Paquete de red

En telecomunicaciones y redes informáticas , un paquete de red es una unidad formateada de datos transportada por una red de conmutación de paquetes . Un paquete consta de información de control y datos de usuario; ^{[ 1 ]} estos últimos también se conocen como carga útil . La información de control proporciona datos para entregar la carga útil (por ejemplo, direcciones de red de origen y destino , códigos de detección de errores o información de secuenciación). Normalmente, la información de control se encuentra en las cabeceras y los pies de página de los paquetes .

En la conmutación de paquetes , el ancho de banda del medio de transmisión se comparte entre varias sesiones de comunicación, a diferencia de la conmutación de circuitos , en la que los circuitos se asignan previamente para la duración de una sesión y los datos se transmiten normalmente como un flujo continuo de bits .

En el modelo OSI de siete capas de redes informáticas , el paquete se refiere estrictamente a una unidad de datos de protocolo en la capa 3, la capa de red . ^{[ 2 ]} Una unidad de datos en la capa 2, la capa de enlace de datos , es una trama . En la capa 4, la capa de transporte , las unidades de datos son segmentos y datagramas . Así, en el ejemplo de la comunicación TCP/IP sobre Ethernet , un segmento TCP se transporta en uno o más paquetes IP , que a su vez se transportan en una o más tramas Ethernet .

La base del concepto de paquete es la carta postal: el encabezado es como el sobre, la carga útil es todo el contenido dentro del sobre y el pie de página sería la firma en la parte inferior. ^{[ 3 ]}

El diseño de redes puede lograr dos resultados principales mediante el uso de paquetes: detección de errores y direccionamiento de múltiples hosts . ^{[ 4 ]}

Los protocolos de comunicación utilizan diversas convenciones para distinguir los elementos de un paquete y formatear los datos del usuario. Por ejemplo, en el Protocolo Punto a Punto (PTP) , el paquete se formatea en bytes de 8 bits y se utilizan caracteres especiales para delimitar los elementos. Otros protocolos, como Ethernet, establecen el inicio de la cabecera y los elementos de datos según su posición relativa al inicio del paquete. Algunos protocolos formatean la información a nivel de bits en lugar de a nivel de bytes . ^{[ 5 ]}

Un paquete puede contener cualquiera de los siguientes componentes:

Direcciones

El enrutamiento de paquetes de red requiere dos direcciones de red : la dirección de origen del host emisor y la dirección de destino del host receptor. ^{[ 6 ]}

Detección y corrección de errores

La detección y corrección de errores se realiza en varias capas de la pila de protocolos . Los paquetes de red pueden contener una suma de verificación , bits de paridad o comprobaciones de redundancia cíclica para detectar errores que se produzcan durante la transmisión. ^{[ 6 ]}

En el transmisor, el cálculo se realiza antes de enviar el paquete. Al recibirlo en el destino, se recalcula la suma de verificación y se compara con la del paquete. Si se detectan discrepancias, el paquete puede corregirse o descartarse. El protocolo de red se encarga de gestionar cualquier pérdida de paquetes debida a estos descartes.

En algunos casos, puede ser necesario modificar el paquete de red durante el enrutamiento, en cuyo caso se recalculan las sumas de verificación.

Límite de saltos

En condiciones de fallo, los paquetes pueden acabar atravesando un circuito cerrado . Si no se hiciera nada, con el tiempo el número de paquetes en circulación aumentaría hasta congestionar la red y provocar su fallo. El tiempo de vida es un campo que disminuye en uno cada vez que un paquete pasa por un salto de red . Si el campo llega a cero, el enrutamiento ha fallado y el paquete se descarta. ^{[ 6 ]}

Los paquetes Ethernet no tienen campo de tiempo de vida y, por lo tanto, están sujetos a tormentas de difusión en presencia de un bucle de conmutación .

Longitud

Puede haber un campo para identificar la longitud total del paquete. Sin embargo, en algunos tipos de redes, la longitud está implícita en la duración de la transmisión. ^{[ 6 ]}

Identificador de protocolo

A menudo es conveniente transportar varios protocolos de comunicación en una red. Un campo de identificador de protocolo especifica el protocolo de un paquete y permite que la pila de protocolos procese muchos tipos de paquetes.

Prioridad

Algunas redes implementan calidad de servicio, lo que permite priorizar ciertos tipos de paquetes sobre otros. Este campo indica qué cola de paquetes debe utilizarse; una cola de alta prioridad se vacía más rápidamente que las de menor prioridad en los puntos de la red donde se produce congestión. ^{[ 6 ]}

Carga útil

En general, la carga útil son los datos que se transportan en nombre de una aplicación. Suele tener una longitud variable, hasta un máximo establecido por el protocolo de red y, a veces, por el equipo en la ruta. Cuando es necesario, algunas redes pueden dividir un paquete grande en paquetes más pequeños. ^{[ 6 ]}