What’s a protocol?

De Departamento de Informatica
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¿Que es un Protocolo?

Para introducirnos al tema de protocolos observaremos una definición de la palabra misma en el diccionario de la real academia de la lengua española, así si nos hacemos una idea de su significado podremos comprender de mejor forma como funcionan dentro de la informática. Protocolo.(Del b. lat. protocollum, y este del gr. πρωτόκολλον).

  • m. Serie ordenada de escrituras matrices y otros documentos que un notario o escribano autoriza y custodia con ciertas formalidades.
  • m. Acta o cuaderno de actas relativas a un acuerdo, conferencia o congreso diplomático.
  • m. Regla ceremonial diplomática o palatina establecida por decreto o por costumbre.
  • m. Plan escrito y detallado de un experimento científico, un ensayo clínico o una actuación médica.[1]

Algunos historiadores indican que existían términos y expresiones protocolarias en documentos tan importantes como el Código de Hammurabi, en los jeroglíficos del antiguo Egipto y en otras muchas referencias escritas.[2]

En informática, un protocolo es un conjunto de reglas usadas por computadoras para comunicarse unas con otras a través de una red por medio de intercambio de mensajes. Éste es una regla o estándar que controla o permite la comunicación en su forma más simple, puede ser definido como las reglas que dominan la sintaxis, semántica y sincronización de la comunicación. Los protocolos pueden ser implementados por hardware, software, o una combinación de ambos. A su más bajo nivel, éste define el comportamiento de una conexión de hardware. Por ejemplo, dos computadores conectados en la misma red pero con protocolos diferentes no podrían comunicarse jamás, para ello, es necesario que ambas "hablen" el mismo idioma, por tal sentido, el protocolo TCP/IP fue creado para las comunicaciones en Internet, para que cualquier computador se conecte a Internet, es necesario que tenga instalado este protocolo de comunicación.[3]


Función

Cuando se realiza un intercambio de datos entre computadores, terminales y/u otros dispositivos se requieren las siguientes tareas: (similitud de conversación entre un profesor y un alumno)[4]

  • El sistema fuente de información debe activar el camino directo de datos o bien proporcionar a la red de comunicación la identificación del sistema destino deseado. (....Señor Juan M.,... )
  • El sistema fuente debe asegurarse de que el destino está preparado para recibir los datos. (....Señor Juan M., mireme... )
  • La aplicación de transferencia de fichero en el origen debe asegurarse de que el programa gestor en el destino esta preparado para aceptar y almacenar el fichero para el usuario determinado. (....Señor Juan M., mireme..., Don Jose le estoy escuchando.... )
  • Si los formatos de los ficheros son incompatibles uno de los sistemas deberá realizar una operación de adecuación. (....Señor Juan M., mireme..., Don Jose le estoy escuchando.... perdone pero tengo que acercarme para escucharle mejor)

Para la comunicación entre dos entidades situadas en sistemas diferentes (entidad es cualquier cosa capaz de enviar y recibir información. Sistema es un objeto físico que contiene una o más entidades), es necesario la definición y utilización de un protocolo. Los protocolos se pueden definir como el conjunto de reglas que gobiernan el intercambio de datos entre dos entidades. Los puntos que define o caracteriza un protocolo son:

  1. La sintaxis: Incluye aspectos como el formato de datos y niveles de señal.
  2. La semántica: Incluye información de control para la coordinación y manejo de errores.
  3. La temporización: Incluye la sincronización de velocidades y la secuenciación.

Para conseguir un alto grado de cooperación entre los computadores, en lugar de implementar toda la lógica de comunicación en un único módulo, dicha tarea se divide en subtareas, cada una de las cuales se realiza por separado. Esta estructura se denomina arquitectura de protocolos.

Modelo OSI y TCP/IP

OSIvsTCP.png


Las 7 capas (OSI)

El modelo de interconexión de sistemas abiertos, también llamado OSI es el modelo de red descriptivo creado por la Organización Internacional para la Estandarización en el año 1984. Es decir, es un marco de referencia para la definición de arquitecturas de interconexión de sistemas de comunicaciones. El núcleo de este estándar es el modelo de referencia OSI, una normativa formada por siete capas que define las diferentes fases por las que deben pasar los datos para viajar de un dispositivo a otro sobre una red de comunicaciones.

  • Capa 7, Aplicación: especifica cómo una aplicación particular usa la red.
  • Capa 6, Presentación: Especifica cómo presentar los datos. Orden de los bits, código usado, tamaño de los números (16 bits, 32 bits, long)
  • Capa 5, Sesión: especifica cómo establecer una sesión con una máquina remota. Detalles de seguridad, validación de password.
  • Capa 4, Transporte: especifica cómo transferir datos en forma confiable entre la fuente y el destino. Informalmente también se incluye transferencia no confiable (recuperación de paquetes)
  • Capa 3, Red: especifica cómo asignar las direcciones y efectuar el reenvío de los paquetes en la red (Enrutamiento)
  • Capa 2, Enlace de Datos: Cómo organizar los datos en tramas y hacer su envío desde un nodo al nodo vecino (CRC, bits de relleno, formato de trama)
  • Capa 1, Física: Especifica el hardware de red. Conectores, corrientes, codificación digital, largos, frecuencias, etc)[5]

Los protocolos de cada capa tienen una interfaz bien definida. Una capa generalmente se comunica con la capa inmediata inferior, la inmediata superior, y la capa del mismo nivel en otros computadores de la red. Esta división de los protocolos ofrece abstracción en la comunicación.

Las 4 capas (TCP/IP)

Es un protocolo DARPA que proporciona transmisión fiable de paquetes de datos sobre redes. El nombre TCP / IP Proviene de dos protocolos importantes de la familia, el Transmission Contorl Protocol (TCP) y el Internet Protocol (IP). Todos juntos llegan a ser más de 100 protocolos diferentes definidos en este conjunto.

El TCP / IP es la base del Internet que sirve para enlazar computadoras que utilizan diferentes sistemas operativos, incluyendo PC, minicomputadoras y computadoras centrales sobre redes de área local y área extensa. TCP / IP fue desarrollado y demostrado por primera vez en 1972 por el departamento de defensa de los Estados Unidos, ejecutándolo en el ARPANET una red de área extensa del departamento de defensa.

  • Capa 4, Capa de Aplicación:La capa de aplicación está situada en la parte superior de la pila, con frecuencia se implementa en aplicaciones de usuario. Los datos de la capa de aplicación se manipulan en unidades, generalmente llamdas mensajes. Muchos protocolos (y programas asociados) forman parte de esta capa.
  • Capa 3, Capa de Transporte:La capa de transporte está situada encima de la capa de red. Es la encargada de asegurarse que los datos "vienen de" y "se diregen a" los procesos correctos de un host. Los datos se manipulan en unidades, a menudo llamdas segmentos (pero a veces llamadas también datagramas).
  • Capa 2, Capa de Red:La capa de red se sitúa encima de la capa de enlace. Es la responsable de encaminar y direccionar porciones de datos. Estas porciones se llaman datagramas.
  • Capa 1, Capa de Enlace:La capa de enlace está situada en la parte inferior de la pila. Es la responsable de transmitir y recibir porciones de información (a menudo llamdos marcos o paquetes). Dos ejemplos de protocolos de esta capa son Ethernet y el PPP (Point-to-Point Protocol, Protocolo punto a punto). Aquí se transmite la información por el medio físico (cable, etc).

Algunos autores añaden una quinta capa, la capa física, debajo de la capa de enlace lo cual omitiremos en este caso porque las especificaciones de TCP/IP no se ocupan de las diferencias entre las implementaciones de capa física de los protocolos de capa de enlace.

Referencias

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