“Resumen capitulo 1 (Redes de computadoras)”, Resúmenes de Redes de Computadoras

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Primer Taller

“Resumen capitulo 1 (Redes de computadoras)”

1. Introducción

A lo largo del libro utilizaremos el término “ red de computadoras ” para referirnos a un conjunto de computadoras autónomas interconectadas mediante una sola tecnología. Se dice que dos computadoras están interconectadas si pueden intercambiar información. La conexión no necesita ser a través de un cable de cobre; también se puede utilizar fibra óptica, microondas, infrarrojos y satélites de comunicaciones. Las redes pueden ser de muchos tamaños, figuras y formas, como veremos más adelante. Por lo general se conectan entre sí para formar redes más grandes, en donde Internet es el ejemplo más popular de una red de redes.

Existe una gran confusión en la literatura entre una red de computadoras y un sistema distribuido. La diferencia clave está en que, en un sistema distribuido, un conjunto de computadoras independientes aparece frente a sus usuarios como un solo sistema coherente. Por lo general, tiene un modelo o paradigma único que se presenta a los usuarios. A menudo se utiliza una capa de software encima del sistema operativo, conocido como middleware; esta capa es responsable de implementar este modelo. Un ejemplo reconocido de un sistema distribuido es la World Wide Web. Este sistema opera sobre Internet y presenta un modelo en el cual todo se ve como un documento (página web).

En una red de computadoras no existe esta coherencia, modelo ni software. Los usuarios quedan expuestos a las máquinas reales, sin que el sistema haga algún intento por hacer que éstas se vean y actúen de una manera coherente. Si las máquinas tienen distinto hardware y distintos sistemas operativos, es algo que está a la vista de los usuarios. Si un usuario desea ejecutar un programa en un equipo remoto, tiene que iniciar sesión en esa máquina y ejecutarlo ahí.

En efecto, un sistema distribuido es un sistema de software construido sobre una red. El software le ofrece un alto nivel de cohesión y transparencia. Por ende, la distinción entre una red y un sistema distribuido recae en el software (en especial, el sistema operativo) y no en el hardware.

que los utilice como si fueran locales. Podemos sintetizar este objetivo al decir que es un intento por acabar con la “tiranía de la geografía”.

Las máquinas cliente y servidor se conectan mediante una red, Utilizaremos esta forma cuando hablemos de una red en el sentido más abstracto. Proveeremos los detalles según se requieran. A esta disposición se le conoce como modelo cliente- servidor. Es un modelo ampliamente utilizado y forma la base de muchas redes. La realización más popular es la de una aplicación web, en la cual el servidor genera páginas web basadas en su base de datos en respuesta a las solicitudes de los clientes que pueden actualizarla. El modelo cliente-servidor es aplicable cuando el cliente y el servidor se encuentran en el mismo edificio (y pertenecen a la misma empresa), pero también cuando están muy alejados. Por ejemplo, cuando una persona accede desde su hogar a una página en la World Wide Web se emplea el mismo modelo, en donde el servidor web remoto representa al servidor y la computadora personal del usuario representa al cliente.

1.1.2. Aplicaciones domésticas

El acceso a Internet ofrece a los usuarios domésticos conectividad a las computadoras remotas. Al igual que en las empresas, los usuarios domésticos pueden acceder a la información, comunicarse con otras personas y comprar productos y servicios mediante el comercio electrónico. Ahora el principal beneficio se obtiene al conectarse fuera del hogar. Bob Metcalfe, el inventor de Ethernet, formuló la hipótesis de que el valor de una red es proporcional al cuadrado del número de usuarios, ya que éste es aproximadamente el número de conexiones distintas que se pueden realizar (Gilder, 1993). Esta hipótesis se conoce como la “ley de Metcalfe” y nos ayuda a explicar cómo es que la enorme popularidad de Internet se debe a su tamaño.

El acceso a la información remota puede ser de varias formas. Podemos navegar en la World Wide Web para buscar información o sólo por diversión. La información disponible puede ser de varios temas, como arte, negocios, cocina, gobierno, salud, historia, ciencia, deportes, viajes y muchos más. Hay muchas maneras de divertirse como para mencionarlas aquí, además de otras que es mejor no mencionar.

Muchos sistemas de igual a igual, como BitTorrent (Cohen, 2003) no tienen una base de datos central para el contenido. En su defecto, cada usuario mantiene su propia base de datos en forma local y provee una lista de otras personas cercanas que son miembros del sistema. Así, un nuevo usuario puede ir con cualquier miembro para ver qué información tiene y obtener los nombres de otros miembros para inspeccionar si hay más contenido y más nombres. Este proceso de búsqueda se puede repetir de manera indefinida para crear una amplia base de datos local de

lo que hay disponible en la red. Es una actividad que sería tediosa para las personas, pero para las computadoras es muy simple.

Las aplicaciones de redes sociales se encuentran entre las comunicaciones de persona a persona y de acceso a la información. Aquí el flujo de información se controla mediante las relaciones que las personas se declaran entre sí. Uno de los sitios de redes sociales más popular es Facebook. Este sitio permite a las personas actualizar sus perfiles y compartir las actualizaciones con otros que estén declarados como sus amigos. Otras aplicaciones de redes sociales pueden hacer presentaciones de amigos a través de amigos, enviar mensajes de noticias a éstos como el servicio de Twitter antes mencionado, y mucho más.

Si el cliente compra un producto en forma electrónica pero no puede averiguar cómo usarlo, puede obtener soporte técnico en línea.

Otra área en la cual el comercio electrónico se utiliza ampliamente es para acceder a las instituciones financieras. Muchas personas ya pagan sus facturas, administran sus cuentas bancarias y manejan sus inversiones por medios electrónicos. Es muy probable que esta tendencia continúe a medida que las redes se hagan más seguras.

Una de las áreas que casi nadie pudo prever es la de los “mercados de pulgas” electrónicos (bazares). Las subastas en línea de artículos de segunda mano se han convertido en una industria inmensa. A diferencia del comercio electrónico tradicional que sigue el modelo cliente-servidor, las subastas en línea son de igual a igual en cuanto a que los consumidores pueden actuar como compradores y como vendedores.

Algunas de estas formas de comercio electrónico han adquirido pequeñas e ingeniosas etiquetas debido al hecho de que la palabra “to” y el número “2” en inglés se pronuncian igual. En la figura se muestra una lista de las más populares.

Podemos considerar al teléfono móvil como el impulsor clave de las aplicaciones móviles e inalámbricas. La mensajería de texto o Servicio de Mensajes Cortos (smc) es en extremo popular, ya que permite al usuario de un teléfono móvil escribir un mensaje corto de texto que es entregado a través de la red celular a otro suscriptor móvil. Pocas personas hubieran predicho hace 10 años la gigantesca mina de oro que representa para las compañías telefónicas el hecho de que los adolescentes escriban tediosamente mensajes cortos de texto en teléfonos móviles. Pero el servicio de mensajes cortos es muy rentable, ya que a la compañía de telefonía celular le cuesta una pequeña fracción de un centavo transmitir un mensaje de texto, servicio por el cual cobran mucho más que eso.

Dado que los teléfonos móviles pueden ubicarse gracias a que comúnmente están equipados con receptores GPS (Sistema de Posicionamiento Global, del inglés Global Positioning System), algunos de sus servicios dependen de la ubicación. Los mapas móviles y las indicaciones son el ejemplo más obvio, ya que es probable que su teléfono y automóvil habilitados con GPS tengan mejor capacidad que usted para averiguar dónde está ubicado en un momento dado. Otros ejemplos podrían ser buscar una biblioteca o un restaurante chino que esté cerca, o el pronóstico del clima local. Hay otros servicios que pueden registrar la ubicación, como al incluir en las fotos y videos una anotación del lugar donde se tomaron. A esta anotación se le conoce como “geoetiquetado”.

El comercio-m (comercio móvil) es un área en la que los teléfonos móviles están comenzando a utilizarse (Senn, 2000). Los mensajes cortos de texto del dispositivo móvil se utilizan para autorizar pagos de alimentos en las máquinas expendedoras, boletos del cine y otros artículos pequeños en vez de usar efectivo y tarjetas de crédito. Posteriormente el cargo aparece en la factura del teléfono celular. Cuando el dispositivo móvil está equipado con tecnología NFC (Comunicación de Campo Cercano, del inglés Near Field Comunication), puede actuar como una tarjeta inteligente RFID e interactuar con un lector cercano para realizar un pago. Las fuerzas motrices detrás de este fenómeno son los fabricantes de dispositivos móviles y los operadores de red, que hacen su mejor esfuerzo por tratar de averiguar cómo obtener una rebanada del pastel del comercio electrónico. Desde el punto de vista de la tienda, este esquema les puede ahorrar la mayor parte de la cuota de las compañías de tarjetas de crédito, que puede ser del uno por ciento o mayores. Claro que este plan podría fracasar debido a que los clientes en una tienda podrían usar los lectores de código de barras o RFID en sus dispositivos móviles para verificar los precios de la competencia antes de comprar, y también podrían usarlos para obtener un informe detallado sobre la ubicación y precios de la tienda más cercana.

Las computadoras usables son otra aplicación prometedora. Los relojes inteligentes con radio han formado parte de nuestro espacio mental desde que aparecieron en la tira cómica de Dick Tracy, en 1946, ahora es posible comprarlos. También hay otros dispositivos de este tipo que se pueden implementar, como los marcapasos y las bombas de insulina. Algunos de ellos se pueden controlar a través de una red inalámbrica. Esto permitiría a los doctores probarlos y reconfigurarlos con más facilidad. Incluso podrían surgir graves problemas si los dispositivos fueran tan inseguros como la PC promedio y alguien pudiera intervenirlos fácilmente (Halperin y colaboradores, 2008).

1.1.4. Cuestiones sociales

Las redes sociales, los tableros de mensajes, los sitios de compartición de contenido y varias aplicaciones más permiten a las personas compartir sus opiniones con individuos de pensamientos similares. Mientras que los temas estén restringidos a cuestiones técnicas o aficiones como la jardinería, no surgirán muchas dificultades.

El verdadero problema está en los temas que realmente importan a las personas, como la política, la religión y el sexo. Hay opiniones que si se publican y quedan a la vista de todos pueden ser bastante ofensivas para algunas personas. O peor aún, tal vez no sean políticamente correctas. Lo que, es más, las opiniones no necesitan limitarse sólo a texto; es posible compartir fotografías a color de alta resolución y clips de video a través de las redes de computadoras. Algunas personas toman una posición del tipo “vive y deja vivir”, pero otras sienten que simplemente es inaceptable publicar cierto material (como ataques verbales a países o religiones específicas, pornografía, etc.) y que es necesario censurar dicho contenido. Cada país tiene diferentes leyes contradictorias sobre este tema. Por ende, el debate se aviva.

En el pasado reciente las personas demandaban a los operadores de red afirmando que eran responsables por el contenido de lo que transmitían, al igual que los periódicos y las revistas. La respuesta inevitable es que una red es como una compañía telefónica o la oficina postal, por lo que no es posible que esté vigilando lo que sus usuarios dicen.

Hay muchas otras partes involucradas en la lucha sobre el contenido. Por ejemplo, la música y las películas piratas impulsaron el crecimiento masivo de las redes de igual a igual, lo cual no agradó a los dueños de los derechos de autor, quienes han amenazado con tomar (y algunas veces han tomado) acción legal. Ahora hay sistemas automatizados que buscan redes de igual a igual y envían advertencias a los operadores de red y usuarios sospechosos de infringir los derechos de autor. En Estados Unidos a estas advertencias se les conoce como avisos de DCMA para

1.2. Hardware de Red

Hablando en sentido general, existen dos tipos de tecnología de transmisión que se emplean mucho en la actualidad: los enlaces de difusión (broadcast) y los enlaces de punto a punto. Los enlaces de punto a punto conectan pares individuales de máquinas. Para ir del origen al destino en una red formada por enlaces de punto a punto, los mensajes cortos (conocidos como paquetes en ciertos contextos) tal vez tengan primero que visitar una o más máquinas intermedias. A menudo es posible usar varias rutas de distintas longitudes, por lo que es importante encontrar las más adecuadas en las redes de punto a punto. A la transmisión punto a punto en donde sólo hay un emisor y un receptor se le conoce como unidifusión (unicasting).

Por el contrario, en una red de difusión todas las máquinas en la red comparten el canal de comunicación; los paquetes que envía una máquina son recibidos por todas las demás. Un campo de dirección dentro de cada paquete específica a quién se dirige. Cuando una máquina recibe un paquete, verifica el campo de dirección. Si el paquete está destinado a la máquina receptora, ésta procesa el paquete; si el paquete está destinado para otra máquina, sólo lo ignora.

Una red inalámbrica es un ejemplo común de un enlace de difusión, en donde la comunicación se comparte a través de una región de cobertura que depende del canal inalámbrico y de la máquina que va a transmitir. Como analogía considere alguien parado en una sala de juntas gritando: “Watson, ven aquí. Te necesito”. Aunque muchas personas hayan recibido (escuchado) el paquete, sólo Watson responderá; los otros simplemente lo ignorarán. Por lo general, los sistemas de difusión.

1.2.1. Redes de área personal

Las redes de área personal, generalmente llamadas PAN (Personal Area Network) permiten a los dispositivos comunicarse dentro del rango de una persona. Un ejemplo común es una red inalámbrica que conecta a una computadora con sus periféricos. Casi todas las computadoras tienen conectado un monitor, un teclado, un ratón y una impresora. Hay tantos usuarios nuevos que batallan mucho para encontrar los cables adecuados y conectarlos en los orificios apropiados (aun cuando, por lo general, están codificados por colores), que la mayoría de los distribuidores de computadoras ofrecen la opción de enviar un técnico al hogar del usuario para que se encargue de ello. Para ayudar a estos usuarios, algunas empresas se pusieron de acuerdo para diseñar una red inalámbrica de corto alcance conocida como Bluetooth para conectar estos componentes sin necesidad de cables. La idea es que si sus dispositivos tienen Bluetooth, no necesitará cables. Sólo hay que ponerlos en el lugar apropiado, encenderlos y trabajarán en conjunto. Para muchas personas, esta facilidad de operación es una gran ventaja.

1.2.2. Redes de área local

Las redes de área local, generalmente llamadas LAN (Local Area Networks), son redes de propiedad privada que operan dentro de un solo edificio, como una casa, oficina o fábrica. Las redes LAN se utilizan ampliamente para conectar computadoras personales y electrodomésticos con el fin de compartir recursos (por ejemplo, impresoras) e intercambiar información. Cuando las empresas utilizan redes LAN se les conoce como redes empresariales.

Las redes LAN son muy populares en la actualidad, en especial en los hogares, los edificios de oficinas antiguos, las cafeterías y demás sitios en donde es muy problemático instalar cables. En estos sistemas, cada computadora tiene un módem y una antena que utiliza para comunicarse con otras computadoras. En la mayoría de los casos, cada computadora se comunica con un dispositivo en el techo. A este dispositivo se le denomina AP (Punto de Acceso, del inglés Access Point), enrutador inalámbrico o estación base; transmite paquetes entre las computadoras inalámbricas y también entre éstas e Internet. Pero si hay otras computadoras que estén lo bastante cerca una de otra, se pueden comunicar directamente entre sí en una configuración de igual a igual. Hay un estándar para las redes LAN inalámbricas llamado IEEE 802.11, mejor conocido como WiFi. Opera a velocidades desde 11 hasta cientos de Mbps (en este libro nos apegaremos a la tradición y mediremos las velocidades de las líneas de transmisión en megabits/segundo, en donde 1 Mbps es 1 000 000 bits/segundo, y en gigabits/segundo, en donde 1 Gbps es 1 000 000 000 bits/segundo). En el capítulo 4 hablaremos sobre el estándar 802.11.

1.2.3. Redes de área metropolitana

Una Red de Área Metropolitana, o MAN (Metropolitan Area Network), cubre toda una ciudad. El ejemplo más popular de una MAN es el de las redes de televisión por cable disponibles en muchas ciudades. Estos sistemas surgieron a partir de los primeros sistemas de antenas comunitarias que se utilizaban en áreas donde la recepción de televisión por aire era mala. En esos primeros sistemas se colocaba una gran antena encima de una colina cercana y después se canalizaba una señal a las casas de los suscriptores.

Al principio estos sistemas se diseñaban con fines específicos en forma local. Después, las empresas empezaron a entrar al negocio y consiguieron contratos de los gobiernos locales para cablear ciudades completas. El siguiente paso fue la programación de televisión e incluso canales completos diseñados sólo para cable. A menudo estos canales eran altamente especializados, como canales de sólo noticias, sólo deportes, sólo cocina, sólo jardinería, etc. Pero desde su comienzo hasta finales de la década de 1990, estaban diseñados sólo para la recepción de televisión.

Cabe mencionar que la televisión por cable no es la única MAN. Los recientes desarrollos en el acceso inalámbrico a Internet de alta velocidad han originado otra, la cual se estandarizó como IEEE 802.16 y se conoce comúnmente como WiMAX.

1.2.4. Redes de área amplia

Una Red de Área Amplia, o WAN (Wide Area Network), abarca una extensa área geográfica, por lo general un país o continente. Empezaremos nuestra discusión con las redes WAN alámbricas y usaremos el ejemplo de una empresa con sucursales en distintas ciudades.

La WAN es una red que conecta las oficinas en Perth, Melbourne y Brisbane. Cada una de estas oficinas contiene computadoras destinadas a ejecutar programas de usuario (aplicaciones). Seguiremos el uso tradicional y llamaremos a estas máquinas hosts. Al resto de la red que conecta estos hosts se le denomina subred de comunicación, o para abreviar sólo subred. La tarea de la subred es transportar los mensajes de host a host, al igual que el sistema telefónico transporta las palabras (en realidad sólo los sonidos) de la persona que habla a la persona que escucha.

En la mayoría de las redes WAN, la subred cuenta con dos componentes distintos: líneas de transmisióny elementos de conmutación. Las líneas de transmisión mueven bits entre máquinas. Se pueden fabricar a partir de alambre de cobre, fibra óptica o incluso enlaces de radio. Como la mayoría de las empresas no poseen líneas de transmisión, tienen que rentarlas a una compañía de telecomunicaciones.

Los elementos de conmutación o switches son computadoras especializadas que conectan dos o más líneas de transmisión. Cuando los datos llegan por una línea entrante, el elemento de conmutación debe elegir una línea saliente hacia la cual reenviarlos. En el pasado, estas computadoras de conmutación han recibido varios nombres; ahora se conocen como enrutador.

Otros tipos de redes WAN utilizan mucho las tecnologías inalámbricas. En los sistemas de satélite, cada computadora en la Tierra tiene una antena a través de la cual es posible enviar y recibir datos de un satélite en órbita. Todas las computadoras pueden escuchar la salida proveniente del satélite y, en algunos casos, también pueden escuchar las transmisiones que envían sus computadoras vecinas hacia el satélite. Las redes de satélite son de difusión por naturaleza y son más útiles cuando es importante contar con la propiedad de difusión.

La red de telefonía celular es otro ejemplo de una WAN que utiliza tecnología inalámbrica. Este sistema ya pasó por tres generaciones y hay una cuarta por venir. La primera generación fue análoga y sólo para voz. La segunda fue digital y sólo para voz. La tercera generación es digital y se pueden transmitir tanto datos como voz. Cada estación base en un sistema celular cubre una distancia mucho mayor que una LAN inalámbrica, en donde el rango se mide en kilómetros en vez de decenas de metros. Las estaciones base se conectan entre sí mediante una red troncal que por lo general es alámbrica. Las velocidades de datos de las redes celulares se encuentran comúnmente en el orden de 1 Mbps, un valor mucho menor al de una LAN inalámbrica que puede estar en el orden de hasta 100 Mbps. En el capítulo 2 veremos muchos detalles sobre estas redes.

1.2.5. Interredes

A menudo se confunden las subredes, las redes y las interredes. El término “subred” tiene más sentido en el contexto de una red de área amplia, en donde se refiere a la colección de enrutadores y líneas de comunicación que pertenecen al operador de red. Como analogía, el sistema telefónico está compuesto por oficinas de conmutación telefónica conectadas entre sí mediante líneas de alta velocidad y conectadas a los hogares y negocios mediante líneas de baja velocidad. Estas líneas y equipos, que pertenecen y son administradas por la compañía telefónica, forman la subred del sistema telefónico. Los teléfonos en sí (los hosts en esta analogía) no forman parte de la subred.

Para profundizar en este tema, hablaremos sobre la forma en que se pueden conectar dos redes distintas. El nombre general para una máquina que realiza una conexión entre dos o más redes y provee la traducción necesaria, tanto en términos de hardware como de software, es puerta de enlace (gateway). Las puertas de

Cuando la capa n en una máquina lleva a cabo una conversación con la capa n en otra máquina, a las reglas y convenciones utilizadas en esta conversación se les conoce como el protocolo de la capa n. En esencia, un protocolo es un acuerdo entre las partes que se comunican para establecer la forma en que se llevará a cabo esa comunicación. Como analogía, cuando a un hombre le presentan una mujer, ella puede elegir si extiende su mano o no. Él a su vez, puede decidir entre estrechar la mano o besarla, dependiendo por ejemplo de si ella es una abogada estadounidense en una reunión de negocios, o una princesa europea en un baile formal. Si se viola el protocolo se hará más difícil la comunicación, si no es que se vuelve imposible.

A un conjunto de capas y protocolos se le conoce como arquitectura de red. La especificación de una arquitectura debe contener suficiente información como para permitir que un programador escriba el programa o construya el hardware para cada capa, de manera que se cumpla correctamente el protocolo apropiado. Ni los detalles de la implementación ni la especificación de las interfaces forman parte de la arquitectura, ya que están ocultas dentro de las máquinas y no se pueden ver desde el exterior. Ni siquiera es necesario que las interfaces en todas las máquinas de una red sean iguales, siempre y cuando cada máquina pueda utilizar todos los protocolos correctamente.

1.3.2. Aspecto de diseño para las capas

Algunos de los aspectos clave de diseño que ocurren en las redes de computadoras están presentes en las diversas capas. A continuación, mencionaremos brevemente los más importantes.

La confiabilidad es el aspecto de diseño enfocado en verificar que una red opere correctamente, aun cuando esté formada por una colección de componentes que sean, por sí mismos, poco confiables. Piense en los bits de un paquete que viajan a través de la red. Existe la posibilidad de que algunas de estas piezas se reciban dañadas (invertidas) debido al ruido eléctrico, a las señales aleatorias inalámbricas, a fallas en el hardware, a errores del software, etc. ¿Cómo es posible detectar y corregir estos errores?

Un mecanismo para detectar errores en la información recibida utiliza códigos de detección de errores. Así, la información que se recibe de manera incorrecta puede retransmitirse hasta que se reciba de manera correcta. Los códigos más poderosos cuentan con corrección de errores, en donde el mensaje correcto se recupera a partir de los bits posiblemente incorrectos que se recibieron originalmente. Ambos mecanismos funcionan añadiendo información redundante. Se utilizan en capas bajas para proteger los paquetes que se envían a través de enlaces individuales, y en capas altas para verificar que el contenido correcto fue recibido.

Un segundo aspecto de diseño se refiere a la evolución de la red. Con el tiempo, las redes aumentan su tamaño y emergen nuevos diseños que necesitan conectarse a la red existente. Recientemente vimos el mecanismo de estructuración clave que se utiliza para soportar el cambio dividiendo el problema general y ocultando los detalles de la implementación: distribución de protocolos en capas. También existen muchas otras estrategias.

El último aspecto de diseño importante es asegurar la red y defenderla contra distintos tipos de amenazas. Una de las amenazas que mencionamos antes es la de espiar las comunicaciones. Los mecanismos que proveen confidencialidad nos defienden contra esta amenaza y se utilizan en múltiples capas. Los mecanismos de autenticación evitan que alguien se haga pasar por otra persona. Se pueden usar para diferenciar los sitios web bancarios falsos de los verdaderos, o para permitir que la red celular verifique que una llamada realmente provenga de nuestro teléfono para pagar la cuenta. Otros mecanismos para la integridad evitan cambios clandestinos a los mensajes, como cuando se altera el mensaje “cargar $10 a mi cuenta” para convertirlo en “cargar $1000 dólares a mi cuenta”. Todos estos diseños se basan en la criptografía que estudiaremos en el capítulo 8.

comunicación confiable. Los paquetes se pueden dañar ocasionalmente durante el tránsito. Las capas de protocolos más altas deben tener la capacidad de recuperarse de este problema. En particular, muchos servicios confiables se basan en un servicio de datagramas no confiables.

1.3.4. Primitivas de servicios

El conjunto de primitivas disponibles depende de la naturaleza del servicio que se va a ofrecer. Las primitivas para el servicio orientado a conexión son distintas de las primitivas para el servicio sin conexión. Como un ejemplo mínimo de las primitivas de servicio que se podrían ofrecer para implementar un flujo de bytes confiable, considere las primitivas. Estas primitivas serán familiares para los fanáticos de la interfaz de sockets de Berkeley, ya que son una versión simplificada de esa interfaz.

Dado que se requieren seis paquetes para completar este protocolo, tal vez se pregunte por qué no utilizar mejor un protocolo sin conexión. La respuesta es que en un mundo perfecto podría ser así, en cuyo caso sólo se necesitarían dos paquetes: uno para la petición y otro para la respuesta. Pero cuando hay mensajes extensos en cualquier dirección (por ejemplo, un archivo de un megabyte), errores de transmisión y paquetes perdidos, la situación cambia. Si la respuesta consistiera de cientos de paquetes, algunos de los cuales se pudieran perder durante la transmisión, ¿cómo sabría el cliente que faltan algunas piezas?, ¿cómo sabría si el último paquete que se recibió fue en realidad el último paquete enviado? Suponga que el cliente desea un segundo archivo. ¿Cómo podría diferenciar el paquete 1 del segundo archivo de un paquete 1 perdido del primer archivo que por fin pudo llegar al cliente? En resumen, en el mundo real es inadecuado usar un protocolo simple de petición-respuesta a través de una red poco confiable. En el capítulo 3 estudiaremos con detalle una variedad de protocolos que solucionan éstos y otros problemas. Por el momento basta con decir que algunas veces es conveniente tener un flujo de bytes ordenado y confiable entre procesos.

1.3.5. Relación entre servicios y protocolos

Los servicios y los protocolos son conceptos distintos. Esta distinción es tan importante que la enfatizaremos una vez más. Un servicio es un conjunto de primitivas (operaciones) que una capa proporciona a la capa que está encima de ella. El servicio define qué operaciones puede realizar la capa en beneficio de sus usuarios, pero no dice nada sobre cómo se implementan estas operaciones. Un servicio se relaciona con una interfaz entre dos capas, en donde la capa inferior es el proveedor del servicio y la capa superior es el usuario.

En contraste, un protocolo es un conjunto de reglas que rigen el formato y el significado de los paquetes o mensajes que intercambian las entidades iguales en una capa. Las entidades utilizan protocolos para implementar sus definiciones de servicios. Pueden cambiar sus protocolos a voluntad, siempre y cuando no cambien el servicio visible para sus usuarios. De esta manera, el servicio y el protocolo no dependen uno del otro. Éste es un concepto clave que cualquier diseñador de red debe comprender bien. Para repetir este punto importante, los servicios se relacionan con las interfaces entre capas, como se muestra en la figura 1-19. En contraste, los protocolos se relacionan con los paquetes que se envían entre las entidades pares de distintas máquinas. Es muy importante no confundir los dos conceptos.