, la app interpreta el mensaje y decide enviarlo a través de internet |
| Presentación | El mensaje se convierte a formato digital (binario), se cifra (en el caso de WhatsApp → cifrado extremo a extremo). |
| Sesión | Se verifica que exista una sesión activa entre ambos usuarios, se mantiene la conexión lógica y se controla que el envío tenga continuidad |
| Transporte | Se divide el mensaje en partes (segmentos) y se decide protocolo: TCP → confiable UDP → rápido WhatsApp usa una combinación dependiendo del tipo de dato |
| Red | Se asigna dirección IP de origen y destino, se decide la ruta (enrutamiento) y cada segmento se convierte en paquete. |
| Enlace de Datos | Se agregan direcciones MAC Se encapsulan en tramas (frames) Se detectan errores de transmisión local |
| Física | Los datos se convierten en señales, eléctricas, ópticas u ondas (WiFi / datos móviles) |