Paquete de red: qué es un paquete de datos y cómo funciona
Descubre qué es un paquete de datos, cómo funciona en redes e Internet y por qué mejora la velocidad y eficiencia de la comunicación entre ordenadores.
En informática, un paquete es un conjunto de datos que pueden utilizar los ordenadores que necesitan comunicarse entre sí, normalmente como parte de una red. Algunos ordenadores y redes no utilizan paquetes para comunicarse. Pero la mayoría lo hace actualmente, incluidos casi todos los ordenadores de Internet. Los paquetes permiten que muchos ordenadores de una red se comuniquen más rápida y fácilmente.
¿Qué es exactamente un paquete de datos?
Un paquete (también llamado datagrama en algunos contextos) es una unidad de información que viaja por una red independiente de las demás. Cada paquete contiene no solo los datos útiles (el contenido que quieres enviar), sino también información de control necesaria para que la red entregue ese contenido correctamente: direcciones origen y destino, instrucciones de encaminamiento, comprobación de errores, y otras metadatas.
Estructura típica de un paquete
- Encabezado (header): contiene direcciones (IP de origen y destino), números de puerto, información de protocolo, flags y valores necesarios para el enrutamiento y el control.
- Datos (payload): la carga útil, por ejemplo una porción de un archivo, una petición HTTP o una respuesta.
- Cola o trailer: puede incluir códigos de detección de errores (como CRC) y delimitadores de fin de trama, según la tecnología de enlace.
Encapsulación y capas (cómo se empaqueta la información)
En redes modernas la información se transmite siguiendo un modelo en capas. Un ejemplo práctico es cuando visitas una web:
- Tu aplicación (navegador) genera una petición HTTP.
- HTTP se envía sobre TCP, que divide el flujo en segmentos y añade números de secuencia y control de errores.
- TCP se encapsula en IP, que crea paquetes (datagramas) con direcciones IP.
- Finalmente, IP se entrega a la capa de enlace (Ethernet, Wi‑Fi) que forma tramas y las transmite físicamente.
Enrutamiento y conmutación
Los routers usan la información del encabezado (direcciones IP) para decidir por qué camino enviar cada paquete. Los switches trabajan con direcciones MAC en la capa de enlace para entregar tramas a la interfaz correcta dentro de una red local. Cada paquete puede tomar una ruta distinta —esto es la conmutación de paquetes, que hace posible compartir la red entre muchos usuarios y aplicaciones.
Fragmentación y MTU
Las redes tienen un tamaño máximo para cada unidad transmitible (MTU). Si un paquete es más grande que la MTU de un enlace intermedio, puede fragmentarse en varios paquetes más pequeños y luego reensamblarse en el destino. La fragmentación incrementa la complejidad y puede afectar el rendimiento.
Control de errores y fiabilidad
- Detección de errores: muchos enlaces incluyen sumas de verificación (checksums/CRC) para detectar paquetes corruptos.
- Retransmisión: protocolos como TCP implementan confirmaciones (ACK) y retransmisiones cuando faltan paquetes o llegan dañados.
- Orden y duplicados: TCP usa números de secuencia para reordenar fragmentos y eliminar duplicados.
Ventajas y desventajas de usar paquetes
- Ventajas: eficiencia en el uso de recursos, multiplexación de comunicaciones (muchos flujos comparten los mismos enlaces), tolerancia a fallos y flexibilidad en el enrutamiento.
- Desventajas: latencia variable (jitter), posible pérdida de paquetes, necesidad de retransmisión y mayor complejidad en control de la red.
Seguridad y privacidad
Los paquetes pueden ser inspeccionados o capturados si no están cifrados. Herramientas como analizadores de paquetes (por ejemplo Wireshark) permiten ver el contenido y los encabezados. Por eso es importante usar cifrado (TLS/HTTPS, VPN) para proteger la confidencialidad y autenticidad. Los firewalls y sistemas de detección/prevenir intrusiones operan analizando y filtrando paquetes.
Términos comunes
- Paquete/IP: unidad en la capa de red.
- Trama (frame): unidad en la capa de enlace (Ethernet, Wi‑Fi).
- Segmento: unidad en la capa de transporte (TCP).
- Datagrama: sin conexión, término usado frecuentemente con UDP/IP.
Herramientas y prácticas útiles
- Analizadores de paquetes: Wireshark, tcpdump.
- Diagnóstico de red: ping, traceroute, mtr.
- Monitorización: netstat, ss, herramientas de QoS para priorizar tráfico.
Conclusión
Los paquetes son la unidad básica de la comunicación en la mayoría de redes actuales. Gracias a ellos se consiguen comunicaciones eficientes, escalables y flexibles, pero también requieren mecanismos adicionales (control de errores, enrutamiento, seguridad) para garantizar que los datos lleguen correctamente y de forma segura.
Estructura
Un paquete consta de dos tipos de datos: la información del paquete y los datos del paquete (o carga útil). Si piensas en un paquete como en una carta en el correo, la información de control es como el exterior del sobre. Hay una dirección que dice dónde enviar la carta, y un sello que dice cómo enviarla (rápido o lento). Del mismo modo, el ordenador utiliza la información de control del paquete para decidir dónde y cómo enviar los datos. A la gente no le suele interesar la información de control.
Los datos del usuario son como el interior del sobre. Es la información real que el ordenador intenta enviar. Puede ser cualquier tipo de datos digitales, como palabras, imágenes, música o programas informáticos. Generalmente es para que lo usen las personas o los ordenadores, pero no para que lo use el sistema de paquetes.
Los diferentes protocolos de comunicación colocan la información de control y la información del usuario en diferentes lugares, o le dan un aspecto diferente. Pero siguen haciendo lo mismo.
Problemas
A veces los ordenadores se equivocan al transmitir los datos o tienen problemas para "escucharse" unos a otros. Por ello, muchos paquetes utilizan una suma de control o comprobación de redundancia cíclica para asegurarse de que tienen la información correcta. Suele ser un componente de la información de control. Esto ayuda a asegurarse de que los propios paquetes tienen la información correcta. Pero los ordenadores también necesitan recibir los paquetes correctos.
Diseñar redes informáticas puede ser difícil. Aunque los ordenadores de hoy en día son muy avanzados, a veces la información no llega a donde debe llegar. A veces los ordenadores intentan solucionarlo y acaban enviándola dos veces. Y a veces la información no llega en el orden correcto. El Protocolo de Control de Transmisión, o TCP, se inventó para solucionar estos problemas. Pero como es complejo, algunos ordenadores utilizan en su lugar el Protocolo de Datagramas de Usuario, o UDP.
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