TCP/IP: La Base de la Comunicación en Redes
TCP/IP permite que ordenadores de todos los tamaños, con arquitecturas diferentes y sistemas operativos distintos, se comuniquen entre sí. Constituye la base de Internet, una red de área amplia (WAN) que se extiende por todo el mundo.
Arquitectura en Capas de TCP/IP
Los protocolos de red se desarrollan en capas, cada una responsable de una faceta diferente de las comunicaciones. Una suite de protocolos, como TCP/IP, es la combinación de diferentes protocolos en diferentes capas. TCP/IP se considera normalmente como un sistema de 4 capas:
Capa de Enlace: Incluye el controlador de dispositivo en el sistema operativo y la tarjeta de interfaz de red en el equipo. Maneja los detalles de hardware de la interfaz física con el cable.
Capa de Red: Se encarga de la circulación de los paquetes por la red. El enrutamiento de los paquetes IP (Internet Protocol), ICMP (Internet Control Message Protocol) e IGMP (Internet Group Management Protocol) proporcionan la capa de red en el protocolo TCP/IP.
Capa de Transporte: Proporciona un flujo de datos entre dos ordenadores, por encima de la capa de aplicación. En el protocolo TCP/IP se tienen dos protocolos de transporte muy diferentes: TCP (Transmission Control Protocol) y UDP (User Datagram Protocol).
Capa de Aplicación: Se encarga de los detalles de cada aplicación en particular. Hay muchas aplicaciones comunes de TCP/IP que casi todas las implementaciones del protocolo proporcionan:
- Telnet para acceso remoto
- FTP (File Transfer Protocol) para transferencia de archivos
- SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) para correo electrónico
- SNMP (Simple Network Management Protocol) para administración vía red
Protocolo IP (Internet Protocol)
El protocolo IP es la base fundamental de Internet. Transporta datagramas desde la fuente al destino. El nivel de transporte divide el flujo de datos en datagramas. Durante su transmisión, un datagrama se puede fragmentar y luego reensamblar en el destino. Las principales características de este protocolo son:
- Protocolo orientado a no conexión.
- Fragmenta paquetes si es necesario.
- Direccionamiento mediante direcciones lógicas IP de 32 bits.
- Si un paquete no es recibido, permanece en la red durante un tiempo finito.
- Realiza el «mejor esfuerzo» para la distribución de paquetes.
- El tamaño máximo del paquete es de 65535 bytes.
- Solo realiza verificación por suma al encabezado del paquete, no a los datos que contiene.
El Protocolo Internet proporciona un servicio de distribución de paquetes de información orientado a no conexión de manera no fiable. La orientación a no conexión significa que los paquetes de información son tratados independientemente, pudiendo viajar por diferentes trayectorias para llegar a su destino. El término no fiable significa que no se garantiza la recepción del paquete. La unidad de información intercambiada por IP es denominada datagrama.
Los datagramas contienen un encabezado y un área de datos. IP no especifica el contenido del área de datos, ésta será utilizada arbitrariamente por el protocolo de transporte.
Clases de Direcciones IP
Dependiendo del número de hosts que se necesiten para cada red, las direcciones de Internet se han dividido en las clases primarias A, B y C. La clase D está formada por direcciones que identifican no a un host, sino a un grupo de ellos. Las direcciones de clase E no se pueden utilizar (están reservadas).
TCP (Transmission Control Protocol)
TCP es un protocolo de comunicación orientado a conexión fiable del nivel de transporte. Es un protocolo de capa 4 según el modelo de referencia en comunicaciones OSI. Normalmente, las aplicaciones necesitan que la comunicación sea fiable y, dado que la capa IP aporta un servicio de datagramas no fiable, sin confirmación, el TCP añade las funciones necesarias para prestar un servicio que permita que la comunicación entre dos sistemas se efectúe sin errores, sin pérdidas y con seguridad.
Aquí interviene el control CRC de datos que se basa en una ecuación matemática que permite verificar la integridad de los datos transmitidos. De este modo, si los datos recibidos son corruptos, el protocolo TCP permite que los destinatarios soliciten al emisor que vuelvan a enviar los datos corruptos.
Una conexión TCP tiene dos puntas identificadas cada una por un par de elementos IP y puerto: la dirección IP y el número de puerto local, y la dirección IP y el número de puerto externo. La combinación de una dirección IP y un número de puerto se denomina socket. Cada vez que se termina una relación, un extremo debe mantener la administración de la conexión, el estado (TIME_WAIT) maneja esta situación.
UDP (User Datagram Protocol)
UDP es un protocolo que trabaja en la capa 4, capa de transporte del modelo de referencia en comunicaciones OSI. Este protocolo únicamente envía la información solicitada y se desentiende si la información enviada es recibida íntegramente, lo cual hace que este protocolo sea más rápido que el TCP (debido a que no tiene control de errores ni acuse de recibido). Este protocolo es utilizado frecuentemente en la transmisión de video y audio, donde se demanda velocidad y no es de importancia elevada el control de errores. Por ello, el destinatario no conocerá al emisor de los datos excepto su IP.
Su uso principal es para protocolos como DHCP, DNS y FNS. Es utilizado para sistemas de archivos distribuidos en un entorno de red de computadoras de área local. Posibilita que distintos sistemas conectados a una misma red accedan a ficheros remotos como si se tratara de locales. Está incluido por defecto en los Sistemas Operativos UNIX y la mayoría de distribuciones Linux.