La pila de protocolos o pila de red es una implementación de un conjunto o familia de protocolos de redes informáticas . Algunos de estos términos se usan indistintamente pero, estrictamente hablando, la suite es la definición de los protocolos de comunicación y la pila es la implementación de software de los mismos. [1]
Los protocolos individuales dentro de una suite a menudo se diseñan con un único propósito en mente. Esta modularización simplifica el diseño y la evaluación. Debido a que cada módulo de protocolo generalmente se comunica con otros dos, comúnmente se los imagina como capas en una pila de protocolos. El protocolo más bajo siempre se ocupa de la interacción de bajo nivel con el hardware de comunicaciones. Cada capa superior agrega capacidades adicionales. Las aplicaciones de usuario normalmente tratan sólo con las capas superiores. [2]
T ~ ~ ~ T [A B C]
Imagine tres computadoras : A , B y C. Tanto A como B tienen equipos de radio y pueden comunicarse a través de ondas de radio utilizando un protocolo de red adecuado (como IEEE 802.11 ). B y C están conectados mediante un cable y lo utilizan para intercambiar datos (nuevamente, con la ayuda de un protocolo, por ejemplo, el protocolo punto a punto ). Sin embargo, ninguno de estos dos protocolos podrá transportar información de A a C , porque estas computadoras están conceptualmente en redes diferentes. Se requiere un protocolo entre redes para conectarlos.
Se podrían combinar los dos protocolos para formar un tercero poderoso, dominando tanto la transmisión por cable como la inalámbrica, pero se necesitaría un superprotocolo diferente para cada posible combinación de protocolos. Es más fácil dejar los protocolos básicos en paz y diseñar un protocolo que pueda funcionar sobre cualquiera de ellos (el Protocolo de Internet es un ejemplo). Esto formará dos pilas de dos protocolos cada una. El protocolo entre redes se comunicará con cada uno de los protocolos base en su lenguaje más simple; los protocolos base no se comunicarán directamente entre sí.
Una solicitud en la computadora A para enviar un fragmento de datos a C es aceptada por el protocolo superior, que (por cualquier medio) sabe que se puede acceder a C a través de B. Por lo tanto, indica al protocolo inalámbrico que transmita el paquete de datos a B. En esta computadora, los manejadores de capa inferior pasarán el paquete al protocolo entre redes, el cual, al reconocer que B no es el destino final, invocará nuevamente funciones de nivel inferior. Esta vez, se utiliza el protocolo de cable para enviar los datos a C. Allí, el paquete recibido se pasa nuevamente al protocolo superior, que (siendo C el destino) lo pasará a un protocolo o aplicación superior en C.
En la implementación práctica, las pilas de protocolos suelen dividirse en tres secciones principales: medios, transporte y aplicaciones. Un sistema operativo o plataforma en particular a menudo tendrá dos interfaces de software bien definidas: una entre las capas de medios y transporte, y otra entre las capas de transporte y aplicaciones. La interfaz de medios a transporte define cómo el software del protocolo de transporte hace uso de medios y tipos de hardware particulares y se asocia con un controlador de dispositivo . Por ejemplo, este nivel de interfaz definiría cómo el software de transporte TCP/IP se comunicaría con el controlador de interfaz de red . Ejemplos de estas interfaces incluyen ODI y NDIS en el entorno Microsoft Windows y DOS . La interfaz de aplicación a transporte define cómo los programas de aplicación utilizan las capas de transporte. Por ejemplo, este nivel de interfaz definiría cómo un programa de navegador web se comunicaría con el software de transporte TCP/IP. Ejemplos de estas interfaces incluyen sockets Berkeley y System V STREAMS en entornos tipo Unix y Winsock para Microsoft Windows.
Una característica importante de muchas comunidades de interoperabilidad basadas en una pila de protocolos común es la capa de expansión , término acuñado por David Clark [3].
Ciertos protocolos están diseñados con el propósito específico de salvar diferencias en las capas inferiores, de modo que no se requieran acuerdos comunes allí. En cambio, la capa proporciona las definiciones que permiten que se produzca la traducción entre una variedad de servicios o tecnologías que se utilizan a continuación. Por lo tanto, en términos un tanto abstractos, en y por encima de dicha capa, los estándares comunes contribuyen a la interoperación, mientras que por debajo de la capa se utiliza la traducción. En este artículo, dicha capa se denomina capa de expansión . En la práctica, la interoperación real se logra mediante la definición y el uso de capas de expansión efectivas. Pero hay muchas formas diferentes de crear una capa de expansión.
En la pila de protocolos de Internet, Internet Protocol Suite constituye una capa de expansión que define un servicio de mejor esfuerzo para el enrutamiento global de datagramas en la Capa 3 . Internet es la comunidad de interoperación basada en esta capa de expansión .
Una [pila de protocolos es un] conjunto de capas de protocolos de red que funcionan juntas. El modelo de referencia OSI que define siete capas de protocolo a menudo se denomina pila, al igual que el conjunto de protocolos TCP/IP que definen la comunicación a través de Internet.
La capa de aplicación es la capa superior del modelo OSI y proporciona servicios que respaldan directamente las aplicaciones del usuario, como acceso a bases de datos, correo electrónico y transferencias de archivos.
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