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La capa física define las especificaciones
eléctricas, mecánicas, procesales, y funcionales para activar, mantener, y
desactivar la conexión física entre los sistemas de la red. Las
especificaciones de la capa física definen características tales como
niveles de voltaje, el tiempo de los cambios del voltaje, tasa de flujo de
datos físicos, distancias máximas de la transmisión, y conectores físicos. Las
implementaciones de la capa física a de la capa se pueden categorizar como LAN
o WAN. El cuadro
1-7 ilustra algunas implementaciones comunes de la capa física LAN y WAN.
Cuadro 1-7: Implementaciones de la capa Física, pueden ser
especificaciones LAN o WAN.
La capa de enlace de datos proporciona un
tránsito confiable de datos a través de una conexión física de la red. Diversas
especificaciones de la capa de enlace de datos definen diversas
características de protocolos y la red, incluyendo la dirección física, la
topología de la red, la notificación de errores, orden de los frames y control
de flujo. La dirección física (en comparación con la dirección de red) define
cómo los dispositivos se direccionan en la capa de enlace de datos. La
topología de la red consiste
en las especificaciones de
la capa de enlace de datos que definen a menudo cómo deben ser conectados
físicamente los dispositivos, por ejemplo una topología bus o una topología
anillo. La notificación de errores avisa a las capas superiores que ha ocurrido
un error, y el secuenciamiento
de los frames reordenan los frames que se transmiten fuera de
secuencia. Finalmente, el control de flujo
modera el flujo de la transmisión de datos para no
abrumar el dispositivo de recepción con más tráfico que el que puede manejar.
El instituto de los ingenieros eléctricos y
electrónicos (IEEE) ha subdividido la capa de enlace de datos en dos subcapas:
Logical Link Control (LLC) y Media Access Control (MAC). El
cuadro 1-8 ilustra las subcapas del IEEE de la capa de enlace de datos.
Cuadro 1-8: La capa de enlace de datos contiene dos
subcapas.
La subcapa Logical Link Control (LLC) maneja las
comunicaciones entre los dispositivos sobre una sola conexión en una red. El
LLC se define en la especificación de IEEE 802.2 y soporta servicios sin
conexión y connection-oriented usados por protocolos de capa más altas. IEEE
802.2 define un número de campos de los frames de la capa de enlace de datos
que permiten a múltiples protocolos de capas superiores compartir un único
enlace físico. La subcapa Media Access Control (MAC) de la capa de
enlace de datos maneja el acceso de los protocolos al medio físico de la red.
La especificación MAC de IEEE define los direccionamientos del MAC, que
permiten a los dispositivos múltiples identificar uno otro en la capa de
enlace de datos.
La capa de red proporciona el encaminamiento y
funciones relacionadas que permiten
combinar múltiples trasmisiones de datos en una red interna. Esto es logrado
por la dirección lógica (en comparación con la dirección física) de
dispositivos. La capa de red soporta servicios connection-oriented y sin
conexión de protocolos de capas superiores. Los protocolos de la capa de red
son típicamente protocolos de ruteo,
pero también hay otros
tipos de protocolos en la capa de red. Algunos protocolos comunes de la ruteo
incluyen el Border Gateway Protocol (BGP), un protocolo de ruteo entre dominios
de Internet; Open Shortest Path First (OSPF), desarrollado para el uso en redes
del TCP/IP; y Routing Information Protocol (RIP), un protocolo de ruteo de
Internet que utiliza el conteo de los hop como su métrica.
La capa de transporte hace a los servicios de
transporte de los datos de la red interna confiables y transparentes a las
capas superiores. Las funciones de la capa de transporte incluyen típicamente
el control de flujo, de la multiplexación, manejo del circuito virtual,
verificación y recuperación de errores.
El control de flujo maneja la transmisión de datos
entre los dispositivos de modo que el dispositivo que transmite no envíe más
datos que el dispositivo de recepción puede procesar. La multiplexación permite a datos de varias aplicaciones ser
transmitidos sobre una sola conexión física. Los circuitos virtuales son
establecidos, mantenidos, y terminados por la capa de transporte. Verificación
de errores implica crear varios
mecanismos para detectar errores de la transmisión, mientras que la recuperación de error implica el tomar de
una acción, tal como solicitar que los datos sean retransmitidos, para resolver
cualquier error que ocurra.
Algunas implementaciones de la capa de transporte
incluyen Transmission Control Protocol, Name Binding Protocol y protocolos del
transporte OSI. El Transmission Control Protocol (TCP) es el protocolo en
conjunto TCP/IP que proporciona a la transmisión confiable de datos. El Name
Binding Protocol (NBP) es el protocolo que asocia nombres de AppleTalk con
direcciones. Los protocolos del transporte OSI son series de protocolos de
transporte en el conjunto de protocolos OSI.
La capa de sesión establece, maneja, y termina
sesiones de la comunicación entre las entidades de la capa de presentación. Las
sesiones de la comunicación consisten en peticiones del servicio y mantienen
las respuestas que ocurren entre las aplicaciones situadas en diversos
dispositivos de la red. Estas peticiones y respuestas son coordinadas por los
protocolos puestos en ejecución en la capa de sesión. Algunos ejemplos de las
implementaciones de la capa de sesión incluyen el protocolo de la
información de zona (ZIP), el protocolo AppleTalk que coordina el
proceso de asociación de nombres; y el protocolo de control de la
sesión (SCP), protocolo de la capa de sesión de DECnet Phase IV.
La capa de presentación proporciona a una variedad de
funciones de codificación y de conversión que se aplican a los datos de la capa
de aplicación. Estas funciones se aseguran de que la información enviada de la
capa de aplicación de un sistema sea legible por la capa de aplicación de otro
sistema. Algunos ejemplos de esquemas de codificación y de conversión de la
capa de presentación incluyen formatos
comunes de la representación de datos, la conversión de los formatos de la
representación del carácter, esquemas comunes de la compresión de datos, y
esquemas comunes del cifrado de datos.
Los formatos comunes de la representación de datos,
o el uso de los formatos estándar de imagen, de sonido y video,
permiten el intercambio de los datos de la aplicación entre diversos tipos de
sistemas informáticos. Los esquemas de conversión son utilizados para
intercambiar la información por los sistemas usando diversas representaciones
del texto y de datos, tales como EBCDIC y ASCII. Los esquemas de
la compresión de datos estándar permiten que los datos que se comprimen en el
dispositivo origen se descomprimirán correctamente en el destino. Los esquemas
del cifrado de datos del estándar permiten los datos cifrados en el
dispositivo de origen se descifrarán correctamente
en el destino.
Las implementaciones de la capa de presentación no se
asocian típicamente a una pila de protocolos determinada. Algunos estándares
bien conocidos para el vídeo incluyen QuickTime y MPEG. QuickTime es
una especificación de Apple para el vídeo y el audio, y el MPEG es un estándar para la
compresión y la codificación video.
Entre los
formatos gráficos bien conocidos de imagen están el formato del intercambio de
los gráficos (GIF), Joint Photographic Experts Group (JPEG), y el Tagged Image
File Format (TIFF). El GIF es un estándar de compresión y de codificación de las imágenes. El JPEG es otro estándar de la
compresión y de la codificación para las imágenes gráficas, y el TIFF es un formato estándar para la
codificación de las imágenes gráficas.
La capa de aplicación es la capa de OSI más cercana
al usuario final, que significa
que la capa de aplicación
OSI y el usuario interactúan directamente con la aplicación de software.
Esta capa interactúa con las aplicaciones del
software que implementan un componente de comunicación. Tales programas se encuentran
fuera del alcance del modelo de OSI. Las funciones de la capa de aplicación
incluyen típicamente identificar a las otras partes de la comunicación, la
determinación de disponibilidad de recursos, y sincronizar la comunicación.
Al identificar a las otras partes de la comunicación,
la capa de aplicación determina la identidad y la disponibilidad de las otras partes de la comunicación
de una aplicación con datos para transmitir. Al determinar disponibilidad del
recurso, la capa de aplicación debe decidir
si existen los suficientes recursos de la red para la comunicación solicitada. Al sincronizar la comunicación, toda la comunicación
entre las aplicaciones requiere la cooperación que es manejada por la capa de
aplicación.
Dos
tipos calve de implementaciones para la capa de aplicación son las aplicaciones
TCP/IP y OSI. Las aplicaciones del TCP/IP son protocolos, tales como
ltelnet, File Transfer Protocol (FTP), y Simple Mail Transfer Protocol (SMTP),
que existe en el conjunto de
protocolos IP. Las aplicaciones OSI son protocolos, tales como
Transferencia de Archivo, Acceso y Manejo (FTAM), F Virtual Teriminal Protocol
(VTP), y Common Management Information Protocol (CMIP), que existen
en el conjunto OSI.