En primer lugar las siglas OSI significan Open Systems Interconnection y fue creada como una norma de estandarización por la ISO (International Organization for Standarization). Realmente lo que se define en el modelo OSI, son una serie de niveles para un entorno de sistemas abiertos, donde un proceso ejecutándose en un ordenador, puede establecer una comunicación con otro ordenador, si estos están utilizando los mismos protocolos de comunicación OSI.

En la figura anterior podemos ver los siete niveles OSI, lo que muchos no saben es que el modelo OSI está basado en la pila de protocolos SNA de IBM (Arquitectura que puede ser objeto de varios artículos), es de justicia pues indicar este comentario, sobre todo para los muy detractores de IBM.

Entonces, ¿ Por qué OSI ? En principio se creó para establecer la interoperabilidad entre sistemas de distintos vendedores y arquitecturas, permitiendo la interconexión de redes. Pero de hecho no nos engañemos, OSI no ha tenido ni mucho menos el éxito que sus creadores esperaban, en definitiva lo que se usa es su modelo para describir y definir las comunicaciones entre sistemas dispares.

La información fluye a través de los niveles de una manera muy sencilla, cada uno de los niveles, define un conjunto concreto de funciones, la aplicación a un nivel más alto interactua con el nivel inferior, cuando tiene la necesidad de enviar información hacia otro sistema, la información se empaqueta en cada nivel, y se pasa al nivel inferior, hasta llegar al nivel físico, realizándose el proceso inverso cuando llega al sistema destino, desde el nivel físico se asciende a través de todos los niveles hasta llegar al de la aplicación.

En este nivel se definen las características físicas de las interfaces, aspectos eléctricos (niveles de tensión que son valores binarios), y todo lo relacionado con el establecimiento y liberación del enlace físico.

Aquí se definen las reglas para el envio y recepción de la información a través de una conexión física. En este nivel estaríamos hablando de tramas , utilizadas para la transmisión, evidentemente este nivel ofrece también la detección y el control de errores pertinente, este control de errores evita de hecho que los niveles superiores a este tengan que realizarlo, pero también hay que decir que el rendimiento mejora cuando los niveles superiores son los que realizan el control de errores (partiendo siempre de la supuesta utilización de medios fiables).

En este caso podríamos citar algunos de los protocolos y estándares que trabajan en este nivel como por ejemplo: HDLC, SDLC, IEEE 802.3 (Ethernet), IEEE 802.5 (Token-Ring), Frame Relay, ATM, NDIS, ODI.

En este nivel se definen los protocolos que crean y mantienen la ruta entre los sistemas, relacionándose con la transmisión y conmutación de datos, ocultando de alguna manera a los niveles superiores. En este caso estaríamos hablando de paquetes, a través de los cuales se determinarán los métodos de encaminamiento, si los dos sistemas se encuentran en la misma red, el paquete se le envía directamente al sistema destino, en caso de dirigirse a una red de otro segmento, el paquete se enviaría al router pertinente, y este lo dirigirá hacia otra red.

En el nivel de red podemos hablar por ejemplo de IP, X.25, IPX, APPN.

Este nivel proporciona un elevado control para mover la información entre sistemas, ofreciendo generalmente servicios de calidad, gestión de errores, prioridades, seguridad etc. Los servicios orientados a la conexión (TCP) entre sistemas nos aporta un transporte eficiente y seguro de la información, mucho más de lo que lo hacen los servicios no orientados a la conexión (UDP).

Una de las formas de control en este nivel, se realiza sobre los paquetes, asignándoles a cada uno de ellos un número, que se controlará en el destino, de tal forma que si el paquete se perdiera, el destino le pide al origen que le vuelva a enviar los paquetes perdidos, utilizando las secuencias establecidas, asegurando además que se reemsamblan los paquetes en el orden adecuado.

Ejemplos de protocolos de nivel 4 son TCP (Transmission Control Protocol), SPX (Sequenced Packed Exchange) y UDP (User Datagram Protocol) que no es orientado a la conexión, y no realiza los controles mencionados en el párrafo anterior.

Se realiza la coordinación del intercambio de información entre sistemas, utilizando básicamente técnicas de conversación o diálogos. Generalmente estas técnicas son utilizadas para saber en un momento determinado donde reiniciar una transmisión o simplemente para saber donde empieza y acaba un bloque de datos.

Forman parte del sistema operativo y aplicación, que estemos utilizando en la estación de trabajo. Por decirlo de alguna manera, se formatea la información para visualizarla o imprimirla, interpretándose los códigos y atributos que vienen incorporados en los datos. En este nivel se gestiona también el cifrado y traducción de conjuntos de caracteres.

Son las aplicaciones que acceden a los niveles antes mencionados, de más bajo nivel, y aquí podemos hablar aplicaciones de transferencia de archivos, correo electrónico, etc.

Ejemplos de algunos de los protocolos: Terminal virtual (TELNET), Transferencia de archivos (FTP, FTAM, etc), X.400, X.500.

Bueno, si habéis llegado hasta aquí, supongo que resistiréis otro apartado no poco atractivo como son los estándares de transmisión.

Existe una organización llamada IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) que se dedican a redactar y establecer normas sobre los estándares en comunicaciones, y concretamente el proyecto 802 en las cuales se definen las pertenecientes a las LAN,s.

Muchas de las normas del IEEE son también normas ISO, por ejemplo la 802.3 del IEEE es la 8802.3, esto significa que realmente estamos hablando de una relación entre las normas de uno y el modelo de referencia del otro.

Citaré las normas que considero más interesantes de cara al lector, ya que podríamos escribir cientos de artículos sobre todas las existentes.

Dentro de esta norma se define la relación entre las normas 802 del IEEE y el modelo de referencia OSI para la interconexión de sistemas. Aquí por ejemplo podemos citar que una de las normas más importantes fue el uso de 48 bits para la dirección de una estación LAN para todas las normas 802, teniendo pues, cada adaptador una única dirección.

En esta norma se define el protocolo de control de enlaces lógicos (LLC, Logical Link Control) , asegurando la fiabilidad de las transmisiones a través del enlace de comunicaciones. Dentro de la pila de protocolos OSI, el nivel de enlace de datos, se divide en dos subniveles, el control de acceso al medio (MAC, Media Access Control) y el (LLC, Logical Link Control).

Originariamente el protocolo LLC proviene del protocolo HDLC (High-level Datalink Control), funcionando casi idénticamente, por decirlo de alguna manera, el LLC, proporciona los puntos de acceso al servicio (SAP,s, Service Access Points), mientras que el subnivel MAC, sencillamente nos da la dirección física de un dispositivo de red.

Cabe decir por último que en esta norma existen servicios orientados y no orientados a la conexión.

La norma 802.3, nos define el modo de operación del método de acceso múltiple con detección de portadora y detección de colisiones (CSMA/CD, Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection), esta norma, básicamente nos describe la conexión a medios de cable coaxial, par trenzado y fibra óptica. En sus orígenes estábamos hablando de 10 Mbits/seg., actualmente ya hablamos de 100 Mbits/seg., y efectivamente estamos hablando del estándar de transmisión Ethernet y Fast Ethernet.

Es interesante destacar que inicialmente este estándar fue desarrollado por Xerox, DEC e Intel, y apareció por entonces una primera versión, publicándose posteriormente otras revisiones.

El medio de comunicación utilizado es compartido por todos los dispositivos de la LAN y es un elemento de transmisión por broadcast (multidifusión), pero no existe ningún centro de control que le comunique a una estación cuando debe transmitir, se utiliza el canal banda base con codificación Manchester y en banda ancha por modulación de frecuencia. Las estaciones generalmente se conectan a los llamados HUB,s o concentradores.

Las especificaciones del cableado son por ejemplo 10Base5 (cable coaxial grueso), 10Base2 (cable coaxial fino), 10BaseT (cable UTP), 100BaseT (cable UTP). En cuanto a la trama de datos el IEEE 802.3 tiene su propio formato, que la hace incompatible con otros (Ethernet II por ejemplo), y contiene los siguientes campos de información básicos:

Trama Ethernet (IEEE 802.3)

Los campos más importantes se comentan a continuación:

Preámbulo. Identifica el comienzo de la trama.

SFD (Start Frame Delimiter). Campo añadido que indica comienzo de trama.

Destino / Origen. Dirección de destino y origen.

LEN. Nos indica la longitud del campo de datos.

CRC (Cyclical Redundancy checksum). Tiene un resultado calculado por el emisor, y el receptor realiza ese mismo cálculo para ver si coincide con el campo CRC, si no coincide la trama es incorrecta y deberá retransmitirse de nuevo.

Como ya se ha comentado más arriba, el método de acceso al medio es el llamado CSMA/CD, esto significa que los adaptadores de red realizan la transmisión de las tramas, cuando son los únicos que tienen el medio, es decir que en el momento de transmitir, dispondrán de todo el acceso al cable.

Partimos, que en un momento determinado, dos estaciones quieren transmitir, e intentan acceder al mismo tiempo al medio, entonces, se produce una colisión, lo cual podría causar una corrupción en los datos transmitidos, así en el protocolo CSMA/CD, existe un mecanismo que detecta esa colisión, haciendo que las estaciones esperen cada una de ellas un tiempo aleatorio, y posteriormente vuelvan a intentar la transmisión.

Cabe decir que este método es satisfactorio cuando estamos hablando de pocas estaciones a transmitir, pero se degrada a medida que aumenta el número de estaciones en red. Hay que decir que se utilizan técnicas de segmentación y conmutación que serían objeto de otros artículos.

La norma IEEE 802.5 nos define el funcionamiento de una red en anillo con testigo, que físicamente se puede configurar con una topología en estrella.

A mediados de los ochenta, IBM empezó a comercializar la llamada Token-Ring, que inicialmente funcionaba a 4 Mbits/seg., y a pesar de que la red está físicamente en estrella, se configura como un anillo lógico, así, internamente las señales viajan de una estación a otra por la red. Más tarde token-ring pasó a funcionar a 16 Mbits/seg., utilizándose igualmente, técnicas de segmentación y conmutación.

Las estaciones de trabajo se conectan a los concentradores o MAU,s (Multistation Access Unit), generalmente estos concentradores se interconectan entre si para crear redes más grandes. Cada MAU contiene una entrada (Ring-Input) y una salida (Ring-Output), de tal forma que podríamos tener la siguiente conexión:

Los típos de cableados son de tipo 1 (apantallado), tipo 2 (apantallado), tipo 3 (no apantallado), tipo 5 (fibra), etc. El más utilizado era el de tipo1, pero actualmente se utiliza siempre el cableado cat 5.

Trama IEEE 802.5

Existen dos tipos de tramas en token-ring, una es para el testigo y la otra para la transferencia de la información.

C1 = Delimitador de comienzo

C2 = Control de acceso

C3 = Control de trama

C4 = Dirección del destino

C5 = Dirección del origen

C6 = Datos

C7 = Secuencia de verificación de trama

C8 = Delimitador de final

C9 = Estado de la trama

Trama de anillo con testigo

C1. Informa del comienzo de los datos.

C2. Información sobre prioridad de la trama.

C3. Tipo de trama (información para destino, información para MAC).

C4. Dirección de la estación destino.

C5. Dirección de la estación que envía la trama.

C6. Datos transmitidos.

C7. Información de control de errores.

C8. Indica el final de la trama.

C9. Información de reconocimiento de la trama, disponibilidad, etc.

En las redes token-ring se utiliza el acceso por turnos, es decir, que una estación tiene su turno cuando esta en posesión de la trama "token", (la cual circula siempre por la red) y es entonces cuando tiene todo el control del canal de datos, pudiendo entonces enviar tramas al destino, una vez el destinatario la ha recibido, el emisor deberá retirar la trama, una vez haya verificado que el destinatario la ha recibido, volviendo finalmente a colocar el "token" en al anillo, para pasarselo a la siguiente estación.

En definitiva, es un sistema más justo que CSMA/CD, puesto que el "token", va pasando en un orden por cada una de las estaciones, transmitiendo tarde o temprano todas ellas, por tanto es muy efectivo cuando existen un gran número de estaciones, no así cuando hay un número muy reducido, puesto que se pierde algo de tiempo.

Bien, con este tercer artículo, cierro el "Introducción a las redes", pero continuaré con este apasionante mundo del Networking, espero que os hayan servido para saber algo más sobre el tema.

Saludos, y os deseo una buena sesión en la red.

ÚLTIMA REVISIÓN EN FEBRERO DE 1999