Conmutación de paquetes

Un paquete ye un grupu d'información que consta de dos partes: los datos puramente dichos y la información de control, qu'indica la ruta a siguir a lo llargo de la rede hasta'l destín del paquete. La conmutación de paquetes ye un métodu d'arrexuntar los datos tresmitíos al traviés d'una rede dixital en paquetes que se componen d'una encabezadura y una carga útil. Los datos na encabezadura son utilizaos pol hardware de rede pa dirixir el paquete al so destín onde la carga útil ye estrayida y utilizada pol software de l'aplicación. La conmutación de paquetes ye la base principal de les comunicaciones de datos en redes informátiques de tol mundu. A principios de la década de 1960, el científicu informáticu estauxunidense Paul Baran desenvolvió'l conceutu Distributed Adaptive Message Block Switching coles mires d'apurrir un métodu de enrutamiento eficiente y tolerante a errores pa mensaxes de telecomunicaciones como parte d'un programa d'investigación en RAND Corporation, financiáu pol Departamentu de EE. XX. de Defensa. Esti conceutu oldeaba y contradicía los principios de preasignación d'anchu de banda de rede establecíos nesi momentu, en gran midida fortalecíos pol desenvolvimientu de les telecomunicaciones nel sistema Bell. El nuevu conceutu atopó poca resonancia ente los implementadores de redes hasta'l trabayu independiente del informáticu británicu Donald Davies nel National Physical Laboratory (Reinu Xuníu) en 1965. A Davies atribúyese-y l'acuñamientu de la conmutación de paquetes de nomes modernos y l'inspiración de numberoses redes de conmutación de paquetes na década siguientes, incluyida la incorporación del conceutu nos primeres ARPANET nos Estaos Xuníos.

Los paquetes formen una cola y tresmítense.
Dexen la conversión na velocidá de los datos.
La rede puede siguir aceptando datos anque la "Tresmisión de datos" seya lenta.
Esiste la posibilidá de remanar prioridaes (si un grupu d'información ye más importante que los otros, va ser tresmitíu primero que dichos otros).

Historia

A fines de la década de 1950, la Fuercia Aérea de los EE. XX. Estableció una amplia rede d'área pal sistema de defensa radar semiautomático terrestre (SAGE). Buscaron un sistema que pudiera sobrevivir a un ataque nuclear pa dexar una respuesta, menguando asina'l curiosu de la primer ventaya d'ataque de los enemigos.

Leonard Kleinrock realizó una investigación temprana na teoría de coles y publicó un llibru nel campu rellacionáu de la conmutación de mensaxes dixitales (ensin paquetes) en 1961.

El conceutu de camudar pequeños bloques de datos foi esploráu per primer vegada de forma independiente por Paul Baran na Corporación RAND dende finales de los años 1950 n'Estaos Xuníos y darréu por Donald Davies nel National Physical Laboratory (NPL) nel Reinu Xuníu.

Baran desenvolvió'l conceutu de conmutación distribuyida de bloques de mensaxes adaptativos mientres la so investigación na Corporación RAND pa la Fuercia Aérea de los EE. XX. en redes de comunicaciones que podríen sobrevivir a les guerres nucleares. Presentáu per primer vegada a encomalo Aérea nel branu de 1961 como informe B-265, publicáu darréu como informe RAND P-2626 en 1962, y finalmente nel informe RM 3420 en 1964, l'informe P-2626 describió una arquiteutura xeneral pa una rede de comunicaciones distribuible y de sobrevivencia a gran escala. El trabayu centrar en trés idees clave: l'usu d'una rede descentralizada con múltiples rutes ente dos puntos cualesquier, estremar los mensaxes del usuariu en bloques de mensaxes y la entrega d'estos mensaxes por aciu el cambéu d'almacenamientu y reenvío.

Donald Davies nel National Physical Laboratory (Reinu Xuníu) desenvolvió un conceutu similar de enrutamiento de mensaxes en 1965. Llamar conmutación de paquetes, un nome más accesible que la terminoloxía de Baran, y propunxo construyir una rede nacional nel Reinu Xuníu. Dio una charra sobre la propuesta en 1966, dempués de la cual una persona del Ministeriu de Defensa (MoD) cuntó-y sobre'l trabayu de Baran. Un miembru del equipu de Davies (Roger Scantlebury) axuntar con Lawrence Roberts nel Simposio ACM de 1967 sobre Principios del Sistema Operativu y suxerir pal so usu en ARPANET. Davies escoyera dalgunos de los mesmos parámetros pal so diseñu de rede orixinal como lo fixo Baran, como un tamañu de paquete de 1024 bits. En 1966, Davies propunxo que se construyera una rede nel llaboratoriu p'atender les necesidaes de la NPL y probar la viabilidá de la conmutación de paquetes. Dempués d'un esperimentu piloto en 1967, la NPL Data Communications Network entró en serviciu en 1969.

Sobre la base del so trabayu anterior sobre la teoría de coles, Leonard Kleinrock darréu llevó a cabu un trabayu teóricu pa modelar el rendimientu de les redes de conmutación de paquetes, lo que sirvió de base pal desenvolvimientu de ARPANET. L'equipu NPL tamién llevó a cabo trabajo de simulación en redes de paquetes.

En 1974, Vint Cerf y Bob Kahn publicaron les especificaciones pa Transmission Control Protocol (TCP), un protocolu de internetworking pa compartir recursos usando paquetes de conmutación ente los nodos (esti protocolu monolíticu se superpuso depués como TCP sobre'l Protocolu d'Internet, o IP).

La rede francesa CYCLADES, diseñada por Louis Pouzin a principios de los años 70, foi la primera en responsabilizar a los hosts pola entrega confiable de datos, en llugar de ser un serviciu centralizáu de la rede en sí.

Téuniques

La conmutación de paquetes puede clasificase en conmutación de paquetes ensin conexón, tamién conocida como conmutación de datagramas, y conmutación de paquetes empobinada a la conexón, tamién conocida como conmutación de circuitos virtuales.

Manera conmutación de paquetes ensin conexón o datagramas

En manera ensin conexón, cada paquete inclúi a Torbe de direccionamientu completa. Los paquetes se enrutan individualmente, dacuando dando como resultáu rutes distintes y entrega fora d'orde. Cada paquete ta etiquetáu con una direición de destín, direición d'orixe y númberos de puertu. Tamién puede etiquetase col númberu de secuencia del paquete. Esto esclúi la necesidá d'una ruta dedicada p'ayudar al paquete a llegar al so destín, pero significa que se precisa muncha más información na encabezadura del paquete, que polo tanto ye más grande, y esta información tien de buscase nun conteníu de gran consumu d'enerxía.

El protocolu utilizáu pa tresporte ye UDP.
UDP nun tien nenguna garantía.
Non tolos paquetes siguen una mesma ruta.
Un paquete puede destruyise nel camín, que la so recuperación ye responsabilidá de la estación d'orixe (esto da a entender que'l restu de paquetes tán intactos).

Manera conmutación de paquetes empobinada a la conexón o conmutación de circuitos virtuales

La tresmisión empobinada a la conexón rique una llondra de configuración en cada nodo arreyáu primero que se tresfiera cualquier paquete pa establecer los parámetros de comunicación. Los paquetes inclúin un identificador de conexón en llugar d'información de direición y axústense ente puntos finales por que se apurran n'orde y con verificación d'errores. La información de direición solo tresfierse a cada nodo mientres la fase de configuración de la conexón, cuando s'afaya la ruta al destín y amiéstase una entrada a la tabla de conmutación en cada nodo de rede pol que pasa la conexón. Los protocolos de señalización utilizaos dexen a l'aplicación especificar los sos requisitos y afayar los parámetros del enllaz. Pueden axustase valores aceptables pa los parámetros del serviciu. Enrutar un paquete rique que'l nodo busque'l ID de conexón nuna tabla. La encabezadura del paquete puede ser pequeñu, yá que solo precisa contener esti códigu y cualquier información, como'l llargor, la marca de tiempu o'l númberu de secuencia, que ye distinta pa los distintos paquetes.

El protocolu utilizáu pa tresporte ye TCP.
TCP garantiza que tolos datos lleguen correutamente y n'orde.

Conmutación de paquetes en redes

La conmutación de paquetes usar pa optimizar l'usu de la capacidá de canal disponible en redes de telecomunicaciones dixitales, como redes d'ordenadores, y embrivir la llatencia de tresmisión (el tiempu que tarden los datos en travesar la rede) y aumentar la solidez de la comunicación.

L'usu más conocíu de conmutación de paquetes ye Internet y la mayoría de les redes d'área local. Internet ye implementáu per Internet Protocol Suite utilizando una variedá de teunoloxíes Link Layer. Por casu, Ethernet y Frame Relay son comunes. Les teunoloxíes de telefonía móvil más nueves (por casu, GPRS, i-mode) tamién usen conmutación de paquetes.

Funciones

Cada nodo entemediu realiza les siguientes funciones:

«Almacenamientu y retresmisión» (store and forward): fai referencia al procesu d'establecer un camín lóxicu de forma indireuta faciendo "saltar" la información d'orixe al destín al traviés de los nodos entemedios.
Control de ruta (routing): fai referencia a la selección d'un nodo del camín pol que tienen de retresmitise los paquetes pa faelos llegar al so destín.

Los paquetes a lo último tomen diverses víes, pero naide puede garantizar que tolos paquetes vaigan llegar en dalgún momentu determináu. En resume, una rede de conmutación de paquetes consiste nuna "malla" de interconexones facilitaes polos servicios de telecomunicaciones, al traviés de la cual los paquetes viaxen dende la fonte hasta'l destín.

Ver tamién

Referencies

Enllaces esternos

Wikimedia Commons tien conteníu multimedia tocante a Conmutación de paquetes.