Disponible la nueva versión "donationware" 7.3 de OrganiZATOR
Descubre un nuevo concepto en el manejo de la información.
La mejor ayuda para sobrevivir en la moderna jungla de datos la tienes aquí.

Notas sobre Internet

[Home]  [Inicio]  [Índice]


3.1  Conmutación de Paquetes;   protocolos

§1  Generalidades

Ya hemos visto, que por una serie de razones estratégicas, la información viaja troceada por la red.  De hecho, los trozos o "paquetes", cada uno con su dirección y remitente incluidos, son entregados a este gigantesco servicio de correos que se encarga de hacerlos llegar a su destino. Y que el camino seguido por cada uno no es muy significativo.  A la tecnología envuelta en el proceso se la denomina de "Conmutación de paquetes".  El hecho de que no haya caminos predefinidos, ni líneas específicas para la transmisión, es el corazón y la esencia del funcionamiento. De ahí el nombre: Red conmutable de paquetes ("Packet-switched network").

 Resulta así, que un paquete, que aquí se denomina marco ("Frame") es el "quantum" mínimo de información que puede transmitirse por la Red.  El diseño de cada paquete está estandarizado, no así su contenido útil (la zona de datos).  La estructura típica está formada por:

  • Cabecera Ethernet de 14 bytes (suponemos aquí que la conexión se realiza sobre una red Ethernet H12.4)
  • Cabecera IP de 20 a 60 bytes
  • Cabecera TCP de 20 bytes
  • Cabecera HTTP terminada en dos secuencias de nueva línea + retorno de carro CR+NL  ("Carriage Return" + "New Line").
  • Zona de datos de tamaño variable (el tamaño depende de varios factores)

Por dar una idea de magnitudes, podemos señalar que aunque un "Frame" Internet puede alcanzar teóricamente un tamaño de 64 Kbytes. Las características de la red por las que debe atravesar son las que determinan su tamaño máximo o MTU ("Maximum Transfer Unit").  Por ejemplo, FDDI ("Fiber Distributed Data Interface"), un estándar para distribuir datos por fibra óptica a una velocidad aproximada de 100 M-bits-por-segundo, 10 veces mas rápido que Ethernet y casi el doble que T-3, permite un MTU de 4352 bytes. Mientras que las redes Ethernet imponen una limitación de 1.500 bytes al tamaño de sus paquetes.  Como lo normal es que en algún momento de su viaje los paquetes de Internet utilicen redes Ethernet, en la práctica, el tamaño típico de los paquetes TCP/IP suele ser de 1500 bytes.


En ocasiones se ha considerado a Internet como un "sistema telefónico para ordenadores", y si bien es cierto que las comunicaciones de Internet se basan muy a menudo en la RTB [2]  (la misma que sirve para transportar nuestras conversaciones), existen desde luego diferencias substanciales que conviene enfatizar.

En primer lugar, la RTB es lo que se denomina una red de circuitos conmutables ("Circuit-switched network").  Al establecer una llamada, se establece una conexión directa entre los dos teléfonos que conversan.  Una vez que cesa la comunicación, se arreglan las conexiones de otro modo, y parte de esos circuitos se utilizan para la comunicación entre otro par de abonados cualquiera.  Si en un momento dado no hay un circuito libre para establecer la comunicación aparece la conocida vocecita: "Por saturación en la línea le rogamos vuelva a marcar en cinco minutos...".  Como contrapartida, si conseguimos comunicación, la transmisión es virtualmente instantánea, y si en un momento dado permanecemos en silencio, se está desaprovechando la capacidad de transmisión de la línea [3].

Internet por su parte, dispone de un conjunto de ordenadores intermedios denominados enrutadores ("Routers"), que se encargan de enviar los paquetes de una red a otra por la vía que esté disponible en ese momento.  Cada paquete puede seguir un camino diferente del siguiente, incluso en el caso de que el paquete tenga el mismo destinatario.  No existe por tanto el concepto de un circuito establecido, ni aún durante el tiempo que dura la transmisión. No existe la posibilidad de "espere, la línea está ocupada", pero a cambio la transmisión dista mucho de ser instantánea.  Si en un momento dado permanecemos inactivos, otros pueden estar enviando paquetes por la misma línea, con lo que la utilización de recursos es más eficiente.

El sistema consiste en que cada vez que un paquete llega a un "router", este mira su dirección de destino y lo reexpide (enruta) por el camino que mejor le parece en ese momento.  Los paquetes van dando saltos "hops" por los enrutadores de Internet hasta que finalmente llegan al punto de destino, donde un software especial se encarga de ordenarlos.  A título de ejemplo, el cuadro adjunto muestra los saltos que un día cualquiera tuvieron que seguir los paquetes desde un servidor Web en Canadá hasta mi ordenador (Sire) en Granada (España) para que pudiera "ver" una página cualquiera. 

Hop Dirección IP   Nombre del servidor (router)
 1  66.46.176.3
 2  216.191.97.45  pos5-2.core2-mtl.bb.attcanada.ca
 3  216.191.65.217 srp2-0.core1-mtl.bb.attcanada.ca
 4  216.191.65.173 pos8-1.core2-tor.bb.attcanada.ca
 5  216.191.65.243 srp2-0.gwy1-tor.bb.attcanada.ca
 6  207.45.212.45  if-10-0-0.bb3.scarborough.teleglobe.net
 7  207.45.220.129 if-5-0.core1.scarborough.teleglobe.net
 8  66.110.8.130   if-4-0.bb8.newyork.teleglobe.net
 9  207.45.198.90  ix-9-1.bb8.newyork.teleglobe.net
10  195.22.208.23  ge9-1-mil8-milb.mil.seabone.net
11  195.22.196.54  retevision-13-es-mi5.seabone.net
12  62.81.4.67     madr-r16.red.retevision.es
13  62.81.125.5    gran-r15.red.retevision.es
14  62.81.65.197   gran-r8.red.retevision.es
15  62.81.84.14    tejadasb-ic-gran.red.retevision.es
16  62.81.225.89   SIRE

Desde un punto de vista ingenieril, el procedimiento utilizado en Internet tiene sus pros y sus contras, aunque desde luego responde a las exigencias originales de su diseño: una gran fiabilidad en las transmisiones, así como una utilización muy eficiente del ancho de banda disponible (capacidad de transmisión de los circuitos).  La situación sería comparable con la de un sistema telefónico en el que pudieran hablar muchas personas por la misma línea a cambio de hacerlo lentamente si hay muchas solicitudes.  El reverso es la lentitud, a veces exasperante de las comunicaciones en la mayoría del planeta (al menos al día de hoy, 1998).  Al extremo que alguien la ha denominado "World Wide Wait".  Los retrasos que pueden sufrir los paquetes en su llegada hacen a este sistema bastante inepto para las comunicaciones en tiempo real. Por ejemplo, telefonía de voz.

§2  Unificando criterios

Desde sus comienzos, en la Red coexisten computadoras de muy diverso tipo, por lo que se hizo necesario un protocolo común y único, de forma que todas pudieran entender e interpretar correctamente la información que circula.  Este protocolo se denominó TCP/IP.  En realidad son dos acrónimos distintos; TCP son las siglas de "Transmisión Control Protocol", mientras que IP significa "Internetwork Protocol", y ya hemos visto que fueron propuestos originariamente por ARPA (Defensa Americana) como estándar de comunicaciones para intercomunicar las pocas redes existentes en aquellos momentos.

Independientemente de su significado concreto, TCP/IP ha venido a ser casi sinónimo de Internet; a todo lo relacionado con la Red y con la comunicación basada en la conmutación de paquetes.  En la actualidad el concepto TCP/IP engloba toda una filosofía de operación, basada por supuesto en la conmutación de paquetes.  Pero mas que de dos protocolos, se trata de todo un conjunto ("suite") que constituyen la base del funcionamiento de Internet.

Concretamente, IP es un estándar que subyace en todas las comunicaciones de la red.  Incluye todas las especificaciones necesarias para hacer inteligible a cualquier máquina la información contenida en cada datagrama (paquete) transmitido.  Entre otras, el tamaño normalizado de las cabeceras; remite; códigos de control; de integridad, etc.  Uno de sus elementos mas destacados lo constituye un sistema universal y unificado para establecer las "Direcciones" de los ordenadores de la red.  A esto se le denomina Dirección IP  ("Internet Protocol Address").

Así pues, en principio IP es el encargado de la transmisión de los datos; que sea posible su tránsito de un ordenador a otro.  Mientras que TCP [4] es el encargado de juntar los paquetes, pedir los que faltan (en su caso) y finalmente ordenarlos, puesto que, como hemos visto,  la Red no garantiza la llegada de todos los paquetes ni tampoco que su llegada sea en orden.  En realidad, TCP se encarga de "negociar" con el equipo remoto determinados parámetros que determinan algunos detalles del modo en que se realizará la transmisión (por ejemplo el tamaño de los paquetes).  Una comunicación en Internet es siempre un activo diálogo entre máquinas, incluso cuando aparentemente solo estamos "recibiendo" información. Por ejemplo, al descargar un fichero.

Nota:  Los protocolos de transmisión utilizados en redes pueden ser de dos clases: enrutables y no-enrutables.  Como hemos señalado, los enrutadores son equipos intermedios que sirven para conectar redes diferentes (las redes pueden cubrir un edificio, un campus o un país).  Para ello disponen de unas tablas en RAM [5] que contienen las direcciones (por ejemplo direcciones IP) de los equipos conectados a otras redes ("Gateways"), así como tablas con el estado de otros "routers", con el fin de mejorar el tráfico y evitar las conexiones congestionadas.  Los protocolos enrutables como TCP/IP o IPX/SPX ("Internet Packet Exchange/Sequenced Packet Exchange") pueden pasar entre diferentes redes a través de los enrutadores.  Por su parte los protocolos no-enrutables que suelen utilizarse en redes pequeñas, como NetBEUI ("NetBIOS Enhanced User Interface") y DCL ("Data Link Control"), no pueden pasar a una red diferente de la propia.

§3  Descomponer el problema.

Los detalles técnicos de las comunicaciones por Internet son bastante complejos ya que están involucrados numerosos elementos software y hardware.  Existe una larga cadena de sucesos y dispositivos entre el momento que señalamos la dirección (URL 5.2) de una página Web en nuestro navegador, y el momento en vemos su contenido en pantalla. O entre el momento en que redactamos un mensaje de correo, y este puede ser leído por su destinatario.  Para mejor atacar el problema, el conjunto de software (que controla el hardware) se divide física y conceptualmente en una serie de partes o capas, de forma que cada capa interactúa sobre la siguiente.  En la parte superior está la capa que interactúa con el usuario humano. Son los programas de aplicación como el Navegador Web o el programa de correo.  En la capa inferior están los módulos que interactúan con el dispositivo físico (adaptador 7.2) por el que los datos salen y entran en nuestro ordenador (una tarjeta de red o un módem).

La razón de esta disposición en capas es de comodidad e interoperatividad.  Lo normal es que distintas personas/empresas sean responsables de escribir el software de las diversas capas.  Si la interfaz (modo de comunicación) de una capa con otra está estandarizada, es posible sustituir un dispositivo por otro (por ejemplo un modem RTB por uno ADSL) si necesidad de tener que cambiar todo el sistema.  Solo hay que hacer que el módem y el adaptador ADSL se entiendan con las capas inferior y superior, de modo que resulten funcionalmente equivalentes.  También es posible que un programador pueda escribir un nuevo navegador con solo preocuparse de la conexión con la capa inmediatamente inferior,  desentendiéndose por completo de los detalles del resto de la cadena de transmisión.  Este diseño de capas se denomina modelo OSI.  En la página H12.2 puede verse un detalle del mismo.

Aunque las capas inferiores utilizan los protocolos TCP e IP antes mencionados, en realidad estos son solo algunos de los utilizados a lo largo de todas las capas.  Para satisfacción de los más curiosos, en la sección 3.7 se expone una relación de los principales y la misión que tienen encomendada.

  Inicio.


[2]  RTB son las siglas de: Red Telefónica Básica, denominada PSTN (Public Switched Telephone Network) en la literatura inglesa. La red telefónica convencional que todos conocemos.  Más información al respecto en el Apéndice J ( Ap. J).

[3]   En realidad, las comunicaciones telefónicas en los países desarrollados tienen algo que ver con las comunicaciones de paquetes.  La voz solo viaja en forma analógica desde el teléfono del usuario a la central (el denominado bucle de abonado).  Allí es digitalizada y viaja en forma binaria por el sistema telefónico hasta la central del otro usuario, donde es vuelta a convertir en señal analógica antes de enviarla al teléfono del otro abonado.  El proceso de comunicación entre centrales totalmente digital se basa en el protocolo SS7 (sistema de señalización 7) que permite establecer "circuitos virtuales".  El resultado es que aunque los datos (voz) viajen utilizando una tecnología de multiplexación, la apariencia es que ambos interlocutores están enlazados por un circuito conductor exclusivo.

[4]   El protocolo TCP fue inicialmente descrito en 1974 por Vinton Cerf ( A2.1a) y Bob Kahn en su artículo "A protocol for Packet Network intercommunications".  Está documentado en RFC 793.

[5]  RAM ("Random Access Memory")  Memoria de acceso aleatorio que constituye la memoria principal o "Interna" del ordenador.