Modelo OSI

El modelo de interconexión de sistemas abiertos o modelo OSI (por sus siglas en inglés Open Systems Interconnection) es un modelo conceptual que describe el estándar universal de las funciones de comunicación de un sistema de telecomunicaciones o un sistema informático, sin tener en cuenta la tecnología interna subyacente del sistema ni los conjuntos de protocolos específicos. Por tanto, el objetivo es la interoperabilidad de todos los diversos sistemas de comunicación que contienen protocolos de comunicación estándar, mediante el encapsulado y desencapsulado de datos, para toda comunicación en red. En el modelo de referencia OSI, las comunicaciones entre un sistema informático se dividen en siete capas de abstracción diferentes: física, enlace de datos, red, transporte, sesión, presentación y aplicación.

El modelo divide el flujo de datos en un sistema de comunicación en siete capas de abstracción, para describir la comunicación en red desde la implementación física de la transmisión de bits a través de un medio de comunicación hasta la representación de datos de más alto nivel de una aplicación distribuida. Cada capa intermedia sirve una clase de funcionalidad a la capa superior y es atendida por la capa inferior. Las clases de funcionalidad se realizan en todo el desarrollo de software a través de todos y cada uno de los protocolos de comunicación estandarizados.

Cada capa del modelo OSI tiene sus propias funciones bien definidas, y las funciones de cada capa se comunican e interactúan con las capas inmediatamente superiores e inferiores, a menos que la capa no tenga capas inferiores o superiores. En cualquier caso, cada capa del modelo OSI tiene sus propias funciones bien definidas que describen las aplicaciones básicas para la comunicación de todos los protocolos de comunicación.

El conjunto de protocolos de Internet tiene un modelo separado, cuyas capas se mencionan en RFC 1122 y RFC 1123. Ese modelo combina las capas física y de enlace de datos del modelo OSI en una sola capa de enlace y tiene una sola capa de aplicación para todos los protocolos. por encima de la capa de transporte, a diferencia de las capas separadas de aplicación, presentación y sesión del modelo OSI.

En comparación, varios modelos de redes han buscado crear un marco intelectual para aclarar conceptos y actividades de redes, pero ninguno ha tenido tanto éxito como el modelo de referencia OSI en convertirse en el modelo estándar para discutir, enseñar y aprender para los procedimientos de redes en el campo. de Tecnología de la Información. Además, el modelo permite una comunicación transparente a través del intercambio equivalente de unidades de datos de protocolo (PDU) entre dos partes, a través de lo que se conoce como red peer-to-peer (también conocida como comunicación peer-to-peer). Como resultado, el modelo de referencia OSI no solo se ha convertido en una pieza importante entre profesionales y no profesionales por igual, sino también en todas las redes entre una o varias partes, debido en gran parte a su marco fácil de usar comúnmente aceptado.

Historia

El desarrollo del modelo OSI comenzó a fines de la década de 1970 para respaldar el surgimiento de diversos métodos de redes de computadoras, como el método principal actual conocido como TCP/IP, que competían por su aplicación en los grandes esfuerzos de redes nacionales en el mundo. En la década de 1980, el modelo se convirtió en un producto de trabajo del grupo de interconexión de sistemas abiertos de la Organización Internacional de Normalización (ISO). Mientras intentaba proporcionar una descripción completa de las redes, el modelo no logró generar confianza durante el diseño de Internet, lo que se refleja en el conjunto de protocolos de Internet menos normativo, patrocinado principalmente bajo los auspicios del Grupo de trabajo de ingeniería de Internet (IETF).

A principios y mediados de la década de 1970, las redes eran en gran parte patrocinadas por el gobierno (red NPL en el Reino Unido, ARPANET en los EE. UU., CYCLADES en Francia) o desarrolladas por proveedores con estándares patentados, como Systems Network Architecture de IBM y Digital Equipment Corporation. DECnet. Las redes públicas de datos recién comenzaban a surgir y comenzaron a utilizar el estándar X.25 a fines de la década de 1970.

El Sistema Experimental de Conmutación de Paquetes en el Reino Unido alrededor de 1973–1975 identificó la necesidad de definir protocolos de nivel superior. La publicación del Centro Nacional de Computación del Reino Unido 'Por qué la computación distribuida', que surgió de una investigación considerable sobre configuraciones futuras para sistemas informáticos, dio como resultado que el Reino Unido presentara el caso de un comité de estándares internacionales para cubrir esta área en la reunión de ISO en Sydney en marzo de 1977.

A partir de 1977, la Organización Internacional de Normalización (ISO) llevó a cabo un programa para desarrollar estándares generales y métodos de trabajo en red. Un proceso similar evolucionó en el Comité Consultivo Internacional Telegráfico y Telefónico (CCITT, del francés: Comité Consultatif International Téléphonique et Télégraphique). Ambos organismos desarrollaron documentos que definieron modelos de redes similares. El modelo OSI fue definido por primera vez en forma cruda en Washington, DC en febrero de 1978 por Hubert Zimmermann de Francia y el estándar refinado pero aún borrador fue publicado por ISO en 1980.

Los redactores del modelo de referencia tuvieron que lidiar con muchas prioridades e intereses contrapuestos. El ritmo del cambio tecnológico hizo necesario definir estándares a los que pudieran converger los nuevos sistemas en lugar de estandarizar los procedimientos a posteriori; el reverso del enfoque tradicional para desarrollar estándares. Aunque no es un estándar en sí mismo, es un marco en el que se pueden definir futuros estándares.

En 1983, los documentos CCITT e ISO se fusionaron para formar el modelo de referencia básico para la interconexión de sistemas abiertos, generalmente denominado modelo de referencia de interconexión de sistemas abiertos, modelo de referencia OSI o simplemente modelo OSI. Fue publicado en 1984 tanto por la ISO, como estándar ISO 7498, como por el renombrado CCITT (ahora llamado Sector de Normalización de Telecomunicaciones de la Unión Internacional de Telecomunicaciones o ITU-T) como estándar X.200.

OSI tenía dos componentes principales, un modelo abstracto de red, denominado Modelo de referencia básico o modelo de siete capas, y un conjunto de protocolos específicos. El modelo de referencia OSI fue un gran avance en la estandarización de los conceptos de red. Promovió la idea de un modelo consistente de capas de protocolo, definiendo la interoperabilidad entre los dispositivos de red y el software.

El concepto de un modelo de siete capas fue proporcionado por el trabajo de Charles Bachman en Honeywell Information Systems. Varios aspectos del diseño OSI evolucionaron a partir de experiencias con la red NPL, ARPANET, CYCLADES, EIN y el Grupo de Trabajo de Redes Internacionales (IFIP WG6.1). En este modelo, un sistema de red se dividió en capas. Dentro de cada capa, una o más entidades implementan su funcionalidad. Cada entidad interactuaba directamente solo con la capa inmediatamente debajo de ella y proporcionaba instalaciones para uso de la capa superior.

Los documentos de estándares OSI están disponibles en ITU-T como la serie de recomendaciones X.200. Algunas de las especificaciones del protocolo también estaban disponibles como parte de la serie ITU-T X. Los estándares ISO/IEC equivalentes para el modelo OSI estaban disponibles en ISO. No todos son gratuitos.

OSI fue un esfuerzo de la industria, que intentaba que los participantes de la industria acordaran estándares de red comunes para proporcionar interoperabilidad de múltiples proveedores. Era común que las redes grandes admitieran varios conjuntos de protocolos de red, y muchos dispositivos no podían interoperar con otros dispositivos debido a la falta de protocolos comunes. Durante un período a fines de la década de 1980 y principios de la de 1990, los ingenieros, las organizaciones y las naciones se polarizaron sobre la cuestión de qué estándar, el modelo OSI o el conjunto de protocolos de Internet, daría como resultado las mejores y más sólidas redes informáticas. Sin embargo, mientras que OSI desarrolló sus estándares de red a fines de la década de 1980, TCP/IP se generalizó en redes de múltiples proveedores para interconexión de redes.

El modelo OSI todavía se usa como referencia para la enseñanza y la documentación; sin embargo, los protocolos OSI originalmente concebidos para el modelo no ganaron popularidad. Algunos ingenieros argumentan que el modelo de referencia OSI sigue siendo relevante para la computación en la nube. Otros dicen que el modelo OSI original no se ajusta a los protocolos de red actuales y han sugerido en su lugar un enfoque simplificado.

Definiciones

Los protocolos de comunicación permiten que una entidad en un host interactúe con una entidad correspondiente en la misma capa en otro host. Las definiciones de servicio, como el modelo OSI, describen de manera abstracta la funcionalidad proporcionada a una capa (N) por una capa (N-1), donde N es una de las siete capas de protocolos que operan en el host local.

En cada nivel N, dos entidades en los dispositivos de comunicación (pares de capa N) intercambian unidades de datos de protocolo (PDU) por medio de un protocolo de capa N. Cada PDU contiene una carga útil, denominada unidad de datos de servicio (SDU), junto con encabezados o pies de página relacionados con el protocolo.

El procesamiento de datos por dos dispositivos compatibles con OSI que se comunican procede de la siguiente manera:

1. Los datos a transmitir se componen en la capa superior del dispositivo de transmisión (capa N) en una unidad de datos de protocolo (PDU).
2. La PDU se pasa a la capa N-1, donde se conoce como unidad de datos de servicio (SDU).
3. En la capa N-1, la SDU se concatena con un encabezado, un pie de página o ambos, lo que produce una PDU de capa N-1. Luego se pasa a la capa N-2.
4. El proceso continúa hasta llegar al nivel más bajo, desde el cual se transmiten los datos al dispositivo receptor.
5. En el dispositivo receptor, los datos pasan de la capa más baja a la más alta como una serie de SDU mientras se eliminan sucesivamente del encabezado o pie de página de cada capa hasta llegar a la capa superior, donde se consumen los últimos datos.

Documentos de normas

El modelo OSI se definió en ISO/IEC 7498 y consta de las siguientes partes:

• ISO/IEC 7498-1 El modelo básico
• Arquitectura de seguridad ISO/IEC 7498-2
• ISO/IEC 7498-3 Denominación y direccionamiento
• Marco de gestión ISO/IEC 7498-4

ISO/IEC 7498-1 también se publica como la Recomendación ITU-T X.200.

Arquitectura de capas

La recomendación X.200 describe siete capas, etiquetadas del 1 al 7. La capa 1 es la capa más baja de este modelo.

Capa	Capa	Capa	Unidad de datos de protocolo (PDU)	Función
Capas anfitrionas	7	Aplicación	Datos	API de alto nivel, incluido el uso compartido de recursos, acceso remoto a archivos
	6	Presentación		Traducción de datos entre un servicio de red y una aplicación; incluyendo codificación de caracteres, compresión de datos y cifrado/descifrado
	5	Sesión		Gestión de sesiones de comunicación, es decir, intercambio continuo de información en forma de múltiples transmisiones de ida y vuelta entre dos nodos
	4	Transporte	Segmento, Datagrama	Transmisión confiable de segmentos de datos entre puntos en una red, incluida la segmentación, el reconocimiento y la multiplexación
Capas de medios	3	Red	Paquete	Estructuración y gestión de una red de múltiples nodos, incluido el direccionamiento, el enrutamiento y el control del tráfico
	2	Enlace de datos	Cuadro	Transmisión de tramas de datos entre dos nodos conectados por una capa física
	1	Físico	Bit, Símbolo	Transmisión y recepción de flujos de bits sin procesar a través de un medio físico

Capa 1: capa física

La capa física es responsable de la transmisión y recepción de datos en bruto no estructurados entre un dispositivo, como un controlador de interfaz de red, un concentrador Ethernet o un conmutador de red, y un medio de transmisión físico. Convierte los bits digitales en señales eléctricas, de radio u ópticas. Las especificaciones de capa definen características tales como los niveles de voltaje, la sincronización de los cambios de voltaje, las tasas de datos físicos, las distancias máximas de transmisión, el esquema de modulación, el método de acceso al canal y los conectores físicos. Esto incluye el diseño de pines, voltajes, impedancia de línea, especificaciones de cable, tiempo de señal y frecuencia para dispositivos inalámbricos. El control de la tasa de bits se realiza en la capa física y puede definir el modo de transmisión como símplex, semidúplex y dúplex completo. Los componentes de una capa física se pueden describir en términos de una topología de red. Las especificaciones de la capa física se incluyen en las especificaciones de los estándares ubicuos de Bluetooth, Ethernet y USB. Un ejemplo de una especificación de capa física menos conocida sería el estándar CAN.

La capa física también especifica cómo se produce la codificación sobre una señal física, como un voltaje eléctrico o un pulso de luz. Por ejemplo, un bit 1 podría representarse en un cable de cobre mediante la transición de una señal de 0 voltios a una de 5 voltios, mientras que un bit 0 podría representarse mediante la transición de una señal de 5 voltios a una señal de 0 voltios. Como resultado, los problemas comunes que ocurren en la capa física a menudo están relacionados con la terminación de medios incorrecta, EMI o codificación de ruido, y NIC y concentradores mal configurados o que no funcionan correctamente.

Capa 2: capa de enlace de datos

La capa de enlace de datos proporciona transferencia de datos de nodo a nodo, un enlace entre dos nodos conectados directamente. Detecta y eventualmente corrige errores que puedan ocurrir en la capa física. Define el protocolo para establecer y terminar una conexión entre dos dispositivos conectados físicamente. También define el protocolo para el control de flujo entre ellos.

IEEE 802 divide la capa de enlace de datos en dos subcapas:

• Capa de control de acceso al medio (MAC): responsable de controlar cómo los dispositivos en una red obtienen acceso a un medio y permiso para transmitir datos.
• Capa de control de enlace lógico (LLC): responsable de identificar y encapsular los protocolos de la capa de red, y controla la verificación de errores y la sincronización de tramas.

Las capas MAC y LLC de las redes IEEE 802 como 802.3 Ethernet, 802.11 Wi-Fi y 802.15.4 ZigBee operan en la capa de enlace de datos.

El Protocolo punto a punto (PPP) es un protocolo de capa de enlace de datos que puede operar en varias capas físicas diferentes, como líneas seriales síncronas y asíncronas.

El estándar ITU-T G.hn, que proporciona redes de área local de alta velocidad a través de cables existentes (líneas eléctricas, líneas telefónicas y cables coaxiales), incluye una capa de enlace de datos completa que proporciona corrección de errores y control de flujo mediante una selección selectiva. -repita el protocolo de ventana deslizante.

La seguridad, específicamente el cifrado (autenticado), en esta capa se puede aplicar con MACSec.

Capa 3: capa de red

La capa de red proporciona los medios funcionales y de procedimiento para transferir paquetes de un nodo a otro conectado en "diferentes redes". Una red es un medio al que se pueden conectar muchos nodos, en el que cada nodo tiene una direccióny que permite que los nodos conectados a él transfieran mensajes a otros nodos conectados simplemente proporcionando el contenido de un mensaje y la dirección del nodo de destino y dejando que la red encuentre la forma de entregar el mensaje al nodo de destino, posiblemente enrutándolo a través de nodos intermedios. Si el mensaje es demasiado grande para transmitirse de un nodo a otro en la capa de enlace de datos entre esos nodos, la red puede implementar la entrega del mensaje dividiendo el mensaje en varios fragmentos en un nodo, enviando los fragmentos de forma independiente y volviendo a ensamblar los fragmentos en otro nodo. Puede, pero no es necesario, informar errores de entrega.

No se garantiza necesariamente que la entrega de mensajes en la capa de red sea confiable; un protocolo de capa de red puede proporcionar una entrega de mensajes confiable, pero no es necesario que lo haga.

Varios protocolos de gestión de capas, una función definida en el anexo de gestión, ISO 7498/4, pertenecen a la capa de red. Estos incluyen protocolos de enrutamiento, administración de grupos de multidifusión, información y errores de la capa de red y asignación de direcciones de la capa de red. Es la función de la carga útil lo que hace que estos pertenezcan a la capa de red, no el protocolo que los transporta.

Capa 4: capa de transporte

La capa de transporte proporciona los medios funcionales y de procedimiento para transferir secuencias de datos de longitud variable desde un host de origen a un host de destino de una aplicación a otra a través de una red, manteniendo las funciones de calidad de servicio. Los protocolos de transporte pueden estar orientados a la conexión o sin conexión.

Esto puede requerir dividir unidades de datos de protocolo grandes o flujos de datos largos en fragmentos más pequeños llamados "segmentos", ya que la capa de red impone un tamaño de paquete máximo llamado unidad de transmisión máxima (MTU), que depende del tamaño de paquete máximo impuesto por todos los enlaces de datos. capas en la ruta de red entre los dos hosts. La cantidad de datos en un segmento de datos debe ser lo suficientemente pequeña para permitir un encabezado de capa de red y un encabezado de capa de transporte. Por ejemplo, para los datos que se transfieren a través de Ethernet, la MTU es de 1500 bytes, el tamaño mínimo de un encabezado TCP es de 20 bytes y el tamaño mínimo de un encabezado IPv4 es de 20 bytes, por lo que el tamaño máximo del segmento es 1500-(20 +20) bytes, o 1460 bytes. El proceso de dividir datos en segmentos se llama segmentación; es una función opcional de la capa de transporte. Algunos protocolos de transporte orientados a la conexión, como TCP y el protocolo de transporte orientado a la conexión (COTP) de OSI, realizan la segmentación y el reensamblaje de segmentos en el lado receptor; los protocolos de transporte sin conexión, como UDP y el protocolo de transporte sin conexión (CLTP) de OSI, por lo general no lo hacen.

La capa de transporte también controla la confiabilidad de un enlace dado entre un host de origen y de destino a través del control de flujo, control de errores y reconocimientos de secuencia y existencia. Algunos protocolos están orientados al estado y a la conexión. Esto significa que la capa de transporte puede realizar un seguimiento de los segmentos y retransmitir aquellos que fallan en la entrega a través del sistema de reconocimiento. La capa de transporte también proporcionará el reconocimiento de la transmisión de datos exitosa y envía los siguientes datos si no ocurrieron errores.

Sin embargo, la confiabilidad no es un requisito estricto dentro de la capa de transporte. Los protocolos como UDP, por ejemplo, se utilizan en aplicaciones que están dispuestas a aceptar la pérdida, el reordenamiento, los errores o la duplicación de algunos paquetes. La transmisión de medios, los juegos multijugador en tiempo real y la voz sobre IP (VoIP) son ejemplos de aplicaciones en las que la pérdida de paquetes no suele ser un problema fatal.

El protocolo de transporte orientado a la conexión OSI define cinco clases de protocolos de transporte en modo de conexión que van desde la clase 0 (que también se conoce como TP0 y proporciona la menor cantidad de funciones) hasta la clase 4 (TP4, diseñado para redes menos confiables, similar a Internet). La clase 0 no contiene recuperación de errores y fue diseñada para usarse en capas de red que brindan conexiones sin errores. La clase 4 es la más cercana a TCP, aunque TCP contiene funciones, como el cierre correcto, que OSI asigna a la capa de sesión. Además, todas las clases de protocolo de modo de conexión OSI TP proporcionan datos acelerados y conservación de los límites de registro. Las características detalladas de las clases TP0-4 se muestran en la siguiente tabla:

Nombre de la función	TP0	TP1	TP2	TP3	TP4
Red orientada a la conexión	Sí	Sí	Sí	Sí	Sí
Red sin conexión	No	No	No	No	Sí
Concatenación y separación	No	Sí	Sí	Sí	Sí
Segmentación y reensamblaje	Sí	Sí	Sí	Sí	Sí
Error de recuperación	No	Sí	Sí	Sí	Sí
Reiniciar conexión	No	Sí	No	Sí	No
Multiplexación/desmultiplexación sobre un solo circuito virtual	No	No	Sí	Sí	Sí
Control de flujo explícito	No	No	Sí	Sí	Sí
Retransmisión en tiempo de espera	No	No	No	No	Sí
Servicio de transporte confiable	No	Sí	No	Sí	Sí
Si no se reconoce un número excesivo de PDU.

Una forma sencilla de visualizar la capa de transporte es compararla con una oficina de correos, que se ocupa del envío y la clasificación del correo y los paquetes enviados. Una oficina de correos inspecciona solo el sobre exterior del correo para determinar su entrega. Las capas superiores pueden tener el equivalente de sobres dobles, como los servicios de presentación criptográfica que solo puede leer el destinatario. En términos generales, los protocolos de tunelización operan en la capa de transporte, como llevar protocolos que no son IP, como SNA de IBM o IPX de Novell, a través de una red IP, o cifrado de extremo a extremo con IPsec. Si bien la Encapsulación de enrutamiento genérico (GRE) puede parecer un protocolo de capa de red, si la encapsulación de la carga útil se lleva a cabo solo en el punto final, GRE se acerca más a un protocolo de transporte que usa encabezados IP pero contiene tramas completas de Capa 2 o paquetes de Capa 3 para entregar al punto final. L2TP transporta tramas PPP dentro de los segmentos de transporte.

Aunque no se desarrollaron bajo el modelo de referencia OSI y no se ajustan estrictamente a la definición OSI de la capa de transporte, el Protocolo de control de transmisión (TCP) y el Protocolo de datagramas de usuario (UDP) del conjunto de protocolos de Internet se clasifican comúnmente como protocolos de capa 4 dentro de OSI.

Transport Layer Security (TLS) tampoco encaja estrictamente dentro del modelo. Contiene características de las capas de transporte y presentación.

Capa 5: capa de sesión

La capa de sesión crea la configuración, controla las conexiones y finaliza el desmontaje entre dos o más computadoras, lo que se denomina "sesión". Dado que el DNS y otros protocolos de resolución de nombres operan en esta parte de la capa, las funciones comunes de la capa de sesión incluyen el inicio de sesión del usuario (establecimiento), la búsqueda de nombres (administración) y las funciones de cierre de sesión del usuario (terminación). Incluyendo este asunto, los protocolos de autenticación también están integrados en la mayoría del software de cliente, como el Cliente FTP y el Cliente NFS para redes Microsoft. Por lo tanto, la capa de sesión establece, administra y finaliza las conexiones entre la aplicación local y la remota. La capa de sesión también proporciona operación full-duplex, half-duplex o simplex y establece procedimientos para puntos de control, suspensión, reinicio, y finalizar una sesión entre dos flujos de datos relacionados, como un flujo de audio y video en una aplicación de conferencia web. Por lo tanto, la capa de sesión suele implementarse explícitamente en entornos de aplicaciones que utilizan llamadas a procedimientos remotos.

Capa 6: capa de presentación

La capa de presentación establece el formato de datos y la traducción de datos a un formato especificado por la capa de aplicación durante la encapsulación de los mensajes salientes mientras se pasan por la pila de protocolos, y posiblemente se invierte durante la desencapsulación de los mensajes entrantes cuando se pasan por la pila de protocolos. Por esta misma razón, los mensajes salientes durante la encapsulación se convierten a un formato especificado por la capa de aplicación, mientras que la conversación de los mensajes entrantes durante la desencapsulación se invierte.

La capa de presentación maneja la conversión de protocolos, el cifrado de datos, el descifrado de datos, la compresión de datos, la descompresión de datos, la incompatibilidad de la representación de datos entre los sistemas operativos y los comandos gráficos. La capa de presentación transforma los datos en la forma que acepta la capa de aplicación, para enviarlos a través de una red. Dado que la capa de presentación convierte datos y gráficos en un formato de visualización para la capa de aplicación, la capa de presentación a veces se denomina capa de sintaxis. Por esta razón, la capa de presentación negocia la transferencia de la estructura sintáctica a través de las reglas básicas de codificación de la notación de sintaxis abstracta uno (ASN.1), con capacidades como la conversión de un archivo de texto codificado en EBCDIC en un archivo codificado en ASCII, o la serialización de objetos y otras estructuras de datos desde y hacia XML.

Capa 7: capa de aplicación

La capa de aplicación es la capa del modelo OSI más cercana al usuario final, lo que significa que tanto la capa de aplicación OSI como el usuario interactúan directamente con la aplicación de software que implementa un componente de comunicación entre el cliente y el servidor, como File Explorer y Microsoft Word. Dichos programas de aplicación quedan fuera del alcance del modelo OSI a menos que se integren directamente en la capa de aplicación a través de las funciones de comunicación, como es el caso de aplicaciones como navegadores web y programas de correo electrónico. Otros ejemplos de software son Microsoft Network Software para compartir archivos e impresoras y Unix/Linux Network File System Client para acceder a recursos de archivos compartidos.

Las funciones de la capa de aplicación suelen incluir el uso compartido de archivos, el manejo de mensajes y el acceso a la base de datos, a través de los protocolos más comunes en la capa de aplicación, conocidos como HTTP, FTP, SMB/CIFS, TFTP y SMTP. Al identificar socios de comunicación, la capa de aplicación determina la identidad y disponibilidad de los socios de comunicación para una aplicación con datos para transmitir. La distinción más importante en la capa de aplicación es la distinción entre la entidad de aplicación y la aplicación. Por ejemplo, un sitio web de reservas puede tener dos entidades de aplicación: una que usa HTTP para comunicarse con sus usuarios y otra para un protocolo de base de datos remota para registrar las reservas. Ninguno de estos protocolos tiene nada que ver con las reservas. Esa lógica está en la propia aplicación.

Funciones de capas cruzadas

Las funciones de capas cruzadas son servicios que no están vinculados a una capa determinada, pero que pueden afectar a más de una capa. Algunos aspectos ortogonales, como la gestión y la seguridad, involucran a todas las capas (consulte la recomendación ITU-T X.800). Estos servicios están destinados a mejorar la tríada CIA (confidencialidad, integridad y disponibilidad) de los datos transmitidos. Las funciones de capas cruzadas son la norma, en la práctica, porque la disponibilidad de un servicio de comunicación está determinada por la interacción entre el diseño de la red y los protocolos de gestión de la red.

Los ejemplos específicos de funciones de capas cruzadas incluyen lo siguiente:

• Servicio de seguridad (telecomunicaciones) según lo definido por la recomendación ITU-T X.800.
• Funciones de gestión, es decir funciones que permiten configurar, instanciar, monitorear, terminar las comunicaciones de dos o más entidades: existe un protocolo de capa de aplicación específico, protocolo de información de gestión común (CMIP) y su servicio correspondiente, servicio de información de gestión común (CMIS), necesitan interactuar con cada capa para manejar sus instancias.
• La conmutación de etiquetas multiprotocolo (MPLS), ATM y X.25 son protocolos 3a. OSI subdivide la capa de red en tres subcapas: 3a) Acceso a la subred, 3b) Convergencia dependiente de la subred y 3c) Convergencia independiente de la subred. Fue diseñado para proporcionar un servicio de transporte de datos unificado tanto para clientes basados ​​en circuitos como para clientes de conmutación de paquetes que proporcionan un modelo de servicio basado en datagramas. Se puede utilizar para transportar muchos tipos diferentes de tráfico, incluidos paquetes IP, así como tramas ATM, SONET y Ethernet nativas. A veces uno ve referencia a una Capa 2.5.
• La programación entre MAC y PHY es esencial en las redes inalámbricas debido a la naturaleza variable en el tiempo de los canales inalámbricos. Al programar la transmisión de paquetes solo en condiciones de canal favorables, lo que requiere que la capa MAC obtenga información del estado del canal de la capa PHY, el rendimiento de la red puede mejorarse significativamente y puede evitarse el desperdicio de energía.

Interfaces de programación

Ni el modelo de referencia OSI ni ninguna especificación del protocolo OSI describen interfaces de programación, salvo descripciones de servicio deliberadamente abstractas. Las especificaciones del protocolo definen una metodología para la comunicación entre pares, pero las interfaces de software son específicas de la implementación.

Por ejemplo, la especificación de interfaz de controlador de red (NDIS) y la interfaz abierta de enlace de datos (ODI) son interfaces entre los medios (capa 2) y el protocolo de red (capa 3).

Comparación con otras suites de red

La siguiente tabla presenta una lista de capas OSI, los protocolos OSI originales y algunas coincidencias modernas aproximadas. Es muy importante tener en cuenta que esta correspondencia es aproximada: el modelo OSI contiene idiosincrasias que no se encuentran en sistemas posteriores, como la pila de IP en la Internet moderna.

Capa	protocolos OSI	Protocolos TCP/IP	Sistema de señalización7	AppleTalk	IPX	SCN	UMTS	Ejemplos varios
No.	Nombre
7	Solicitud	FTAMX.400X.500SALTOROSARTSEACSECMIP	HTTPHTTPSFTPSMTP	INAPMAPATCAPDEPENDETU P	AFPCÓDIGO POSTALRTMPPNI	SAVIA	APPC		HL7modbusWebSocketCoAP
6	Presentación	ISO/CEI 8823X.226ISO/CEI 9576-1X.236	MÍMICASSL/TLSXDR		AFP				TDIASCIIEBCDICmidiMPEG
5	Sesión	ISO/CEI 8327X.225ISO/CEI 9548-1X.235	Sockets (establecimiento de sesión en TCP/RTP/PPTP)		ÁSPIDADSPPAPILLA	Enlace NW	contenido descargable?		Tuberías con nombreNetBIOSSAVIARPCMEDIAS
4	Transporte	ISO/CEI 8073TP0TP1TP2TP3TP4 (X.224)ISO/CEI 8602X.234	TCPUDPSCTPDCCP		DDP	SPX			NBF
3	La red	ISO/CEI 8208X.25 (PLP)ISO/CEI 8878X.223ISO/CEI 8473-1CLNP X.233ISO/CEI 10589ES-ES	IPIPsecICMPIGMPOSPFROTURA	SCCPMTP	ATP (TokenTalk/EtherTalk)	IPX	NCP de IBM	CRR / BMC	NBFP.931
2	Enlace de datos	ISO/CEI 7666X.25 (LAPB)Autobús de fichasX.222ISO/CEI 8802-2LLC (tipo 1 / 2)	PPASBTVDESLIZAR	MTPP.710	LocalTalkARAPPA	Tramas IEEE 802.3 TramasEthernet II	SDLC	PDCPLLCMAC	ARPNDP (Protocolo de descubrimiento de vecinos)ARQCajero automáticorelleno de bitsCDPDOCSISFDDIPDFCanal de fibraRetardo de fotogramaHDPHDLCIEEE 802.3 (Ethernet) MACIEEE 802.11 (Wi-Fi) MACIEEE 802.1Q (VLAN)ISLUIT-T G.hn DLLVinculación de la interfaz de LinuxPPAP.921Token RingNDP (Protocolo de descubrimiento de Nortel)ES-ES
1	Físico	X.25 (X.21bisEIA/TIA-232EIA/TIA-449EIA-530G.703)	La pila TCP/IP no se preocupa por el medio físico, siempre que proporcione una forma de comunicar octetos	MTPP.710	RS-232RS-422PhoneNet		Twinax	Interfaces de aire UMTS	RS-232RJ45 (8P8C)V.35V.34I.430I.431T1E1802.3 PHY (10BASE-T100BASE-TX1000BASE-T)OLLASSONETSDHADSL802.11 PHYUIT-T G.hn PHYDOCSISDWDMOTN

Comparación con el modelo TCP/IP

El diseño de protocolos en el modelo TCP/IP de Internet no se preocupa por la encapsulación y capas jerárquicas estrictas. RFC 3439 contiene una sección titulada "La estratificación se considera dañina". TCP/IP reconoce cuatro amplias capas de funcionalidad que se derivan del alcance operativo de sus protocolos contenidos: el alcance de la aplicación de software; la ruta de transporte de host a host; la gama de interconexión de redes; y el alcance de los enlaces directos a otros nodos en la red local.

A pesar de utilizar un concepto diferente para las capas que el modelo OSI, estas capas a menudo se comparan con el esquema de capas OSI de la siguiente manera:

• La capa de aplicación de Internet se asigna a la capa de aplicación OSI, la capa de presentación y la mayor parte de la capa de sesión.
• La capa de transporte TCP/IP se asigna a la función de cierre correcto de la capa de sesión OSI, así como a la capa de transporte OSI.
• La capa de Internet realiza funciones como las de un subconjunto de la capa de red OSI.
• La capa de enlace corresponde a la capa de enlace de datos de OSI y puede incluir funciones similares a las de la capa física, así como algunos protocolos de la capa de red de OSI.

Estas comparaciones se basan en el modelo de protocolo original de siete capas como se define en ISO 7498, en lugar de mejoras en la organización interna de la capa de red.

El conjunto de protocolos OSI que se especificó como parte del proyecto OSI fue considerado por muchos como demasiado complicado e ineficiente y, en gran medida, imposible de implementar. Tomando el enfoque de "actualización de carretilla elevadora" para las redes, especificó eliminar todos los protocolos de red existentes y reemplazarlos en todas las capas de la pila. Esto dificultó la implementación y muchos proveedores y usuarios se resistieron con inversiones significativas en otras tecnologías de red. Además, los protocolos incluían tantas funciones opcionales que las implementaciones de muchos proveedores no eran interoperables.

Aunque a menudo todavía se hace referencia al modelo OSI, el conjunto de protocolos de Internet se ha convertido en el estándar para las redes. El enfoque pragmático de TCP/IP para las redes informáticas y las implementaciones independientes de protocolos simplificados lo convirtió en una metodología práctica. Algunos protocolos y especificaciones en la pila OSI siguen en uso, un ejemplo es IS-IS, que se especificó para OSI como ISO/IEC 10589:2002 y se adaptó para uso en Internet con TCP/IP como RFC 1142.