Cuando abres una página web, miles de cosas ocurren a la vez: el cable o el Wi-Fi mueve señales, el switch reenvía tramas, el router busca una ruta, TCP asegura que llegue todo y el navegador muestra la página. Los modelos OSI y TCP/IP dividen ese trabajo en capas. Cada capa hace una tarea concreta y solo habla con la de arriba y la de abajo. Entenderlas sirve para estudiar redes, pero sobre todo para encontrar averías.
Qué es un modelo de capas
Un modelo de capas reparte la comunicación en niveles independientes. Una capa puede cambiar sin afectar a las demás: por ejemplo, el navegador funciona igual por cable o por Wi-Fi. Además, permite que equipos de distintos fabricantes se entiendan, porque todos respetan las mismas reglas (protocolos).
El modelo OSI: 7 capas
OSI (Open Systems Interconnection) es un modelo de referencia. Se enumera de abajo arriba:
| Capa | Nombre | Qué hace | Unidad de datos | Ejemplos |
|---|---|---|---|---|
| 7 | Aplicación | Servicios para el usuario | Datos | HTTP, HTTPS, DNS, SMTP, SSH |
| 6 | Presentación | Formato, cifrado y compresión | Datos | TLS, JPEG, UTF-8 |
| 5 | Sesión | Abre, mantiene y cierra sesiones | Datos | Sesiones, autenticación |
| 4 | Transporte | Entrega entre aplicaciones, con puertos | Segmento o datagrama | TCP, UDP |
| 3 | Red | Direcciones IP y rutas entre redes | Paquete | IP, ICMP, OSPF |
| 2 | Enlace de datos | Entrega en la misma red, con direcciones MAC | Trama | Ethernet, Wi-Fi, VLAN |
| 1 | Física | Señales por el medio | Bits | Cables, fibra, radio, conectores |
El modelo TCP/IP: 4 capas
TCP/IP es el modelo que se usa de verdad en Internet y en las redes actuales. Agrupa varias capas de OSI:
- Aplicación: reúne las capas 5, 6 y 7 de OSI (HTTP, DNS, DHCP, SSH…).
- Transporte: equivale a la capa 4 (TCP y UDP).
- Internet: equivale a la capa 3 (IP, ICMP).
- Acceso a red: reúne las capas 1 y 2 (Ethernet, Wi-Fi).
"Este esquema compara las siete capas de OSI con las cuatro de TCP/IP."
Muchos libros usan una versión de 5 capas, que separa Física y Enlace. Cuando alguien habla de "capa 2" o "capa 3", se refiere a la numeración de OSI, aunque trabaje con TCP/IP.
¿Cuál es el correcto? OSI sirve para entender y para comunicarse, y TCP/IP es lo que realmente está implementado.
Las capas una a una
Capa 1 (física). Transmite bits como señales eléctricas, luz o radio. Aquí están el par trenzado, la fibra óptica, los conectores, los transceptores SFP y las antenas. Un cable cortado, una fibra con curva o un conector sucio son averías de capa 1.
Capa 2 (enlace). Mueve tramas entre equipos de la misma red usando direcciones MAC. Ethernet y Wi-Fi trabajan aquí. Los switches y las VLAN son de capa 2. Detecta errores con una comprobación (FCS) al final de cada trama.
Capa 3 (red). Direcciona con IP y elige la ruta entre redes distintas. Los routers trabajan aquí. ICMP, el protocolo de ping, también.
Capa 4 (transporte). Lleva los datos entre aplicaciones, identificadas por puertos.
- TCP: orientado a conexión, fiable. Ordena los datos, confirma que llegan y retransmite lo perdido. Se usa en web, correo y SSH.
- UDP: sin conexión, más ligero y rápido, pero sin garantías. Se usa en DNS, DHCP, voz y vídeo.
Capas 5, 6 y 7. En TCP/IP se agrupan en la capa de aplicación. Incluye el cifrado (TLS), los formatos de datos y los protocolos que usa el usuario: HTTP, HTTPS, DNS, SMTP, FTP, SSH
Encapsulación: cómo viaja un dato
Al enviar un dato, cada capa añade su propia cabecera, como sobres dentro de sobres. Al recibirlo, cada capa la quita y pasa el resto hacia arriba.
- La aplicación genera los datos.
- Transporte los divide en segmentos y añade los puertos de origen y destino.
- Red añade las direcciones IP y forma el paquete.
- Enlace añade las direcciones MAC y forma la trama.
- Física convierte la trama en bits y los envía.
"El esquema muestra cómo cada capa añade su cabecera hasta formar los bits que viajan por el medio."
Hay un detalle importante: la IP de origen y destino se mantiene durante todo el camino, pero la MAC cambia en cada salto. Cada router quita la trama anterior y crea una nueva para la siguiente red.
Puertos habituales
- 20 y 21: FTP
- 22: SSH
- 23: Telnet (no cifrado)
- 25: SMTP
- 53: DNS (UDP y TCP)
- 67 y 68: DHCP (UDP)
- 69: TFTP (UDP)
- 80: HTTP
- 123: NTP (UDP)
- 161: SNMP (UDP)
- 443: HTTPS
Ejemplo: abrir una página web
Imagina que escribes un nombre de página en el navegador:
- DNS (capa 7, UDP 53): el equipo pregunta por la IP de ese nombre.
- ARP (entre capas 2 y 3): como el destino está fuera de tu red, necesita la MAC de la puerta de enlace.
- TCP (capa 4): abre la conexión con tres pasos: SYN, SYN-ACK y ACK, al puerto 443.
- TLS (capa 6): negocian el cifrado.
- HTTP (capa 7): el navegador pide la página y el servidor responde.
- Por debajo: cada paquete va en tramas por switches y routers, con cambios de MAC en cada salto.
Dispositivos por capa
- Capa 1: cables, repetidores y hubs.
- Capa 2: switches y puntos de acceso.
- Capa 3: routers y switches de capa 3.
- Capas 4 a 7: firewalls, balanceadores y proxies, según lo que inspeccionen.
Dispositivos por capa
- Capa 1: cables, repetidores y hubs.
- Capa 2: switches y puntos de acceso.
- Capa 3: routers y switches de capa 3.
- Capas 4 a 7: firewalls, balanceadores y proxies, según lo que inspeccionen.
Algunos comandos útiles son show interfaces, show mac address-table, show ip route, ping, traceroute y nslookup. Los tienes por función en el buscador de comandos Cisco, MikroTik y Huawei.
Regla práctica: si el ping por IP funciona pero por nombre no, el problema es de DNS (capa 7). Si no funciona ni por IP, mira primero las capas 1 a 3.
Preguntas frecuentes
¿Cuántas capas tiene el modelo OSI?
Siete: física, enlace de datos, red, transporte, sesión, presentación y aplicación.
¿Qué diferencia hay entre OSI y TCP/IP?
OSI tiene 7 capas y es un modelo de referencia. TCP/IP tiene 4 y es el que se implementa en la práctica.
¿En qué capa trabaja un switch?
En la capa 2, aunque los switches de capa 3 también enrutan por IP.
¿En qué capa trabaja un router?
En la capa 3.
¿En qué capa está ARP?
Entre la 2 y la 3: convierte una IP en una MAC dentro de la misma red.
¿Qué diferencia hay entre TCP y UDP?
TCP es fiable y ordenado, con conexión. UDP es más rápido y ligero, sin garantías de entrega.
¿Qué diferencia hay entre un paquete y una trama?
TCP es fiable y ordenado, con conexión. UDP es más rápido y ligero, sin garantías de entrega.
¿Qué diferencia hay entre un paquete y una trama?
El paquete es la unidad de la capa 3 (con direcciones IP). La trama es la de la capa 2 (con direcciones MAC) y envuelve al paquete.
Más recursos en esta web: Redes LAN, calculadora de subredes, buscador de comandos Cisco, Packet Tracer y Cisco TFTP Server.