Para reducir la complejidad de su diseño, muchas redes están organizadas como una serie de capas o niveles, cada una construida sobre la inferior. El numero de capas y el nombre, el contenido y al función de cada una difieren de red a red. En todas las redes el propósito de cada capa es ofrecer ciertos servicios a las capas superiores de modo que no tengan que ocuparse del detalle de la implementación real de los servicios.
La capa n de una maquina lleva a cabo una conversación con la capa n de otra. Las reglas convenciones que se siguen se conocen colectivamente como protocolo de capa n. un protocolo es un acuerdo entre las partes que se comunican sobre como va a proceder la comunicación.
Las entidades que comprenden las capas correspondientes en los diferentes maquinas se denominan pares. Son los pares los que se comunican usando un protocolo.
En realidad. Los datos no se transfieren directamente de la capa n de una maquina a la otra. Cada capa pasa datos e información de control a la capa que esta inmediatamente debajo de ella. Bajo la capa 1 esta el medio físico a través del cual ocurre la comunicación real.
Entre cada par de capas adyacentes hay una interfaz. La interfaz define cuales operaciones y servicios primitivos ofrece la capa inferior a la superficie. Cuando los diseñadores de redes deciden cuantas capas incluir en una red y lo que cada una debe hacer, una de las consideraciones más importantes es definir interfaces claras entre las capas. Cada capa ejecute una colección específica de funciones bien conocidas.
Un conjunto de capas y protocolos recibe el nombre de arquitectura de red. Una arquitectura debe contener información suficiente para que un implementador pueda escribir el programa o construir el hardware para cada capa de manera que cada una obedezca de manera correcta el protocolo apropiado. La lista de protocolos empleados por cierto sistema, con un protocolo por capa, se llama pila de protocolo. Una analogía puede ayudar a explicar la idea de la comunicación multicapas.
La abstracción de procesos pares es básico para todo diseño de red. La inmanejable tarea de diseñar la red completa se puede dividir en varios problemas de diseño más chicos y manejables, el diseño de las capas individuales.
Las capas mas bajas de una jerarquía de protocolos con frecuencia se instrumentan en hardware o
firmware.
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