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Tecnologías y protocolos de redes: Un breve repaso

Presento, a los lectores de MundoInformática, un trabajo de recopilación de todos los protocolos de redes más importantes dentro del mundo de las comunicaciones a través de redes de ordenadores.

No obstante, lo presento de una manera más informal, de tal forma que pueda ser procesado por las mentes de nuestros lectores más inquietos con el afán de ampliar sus conocimientos y dificultando que se pierdan entre toda una telaraña de formalismos y palabras excesivamente técnicas. Para cada una de las propuestas de tecnologías y protocolos de comunicaciones entre redes de ordenadores se presentará la siguiente información: en primer lugar se mostrará una breve descripción de la arquitectura del protocolo y, a continuación, sus principales ventajas e inconvenientes. Si fuera necesario se detallaría en profundidad algún concepto relevante, pero sin entrar en detalles excesivamente complejos.

En primer lugar tenemos que definir qué es exactamente un protocolo de red. Este concepto se define como el mecanismo que indica cómo efectuar conexiones lógicas entre las aplicaciones de la red, es decir, orquesta el proceso de dirigir el movimiento de paquetes a través de la red física y minimizar las posibilidades de colisión entre paquetes enviados simultáneamente. Una colisión provocaría la pérdida de información en la transmisión entre el receptor y el emisor, es lo que habitualmente se denomina ruido de transmisión, por asemejarlo a un ejemplo de la vida real, cuando una antena de televisión no funciona correctamente no recibe en su totalidad todas las ondas que debería y el televisor nos muestra la información con ruido.

En primer lugar presentaremos el modelo OSI el cual ya fue totalmente descrito en otro reportaje publicado en MundoInformática denominado: El modelo de referencia OSI: Introducción y repaso de niveles. En este reportaje se presentaba al modelo OSI como un sistema jerárquico de capas, que aportaba un estándar sobre el que se fundamenta los sistemas de comunicación. Este modelo garantiza fiabilidad y comunicaciones robustas que nos aporta un sistema de comunicación vertical de siete niveles denominados: Aplicación, Presentación, Sesión, Transporte, Red, Enlace de Datos y Físico; aunque no suelen implementarse todos los niveles. Este modelo sentó cátedra dentro del mundo de las comunicaciones ya que su estructura jerárquica de niveles ha seguido siendo usada hasta nuestros días y muchas de los protocolos que se están modelando hoy en día continúan empleando su propuesta de patrón de comunicación vertical.

Otro modelo, o protocolo, es el denominado TCP/IP que se basa en el anterior y que nos introduce también un sistema de niveles, en este caso tenemos:

1 - Acceso: Permite que los datagramas IP viajen por un determinado medio.

2 - IP: Es el protocolo de nivel 3, no orientado a conexión.

3 - TCP: Es el protocolo de transporte fiable y orientado a la conexión, por el contrario UDP es el protocolo de trasporte no fiable y no orientado a la conexión.

4 - Aplicación: Engloba a cualquier usuario del nivel TCP o UDP.

Así, podemos ver que estos dos protocolos aportan un sistema fiable en el que se basan muchos otros, por ejemplo veamos una aplicación web, ésta usará un protocolo fiable TPC sobre una red que no lo es, en este caso, IP. Debajo de IP tendremos una Ethernet que encapsulará directamente los datagramas en función de si, estamos trabajando en 802.3 o 802.2.

Podemos ver que el protocolo de transporte del modelo OSI y TCP tienen muchas similitudes ya que, como hemos comentado anteriormente, TCP se basó en OSI para su construcción. Los dos protocolos están diseñados para dar un trasporte orientado a conexión y extremo a extremo. Ambos están preparados, además, para problemas relativos a la seguridad de la comunicación como, por ejemplo, pueda ser la caída de la red, un envío incorrecto mediante la construcción errónea de alguno de los paquetes a enviar, etc. incorporando mecanismos de seguridad para poder afrontar dichas circunstancias de la forma más eficiente posible y con el menor impacto, tanto para el emisor como para el receptor de la información.

Los dos protocolos también son semejantes por el hecho de que los dos tienen una fase de establecimiento de conexión, una fase de transferencia de datos y después una fase de liberación de la conexión.

Otro de los protocolos más conocidos es el denominado HDLC, acrónimo de High-Level Data Link Control, especificado por la ISO. Dicho protocolo se presenta como un protocolo orientado a bit del nivel de enlace basado en un entorno centralizado por sondeo y estrategias de envío continuo y repetición

El protocolo HDLC se diseñó para proporcionar un mecanismo de detección y corrección de errores de propósito general a los enlaces digitales, entendiendo como enlace un único cable que conecta dos máquinas (enlace punto a punto), o varias máquinas (enlace multipunto).

Existen múltiples protocolos basados en HDLC de los cuales destacamos los siguientes que se enumeran a continuación:

LAPB: Acrónimo de Link Access Procedure Balanced, también es conocido como HDLC en modo balanceado proporcionando un enlace punto a punto y actuando como nodo de una red de conmutación de paquetes.

LAPD: Acrónimo de Link Access Procedure, D-channel, es el resultado de un desarrollo de la UIT-T como recomendación RDSI. Usa números de secuencia de 7 bits, con un algoritmo CRC-16 para comprobar la consistencia. Emplea direcciones de 16 bits con dos subdirecciones que identifican dispositivos físicos y usuarios lógicos.

LLC: Acrónimo de Logical Link Control: estándar 802.2 para redes locales, posee dos capas de la que destacamos la dirigida a controlar el acceso al medio más conocida como MAC.

Con este breve resumen nos hemos introducido dentro del contexto del conjunto de protocolos de comunicaciones por red más relevantes de nuestro tiempo. Esperamos que el contenido de este reportaje despierte el gusanillo a investigar y a participar en desarrollos de nuevos tipos de protocolos así como, intentar mejorar, los existentes estándares de comunicaciones que sustentan toda nuestra sociedad hoy en día.