Modelo OSI, redes de comunicación.

 El modelo OSI

Hasta ahora, en esta sección del curso, aprendiste sobre los componentes y dispositivos de redes y cómo se produce la comunicación a través de una red.

En una red, toda la comunicación se organiza mediante protocolos de red. Anteriormente, aprendiste sobre el protocolo de control de transmisión (TCP), que establece conexiones entre dos dispositivos, y sobre el protocolo de Internet (IP), que se utiliza para enrutar y direccionar paquetes de datos mientras viajan entre dispositivos en una red. Esta lectura continuará explorando las siete capas del modelo de interconexión de sistemas abiertos (OSI) y los procesos que ocurren en cada una de ellas. Trabajaremos en sentido inverso, desde la capa siete hasta la uno, yendo desde los procesos que involucran al usuario cotidiano de la red, hasta aquellos que involucran los componentes de red más básicos, como cables de red y switches. También revisaremos las principales diferencias entre los modelos TCP/IP y OSI.

Comparación entre el modelo TCP/IP y el modelo OSI

El modelo TCP/IP es un marco utilizado para visualizar cómo se organizan y transmiten los datos a través de una red. Este modelo ayuda a los/las ingenieros/as y analistas de seguridad de redes a diseñar la red de datos, conceptualizar procesos y comunicar dónde se producen las interrupciones o amenazas de seguridad.

El modelo TCP/IP tiene cuatro capas: de acceso a la red, de Internet, de transporte y de aplicación. Al analizar los eventos de la red, las y los profesionales de seguridad pueden determinar en qué capa o capas se produjo el ataque, basándose en los procesos involucrados en el incidente.

En cambio, el modelo OSI es un concepto estandarizado que describe las siete capas que las computadoras utilizan para comunicarse y enviar datos a través de la red. Las y los profesionales de seguridad y de redes suelen utilizarlo para comunicarse entre sí sobre posibles fuentes de problemas o amenazas de seguridad.

Algunas organizaciones dependen en gran medida del modelo TCP/IP, mientras que otras prefieren usar el modelo OSI. Como analista de seguridad, es importante conocer los dos modelos, dado que ambos son útiles para comprender cómo funcionan las redes. 

Capa 7: Capa de aplicación

La capa de aplicación incluye procesos que involucran directamente al/a la usuario/a cotidiano/a. Esta capa incluye todos los protocolos de red que las aplicaciones de software utilizan para conectarlo/a a Internet. Esta característica es la que identifica a la capa de aplicación: conexión de usuarios/as a la red a través de aplicaciones y solicitudes.

Un ejemplo de un tipo de comunicación que ocurre en la capa de aplicación es el uso de un navegador web. El navegador de Internet utiliza HTTP o HTTPS para enviar y recibir información del servidor del sitio web. La aplicación de correo electrónico utiliza el protocolo simple de transferencia de correo (SMTP) para transmitir información de correo electrónico. Además, los navegadores web utilizan el protocolo del sistema de nombres de dominio (DNS) para traducir los nombres de dominio del sitio web en direcciones IP, que identifican el servidor web que aloja la información del sitio.

Capa 6: Capa de presentación

Las funciones en la capa de presentación incluyen la traducción de datos y el cifrado para la red. Esta capa agrega y reemplaza datos con formatos que pueden ser entendidos por las aplicaciones (capa 7), en los sistemas de envío y recepción. Los formatos que están más cerca del usuario final, es decir, donde se encuentra la aplicación o dispositivo que utiliza el/la usuario/a para interactuar con la red o recibir información, pueden ser diferentes de los del sistema receptor. Los procesos en la capa de presentación requieren el uso de un formato estandarizado. 

Algunas funciones de formateo que se producen en la capa 6 incluyen cifrado, compresión y confirmación de que el conjunto de caracteres puede ser interpretado en el sistema receptor. Un ejemplo de cifrado que se da en esta capa es SSL, que cifra los datos entre los servidores web y los navegadores como parte de sitios web con HTTPS.

Capa 5: Capa de sesión

Una sesión indica cuando se establece una conexión entre dos dispositivos. Una sesión abierta permite que los dispositivos se comuniquen entre sí. El objetivo de los protocolos de la capa de sesión es mantener la sesión abierta mientras se transfieren datos y cerrarla una vez que se completa la transmisión. 

La capa de sesión también es responsable de actividades como la autenticación, reconexión y establecimiento de puntos de control durante una transferencia de datos. Si la sesión se interrumpe, los puntos de control aseguran que, cuando se restablece la conexión, la transmisión se retome desde el último punto de control de la sesión. Las sesiones incluyen una solicitud y respuesta entre aplicaciones. Las funciones en la capa de sesión responden a solicitudes de servicio de procesos en la capa de presentación (capa 6) y envían solicitudes de servicios a la capa de transporte (capa 4).

Capa 4: Capa de transporte

La capa de transporte es la responsable de enviar datos entre dispositivos. Además, esta capa maneja la velocidad y el flujo de transferencia, y divide los datos en segmentos más pequeños para facilitar el envío. La segmentación es el proceso de dividir una gran transmisión de datos en piezas más pequeñas que puedan ser procesadas por el sistema receptor. Para que se puedan procesar en la capa de sesión (capa 5), estos segmentos tienen que volverse a ensamblar en su destino. La velocidad y la tasa de transmisión también tienen que coincidir con la velocidad de conexión del sistema de destino. TCP y UDP son protocolos de capa de transporte. 

Capa 3: Capa de red

La capa de red supervisa la recepción de los paquetes desde la capa de enlace de datos (capa 2) y las entrega al destino previsto. El destino previsto puede encontrarse en función de la dirección que reside en el marco de los paquetes de datos. Estos paquetes incluyen direcciones IP, que indican a los routers dónde enviarlos y se enrutan desde la red de envío hacia la red de recepción. 

Capa 2: Capa de enlace de datos

La capa de enlace de datos organiza el envío y la recepción de paquetes de datos dentro de una sola red. Esta capa incluye los switches en la red local y las tarjetas de interfaz de red en los dispositivos locales.

En la capa de enlace de datos se utilizan protocolos como el protocolo de control de red (NCP), el control de enlace de datos de alto nivel (HDLC) y el protocolo de control de enlace de datos sincrónico (SDLC).

Capa 1: Capa física 

Como su nombre lo indica, la capa física corresponde al hardware físico utilizado en la transmisión de la red. Los hubs, los módems y el cableado que los conecta se consideran parte de esta capa. Para viajar a través de un cable Ethernet o coaxial, un paquete de datos debe ser traducido en una secuencia de ceros y unos, que se envía a través de los cables y conexiones físicas, se recibe y, luego, pasa a los niveles superiores del modelo OSI.

Conclusiones clave

Los modelos TCP/IP y OSI son marcos conceptuales que ayudan a las y los profesionales de redes a diseñar procesos y protocolos para la transmisión de datos entre dos o más sistemas. El modelo OSI incluye siete capas. Las y los profesionales de seguridad y de redes usan el modelo OSI para comunicarse entre sí sobre posibles fuentes de problemas o amenazas de seguridad. En tanto, los/las ingenieros/as de redes y los/las analistas de seguridad de redes utilizan los modelos TCP/IP y OSI para conceptualizar los procesos de red y notificar la ubicación de interrupciones o amenazas.