Entendiendo la Pila de Protocolos TCP/IP: Arquitectura y Capas

¿Qué es la Pila de Protocolos TCP/IP?

Es una familia o conjunto de protocolos que cubren los distintos niveles de una arquitectura de red moderna.

Protocolo: es un conjunto de normas reguladas que han de cumplir ambas partes para entenderse.

Capa o nivel: para reducir la dificultad de la comunicación, que se aborda como un único problema, se decidió dividirla en subpartes más pequeñas y especializadas, dando lugar a diferentes capas o niveles de la comunicación.

Arquitectura de red TCP/IP: es una familia de protocolos que cubren todos los niveles necesarios para la transmisión de datos. Se implementó en 1973.

Modelo de Referencia OSI

Modelo de Interconexión de Sistemas Abiertos (OSI).

Modelo OSI: creado por la organización de estándares internacionales ISO, fue un estudio teórico donde se definió la estructura de una arquitectura de red moderna de siete capas que, a su vez, se dividían en tres grandes bloques.

Arquitectura monolítica de comunicaciones: era una arquitectura de comunicaciones arcaica con una sola capa que obligaba a los programadores a dominar todos los aspectos relacionados con la comunicación.

Capas del Modelo de Referencia OSI

Bloques de Procesos de Aplicación:

  • Capa de aplicación: es el nivel más alto de la jerarquía de capas, y el más cercano al usuario. Acoge las peticiones de red de todas las aplicaciones que requieren de las capas inferiores para hacer uso de la red.
  • Capa de presentación: controla la semántica y sintaxis, es decir, que el formato de los datos cumpla las especificaciones e incluso, en algunos casos, aplicarles un proceso de codificación/descodificación y compresión/descompresión.
  • Capa de sesión: se encarga de prestar servicios de valor añadido a la comunicación entre emisor y receptor, y así poder coordinar mejor el diálogo entre aplicaciones finales.

Bloque de Transporte:

  • Capa de transporte: se encarga de controlar el flujo de datos en la comunicación entre los extremos, encargándose del envío y recepción de datos para que lleguen sin errores, ordenados y descartando duplicados.

Bloque de Transmisión:

  • Capa de red: encamina los datos hacia su lugar de destino. Enlaza y establece un diálogo con la red para determinar prioridades y elegir la mejor ruta a seguir.
  • Capa de enlace de datos: se encarga de controlar el flujo de datos en la comunicación entre nodos contiguos que físicamente están interconectados, haciendo de puente entre el equipo origen y el destino.
  • Capa física: es la capa que realmente transforma las señales, ya que su función principal es convertir bytes al medio físico en bits a transmitir y viceversa.

La Familia de Protocolos

Sniffer: es un programa que monitoriza y analiza el tráfico de una red para detectar problemas. Captura el tráfico de datos que interese para conocer la eficiencia de la red, y también se usa para capturar datos en una red de forma no legal.

Protocolo de Resolución de Direcciones (ARP)

El protocolo ARP es el encargado de averiguar la dirección física de control de acceso medio, es decir, la MAC de una tarjeta a partir de una dirección IP. Es solo válido si ambos equipos están ubicados en la misma red física.

Protocolo de Control de Mensaje de Internet (ICMP)

El protocolo ICMP permite a los routers o nodos intermedios enviar mensajes de control a los hosts o equipos que enviaron la información. En internet no existen mecanismos hardware para controlar y comprobar la conectividad, por lo que se hizo necesario implementar este protocolo, ya que la detección de fallos y problemas se convirtió en una tarea complicada y difícil de controlar debido a la falta de mecanismos de control que no proporciona el protocolo IP. Por tanto, ICMP es el complemento ideal de IP.

Difusión (broadcast) hace referencia a todos los equipos de una red. Multidifusión (multicast) hace referencia a un grupo de equipos que se han suscrito a un servicio determinado.

Protocolo ICMP: es el encargado de avisar al emisor en caso de errores inesperados en el envío de algún paquete IP.

Protocolo Internet (IP): es el encargado de la comunicación de datos, a través de una red de paquetes conmutados sin conexión previa.

Protocolo de Control de Transferencia (TCP): se encarga de aportar seguridad a la comunicación. Debido a las carencias comentadas en el protocolo IP, será TCP quien proporcione un servicio fiable y ordenado a la conexión. La seguridad del protocolo TCP lo hace recomendable para todos los servicios críticos, donde la fiabilidad del servicio es imprescindible.

Protocolo de Datagrama de Usuario (UDP): es el encargado de realizar las funciones del nivel de transporte, incorporando el mecanismo de puertos en su formato de mensaje, pero sin aplicar ninguna de las medidas de seguridad que utiliza TCP, ya que UDP no es fiable y tampoco establece conexión, y además no añade ninguna mejora en la calidad de la comunicación. Por tanto, su utilización se centra en obtener mayor velocidad y flexibilidad en la comunicación.

Direcciones TCP/IP

Las direcciones IP públicas: son las direcciones IP que son visibles (accesibles) en internet, y no puede haber dos máquinas con la misma IP pública en internet, ya que un equipo con una IP pública es accesible desde cualquier otro equipo conectado a internet.

Las direcciones IP privadas: son accesibles únicamente por otros equipos de la misma intranet o extranet. Los equipos con direcciones IP privadas también pueden conectarse a Internet a través de un router que tenga una IP pública que le haya asignado un ISP.

Configuración del TCP/IP para Windows 2000 Profesional

La configuración del cliente Windows 2000 Profesional es muy sencilla. Se accede a través de: Icono escritorio/ Mis sitios de red/ Propiedades (botón derecho). O bien a través de la ruta: Botón de inicio/ configuración/panel de control/Red.

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