¿Qué es una tubería?
Una tubería es un espacio de almacenamiento a corto plazo para datos que se mueven de un programa a otro. Es un intermediario entre dos programas, que les permite pasar información de un lado a otro de forma rápida y eficaz. Las tuberías pueden utilizarse para enviar mensajes de un programa a otro en el mismo ordenador o incluso de un ordenador a otro a través de una conexión de red.
¿Cuáles son los usos más comunes de las tuberías?
Las tuberías se utilizan habitualmente para la comunicación entre procesos (IPC), que permite intercambiar información entre distintos programas de un mismo sistema. También son útiles para agilizar tareas complejas, como cuando un programa genera múltiples salidas que deben ser analizadas por otro programa sucesivamente. Además, a menudo se utilizan junto con shells Unix y terminales remotos como SSH, lo que permite a los usuarios encadenar varios comandos sin dejar de almacenar sus resultados de salida en el camino.
¿Qué son las tuberías con nombre?
Las tuberías con nombre ofrecen una forma alternativa de comunicación entre dos procesos, en lugar de utilizar un búfer de datos anónimo como hacen las tuberías normales. Una tubería con nombre crea un manejador de fichero que permite a los procesos emisor y receptor acceder simultáneamente a la misma tubería con fines de comunicación. Esto permite interacciones más complejas que el envío de simples búferes de datos de un lado a otro como hacen las tuberías normales.
¿Cómo funcionan las tuberías con nombre?
En primer lugar, el proceso emisor debe crear un objeto named pipe llamando a su función CreateNamedPipe() con los parámetros adecuados. A continuación, el receptor llama a su método OpenFile(), que lo conecta al objeto named pipe creado. Una vez completado este paso, cualquier llamada realizada por cualquiera de los dos procesos abrirá o cerrará archivos asociados con este nuevo manejador de objeto creado durante la inicialización de la conexión. Los mensajes pueden ser enviados libremente entre los dos procesos hasta que cualquiera de ellos finalice su sesión de comunicación.
¿Qué ventajas ofrecen las tuberías con nombre respecto a las normales?
En comparación con las tuberías normales, las tuberías con nombre proporcionan un mayor control sobre cómo pueden intercambiarse los datos entre procesos -mediante tipos de mensajes predefinidos y/o handshakes propietarios que permiten la autenticación previa entre procesos emisores y receptores-, lo que las hace ideales para aplicaciones relacionadas con la seguridad que requieren flujos de intercambio de datos altamente protegidos, como el software bancario y los sistemas de pago online. Además, es mucho más fiable, ya que ambas partes pueden comunicarse a la vez sin necesidad de canales separados para cada dirección, lo que se traduce en menos mensajes perdidos o paquetes de datos corruptos que se transfieren a través de las redes o dentro de los propios ordenadores.
¿Qué es el FIFO?
FIFO son las siglas de First In First Out y se refiere a un tipo de estructura de datos en la que el primer valor que se añade o "empuja" a la tubería es también el primero que se elimina o "sale". Este tipo de estructura se utiliza a menudo cuando se organizan datos de múltiples fuentes. Cada nuevo dato puede colocarse al final de la tubería y recuperarse cuando sea necesario, sin riesgo de perder ningún valor entre medias.
¿Qué es LIFO?
LIFO son las siglas de Last In First Out y es similar a FIFO, salvo que en lugar de vaciarse por la "parte delantera", los valores salen por la "parte trasera", lo que significa que el último elemento almacenado será el primero en recuperarse. Este tipo de estructura de datos puede ser útil cuando se trata de interrupciones dinámicas o procesos recursivos, ya que permite un acceso rápido a los elementos en cualquier profundidad dada sin atravesar todos los intermedios.
¿Cómo se utilizan las tuberías en la programación de redes?
Las tuberías pueden utilizarse en tareas de programación de redes, como la creación de conexiones entre dos ordenadores de una red a través de una conexión directa. El uso de named pipes como canal IPC (Inter Process Communication) en lugar de TCP/IP puede ser considerablemente más rápido que la transferencia de grandes cantidades de datos por métodos convencionales, ya que requieren menos sobrecarga. Las tuberías también pueden utilizarse para generar un procesamiento en cadena con procesos de larga duración, lo que permite que distintos programas de un sistema trabajen juntos de forma simultánea y, por tanto, aumenta el rendimiento general.
¿Cuáles son los inconvenientes del uso de tuberías?
Algunos inconvenientes comunes del uso de tuberías incluyen su capacidad limitada (sólo pueden contener pequeñas cantidades de datos antes de que se llene su memoria) y la falta de mecanismos de comprobación de errores (lo que potencialmente podría llevar a que se enviaran mensajes corruptos a través de ellas). Además, aunque las tuberías proporcionan una forma sencilla de intercambiar grandes cantidades de datos rápidamente a través de distancias cortas, puede que no siempre funcionen bien si tu modo de envío requiere medidas de seguridad adicionales o tiempos de transmisión más largos a través de las redes.
¿Qué es una tubería anónima?
Una tubería anónima es un tipo de canal de comunicación de datos que permite a dos procesos relacionados enviar y recibir mensajes sin utilizar ningún otro protocolo de comunicación. A diferencia de las tuberías con nombre, las tuberías anónimas no requieren que ambos procesos estén en el mismo ordenador y, por tanto, pueden utilizarse también para comunicaciones entre sistemas. Además, dado que no se necesitan convenciones de nomenclatura especiales ni archivos asociados para crear tuberías anónimas, este tipo de conexiones suelen elegirse para aplicaciones que requieren transferencias rápidas y fiables de datos a distancias cortas, como programas relacionados que se ejecutan en el mismo ordenador o a través de una red local.
¿Qué tipos de lenguajes de programación admiten el pipelining?
La canalización es compatible con muchos lenguajes de programación diferentes, como C/C++, Java, Python y Rust, todos los cuales disponen de funciones integradas que permiten a los desarrolladores crear canalizaciones entre varios procesos y sistemas remotos. Dependiendo del lenguaje utilizado, pueden aplicarse ciertas reglas, como la necesidad de declarar el orden de las operaciones antes de iniciar cualquier tarea de ejecución real. Sin embargo, la mayoría de los lenguajes de programación modernos proporcionan llamadas a la API diseñadas específicamente para este fin, lo que reduce drásticamente la cantidad de trabajo necesario a la hora de crear canalizaciones complejas entre distintos programas.
¿Qué papel desempeñan las tuberías en los sistemas Linux?
Los sistemas Linux se basan en gran medida en las tuberías, ya que ofrecen una gran manera de unificar los comandos juntos en una sola expresión ejecutable. Permite a los usuarios ejecutar de forma eficiente varias tareas a la vez sin tener que escribir manualmente scripts independientes para cada una de ellas. Esta característica hace que sea extremadamente fácil encadenar varios programas en flujos de trabajo adaptados con precisión utilizando sólo comandos de tuberías simples que proporcionan a los usuarios un nivel sin precedentes de control sobre su entorno, manteniendo la estabilidad y fiabilidad del sistema.
¿Cuál es la diferencia entre una tubería y un enchufe?
La principal diferencia entre pipes y sockets radica en el tipo de conexiones que establecen. Las tuberías crean canales de comunicación unidireccionales locales (o posiblemente entre sistemas), mientras que los zócalos establecen comunicaciones bidireccionales a través de redes mediante la creación de puntos finales dedicados tanto para el emisor como para el receptor. Además, los pipes suelen ser más rápidos que sus homólogos sockets, ya que no requieren ninguna sobrecarga de protocolo adicional ni reglas especiales de configuración de red, lo que significa que los mensajes cortos pueden enviarse más rápidamente utilizando pipes. Por último, dado que los datos en las tuberías se tratan como anónimos, no es necesario ningún procedimiento de autenticación cuando se envían comandos, a diferencia de los sockets, que necesitan un paso de validación del lado del servidor para garantizar transmisiones seguras.
¿Cuáles son las ventajas de utilizar tuberías para la comunicación?
Una de las principales ventajas de utilizar tuberías para la comunicación es que permite a las aplicaciones relacionadas transferir datos de forma rápida y segura sin tener que realizar ningún paso adicional, como obtener una dirección IP o configurar un servidor. Además, como los mensajes enviados a través de las tuberías son anónimos, no requieren autenticación y pueden ejecutarse más rápidamente, lo que las hace especialmente atractivas para tareas de comunicación entre sistemas a corto plazo. Además, las tuberías proporcionan una capa extra de seguridad al no exponer puertos en la red local, lo que las hace menos vulnerables a ataques maliciosos. Por último, al permitir a los desarrolladores crear canalizaciones complejas entre distintas aplicaciones, este tipo de canal de comunicación rápido y seguro puede simplificar enormemente los flujos de trabajo de desarrollo, al tiempo que ofrece suficiente flexibilidad para admitir comandos y notificaciones personalizados.
