curso de redes de comunicación industrial parte 3a modelo osi

Curso de Redes de Comunicación Industrial

Tercera parte Modelos OSI y TCP/IP

Modelo OSI

• OSI OPEN SYSTEM INTERCONNECTION

• DEFINIDO POR LA ISO (INTERNATIONAL STANDARD ORGANIZATION) EN LA NORMA 7498

ISO/IEC 7498

Capas del modelo OSI

Capas del modelo OSI

Grupos de Capas

Interrelación entre capas

Protocolo por cada capa

Interrelación entre capas

SAP Service Access Point

Encabezados y Datos

Unidades de datos

Enlace

Red

Transporte

Aplicación

Comunicación Host to Host

Secuencia Host to Host

PDU Protocol Data Unit

Transporte

Transporte

Enrutador intermedio

Modelo OSI vs. Modelo TCP/IP

Modelo TCP/IP

• TCP Transmition Control Protocol

• IP Internet Protocol

Modelo OSI vs. Modelo TCP/IP

Modelo TCP/IP

Modelo EPA

• Enhanced• Performance• Architecture

• Arquitectura de Rendimiento Incrementado – Norma IEC60870-5-1

Modelo EPA

Capa FísicaCapa de Aplicación

Capa de Presentación

Capa de Sesión

Capa de Transporte

Capa de Red

Capa Enlace

Capa Física

Capa Física

• Esta capa se encarga de la transmisión bita bit a través del canal de comunicación.

• Para ello proporciona las especificaciones y características eléctricas, mecánicas y procedimientos funcionales para activar, mantener y desactivar un enlace físico entre los dispositivos de una red de datos.

Capa Física

Entre otras características se define:

• Los niveles de voltajes y corriente en las señales eléctricas.

• La potencia y atenuación de la señal eléctrica o luz en fibra óptica.

• Las distancias máximas entre dos estaciones.• La velocidad o rata de intercambio de información.• La temporización necesaria de cada bit y entre cada

bit. • Los retardos de propagación de las señales.• Los conectores mecánicos y las asignación de pines,

patillas o “pinout”.

Capa Física

• Esta capa no tiene por lo general ningún tipo de procesamiento de los datos su función es poner un bit o varios (2,4,8) sobre el medio físico en un instante de tiempo.

Capa de Enlace

Capa de Aplicación

Capa de Presentación

Capa de Sesión

Capa de Transporte

Capa de Red

Capa Enlace

Capa Física

Capa de Enlace

• Esta capa permite que haya un transito de datos de forma confiable entre las estaciones a través del medio físico, controlando el acceso al medio (red física) y el control lógico del enlace.

Capa de Enlace

La capa de enlace de datos entre otras características define:

• El formato y el tamaño de la trama o conjunto limitado bits que serán puestos sobre el medio físico.

• El direccionamiento físico de las estaciones, el cual es manejado por esta capa ya que la capa anterior no tiene ningún tipo procesamiento o análisis sobre la información.

• La relación entre la topología de la red y el control del tráfico de información.

Capa de Enlace

• La detección y control de errores en los bits, que puedan presentarse en la trama y la notificación de que han ocurrido dichos errores al equipo opuesto y a las capas superiores.

• La ejecución de una secuencia correcta de envío de tramas.

• El control de flujo que modere y controle el tráfico de tal forma no haya demasiada información en las estaciones, cuando estas no sean capaces de manejarlo.

• Realiza la sincronización de las tramas en su comienzo y fin.

Capa de Red

Capa de Aplicación

Capa de Presentación

Capa de Sesión

Capa de Transporte

Capa de Red

Capa Enlace

Capa Física

Capa de Red

La capa de red fue concebida para interconectar varias redes, bien sea de tipo LAN o WAN.

Las características definidas por esta capa son:• Permite la interconexión entre dos o más redes,

normalmente redes LAN, que estén distantes a través de redes WAN públicas o privadas.

• Proporciona un direccionamiento lógico, el cual puede ser libremente configurable, a diferencia del direccionamiento físico de la capa de enlace que en algunas redes es fijo.

Capa de Red

• Define el método para mantener y establecer una conexión.

• Define el enrutamiento o algoritmos para establecer la ruta óptima, cuando se requiere pasar por varias redes antes de llegar al destino, y cuando existen varias posibilidades o rutas entre las redes.

• Regula el flujo de paquetes de la red local que requieren el uso de la conexión hacia otra red, dejando pasar únicamente los paquetes destino a otra red.

Capa de Transporte

Capa de Aplicación

Capa de Presentación

Capa de Sesión

Capa de Transporte

Capa de Red

Capa Enlace

Capa Física

Capa de Transporte

• Esta capa hace posible la transferencia de grandes volúmenes de información entre dos equipos de forma segura, de extremo a extremo, del equipo origen de la información hasta su destino sin importar los equipos DCE o enrutadores que se interpongan en la ruta.

• Nota: En algunos documentos se hace énfasis exclusivamente en la seguridad, ya que por cada paquete se lleva una secuencia y un acuse de recibo, lo que permite que se detecte cuando no lleguen a su destino final.

Capa de Transporte

Entre otras características se define:

• El manejo de los datos provenientes de las capas superiores y hacerlos llegar a su destino final de forma segura y confiable.

• En el equipo origen puede dividir o fraccionar la información recibida en unidades o segmentos de datos, si es necesario, para que sean de tamaño transportable por las capas inferiores.

• En el equipo destino ensambla los paquetes fraccionados en el origen y verifica que no haya habido unidades faltantes o erróneas.

Capa de Transporte

Entre otras características se define:

• La regulación o dosificación del flujo de los paquetes de datos en el equipo origen de forma que no haya saturación en los equipos que reciben la información.

• Sirve de multiplexor para que varias aplicaciones de capas superiores usen simultáneamente las capas inferiores, quienes se encargan del transporte seguro entre estaciones en la misma red o entre diferentes redes las cuales pueden estar a miles de kilómetros.

Capa de SesiónCapa de Aplicación

Capa de Presentación

Capa de Sesión

Capa de Transporte

Capa de Red

Capa Enlace

Capa Física

Capa de Sesión

• La capa de sesión tiene como principal función poder acceder a recursos de otras máquinas y controlar quien puede hacerlo, usando conversaciones, a diferencia de las transferencias de las capas inferiores.

Capa de Sesión

• Define cuando inicia y cuando termina una conversación entre dichas máquinas, por lo tanto existen reglas o un protocolo, que define el orden lógico como un saludo, el cuerpo de la conversación y la despedida.

• Esta conversación tiene que tener un orden lógico ya que no es posible iniciar con la despedida y luego continuar con el saludo; adicionalmente maneja los mensajes entre las máquinas cuando se intercambian de forma simultanea o de forma alternada.

Capa de Presentación

Capa de Aplicación

Capa de Presentación

Capa de Sesión

Capa de Transporte

Capa de Red

Capa Enlace

Capa Física

Capa de Presentación

• Esta capa fue pensada para el modelo ya que en la fecha de creación del modelo OSI, cada fabricante de computadores tenía su propio formato para la codificación para los símbolos numéricos y alfanuméricos como EBCDIC, GRAY y otros.

• Hoy día el formato estándar más usado es el ASCII (American Standard Code Information Interchange), lo cual no hace necesaria esta capa en sistemas, equipos y protocolos que tengan el mismo código.

Capa de Presentación

• Sin embargo su función principal pudo reorientarse a algunas funciones que también implican cambiar de código o formato de los datos, como en aplicaciones de compresión o encriptación, muy aplicables hoy día en tiempos donde el tema de seguridad es un factor muy importante cuando los datos viajan por redes públicas.

Capa de AplicaciónCapa de Aplicación

Capa de Presentación

Capa de Sesión

Capa de Transporte

Capa de Red

Capa Enlace

Capa Física

Capa de Aplicación

• Esta capa es indispensable en cualquier sistema de comunicaciones y no puede omitirse como algunas de las capas intermedias, dado que esta capa define las funciones para la manipulación de los datos y permite a los usuarios (un ser humano o una máquina digital) entender la información.

Capa de Aplicación

• En protocolos industriales se definen los tipos de datos y las funciones para requerir dicha información a otra estación. Es en esta capa donde se define la cantidad de bits o bytes para transmitir una señal digital o analógica, un contador, los parámetros de un instrumento, la fecha y hora de ocurrencia de un cambio de estado o alarma, etc.

Modelos de protocolosModbus

Modelos de protocolosFoundation fieldbus

Modelos de protocolosFoundation fieldbus

Modelos de protocolos CIP

Modelos de protocolos

Modelos de Profibus

TCP/IP y redes industriales