Modelo OSI y TCP/IP — Hoja de Apuntes

1. Visión General

El Modelo OSI (Open Systems Interconnection) es un estándar teórico de referencia desarrollado por la ISO que divide la comunicación en red en 7 capas independientes. El Modelo TCP/IP es el modelo práctico real de Internet, con 4 capas.

Ambos modelos describen cómo viajan los datos desde el emisor hasta el receptor, encapsulando información en cada capa.

2. Modelo OSI — 7 Capas

Capa	Nombre	Funciones principales	Ejemplos
7	Aplicación	Servicios al usuario	HTTP, FTP, SMTP
6	Presentación	Formato, cifrado, compresión	SSL/TLS, JPEG
5	Sesión	Control del diálogo, sincronización, recuperación	NetBIOS
4	Transporte	Segmentación, control de errores, puertos	TCP, UDP
3	Red	Direccionamiento y enrutamiento	IP
2	Enlace de datos	Tramas, MAC, detección de errores	Ethernet
1	Física	Transmisión de bits	Cables, señales

3. Flujo de Encapsulación (Emisor → Receptor)

EMISOR                              RECEPTOR
┌─────────────────┐                ┌─────────────────┐
│ 7. Aplicación   │  → Datos       │ 7. Aplicación   │
│ 6. Presentación │  → Datos       │ 6. Presentación │
│ 5. Sesión       │  → Datos       │ 5. Sesión       │
│ 4. Transporte   │  → Segmentos   │ 4. Transporte   │
│ 3. Red          │  → Paquetes    │ 3. Red          │
│ 2. Enlace       │  → Tramas      │ 2. Enlace       │
│ 1. Física       │  → Bits -----> │ 1. Física       │
└─────────────────┘                └─────────────────┘
      (Encapsula)                      (Desencapsula)

Cada capa añade una cabecera (header) a los datos recibidos de la capa superior → proceso llamado encapsulación.

4. Detalle por Capa OSI

Capas Altas (Orientadas a la aplicación)

Capa 7 — Aplicación

Punto de entrada de las aplicaciones a la red.
No es la aplicación en sí, sino la interfaz entre la app y la red.
Protocolos: HTTP (web), FTP (ficheros), SMTP/POP3 (correo), DNS (resolución nombres), SNMP (gestión red).

Capa 6 — Presentación

Traduce, cifra/descifra y comprime datos.
Garantiza que el receptor entienda el formato del emisor.
Protocolos/formatos: SSL/TLS, JPEG, MPEG, ASCII, EBCDIC.

Capa 5 — Sesión

Establece, gestiona y termina sesiones entre aplicaciones.
Maneja la sincronización y recuperación ante fallos (puntos de control).
Protocolos: NetBIOS, RPC, SQL (nivel sesión).

Capas Medias (Orientadas al transporte)

Capa 4 — Transporte ⚠️

Comunicación extremo a extremo (host a host).
Divide datos en segmentos y controla el flujo y errores.
Usa puertos para identificar servicios (ej. puerto 80 HTTP, 443 HTTPS).
Dos protocolos principales:

Protocolo	Tipo	Características	Uso típico
TCP	Orientado a conexión	Fiable, confirmación de recepción, ordenado	Web, correo, FTP
UDP	Sin conexión	Rápido, sin confirmación, puede perder paquetes	Streaming, DNS, VoIP

Capa 3 — Red ⚠️

Enrutamiento de paquetes entre redes distintas.
Usa direcciones lógicas (IP) para identificar origen y destino.
Dispositivo clave: Router.
Protocolos: IP (IPv4/IPv6), ICMP, ARP (entre 2 y 3), OSPF, BGP.

Capas Bajas (Orientadas a la red física)

Capa 2 — Enlace de Datos

Comunicación entre nodos dentro de la misma red local.
Divide datos en tramas (frames) y gestiona el acceso al medio.
Usa direcciones físicas (MAC): identificador único del adaptador de red.
Detecta errores (no los corrige): CRC.
Sublayers: LLC (control lógico) y MAC (control de acceso al medio).
Dispositivo clave: Switch.
Protocolos: Ethernet, WiFi (802.11), PPP.

Capa 1 — Física

Transmisión de bits (0 y 1) por el medio físico.
Define voltajes, frecuencias, conectores y tipos de cable.
No interpreta los datos, solo los transmite.
Medios: cable coaxial, par trenzado, fibra óptica, señales radio.
Dispositivo clave: Hub, repetidor.

5. Modelo TCP/IP — 4 Capas

Capa	Equivale a OSI	Funciones principales	Ejemplos
Aplicación	OSI 5-7	Servicios de red al usuario	HTTP, FTP, DNS, SMTP
Transporte	OSI 4	Comunicación extremo a extremo	TCP, UDP
Internet	OSI 3	Direccionamiento IP	IP, ICMP
Acceso a red	OSI 1-2	Acceso físico y enlace	Ethernet, WiFi

6. Comparativa OSI vs TCP/IP

OSI (7 capas)          TCP/IP (4 capas)
┌─────────────────┐   ┌─────────────────────┐
│  7. Aplicación  │   │                     │
│  6. Presentac.  │ → │     Aplicación      │
│  5. Sesión      │   │                     │
├─────────────────┤   ├─────────────────────┤
│  4. Transporte  │ → │     Transporte      │
├─────────────────┤   ├─────────────────────┤
│  3. Red         │ → │     Internet        │
├─────────────────┤   ├─────────────────────┤
│  2. Enlace      │ → │                     │
│  1. Física      │   │   Acceso a red      │
└─────────────────┘   └─────────────────────┘
  Modelo teórico           Modelo real

Aspecto	OSI	TCP/IP
Capas	7	4
Origen	ISO (teórico)	DoD EE.UU. (práctico)
Uso	Referencia/estudio	Internet real
Flexibilidad	Muy detallado	Más simplificado
Sesión/Present.	Capas separadas	Integradas en Aplicación

7. Puertos Importantes (Capa 4 — Transporte)

Puerto  Protocolo   Servicio
──────────────────────────────
21      TCP         FTP
22      TCP         SSH
23      TCP         Telnet
25      TCP         SMTP (correo saliente)
53      TCP/UDP     DNS
80      TCP         HTTP
110     TCP         POP3
143     TCP         IMAP
443     TCP         HTTPS (HTTP + TLS)
3389    TCP         RDP (escritorio remoto)

8. Regla Mnemotécnica OSI

Para recordar las capas de abajo hacia arriba:

"Fue En Roma Todo Sin Problemas Aparentes"
Física — Enlace — Red — Transporte — Sesión — Presentación — Aplicación

9. ⚠️ Resumen en 3 Puntos

El Modelo OSI divide la comunicación en 7 capas (de la física a la aplicación); cada capa cumple una función específica y solo interactúa con las capas adyacentes mediante encapsulación/desencapsulación. Las capas 3, 4 y 7 son las más relevantes en oposiciones.
El Modelo TCP/IP es el modelo real de Internet con 4 capas; agrupa las capas altas de OSI en una sola capa de Aplicación y las capas bajas en Acceso a red. Los protocolos clave son IP (capa Internet) y TCP/UDP (capa Transporte).
Los dispositivos de red se asocian a capas concretas: Hub → Capa 1, Switch → Capa 2, Router → Capa 3. Los protocolos también tienen capa definida: HTTP en capa 7, TCP/UDP en capa 4, IP en capa 3, Ethernet/MAC en capa 2.

Primitivas de servicio y tipos de servicio en OSI

En el modelo OSI, cada capa ofrece servicios a la capa superior. La interacción entre una capa y su usuario se hace mediante primitivas de servicio (también llamadas directivas).

Primitivas de servicio

Primitiva	¿Quién la emite?	Significado
Request (petición)	Usuario del servicio (lado emisor)	Solicita a la capa inferior que realice una acción. Ej.: "envía estos datos".
Indication (indicación)	Proveedor del servicio (lado receptor)	Notifica al usuario remoto que ha ocurrido un evento o ha llegado algo. Ej.: "te ha llegado un mensaje".
Response (respuesta)	Usuario del servicio (lado receptor)	Contesta a una indicación recibida. Ej.: "ok, lo acepto".
Confirm (confirmación)	Proveedor del servicio (lado emisor)	Devuelve al peticionario el resultado de su request original. Ej.: "tu petición se ha completado".

Flujo típico:

Emisor                    Proveedor                    Receptor
  │                           │                           │
  │── Request ───────────────▶│                           │
  │                           │── Indication ────────────▶│
  │                           │                           │
  │                           │◀──────────── Response ────│
  │◀─────────── Confirm ──────│                           │

Tipos de servicio según las primitivas usadas

Servicio confirmado

Usa las 4 primitivas: Request → Indication → Response → Confirm.

El emisor recibe feedback de si la otra parte recibió y/o aceptó.
Más fiable, pero con más overhead.
Ejemplos: establecimiento de conexión TCP, transferencia fiable de datos.

Servicio no confirmado

Usa solo 2 primitivas: Request → Indication.

El emisor manda y no recibe respuesta; "envío y olvido".
Más rápido, sin garantías.
Ejemplos: envío de datagramas UDP, tráfico multicast/broadcast.

Servicio iniciado por el proveedor

Usa solo la primitiva Indication.

No hay request previa del usuario; es el propio proveedor quien notifica un evento.
Ejemplos: aviso de desconexión inesperada, notificación de error de red.

Tabla resumen

Tipo de servicio	Primitivas	Feedback	Ejemplo típico
Confirmado	Request, Indication, Response, Confirm	Sí	TCP (conexión)
No confirmado	Request, Indication	No	UDP, multicast
Iniciado por el proveedor	Indication	—	Aviso de desconexión