Modelo OSI

¿Qué es el modelo OSI?

El modelo OSI (Open Systems Interconnection) es un modelo de referencia que divide la comunicación en red en siete capas, desde la señal física en el cable hasta la aplicación que usa una persona. Cada capa tiene una función y solo habla con la capa inmediatamente superior e inferior. Se publicó como ISO/IEC 7498-1, con el mismo texto que la recomendación X.200 de la UIT-T. Hoy sirve sobre todo como vocabulario común para explicar dónde se sitúa un problema o un protocolo.

Las siete capas

1. Aplicación (7): los protocolos que usan las aplicaciones para comunicarse, como HTTP, DNS o SMTP.
2. Presentación (6): formato, codificación y cifrado de los datos. TLS suele dibujarse aquí o en la capa de transporte, pero no encaja bien en ninguna.
3. Sesión (5): abrir, mantener y cerrar una conversación entre dos extremos.
4. Transporte (4): entrega de extremo a extremo entre procesos. TCP añade orden y retransmisión, UDP no. Las unidades de datos se llaman segmentos (TCP) o datagramas (UDP).
5. Red (3): direccionamiento y enrutamiento entre redes. Aquí trabaja IP y la unidad es el paquete.
6. Enlace de datos (2): entrega entre dos dispositivos conectados directamente, con direcciones MAC y tramas. Ethernet y Wi-Fi están aquí.
7. Física (1): bits como señales eléctricas, ópticas o de radio, cables y conectores.

Al enviar datos, cada capa envuelve lo que recibe de la superior con su propia cabecera (encapsulación); el receptor las retira en orden inverso.

OSI frente al modelo TCP/IP

Internet se construyó sobre el modelo TCP/IP, que la RFC 1122 describe con cuatro capas: enlace, internet, transporte y aplicación. A grandes rasgos, la capa de aplicación de TCP/IP abarca las capas OSI 5 a 7, transporte equivale a la capa 4, internet a la capa 3 y enlace a las capas 1 y 2. La correspondencia es aproximada: los protocolos reales no respetan estrictamente los límites de OSI, así que colocar HTTP en la capa 7 o TLS en la 6 es una convención, no una regla. Los números son etiquetas, no un mapa exacto de lo que hace un paquete.

Ejemplo: una página lenta, capa por capa

Una página carga despacio. Repasar las capas acota la causa rápidamente:

• Capas 1 y 2: pérdida de paquetes en el Wi-Fi o un enlace defectuoso. Otros sitios también van lentos.
• Capa 3: una mala ruta o un servidor lejano añade latencia a cada petición.
• Capa 4: las conexiones se rechazan o caducan, o los handshakes TCP son lentos.
• Capa 7: la red está bien, pero el servidor responde despacio o devuelve errores.

En el último caso se habla de un problema de capa 7, y en los tres primeros de un problema de red.

Por qué importa para la seguridad

Los controles suelen nombrarse según la capa en la que actúan. Un filtro de paquetes trabaja en las capas 3 y 4, un cortafuegos de aplicaciones web en la 7, y el cifrado protege los datos en tránsito en el nivel de transporte o de aplicación. Los ataques se describen igual: una inundación SYN apunta a la capa 4 y una inundación HTTP a la capa 7, por eso las defensas son distintas. La parte defensiva se explica en denegación de servicio distribuida (DDoS) y el panorama general en amenazas de ciberseguridad.

Errores habituales

• Tratar OSI como la implementación de internet. Es un modelo didáctico y de diagnóstico; internet funciona sobre TCP/IP.
• Discutir a qué capa pertenece exactamente un protocolo. Varios, entre ellos TLS, se sitúan entre dos capas.
• Suponer que arreglar una capa mejora otra. Más ancho de banda no soluciona una consulta lenta a la base de datos.
• Probar solo una capa. Un ping correcto demuestra solo la capa 3, no que la aplicación responda.

OSI, pruebas y monitorización

El modelo ayuda a elegir la comprobación adecuada. Las pruebas de carga de LoadFocus envían peticiones HTTP(S), así que ejercitan la capa 7 y muestran lo que perciben los usuarios cuando el servidor está saturado. La monitorización de API añade comprobaciones más abajo en la pila: monitores TCP para la disponibilidad de puertos, monitores DNS para la resolución de registros y comprobaciones de certificados SSL, junto a las comprobaciones HTTP. Los protocolos que los testers de carga encuentran en la práctica se describen en protocolos de red para pruebas de rendimiento, y la práctica general en monitorización de red.

Preguntas frecuentes

¿Cuántas capas tiene el modelo OSI?

Siete: física, enlace de datos, red, transporte, sesión, presentación y aplicación. El modelo TCP/IP que usa internet tiene cuatro.

¿Se sigue usando el modelo OSI?

Sí, como lenguaje común. Se habla de switch de capa 2, balanceador de capa 4 o ataque de capa 7. Internet en sí se basa en TCP/IP, no en protocolos OSI.

¿En qué capa están HTTP, TCP e IP?

Por convención, HTTP es capa 7, TCP capa 4 e IP capa 3. Los límites son aproximados, y TLS es el ejemplo típico de un protocolo que no encaja en una sola capa.

¿Cuál es la diferencia entre OSI y TCP/IP?

OSI es un modelo de referencia de siete capas. TCP/IP es un modelo de cuatro capas que describe los protocolos realmente usados en internet. TCP/IP agrupa las capas OSI 5 a 7 en una de aplicación y las capas 1 y 2 en una de enlace.

¿Por qué importa la capa para la seguridad?

Cada defensa actúa en capas distintas. Un filtro de paquetes no puede leer una petición HTTP, y un cortafuegos de aplicaciones web no detiene una inundación de paquetes en bruto. Saber la capa indica qué control aplicar.