Los protocolos de red son conjuntos de reglas establecidas que dictan cómo formatear, transmitir y recibir datos para que los dispositivos de la red informática -desde servidores y enrutadores hasta puntos finales- puedan comunicarse independientemente de las diferencias en sus infraestructuras, diseños o estándares subyacentes.
Para enviar y recibir información con éxito, los dispositivos de ambos lados de un intercambio de comunicación deben aceptar y seguir las convenciones del protocolo. La compatibilidad con los protocolos de red puede estar integrada en el software, en el hardware o en ambos.
Los protocolos de red estandarizados proporcionan un lenguaje común para los dispositivos de red. Sin ellos, los ordenadores no sabrían cómo relacionarse entre sí. Como resultado, a excepción de las redes especializadas construidas en torno a una arquitectura específica, pocas redes serían capaces de funcionar, e Internet tal y como la conocemos no existiría. Prácticamente todos los usuarios finales de la red dependen de los protocolos de red para la conectividad.
Cómo funcionan los protocolos de red
Los protocolos de red dividen los procesos más grandes en funciones y tareas discretas y estrechamente definidas en cada nivel de la red. En el modelo estándar, conocido como el modelo de Interconexión de Sistemas Abiertos (OSI), uno o más protocolos de red gobiernan las actividades en cada capa del intercambio de telecomunicaciones.
Un conjunto de protocolos de red que cooperan se denomina suite de protocolos. El conjunto de protocolos TCP/IP incluye numerosos protocolos a través de capas -como las capas de datos, red, transporte y aplicación- que trabajan juntos para permitir la conectividad a Internet. Estos incluyen:
- Protocolo de Control de Transmisión (TCP), que utiliza un conjunto de reglas para intercambiar mensajes con otros puntos de Internet a nivel de paquetes de información;
- Protocolo de Datagramas de Usuario (UDP), que actúa como un protocolo de comunicación alternativo a TCP y se utiliza para establecer conexiones de baja latencia y tolerantes a pérdidas entre las aplicaciones e Internet.
- Protocolo de Internet (IP), que utiliza un conjunto de reglas para enviar y recibir mensajes a nivel de dirección de Internet; y
- protocolos de red adicionales que incluyen el Protocolo de Transferencia de Hipertexto (HTTP) y el Protocolo de Transferencia de Archivos (FTP), cada uno de los cuales ha definido conjuntos de reglas para intercambiar y mostrar información.
Cada paquete transmitido y recibido a través de una red contiene datos binarios. La mayoría de los protocolos añaden una cabecera al principio de cada paquete para almacenar información sobre el remitente y el destino del mensaje. Algunos protocolos también pueden incluir un pie de página al final con información adicional. Los protocolos de red procesan estas cabeceras y pies de página como parte de los datos que se mueven entre los dispositivos con el fin de identificar los mensajes de su propia clase.
Los protocolos de red suelen establecerse en un estándar industrial — desarrollado, definido y publicado por grupos como:
- la Unión Internacional de Telecomunicaciones
- el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos
- el Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet
- la Organización Internacional para la Estandarización
- el Consorcio World Wide Web.
Tipos principales de protocolos de red
En general, las redes tienen tres tipos de protocolos: de comunicación, como Ethernet; de gestión, como el Protocolo Simple de Transferencia de Correo (SMTP); y de seguridad, como Secure Shell (SSH).
Entre estas tres amplias categorías se encuentran miles de protocolos de red que manejan uniformemente una extensa variedad de tareas definidas, incluyendo autenticación, automatización, corrección, compresión, manejo de errores, recuperación de archivos, transferencia de archivos, agregación de enlaces, enrutamiento, semántica, sincronización y sintaxis.
Implementación de protocolos de red
Para que los protocolos de red funcionen, deben estar codificados dentro del software, ya sea una parte del sistema operativo (SO) del ordenador o como una aplicación, o implementados dentro del hardware del ordenador. La mayoría de los sistemas operativos modernos poseen servicios de software integrados que están preparados para implementar algunos protocolos de red. Otras aplicaciones, como los navegadores web, están diseñadas con bibliotecas de software que soportan los protocolos necesarios para que la aplicación funcione. Además, el soporte de los protocolos TCP/IP y de enrutamiento se implementa en hardware directo para mejorar el rendimiento.
Cuando se implementa un nuevo protocolo, se añade al conjunto de protocolos. La organización de los conjuntos de protocolos se considera monolítica ya que todos los protocolos se almacenan en la misma dirección y se construyen unos sobre otros.
Vulnerabilidades de los protocolos de red
Una de las principales vulnerabilidades encontradas en los protocolos de red es que no están diseñados para la seguridad. Su falta de protección puede permitir a veces que ataques maliciosos, como la escucha y el envenenamiento de la caché, afecten al sistema. El ataque más común a los protocolos de red es el anuncio de rutas falsas, lo que hace que el tráfico pase por hosts comprometidos en lugar de los apropiados.
Los analizadores de protocolos de red se han diseñado e instalado en respuesta a estas vulnerabilidades. Los analizadores de protocolos de red protegen los sistemas contra la actividad maliciosa complementando los cortafuegos, los programas antivirus y el software antispyware.
Usos de los protocolos de red
Los protocolos de red son los que hacen posible la Internet moderna, ya que permiten que los ordenadores se comuniquen a través de las redes sin que los usuarios tengan que ver o saber qué operaciones de fondo están ocurriendo. Algunos ejemplos específicos de protocolos de red y sus usos son:
- Post Office Protocol 3 (POP3), que es la versión más reciente de un protocolo estándar que se utiliza para recibir correos electrónicos entrantes.
- Protocolo de transporte principal simple, que se utiliza para enviar y distribuir correos electrónicos salientes.
- Protocolo de transferencia de archivos (FTP), que se utiliza para transferir archivos de una máquina a otra.
- Telnet, que es una colección de reglas utilizadas para conectar un sistema a otro mediante un inicio de sesión remoto. En este protocolo, el sistema que envía la solicitud de conexión es el ordenador local y el sistema que acepta la conexión es el ordenador remoto.
Algunos otros ejemplos de protocolo de red incluyen:
- Protocolo de Resolución de Direcciones
- Protocolo de Intercambio Extensible de Bloques
- Protocolo de Pasarela Fronteriza
- Comunicaciones Sincrónicas Binarias
- Servicios de Texto Canónico
- Dominio de nombres de dominio
- Protocolo de configuración dinámica de host
- Protocolo de enrutamiento de pasarela interior mejorado
- HTTP sobre SSL
- Dispositivo de interfaz humana
- Protocolo de mensajes de control de Internet
- Protocolo de acceso a mensajes de Internet
- Gopher
- Control de acceso a los medios de comunicación
- Protocolo de transferencia de noticias en red
- Open Shortest Path First
- Post Office Protocol
- Secure Sockets Layer
- Protocolo simple de transferencia de correo
- Telnet
- Red de terminales
- Thread
- Protocolo de control de transmisión
- Seguridad de la capa de transporte
- Descripción universal, Descubrimiento e integración
- Protocolo de datagramas de usuario
- Voz sobre IP
- X10