¿Por qué dividimos los datos en paquetes?

Los datos digitales se utilizan hoy en día para la transferencia moderna de información. Un dispositivo de transmisión, como una computadora, un teléfono inteligente, un rastreador de actividad o un módem, descompone los datos digitales en paquetes. El dispositivo receptor vuelve a ensamblar estos paquetes al llegar al destino en el dispositivo alternativo al que se envía. Descomponer los datos en paquetes garantiza una transmisión más fluida y rápida con menos latencia, pero ¿por qué descomponemos los datos en paquetes?

Dividimos los datos digitales en paquetes para aumentar la eficiencia de la transferencia de datos y permitir múltiples rutas hacia un destino. La transmisión de paquetes de datos viaja a través de redes, tomando el camino más corto posible. Todos los paquetes se vuelven a ensamblar en el extremo receptor en el orden correcto.

Este artículo arrojará luz sobre por qué es vital dividir los datos en paquetes. También explicaremos qué es un paquete de datos y destacaremos sus componentes, enfatizando el rol de cada parte.

¿Qué es un dato digital?

El Modelo OSI (Modelo de interconexión de sistemas abiertos) es un marco conceptual utilizado para describir las funciones de un sistema de red.

Los datos son tipos de información recolectada, medida, reportada, investigada, analizada y transmitida para esta explicación. Los datos se representan en forma analógica o digital.

Los datos digitales son información de datos que utiliza diferentes formas y toma esa información y la convierte en un formato que puede almacenarse o transmitirse. La tecnología de la información utiliza formularios de datos digitales en lenguaje de máquina mediante el uso de código binario y dos números; 0 y 1.

Estos datos digitales pueden ser interpretados por diversas tecnologías, como computadoras o redes wifi. El código genético del ADN es una forma natural de almacenamiento de datos digitales.

“El volumen de datos almacenados en Global StorageSphere se duplica aproximadamente cada cuatro años”, dijo John Rydning, vicepresidente de investigación de Global DataSphere de IDC.

¿Qué es un paquete de datos?

En este video, la ingeniera de Spotify Lynn Root y Vint Cerf, padre de Internet, explican cómo la información en Internet se divide en paquetes.

Un paquete de datos no es la información en sí. Un paquete de datos contiene o encierra la información que se envía a otra computadora o dispositivo. Un paquete de datos es una unidad básica de comunicación, una pequeña sección de una pieza de datos más importante que se transmite a través de una red. Cada paquete es pequeño, alrededor de 64 kilobytes para cargas útiles de paquetes IP (Protocolo de Internet) y 1,5 kilobytes para paquetes de Ethernet, según el protocolo utilizado para la transmisión de datos.

Un paquete de datos incluye el origen, el destino y la carga útil. Al llegar al destino previsto, los paquetes individuales pasan por un proceso que los ensambla en un «bloque» de datos.

Cada paquete tiene tres partes diferentes:

  • Uno es el encabezado y el otro es la carga útil, que son los datos o la información reales que se deben transmitir.
  • Cada paquete también tiene un tráiler o pie de página,
  • Los paquetes de numerosas computadoras o fuentes diferentes pueden viajar a lo largo de las mismas rutas en cualquier orden. La carga útil contiene toda la información sobre el paquete.

Encabezado y carga útil

El encabezado es una etiqueta o marcador, capa de enlace o parte de un paquete de datos que identifica el origen del paquete y el destino previsto. La inclusión del encabezado solo es necesaria durante el proceso de transmisión y, como resultado, el encabezado se elimina o elimina del paquete cuando llega al destino previsto.

La carga útil, que son los datos reales o la información que debe transmitirse, es la única que se recibe en el destino. El encabezado contiene las direcciones IP del remitente y el receptor y la cantidad exacta de paquetes de datos creados durante la conmutación de paquetes.

El tráiler o pie de página contiene algunos bits electrónicos que le indican a la computadora o dispositivo receptor cuando ha llegado al final de la secuencia del paquete. Dependiendo de la complejidad del dispositivo receptor, también verificará el paquete y, si la verificación no funciona correctamente, puede pedirle a su computadora que retransmita el paquete.

Toda esta información hace posible volver a ensamblar estos paquetes una vez que llegan a su destino.

Conmutación de paquetes: ¿Por qué dividir los datos en paquetes?

Conmutación de paquetes ¿Por qué dividir los datos en paquetes?

La conmutación de paquetes se utiliza en Internet y en la mayoría de las redes de área local. La conmutación de paquetes transmite datos a través de redes digitales dividiéndolos en bloques o paquetes. La conmutación de paquetes y la división de datos en paquetes antes de la transmisión es más o menos lo mismo.

Dividir los datos en paquetes optimiza el uso de la capacidad del canal disponible en las redes digitales y minimiza el tiempo que tardan los datos en pasar a través de la red.

Hay dos tipos principales de conmutación de paquetes:

  • Conmutación de paquetes sin conexión. Este tipo de conmutación de paquetes incluye múltiples paquetes, cada uno enrutado individualmente.
  • Conmutación de paquetes orientada a la conexión. En esta conmutación de paquetes, los paquetes de datos se ensamblan primero y luego se numeran. Luego viajan a través de una ruta predefinida en un orden específico.

Tamaño del paquete de datos

Los paquetes tienen diferentes tamaños según la velocidad de la red y el tamaño total del archivo. Los tamaños de paquetes más pequeños dan como resultado velocidades de datos efectivas más lentas, mientras que los paquetes más grandes son efectivamente más rápidos. La elección de tamaños de paquete pequeños puede afectar negativamente al rendimiento y tiene más sentido utilizar un tamaño de paquete mayor para archivos más grandes. El uso de tamaños más pequeños puede llevar demasiado tiempo y causar un retraso.

Una conexión TCP, por ejemplo, puede determinar qué tamaño de paquete se utilizará durante la transmisión solicitando tanto al remitente como al receptor que envíen el tamaño máximo de paquete que pueden transmitir. En este caso, el tamaño más pequeño es la elección más sabia.

Solicitar información sobre la capacidad permite variar el tamaño de los paquetes enviados, y las redes que pueden manejar paquetes de mayor tamaño son libres de hacerlo. Si no hay información adecuada sobre las dimensiones adecuadas para todo el camino, se recomienda utilizar un tamaño fijo. Este tamaño puede ser de 576 bytes, lo que se considera seguro para su uso.

Etiqueta de paquete de datos

Cada paquete de datos tiene una etiqueta o número de identificación, lo que ayuda cuando el receptor vuelve a ensamblar los datos en el destino. En la mayoría de los casos, el proceso de volver a ensamblar los paquetes puede incluir una solicitud de repetición automática que puede identificar cualquier segmento faltante.

Si se pierde algún paquete o falla la transmisión, la solicitud de repetición automática es responsable de solicitar la retransmisión desde la fuente.

División de datos

La división de datos mejora el rendimiento y evita la congestión y la transmisión lenta de datos. La conmutación de paquetes puede ser necesaria en los casos en que haya una conexión de red inestable.

También se requiere cuando el archivo total es más grande que la unidad de transmisión máxima de la red que envía los datos. En los casos en que hay una conexión inestable, la conmutación de paquetes aumenta las posibilidades de que cada paquete llegue a su destino sin contratiempos.

¿Cómo se dividen los datos en paquetes?

¿Cómo se dividen los datos en paquetes?

Cuatro capas separadas conforman un protocolo de control de transferencia TCP/IP/pila de protocolo de Internet. Estas capas son las capas de transporte, aplicación, red y enlace, y juntas se denominan «la pila».

La división de datos en paquetes más pequeños tiene lugar en la capa de transporte. Cuando un dispositivo envía datos, la primera parada es la capa de aplicación y la última es la capa de enlace.

Una vez recibidos, los datos se mueven desde la capa de enlace a la red donde se especifica el destino.

Funciones de cada capa

La capa de aplicación

El propósito de la capa de aplicación es proporcionar las interfaces y los protocolos que requieren los usuarios. Hace posible que el usuario acceda a los servicios ofrecidos por la red.

La capa de aplicación incluye atributos presentes en las otras capas y es responsable de manejar cualquier error que pueda ocurrir y recuperar mensajes. Esta capa también es responsable de nombrar dispositivos de red, formatear mensajes y correos electrónicos y transferir archivos.

La capa de aplicación emplea el uso de varios protocolos, que son:

  • Protocolo de transferencia de archivos (FTP)
  • Protocolo de transferencia de hipertexto (HTTP)
  • Sistema de nombres de dominio (DNS)
  • Protocolo simple de transferencia de correo (SMTP)
  • Protocolo simple de administración de red (SNMP)
  • Telnet

Capa de transporte

La capa de transporte es la encargada de dividir los datos en paquetes. También es responsable de regular la comunicación entre el origen y el destino, que rastrea los datos de una aplicación a otra.

La capa de transporte es la que establece el enlace necesario para iniciar o finalizar una sesión IP, y también regula y controla los errores de transmisión.

Los dos protocolos de capa de transporte más comunes son el Protocolo de datagramas de usuario (UDP) y el Protocolo de control de transmisión (TCP). La capa de transporte controla esencialmente la calidad del servicio general.

Capa de red

Esta capa ocupa el tercer lugar en el modelo OSI. Su función principal es regular todo lo relacionado con las conexiones entre dos o más redes.

Esta capa es responsable de seleccionar las rutas a utilizar por los paquetes de datos. También es responsable de direccionar y recibir paquetes de datos de redes separadas.

Capa de enlace

Esta capa ocupa el segundo lugar en el modelo OSI. La capa de enlace proporciona un enlace entre el hardware y el software.

Como resultado, incluye el software necesario para controlar el hardware. Los protocolos de la capa de enlace de datos son adecuados para su uso tanto en LAN como en WAN.

La capa física (hardware) envía bits de datos a la capa de enlace, y la capa de enlace formatea los bits en grupos que se denominan tramas de enlace de datos. Esta capa también tiene la responsabilidad de detectar y corregir cualquier error que pueda ocurrir en el hardware.

Otras capas son la capa de sesión, la capa de enlace de datos y la capa física. La capa de sesión trabaja de la mano con la capa de transporte para controlar y regular las conexiones entre diferentes computadoras.

La capa de enlace de datos se encarga de la comunicación entre los dispositivos que utilizan la misma red. La capa física es donde los paquetes de datos se transforman en pulsos eléctricos u ópticos y luego se transmiten en pequeñas unidades de información llamadas bits. El modo de transmisión puede ser por cable o por ondas de radio.

última palabra

Dividir los datos en paquetes aumenta la eficiencia de la transmisión y reduce la latencia. También permite que los datos viajen al destino simultáneamente, utilizando diferentes vías.

Un paquete de datos consta de tres partes, que son el encabezado, la carga útil y el tráiler. El encabezado actúa como una etiqueta y tiene información como el origen y el destino del paquete, y la carga útil son los datos reales que necesitan transmisión. El tráiler le dice a la computadora o dispositivo receptor cuando ha llegado al final de la secuencia del paquete.

Dividir los datos en paquetes es ventajoso cuando hay una red lenta o cuando el archivo que debe transmitirse excede los límites de lo que puede manejar la red en uso.

Referencias:

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