Encapsulamiento de Datos

1. Segmentación del mensaje

Conocer el modelo de referencia OSI y el modelo de protocolo TCP/IP será útil cuando conozca cómo se encapsulan los datos a medida que se mueven a través de una red. No es tan simple como una carta física que se envía a través del sistema de correo.

En teoría, una sola comunicación, como un video o un mensaje de correo electrónico con muchos archivos adjuntos grandes, podría enviarse a través de una red desde una fuente a un destino como una secuencia de bits masiva e ininterrumpida. Sin embargo, esto crearía problemas para otros dispositivos que necesitan usar los mismos canales o enlaces de comunicación. Estas grandes corrientes de datos darían lugar a retrasos significativos. Además, si algún enlace en la infraestructura de red interconectada fallara durante la transmisión, el mensaje completo se perdería y tendría que retransmitirse por completo.

Un mejor enfoque es dividir los datos en piezas más pequeñas y manejables para enviar a través de la red. La segmentación es el proceso de dividir un flujo de datos en unidades más pequeñas para las transmisiones a través de la red. La segmentación es necesaria porque las redes de datos utilizan el conjunto de protocolos TCP/IP y envían datos en paquetes IP individuales. Cada paquete se envía por separado, de manera similar a enviar una carta larga como una serie de postales individuales. Los paquetes que contienen segmentos para el mismo destino pueden enviarse a través de diferentes rutas.

Esto lleva a segmentar mensajes que tienen dos beneficios principales:

• Aumenta la velocidad: debido a que una gran secuencia de datos se segmenta en paquetes, se pueden enviar grandes cantidades de datos a través de la red sin vincular un enlace de comunicaciones. Esto permite que muchas conversaciones diferentes se intercalen en la red llamada multiplexación.
• Aumenta la eficiencia: si un solo segmento no puede llegar a su destino debido a una falla en la red o la congestión de la red, solo ese segmento debe retransmitirse en lugar de reenviar todo el flujo de datos.

2. Secuenciación

El desafío de utilizar la segmentación y la multiplexación para transmitir mensajes a través de una red es el nivel de complejidad que se agrega al proceso. Imagínate si tuvieras que enviar una carta de 100 páginas, pero cada sobre solo podría contener una página. Por lo tanto, se necesitarían 100 sobres y cada sobre debería ser tratado individualmente. Es posible que la carta de 100 páginas en 100 sobres diferentes llegue fuera de servicio. En consecuencia, la información en el sobre necesitaría incluir un número de secuencia para asegurar que el receptor pueda volver a ensamblar las páginas en el orden correcto.

En las comunicaciones de red, cada segmento del mensaje debe pasar por un proceso similar para garantizar que llegue al destino correcto y pueda volver a ensamblarse en el contenido del mensaje original, como se muestra en la imagen. TCP es responsable de secuenciar los segmentos individuales.

3. Unidades de Datos de Protocolo

A medida que los datos de la aplicación pasan por la pila de protocolos en su camino para transmitirse a través de los medios de la red, se agrega información de varios protocolos en cada nivel. Esto se conoce como el proceso de encapsulación.

La forma que toma un dato en cualquier capa se denomina unidad de datos de protocolo (Protocol Data Units o PDU). Durante la encapsulación, cada capa subsiguiente encapsula la PDU que recibe de la capa anterior de acuerdo con el protocolo que se utiliza. En cada etapa del proceso, una PDU tiene un nombre diferente para reflejar sus nuevas funciones. Aunque no existe una convención de nomenclatura universal para las PDU, en este curso, las PDU se nombran de acuerdo con los protocolos del conjunto TCP/IP. Las PDU para cada forma de datos se muestran en la imagen.

• Datos: Término general que se utiliza en la capa de aplicación para la PDU
• Segmento: PDU de la capa de transporte
• Paquete: PDU de la capa de red
• Trama: PDU de la capa enlace de datos
• Bits: PDU de capa física que se utiliza cuando se transmiten datos físicamente por el medio

4. Ejemplo de Encapsulamiento

Cuando se envían mensajes en una red, el proceso de encapsulamiento opera desde las capas superiores hacia las capas inferiores. En cada capa, la información de la capa superior se considera como datos en el protocolo encapsulado. Por ejemplo, el segmento TCP se considera como datos en el paquete IP.

5. Ejemplo de Desencapsulamiento

Este proceso se invierte en el host receptor, y se conoce como desencapsulamiento. El desencapsulamiento es el proceso que utilizan los dispositivos receptores para eliminar uno o más de los encabezados de protocolo. Los datos se desencapsulan mientras suben por la pila hacia la aplicación del usuario final.

6. Verifica tu comprensión: protección de datos

Verifica tu comprensión de la encapsulación de datos eligiendo la MEJOR respuesta a las siguientes preguntas.

1. ¿Cuál es el proceso de dividir un flujo de datos grande en trozos más pequeños antes de la transmisión?

• A. secuenciación
• B. dúplex
• C. multiplexación
• D. segmentación

2. ¿Cuál de las siguientes es la PDU asociada a la capa de transporte?

• A. segmento
• B. paquete
• C. Bits
• D. trama

3. ¿Qué capa de pila de protocolo encapsula los datos en tramas?

• A. enlace de datos
• B. transporte
• C. red
• D. aplicación

4. ¿Cuál es el nombre del proceso de agregar información de protocolo a los datos a medida que se mueve hacia abajo en la pila de protocolos?

• A. desencapsulamiento
• B. secuenciación
• C. segmentación
• D. encapsulamiento

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