Seguir un paquete por la pila

Para hacer más concretas las capas, sigamos el recorrido de un único mensaje desde un ordenador hasta otro. Observaremos cómo los datos bajan por la pila del emisor, atraviesan la red y suben por la pila del receptor. Ver el recorrido completo conecta la encapsulación, el direccionamiento y el enrutamiento en una explicación clara, y muestra cómo participa cada capa.

Todo comienza en la capa de aplicación del ordenador emisor. Por ejemplo, un navegador crea una solicitud para una página web. Esta solicitud sin procesar son los datos originales y todavía no contiene cabeceras de red. La aplicación los entrega a la capa de transporte para iniciar el recorrido. A partir de aquí, cada capa envolverá los datos mientras descienden hacia la red.

La capa de transporte añade una cabecera con números de puerto para que los datos lleguen al servicio correcto y, con TCP, añade números de secuencia para garantizar la fiabilidad. Los datos se convierten en un segmento. La capa de transporte también divide los datos grandes en varios segmentos cuando es necesario. Después, cada segmento baja a la capa de internet para añadir el direccionamiento.

La capa de internet envuelve el segmento con una cabecera IP que contiene las direcciones IP de origen y destino, formando un paquete. Estas direcciones IP permanecen iguales de extremo a extremo e identifican al emisor original y al receptor final. El paquete ya sabe a qué dispositivo debe llegar finalmente, sin importar cuántas redes haya entre ambos.

La capa de enlace envuelve el paquete en una trama con la dirección MAC del siguiente dispositivo de la red local, además de un tráiler de comprobación de errores. La trama se convierte en señales y se envía a través del medio. Observe que la MAC de destino corresponde únicamente al siguiente salto, no al dispositivo final; este es un detalle clave del recorrido.

Si el destino se encuentra en otra red, la trama se dirige primero al router (la puerta de enlace predeterminada). El router recibe la trama, la quita, lee la dirección IP del paquete y decide adónde reenviarlo. Después, el router crea una nueva trama con una nueva MAC de destino para el siguiente salto. El paquete sobrevive; la trama se reconstruye.

Este patrón se repite en cada router del recorrido. En cada salto, la trama se reconstruye con nuevas direcciones MAC para ese enlace local, mientras que el paquete y sus direcciones IP permanecen sin cambios. Por tanto, la envoltura de la capa de enlace cambia constantemente, pero el direccionamiento de la capa de red se mantiene de extremo a extremo. El paquete viaja de router en router hasta llegar a la red de destino.

Cuando el paquete llega a la red final, el último dispositivo entrega la trama al ordenador de destino. En ese momento comienza la desencapsulación. El receptor hace subir los datos por su pila, y cada capa lee y elimina su propia cabecera. El recorrido descendente del emisor se refleja en el recorrido ascendente del receptor.

La capa de enlace comprueba si hay errores en la trama y la elimina para revelar el paquete. La capa de internet confirma la IP de destino y elimina la cabecera IP. La capa de transporte lee el puerto, reordena y vuelve a ensamblar los segmentos si es necesario, y entrega los datos limpios a la capa superior. Cada capa deshace exactamente lo que hizo su homóloga en el emisor.

Por último, la capa de aplicación del receptor recibe los datos originales, la solicitud web, exactamente como los creó el emisor. El servicio receptor los procesa y enviará una respuesta que realizará el mismo recorrido en sentido inverso. El mensaje ha atravesado la red y, para las aplicaciones, parece simplemente que se comunicaron directamente.

Un mensaje baja por la pila del emisor y obtiene una cabecera de transporte (segmento), una cabecera IP (paquete) y una cabecera de enlace (trama). Atraviesa routers, donde la trama se reconstruye en cada salto, pero el paquete permanece igual; después sube por la pila del receptor mientras se elimina cada cabecera. Este recorrido de descenso, cruce y ascenso es la forma en que se produce realmente toda comunicación en red.

Cuando un paquete atraviesa routers, ¿qué permanece igual y qué cambia en cada salto?

Seguimiento de un paquete: en el emisor, los datos descienden y se convierten en un segmento (puertos), un paquete (direcciones IP de extremo a extremo) y una trama (MAC del siguiente salto). En cada router, la trama se reconstruye con nuevas MAC, mientras el paquete y las direcciones IP permanecen constantes. En el destino, los datos ascienden a medida que cada capa elimina su cabecera y entrega el mensaje original a la aplicación. Abajo, a través de la red y arriba.