¿Cómo funcionan los protocolos de red informática?
El ensamblaje de las piezas físicas de una red informática por sí solo es insuficiente para que funcione; los dispositivos conectados también requieren un método de comunicación. Estos lenguajes de comunicación se denominan protocolos de red.
Propósito de los protocolos de red
Sin protocolos, los dispositivos carecerían de la capacidad de comprender las señales electrónicas que se envían entre sí a través de conexiones de red. Los protocolos de red cumplen estas funciones básicas:
- Dirija los datos a los destinatarios correctos.
- Transmita datos físicamente desde el origen al destino, con protección de seguridad si es necesario.
- Reciba mensajes y envíe respuestas de manera adecuada.
Considere una comparación entre los protocolos de red con la forma en que un servicio postal maneja el correo en papel físico. Así como el servicio postal gestiona cartas de muchos orígenes y destinos, los protocolos de red mantienen el flujo de datos a lo largo de muchas rutas de forma continua.
Sin embargo, a diferencia del correo físico, los protocolos de red proporcionan capacidades avanzadas. Estos incluyen la entrega de un flujo constante de mensajes a un destino (llamado
Tipos comunes de protocolos de red
No existe un protocolo que admita todas las funciones de cada Red de computadoras necesidades. Aún así, cada uno sirve como una llave que desbloquea un dispositivo o servicio de red determinado. Se han inventado diferentes protocolos de red a lo largo de los años, cada uno de los cuales intenta admitir ciertos tipos de comunicación de red.
Las tres características básicas que distinguen un tipo de protocolo de otro son:
- Símplex vs. dúplex: Una conexión simplex permite que solo un dispositivo transmita en una red. Las conexiones de red dúplex permiten que los dispositivos transmitan y reciban datos a través del mismo enlace físico.
- Orientado a conexión o sin conexión: Un protocolo de red orientado a la conexión intercambia (un proceso llamado protocolo de enlace) información de dirección entre dos dispositivos que les permite mantener una conversación (llamada sesión). Los protocolos sin conexión entregan mensajes individuales de un punto a otro sin tener en cuenta mensajes similares enviados antes o después (y sin saber si los mensajes se enviaron correctamente) recibió).
- Capa: Los protocolos de red suelen trabajar juntos en grupos (llamados pilas porque los diagramas a menudo representan los protocolos como cajas apiladas una encima de la otra). Algunos protocolos funcionan en capas inferiores estrechamente vinculados a cómo los diferentes tipos de conexiones inalámbricas o cableado de red trabajar físicamente. Otros trabajan en capas superiores vinculadas a cómo funcionan las aplicaciones de red, y algunas trabajan en capas intermedias intermedias.
La familia de protocolos de Internet
Los protocolos de red comunes en uso público pertenecen a la protocolo de Internet familia. IP es el protocolo básico que permite que el hogar y otras redes locales a través de Internet se comuniquen entre sí.
IP funciona bien para mover mensajes individuales de una red a otra. No admite el concepto de conversación (una conexión a través de la cual un flujo de mensajes puede viajar en una o ambas direcciones). El Protocolo de control de transmisión (TCP) amplía IP con esta capacidad de capa superior. Debido a que las conexiones punto a punto son esenciales en Internet, los dos protocolos están emparejados y se conocen como TCP / IP.
Tanto TCP como IP operan en las capas intermedias de una pila de protocolos de red. Las aplicaciones populares en Internet a veces han implementado sus protocolos sobre TCP / IP. Protocolo de Transferencia de Hipertexto es usado por navegadores web y servidores en todo el mundo. TCP / IP, a su vez, se ejecuta sobre tecnologías de red de nivel inferior como Ethernet. Otros protocolos de red populares de la familia IP incluyen ARP, ICMP y FTP.
Cómo utilizan los paquetes los protocolos de red
Internet y la mayoría de las demás redes de datos funcionan organizando los datos en pequeños fragmentos llamados paquetes. Para mejorar el rendimiento y la confiabilidad de la comunicación, cada mensaje grande enviado entre dos dispositivos de red a menudo se subdivide en paquetes más pequeños por el hardware y el software subyacentes. Estas conmutación de paquetes Las redes requieren que los paquetes se organicen de formas específicas de acuerdo con los protocolos que admite la red. Este enfoque funciona bien con la tecnología de las redes modernas, ya que estas manejan datos en forma de bits y bytes (unos y ceros digitales).
Cada protocolo de red define reglas sobre cómo deben organizarse sus paquetes de datos. Debido a que los protocolos como el Protocolo de Internet a menudo funcionan juntos en capas, algunos datos incrustados dentro de un paquete formateado para un protocolo puede tener el formato de algún otro protocolo relacionado (un método llamado encapsulación).
Los protocolos suelen dividir cada paquete en tres partes: encabezado, carga útil y pie de página. Algunos protocolos, como IP, no utilizan pies de página. Los encabezados y pies de página de los paquetes contienen la información contextual necesaria para admitir la red, incluidas las direcciones de los dispositivos de envío y recepción. Las cargas útiles contienen los datos que se van a transmitir.
Los encabezados o pies de página a menudo incluyen datos especiales para mejorar la confiabilidad y el rendimiento de las conexiones de red, como contadores. que realizan un seguimiento del orden en el que se enviaron los mensajes y las sumas de verificación que ayudan a las aplicaciones de red a detectar la corrupción de datos o manipulación.
Cómo utilizan los protocolos los dispositivos de red
Los sistemas operativos de los dispositivos de red incluyen soporte integrado para algunos protocolos de red de nivel inferior. Todos los sistemas operativos modernos de computadoras de escritorio son compatibles con Ethernet y TCP / IP, por ejemplo. Muchos teléfonos inteligentes son compatibles Bluetooth y protocolos de la familia Wi-Fi. Estos protocolos se conectan a las interfaces de red físicas de un dispositivo, como su Puertos ethernet y radios Wi-Fi o Bluetooth.
Las aplicaciones de red admiten los protocolos de nivel superior que se comunican con el sistema operativo. Un navegador web, por ejemplo, traduce direcciones como http://lifewire.com/ en paquetes HTTP que contienen los datos que un servidor web puede recibir y devolver la página correcta. El dispositivo receptor es responsable de volver a ensamblar paquetes individuales en el mensaje original eliminando los encabezados y pies de página y concatenando los paquetes en la secuencia correcta.