La pila de protocolos o pila de red es una implementación de una suite o familia de protocolos de redes informáticas . Algunos de estos términos se utilizan indistintamente, pero estrictamente hablando, la suite es la definición de los protocolos de comunicación y la pila es la implementación de software de ellos. [1]
Los protocolos individuales dentro de una suite suelen diseñarse con un único propósito en mente. Esta modularización simplifica el diseño y la evaluación. Debido a que cada módulo de protocolo suele comunicarse con otros dos, se los suele imaginar 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 añade capacidades adicionales. Las aplicaciones de usuario suelen tratar solo con las capas superiores. [2]
C ~ ~ ~ C [A] [B]_____[C]
Imaginemos tres ordenadores: 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 a través de un cable, que utilizan para intercambiar datos (de nuevo, 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 estos ordenadores están conceptualmente en redes diferentes. Se requiere un protocolo entre redes para conectarlos.
Se podrían combinar los dos protocolos para formar un tercero potente, que dominase 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 creará dos pilas de dos protocolos cada una. El protocolo entre redes se comunicará con cada uno de los protocolos básicos en su lenguaje más simple; los protocolos básicos no se comunicarán directamente entre sí.
Una solicitud en la computadora A para enviar un fragmento de datos a C es tomada por el protocolo superior, que (por cualquier medio) sabe que C es alcanzable a través de B. Por lo tanto, instruye al protocolo inalámbrico para transmitir el paquete de datos a B. En esta computadora, los controladores de la capa inferior pasarán el paquete al protocolo entre redes, que, 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 a menudo se dividen 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 las aplicaciones. La interfaz de medios a transporte define cómo el software de protocolo de transporte hace uso de tipos de hardware y medios particulares y está asociada 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 hacen uso de 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 los sockets Berkeley y System V STREAMS en entornos similares a Unix , y Winsock para Microsoft Windows.
Una característica importante de muchas comunidades de interoperabilidad basadas en una pila de protocolos común es una capa de expansión , un término acuñado por David Clark [3].
Algunos protocolos están diseñados con el propósito específico de salvar las diferencias en las capas inferiores, de modo que no se requieran acuerdos comunes en ellas. En cambio, la capa proporciona las definiciones que permiten que se produzca la traducción entre una gama de servicios o tecnologías utilizadas por debajo. Por lo tanto, en términos un tanto abstractos, en y por encima de esa capa los estándares comunes contribuyen a la interoperación, mientras que por debajo de la capa se utiliza la traducción. A esa capa se la denomina en este documento 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, el conjunto de protocolos de Internet constituye una capa de expansión que define un servicio de máximo esfuerzo para el enrutamiento global de datagramas en la capa 3. Internet es la comunidad de interoperación basada en esta capa de expansión.
[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 protocolos se suele denominar 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 de usuario, como el acceso a bases de datos, el correo electrónico y las transferencias de archivos.
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