Modelos OSI y TCP/IP: las capas de una red

Antes de leer esto

• Tipos de red

Cuando mandas un mensaje desde el móvil pasan muchas cosas a la vez: la app prepara los datos, alguien decide a qué puerto van, alguien decide por qué camino viajan y, al final, eso se convierte en señales por un cable o por el aire. Para no volvernos locos, todo ese proceso se divide en capas. Cada capa hace una sola cosa y solo habla con la de arriba y la de abajo.

Hay dos formas de contar esas capas: el modelo OSI (7 capas) y el modelo TCP/IP (4 capas). Parece teoría pura, pero para mí es de las cosas más útiles que hay: cuando algo no funciona, pensar en capas te dice por dónde empezar a mirar.

El modelo OSI: 7 capas

El modelo OSI (Open Systems Interconnection) lo publicó la ISO en 1984. Es un modelo de referencia: sirve para explicar y para hablar todos el mismo idioma, no es algo que se implemente tal cual.

#	Capa	Qué hace	Unidad de datos	Ejemplos
7	Aplicación	Lo que usa el programa	Datos	HTTP, DNS, SSH, SMTP
6	Presentación	Formato, cifrado, compresión	Datos	TLS, JPEG, UTF-8
5	Sesión	Abrir, mantener y cerrar conversaciones	Datos	Sesiones RPC, NetBIOS
4	Transporte	Entrega de extremo a extremo, puertos	Segmento / datagrama	TCP, UDP
3	Red	Direcciones IP y rutas entre redes	Paquete	IPv4, IPv6, ICMP
2	Enlace	Entrega dentro de la misma red, direcciones MAC	Trama	Ethernet, Wi-Fi, VLAN (802.1Q)
1	Física	Bits convertidos en señal	Bits	Cable, fibra, radio

Un truco para acordarte del orden, de abajo arriba: “Fíjate En Rápido Todo Se Pone Activo” (Física, Enlace, Red, Transporte, Sesión, Presentación, Aplicación).

El modelo TCP/IP: 4 capas

El modelo TCP/IP es el que usa internet de verdad. Es más simple: junta varias capas de OSI en una.

        OSI                         TCP/IP
 ┌──────────────────┐
 │ 7 Aplicación     │
 │ 6 Presentación   │ ───────►  Aplicación      HTTP, DNS, SSH, TLS
 │ 5 Sesión         │
 ├──────────────────┤
 │ 4 Transporte     │ ───────►  Transporte      TCP, UDP
 ├──────────────────┤
 │ 3 Red            │ ───────►  Internet        IP, ICMP
 ├──────────────────┤
 │ 2 Enlace         │ ───────►  Acceso a red    Ethernet, Wi-Fi
 │ 1 Física         │
 └──────────────────┘

En la práctica conviven los dos: los protocolos siguen TCP/IP, pero cuando hablamos entre nosotros usamos los números de OSI. Cuando alguien dice “esto es un problema de capa 2” o “un switch de capa 3”, está usando OSI.

Encapsulación: cada capa añade su sobre

Cuando envías datos, cada capa mete lo que le llega de arriba dentro de un sobre con su propia información (una cabecera) y se lo pasa a la de abajo. En el destino se hace al revés: cada capa abre su sobre y pasa el contenido hacia arriba.

Aplicación             [ Datos HTTP ]
Transporte          [TCP| Datos HTTP ]                    --> puerto origen y destino
Red              [IP|TCP| Datos HTTP ]                    --> IP origen y destino
Enlace     [Ethernet|IP|TCP| Datos HTTP |FCS]             --> MAC origen y destino
Física     010110100101110010100101...                    --> señal por el cable

Gracias a esto, cada capa puede cambiar sin afectar al resto. A HTTP le da igual si vas por fibra o por Wi-Fi, y al cable le da igual si lo que viaja es una web o un vídeo.

Qué equipo trabaja en cada capa

Los vemos uno a uno en Equipos de red, pero a grandes rasgos:

1. Capa 1 → cables, fibra, repetidores y hubs (si todavía queda alguno por ahí). Solo mueven señal.
2. Capa 2 → switches y puntos de acceso Wi-Fi. Reparten tramas por la red local usando direcciones MAC.
3. Capa 3 → routers y switches de capa 3. Mueven paquetes entre redes distintas usando direcciones IP.
4. Capas 4 a 7 → firewalls, balanceadores y proxies. Miran puertos, protocolos y hasta el contenido.

En mi caso: diagnosticar de abajo arriba

Cuando algo “no tiene internet”, yo voy subiendo de capa en capa, y casi siempre encuentro el fallo antes de llegar arriba:

1. Física → ¿Está el cable conectado? ¿Se encienden los LED del puerto? ¿El Wi-Fi está conectado?
2. Enlace → ¿El equipo ve al router? ip neigh (Linux) o arp -a (Windows) muestra si conoce su MAC.
3. Red → ¿Tengo IP, máscara y puerta de enlace correctas? ip a y ip route. ¿Hago ping a la puerta de enlace? ¿Y a 1.1.1.1?
4. Transporte → ¿El puerto está abierto? nc -zv servidor 22 o Test-NetConnection servidor -Port 22.
5. Aplicación → ¿Resuelve el DNS? nslookup byte.black. ¿El servicio responde?

Un ejemplo que me pasó: un servidor respondía al ping desde algunos equipos, pero desde mi PC no había forma de entrar por SSH. Lo primero que pensé fue en el firewall, que es capa 4. Pero el problema estaba más abajo, en la capa 3: el servidor tenía mal la máscara de red y creía que mi PC estaba en otra red. Si hubiera empezado por abajo, me habría ahorrado un buen rato.

Errores típicos

• “El modelo OSI es como funciona internet” → No. Internet funciona con TCP/IP. OSI es el mapa que usamos para explicarlo y para hablar de ello.
• “Un switch solo es capa 2” → Los básicos sí. Los gestionables de gama media suelen ser de capa 3 y pueden hacer rutas entre VLAN.
• “El ping no va, el servidor está caído” → El ping usa ICMP, que es capa 3. Muchos servidores y firewalls lo bloquean a propósito. Que no responda al ping no significa que el servicio no funcione.
• “TLS es capa 4” → Viaja encima de TCP, pero se considera capa 6 en OSI, o parte de la capa de aplicación en TCP/IP. Es de esas cosas que se discuten mucho y que, siendo sinceros, en el día a día dan igual.

Resumen

• La red se divide en capas → cada una hace una cosa y se apoya en la de abajo.
• OSI → 7 capas, el modelo de referencia y el que da los números (“capa 2”, “capa 3”…).
• TCP/IP → 4 capas, el que se usa de verdad en internet.
• Encapsulación → cada capa añade su cabecera al bajar y la quita al subir.
• Para diagnosticar, empieza por abajo: cable, MAC, IP, puerto y aplicación.

---

Siguiente: Direcciones IP y subredes Relacionado: Tipos de red, Índice de Redes