6.37: Protocolos de Comunicación

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Objetivos de aprendizaje

Las capas de protocolo en las redes informáticas.

La complejidad de la transmisión de información en una red informática (transmisión confiable de bits a través de un canal, enrutamiento y dirección de la información al destino correcto dentro del sistema operativo de las computadoras de destino) exige un concepto general de cómo organizar la entrega de información. Ningún conjunto único de reglas satisface las diversas restricciones que los canales de comunicación y la organización de la red colocan en la transmisión de información. Por ejemplo, los problemas de acceso aleatorio en Ethernet no están presentes en redes de área amplia como Internet. Un protocolo es un conjunto de reglas que gobiernan cómo se entrega la información. Por ejemplo, para usar la red telefónica, el protocolo es levantar el teléfono, escuchar un tono de marcado, marcar un número que tenga un número específico de dígitos, esperar a que suene el teléfono y saludar. En radio, la emisora utiliza modulación de amplitud o frecuencia con una frecuencia portadora específica y ancho de banda de transmisión, y ya sabes encender la radio y sintonizar la estación. En términos técnicos, no se puede utilizar ningún protocolo ni conjunto de protocolos para ninguna situación de comunicación. Sea como fuere, los ingenieros de comunicación han encontrado que un hilo conductor corre a través de la organización de los diversos protocolos. Este gran diseño de organización de transmisión de información corre a través de todas las redes modernas hoy en día

Lo que se ha definido como un estándar de redes es una organización de protocolo jerárquica en capas. Como se muestra en la Figura 6.37.1, los protocolos están organizados por función y nivel de detalle.

Figura 6.37.1 Los protocolos se organizan según el nivel de detalle requerido para la transmisión de información. Los protocolos en los niveles inferiores (mostrados hacia abajo) se refieren a la transmisión confiable de bits. Los protocolos de nivel superior se refieren a cómo se organizan los bits para representar la información, qué tipo de información se define por secuencias de bits, qué software necesita la información y cómo debe interpretarse la información. Cuerpos como el IEEE (Instituto de Ingenieros Electrónicos y Eléctricos) y la ISO (International Standards Organization) definen estándares como este. A pesar de ser un estándar, no limita tanto la implementación del protocolo que se descarta la innovación y la individualidad competitiva.

La segregación de la transmisión, manipulación e interpretación de la información en estas categorías afecta directamente cómo se organizan los sistemas de comunicación y qué rol cumplen los sistemas de software. Aunque no se pensó de esta manera en épocas anteriores, esta estructura organizativa gobierna la manera en que los ingenieros de comunicación piensan sobre todos los sistemas de comunicación, desde la radio hasta Internet.

Ejercicio\(\PageIndex{1}\)

¿Cómo encajan los diversos aspectos de establecer y mantener una conversación telefónica en esta organización de protocolo por capas?

Solución

Cuando coges el teléfono, inicias un diálogo con tu interfaz de red marcando el número. La red busca dónde se encuentra el destino correspondiente a ese número, y enruta la llamada en consecuencia. La ruta permanece fija mientras la llamada persista. Lo que dices equivale a protocolo de alto nivel al tiempo que establece la conexión y el mantenimiento de la misma corresponde a protocolo de bajo nivel.

Ahora declaramos explícitamente si estamos trabajando en la capa física (diseño de conjuntos de señales, por ejemplo), la capa de enlace de datos (codificación de fuente y canal), o cualquier otra capa. IP abrevia el protocolo de Internet y gobierna las puertas de enlace (cómo se transmite la información entre redes que tienen diferentes organizaciones internas). TCP (protocolo de control de transmisión) gobierna cómo se transmiten los paquetes a través de una red de área amplia como Internet. Telnet es un protocolo que se refiere a cómo una persona en una computadora inicia sesión en otra computadora a través de una red. Un protocolo de nivel moderadamente alto como telnet, no se ocupa de qué enlaces de datos (alámbricos o inalámbricos) podrían haber sido utilizados por la red o cómo se enrutan los paquetes. Más bien, establece conexiones entre computadoras y dirige cada byte (presumido que representa un carácter mecanografiado) al componente apropiado del sistema operativo en cada extremo. No se refiere a lo que significan los personajes ni a qué programas está escribiendo la persona. Ese aspecto de la transmisión de información se deja a los protocolos en capas superiores.

Recientemente, un importante conjunto de protocolos creó la World Wide Web. Estos protocolos existen independientemente de Internet. Internet asegura que los mensajes se transmitan de manera eficiente e intacta; a Internet no le preocupa (hasta la fecha) qué contienen los mensajes. HTTP (protocolo de transferencia de hipertexto) enmarca qué mensajes contienen y qué se debe hacer con los datos. El desarrollo extremadamente rápido de la Web sobre una Internet esencialmente estancada es solo un ejemplo del poder de organizar cómo se produce la transmisión de información sin restringir demasiado los detalles.