Comunicaciones de Datos

Comunicación de datos, intercambio de información entre computadoras. Los ordenadores sólo entienden un lenguaje binario, es decir, los valores 1 o 0. Cada uno de estos dos dígitos se llama bit. Una serie de bits forman un byte. La longitud de un byte es siempre la misma (8, 16, 32, 64 o 128 bits) y depende de la potencia de la computadora que lo procese. La comunicación entre ordenadores consiste en enviarse bytes de uno a otro. Este intercambio, que en principio parece muy sencillo, reviste una cierta complejidad en la práctica.
Los bytes viajan dentro del ordenador en paralelo (cada bit por un cable: tantos cables como bits tenga el byte) formando una especie de “autopista” denominada “bus de datos”. Sin embargo, para ir de un ordenador a otro suelen ir en serie, es decir, un bit detrás de otro. De aquí que se precisen unos convertidores de datos paralelo/serie y serie/paralelo para poder llevar a cabo la comunicación. Además se ha de tener en cuenta la posibilidad de que los bits puedan ser alterados por las interferencias que hay en la línea (ruido), produciéndose un error en la comunicación.

REDES DE DATOS

La comunicación entre computadoras siempre implica la transferencia de datos en bloques, en lugar de secuencias continuas de datos. Esto se traduce en que no hace falta una conexión permanente entre dos ordenadores o computadoras para intercambiar datos. A diferencia de las personas, pueden funcionar con un enlace que exista sólo de forma parcial durante el diálogo. Esto significa que hay alternativas para la comunicación de datos inviables en las llamadas normales de teléfono.
La comunicación de datos utiliza una técnica denominada conmutación de paquetes, que aprovecha la posibilidad de transferir bloques de datos entre terminales sin establecer una conexión punto a punto. Por el contrario, se transmiten de enlace a enlace, quedando almacenados temporalmente y en espera de ser transmitidos cuando se establece el correspondiente enlace. Las decisiones sobre su destino se toman basándose en la información de direccionamiento contenida en la “cabecera” que va al principio de cada bloque de datos. El término “paquete” abarca la cabecera más el bloque de datos. Este tipo de conexión suele ser más eficaz que un enlace punto a punto entre ambas partes, mantenida hasta el final de la comunicación. En la práctica, un mismo enlace físico puede ser compartido por más de un usuario, gracias a una técnica llamada multiplexación. El precio a pagar por el mayor rendimiento es el retraso que sufren algunos paquetes.

PROTOCOLOS

Son conjuntos de normas para el intercambio de información, consensuadas por las partes comunicantes. En términos informáticos, un protocolo es una normativa necesaria de actuación para que los datos enviados se reciban de forma adecuada.
Hay protocolos de muy diversos tipos. Unos se ocupan de aspectos bastante primarios como, por ejemplo, el de asegurar que el orden de los paquetes recibidos concuerda con el de emisión. A un nivel algo superior hay protocolos para garantizar que los datos enviados por una computadora se visualicen correctamente en el equipo receptor. La informática moderna utiliza muchos protocolos distintos. Debido al auge de Internet, uno de los más empleados es el protocolo TCP/IP.
La norma publicada por la International StandardsOrganization y conocida como “modelo de 7 niveles”, recoge la estructura general común a todos los protocolos. La totalidad de los aspectos contemplados en la comunicación entre ordenadores queda clasificada en siete niveles. La idea es que los protocolos concretos desarrollados en cada uno de los niveles puedan entenderse para conseguir una comunicación eficaz. De forma resumida, la función de cada uno de los niveles es la siguiente:

Nivel 1: Físico

Se refiere a la forma de transmitir cada 0 y 1 que conforman toda información digital que viaja de un punto a otro. Esto incluye la definición de un 1 y un 0 en cuanto a señales eléctricas.

Nivel 2: Enlace

Describe la forma de transportar de manera fiable los bits desde un nodo a otro en una red conmutada. Define conceptos tales como tramas, detección y corrección de errores y control de flujo.

Nivel 3: Red

Se centra en el establecimiento de una conexión punto a punto entre cliente y servidor. Es el nivel en el que se trata, por ejemplo, el direccionamiento y encauzamiento global.

Nivel 4: Transporte

Es el primero de los niveles encargados del funcionamiento punto a punto. Se ocupa del formato y su misión es asegurar que una secuencia recibida de bits se transforme en datos significativos. Este nivel supone la existencia previa de una conexión fiable.

Nivel 5: Sesión

Es el encargado de la diferenciación y control del diálogo para las aplicaciones que lo precisan. En el caso de la mayoría de las modernas aplicaciones informáticas (que se hallan divididas en componentes cliente y servidor), este nivel constituye un elemento inherente del propio diseño.

Nivel 6: Presentación

Proporciona un mecanismo de negociación de los formatos de representación (conocidos como sintaxis de transferencia) para un determinado contenido del mensaje.

Nivel 7: Aplicación

Recoge el resto de las necesarias funciones dependientes de la aplicación.
Hay, en la práctica, otras muchas formas de estructurar y llevar a cabo las comprobaciones necesarias para que una computadora pueda dialogar con otra. El modelo de siete niveles constituye sin embargo un modelo útil y se utiliza con carácter general, especialmente en los niveles inferiores, cuyos protocolos son de normas más estables.

ERRORES

Las personas tienen una gran capacidad para compensar los errores sufridos por los datos transmitidos. Es posible mantener una conversación entre dos individuos aun cuando sólo llegue intacto un 30% de los datos. Los ordenadores están en el otro extremo del espectro. Un único error de transmisión puede echar por tierra todo un diálogo. Por tal razón, la comprobación y prevención de errores constituye un requisito básico de cualquier tipo de comunicación de datos.
La protección contra los errores suele efectuarse añadiendo bits adicionales a los paquetes que contienen los datos a transferir. Alrededor del 4% de los bits en un paquete de datos se dedican a la detección de errores. El método más sencillo de aprovechar estos bits es fijar un bit de paridad, un único dígito que se coloca para que la suma de una determinada secuencia de bits sea 1 o 0. Es una forma muy eficaz de detectar errores de bits aislados, pero no sirve cuando hay errores que afectan a 2 (o 4) bits.
Normalmente se utilizan otras técnicas más depuradas conocidas como sumas de control. Se fundamentan en complejos cálculos matemáticos y resultan eficaces para detectar diferentes tipos de errores. Más enrevesadas resultan las técnicas de corrección de errores, que suelen precisar un porcentaje mayor de bits, pero que son capaces de corregir realmente errores de transmisión eliminando la necesidad de retransmitir paquetes enteros por culpa de un único bit.