Cómo la encapsulación envuelve sus datos

A medida que los datos bajan por una pila de protocolos para enviarse, cada capa añade su propia información de control. Este proceso se denomina encapsulación. Es como sellar una carta en un sobre, después en otro más grande y luego en una bolsa postal: cada capa envuelve los datos con una cabecera destinada a su homóloga del otro lado. La encapsulación es la forma en que el modelo por capas prepara realmente los datos para la red.

La información que añade cada capa es principalmente una cabecera, un pequeño bloque de datos de control colocado delante de la carga útil. La cabecera indica a la capa correspondiente del lado receptor cómo debe gestionar los datos: adónde se dirigen, qué protocolo utilizan y mucho más. Algunas capas también añaden un tráiler después de los datos. Las cabeceras son las instrucciones que hacen posible la entrega.

La encapsulación comienza en la capa de aplicación, donde se crean los datos reales, como una solicitud web. Estos datos se entregan a la capa de transporte para iniciar su recorrido. Al principio, los datos son solo el mensaje, sin cabeceras de red. Cada capa inferior añadirá lo que necesite a medida que los datos bajen por la pila hacia el medio físico.

En la capa de transporte se añade una cabecera que incluye números de puerto y, en el caso de TCP, información de secuencia y confirmación. Los datos junto con esta cabecera reciben el nombre de segmento (TCP) o datagrama (UDP). Esta cabecera garantiza que los datos lleguen a la aplicación correcta y, con TCP, que lleguen de forma fiable y en el orden correcto al otro extremo.

A continuación, la capa de internet añade una cabecera IP que contiene las direcciones IP de origen y destino. El resultado se denomina paquete. Esta cabecera permite que los routers transporten los datos entre redes hasta el dispositivo correcto. El segmento de transporte queda ahora envuelto dentro de un paquete, oculto como carga útil para la capa IP, que solo lee su propia cabecera.

Por último, la capa de enlace añade una cabecera con direcciones MAC y un tráiler con una comprobación de errores, lo que produce una trama. La trama es lo que realmente se transmite por el cable o por el aire en forma de bits. Como cada capa ha añadido su envoltura, los datos originales están completamente encapsulados y listos para transmitirse a través del medio local.

Cada etapa tiene su propio nombre para los datos envueltos, denominados colectivamente unidades de datos de protocolo. La progresión es datos (aplicación), segmento (transporte), paquete (internet) y trama (enlace). Conocer estos nombres indica de inmediato de qué capa se está hablando. Cuando alguien dice paquete, se refiere a la capa de internet; trama significa la capa de enlace.

En cada capa, los datos recibidos de la capa superior se convierten en la carga útil, y la nueva cabecera se añade delante. Una capa trata todo lo recibido de arriba como carga útil opaca y solo se ocupa de su propia cabecera. Esta estructura anidada, en la que cada capa ignora los detalles internos, mantiene las capas independientes y el diseño limpio.

En el dispositivo receptor, el proceso se invierte y se denomina desencapsulación. A medida que los datos suben por la pila, cada capa lee y elimina su propia cabecera y después entrega la carga útil a la capa superior. La capa de enlace quita la trama, la capa de internet quita la cabecera IP y así sucesivamente, hasta que los datos originales llegan a la aplicación. Se envuelve al bajar y se desenvuelve al subir.

La encapsulación es lo que hace funcionar las redes por capas en la práctica. Permite que cada capa realice su tarea utilizando únicamente su propia cabecera, mientras transporta intactas las capas superiores. Por eso puede cambiarse una capa sin afectar a las demás y por eso las cabeceras suelen ser el origen de muchos problemas de red. Leer las cabeceras en la capa adecuada es una habilidad fundamental para resolver problemas.

La encapsulación añade una cabecera (y, en ocasiones, un tráiler) en cada capa mientras los datos descienden: los datos se convierten en un segmento, después en un paquete y luego en una trama lista para transmitirse. Al llegar, la desencapsulación elimina cada cabecera en orden inverso durante el ascenso. Cada capa lee únicamente su propia cabecera y trata el resto como carga útil, que es precisamente lo que hace práctica la comunicación por capas.

¿Cuál es el orden correcto de las unidades de datos a medida que se encapsulan de arriba abajo?

La encapsulación envuelve los datos con una cabecera (y, en ocasiones, un tráiler) en cada capa mientras descienden por la pila. Las unidades avanzan desde los datos (aplicación) hasta el segmento (transporte, añade puertos), el paquete (internet, añade direcciones IP) y la trama (enlace, añade direcciones MAC y comprobación de errores). Al llegar, la desencapsulación elimina cada cabecera durante el ascenso. Cada capa lee únicamente su propia cabecera.