TCP/IP

TCP/IP es una denominación que permite identificar al grupo de protocolos de red que respaldan a Internet y que hacen posible la transferencia de datos entre redes de ordenadores. En concreto, puede decirse que TCP/IP hace referencia a los dos protocolos más trascendentes de este grupo: el conocido como Protocolo de Control de Transmisión (o TCP) y el llamado Protocolo de Internet (presentado con la sigla IP).

En este sentido, es necesario subrayar que el primero de los protocolos citados lo que hace es proporcionar un transporte muy fiable de los datos dentro de lo que es el nivel de transporte de referencia OSI. Y mientras, el segundo, el protocolo IP se identifica y define especialmente por el hecho de que lo que hace, en el nivel de red, es ofrecernos la posibilidad de dirigir los citados a otras máquinas.

Asimismo, hay que subrayar que dentro de lo que es TCP/IP existen varios niveles que es muy importante que sean tenidos en cuenta. En concreto son cuatro:

Nivel de aplicación. Es el más alto dentro del protocolo que nos ocupa y en él se encuentran una serie de aplicaciones que tienen la capacidad de acceder a diversos servicios a los que se puede acceder vía Internet.

Nivel de transporte. Es el encargado de ofrecer una comunicación entre extremos de programas de aplicación.

Nivel de red. Se dedica a realizar una serie de acciones sobre la información que recibe del nivel anterior para luego acometer el envío al nivel que está por debajo de él.

Nivel de enlace. Su misión más clara es transmitir la información que recibe al hardware.

De todas formas, no hay que olvidar que este conjunto alberga a más de 100 protocolos distintos, entre los que se encuentran el HTTP (HyperText Transfer Protocol), necesario para lograr el acceso a cada sitio web; ARP (Address Resolution Protocol), que permite resolver las direcciones; FTP (File Transfer Protocol), imprescindible cuando se necesita transferir archivos; SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) y POP (Post Office Protocol), entre otros.

El TCP/IP, como se mencionó líneas arriba, es un elemento primordial para Internet. Su desarrollo estuvo a cargo del Departamento de Defensa de los Estados Unidos, que en 1972 logró ponerlo en práctica al ejecutarlo en una red de área extensa conocida como ARPANET.

Un proyecto este llamado ARPANET (Advanced Research Projects Agency Network) que tiene su origen en una propuesta que pertenecía a la agencia ARPA, de la que toma el nombre. La misma consistía en poner en marcha un enlace entre los ordenadores de diversas instituciones con las que se estaba colaborando para conseguir acometer lo que era la descentralización del almacenamiento de la información.

El grupo de protocolos TCP/IP fue diseñado para enrutar y ofrece un nivel alto de fiabilidad, lo que permite que sea adecuado para grandes redes y que posibilite el funcionamiento de Internet a nivel global. Además resulta compatible con las herramientas estándar que analizan el funcionamiento de la red.

En cuanto a los puntos en contra del TCP/IP, suele mencionarse que es algo más complejo de configurar y de mantener bajo control que otros sistemas, y que puede funcionar con una lentitud notoria en las redes con un volumen de tráfico bajo.

TCP/IP

¿Qué significa TCP/IP?

TCP/IP es un conjunto de protocolos. La sigla TCP/IP significa "Protocolo de control de transmisión/Protocolo de Internet" y se pronuncia "T-C-P-I-P". Proviene de los nombres de dos protocolos importantes del conjunto de protocolos, es decir, del protocolo TCP y del protocolo IP.

En algunos aspectos, TCP/IP representa todas las reglas de comunicación para Internet y se basa en la noción de dirección IP, es decir, en la idea de brindar una dirección IP a cada equipo de la red para poder enrutar paquetes de datos. Debido a que el conjunto de protocolos TCP/IP originalmente se creó con fines militares, está diseñado para cumplir con una cierta cantidad de criterios, entre ellos:

• dividir mensajes en paquetes;
• usar un sistema de direcciones;
• enrutar datos por la red;
• detectar errores en las transmisiones de datos.

El conocimiento del conjunto de protocolos TCP/IP no es esencial para un simple usuario, de la misma manera que un espectador no necesita saber cómo funciona su red audiovisual o de televisión. Sin embargo, para las personas que desean administrar o brindar soporte técnico a una red TCP/IP, su conocimiento es fundamental.

La diferencia entre estándar e implementación

En general, TCP/IP relaciona dos nociones:

• la noción de estándar: TCP/IP representa la manera en la que se realizan las comunicaciones en una red;
• la noción de implementación: la designación TCP/IP generalmente se extiende a software basado en el protocolo TCP/IP. En realidad, TCP/IP es un modelo cuya aplicación de red utilizan los desarrolladores. Las aplicaciones son, por lo tanto, implementaciones del protocolo TCP/IP.

TCP/IP es un modelo de capas

Para poder aplicar el modelo TCP/IP en cualquier equipo, es decir, independientemente del sistema operativo, el sistema de protocolos TCP/IP se ha dividido en diversos módulos. Cada uno de éstos realiza una tarea específica. Además, estos módulos realizan sus tareas uno después del otro en un orden específico, es decir que existe un sistema estratificado. Ésta es la razón por la cual se habla de modelo de capas.

El término capa se utiliza para reflejar el hecho de que los datos que viajan por la red atraviesan distintos niveles de protocolos. Por lo tanto, cada capa procesa sucesivamente los datos (paquetes de información) que circulan por la red, les agrega un elemento de información (llamado encabezado) y los envía a la capa siguiente.

El modelo TCP/IP es muy similar al modelo OSI (modelo de 7 capas) que fue desarrollado por la Organización Internacional para la Estandarización (ISO) para estandarizar las comunicaciones entre equipos.

Presentación del modelo OSI

OSI significa Interconexión de sistemas abiertos. Este modelo fue establecido por ISO para implementar un estándar de comunicación entre equipos de una red, esto es, las reglas que administran la comunicación entre equipos. De hecho, cuando surgieron las redes,cada fabricante contaba con su propio sistema (hablamos de un sistema patentado), con lo cual coexistían diversas redes incompatibles. Por esta razón, fue necesario establecer un estándar.

La función del modelo OSI es estandarizar la comunicación entre equipos para que diferentes fabricantes puedan desarrollar productos (software o hardware) compatibles (siempre y cuando sigan estrictamente el modelo OSI).

La importancia de un sistema de capas

El objetivo de un sistema en capas es dividir el problema en diferentes partes (las capas), de acuerdo con su nivel de abstracción.

Cada capa del modelo se comunica con un nivel adyacente (superior o inferior). Por lo tanto, cada capa utiliza los servicios de las capas inferiores y se los proporciona a la capa superior.

El modelo OSI

El modelo OSI es un modelo que comprende 7 capas, mientras que el modelo TCP/IP tiene sólo 4. En realidad, el modelo TCP/IP se desarrolló casi a la par que el modelo OSI. Es por ello que está influenciado por éste, pero no sigue todas las especificaciones del modelo OSI. Las capas del modelo OSI son las siguientes:

Nivel	Modelo antiguo	Modelo nuevo
Nivel 7
Nivel 6
Nivel 5
Nivel 4
Nivel 3
Nivel 2
Nivel 1

• La capa física define la manera en la que los datos se convierten físicamente en señales digitales en los medios de comunicación (pulsos eléctricos, modulación de luz, etc.).
• La capa de enlace de datos define la interfaz con la tarjeta de interfaz de red y cómo se comparte el medio de transmisión.
• La capa de red permite administrar las direcciones y el enrutamiento de datos, es decir, su ruta a través de la red.
• La capa de transporte se encarga del transporte de datos, su división en paquetes y la administración de potenciales errores de transmisión.
• La capa de sesión define el inicio y la finalización de las sesiones de comunicación entre los equipos de la red.
• La capa de presentación define el formato de los datos que maneja la capa de aplicación (su representación y, potencialmente, su compresión y cifrado) independientemente del sistema.
• La capa de aplicación le brinda aplicaciones a la interfaz. Por lo tanto, es el nivel más cercano a los usuarios, administrado directamente por el software.

El modelo TCP/IP

El modelo TCP/IP, influenciado por el modelo OSI, también utiliza el enfoque modular (utiliza módulos o capas), pero sólo contiene cuatro:

Capa de aplicación

Capa de acceso a la red

Como puede apreciarse, las capas del modelo TCP/IP tienen tareas mucho más diversas que las del modelo OSI, considerando que ciertas capas del modelo TCP/IP se corresponden con varios niveles del modelo OSI.

Las funciones de las diferentes capas son las siguientes:

• capa de acceso a la red: especifica la forma en la que los datos deben enrutarse, sea cual sea el tipo de red utilizado;
• capa de Internet: es responsable de proporcionar el paquete de datos (datagrama);
• capa de transporte: brinda los datos de enrutamiento, junto con los mecanismos que permiten conocer el estado de la transmisión;
• capa de aplicación: incorpora aplicaciones de red estándar (Telnet, SMTP, FTP, etc.).

A continuación se indican los principales protocolos que comprenden el conjunto TCP/IP:

Aplicaciones de red TCP o UDP IP, ARP, RARP FTS, FDDI, PPP, Ethernet, Red de anillos

El modelo TCP/IP 
Estándar de facto

La familia de protocolos TCP/IP

 

Figura1. Modelo OSI vs. TCP/IP

CUADRO COMPARATIVO
Modelo OSI	Modelo TCP/IP
Arquitectura general requerida para establecer comunicación entre computadoras	Arquitectura  más simple que del modelo OSI por el menor número de capas
OSI fue adoptado en 1984 oficialmente como un estándar internacional por la ISO	Los estándares de los protocolos son abiertos
Consta de 7 capas ó niveles	Consta de 4 capas o niveles
OSI define claramente las diferencias entre los servicios, las interfaces, y los protocolos.	TCP/IP combina las funciones de la capa de presentación y de sesión en la capa de aplicación
OSI fue definido antes de implementar lo protocolos	TCP/IP combina la capas de enlace de datos y la capa física del modelo OSI en una sola capa
OSI es complejo, es dominado por una mentalidad de telecomunicaciones sin pensar en computadores, carece de servicios sin conexión	Miles de aplicaciones usan en la actualidad TCP/IP y sus interfaces de programación de aplicaciones bien documentadas.
Posee una tecnología de conmutación por paquetes. Esto significa que los paquetes individuales pueden usar rutas diferentes para llegar al mismo destino.
	El modelo TCP/IP no distingue con claridad los conceptos de servicio, interfaz y protocolo

Aplicaciones de cada modelo

Modelo OSI

Existen algunas aplicaciones para el modelo OSI que en la actualidad son de mucho uso dentro de la electrónica y de las telecomunicaciones en general, pero éstas son aplicadas a las diferentes capas como para la capa 7 como correo FTP, TFTP, TELNET, para capa 3 como PING, TRACEOUT.

Modelo TCP/IP

De la misma manera para el modelo TCP existen diferentes aplicaciones como : TELNET, FTP (File Transfer Prtocol), FTP offline, TFTP (Trivial FIle Transfer Protocol), SNMP(Simple Network Management Protocol), SMTP(Simple Mail Transfer Protocol) IP MOBIL, REGISTRO.

Protocolos que funcionan en cada capa y en que aplicaciones se usan

Capa física

Define la conexión física entre el nodo y la red, incluyendo los aspectos físicos, mecánicos  y aspectos eléctricos:

·         Unidad de transmisión: BIT.

·         Funciones: Transmisión de bits sobre el canal de comunicación:

Capa Enlace de Datos

Define el protocolo de comunicación que usan los nodos de la red, para accesar el medio de transmisión.

·         Unidad de transmisión: FRAME.

·         Funciones: Control de acceso al canal (manejo de colisiones, manejo del testigo, etc.), dividir los paquetes recibidos de la capa superior en grupos de bits. Provee mecanismos para detección y corrección de errores.

·         Protocolos que trabajan en esta capa son:

·         ETHERTNET IEEE 802.3

·         PPP Protocolo Punto a Punto.

·         TOKEN RING IEEE 802.5

Capa de Red

·         Define los mecanismos para determinar las rutas que deben seguir los paquetes dentro de la red y para el control de la congestión.

·         Unidad de transmisión: PACKET.

·         Funciones: Enrutamiento de paquetes en la red, ofrece un canal libre de errores a la capa de transporte.

·         Los protocolos involucrados en esta capa son:

·         IPv4, IPv6: Versiones del protocolo que lleva el dato de un nodo a otro.

·         ARP: Protocolo que averigua la mac de destino a partir de la dirección iP

·         RARP: Protocolo que averigua la dirección iP a partir de una dirección MAC

·         ICMP: Envía un mensaje de error al host de origen cuando no se recibe o recibe mal los datagramas.

·         Otros protocolos ubicados en esta capa son: IGMP, DHCP, OSPF, IS-IS, (e)BGP, RIP.

Capa de Transporte

·         Define los mecanismos para mantener la confiabilidad de las comunicaciones en la red

·         Funciones: Regulación de flujo de mensajes, retransmisión de paquetes, inicio/terminación de sesiones entre nodos.

·         Entre los protocolos ubicados en esta capa tenemos:

·         TCP: Se encarga de comprobar que los datos que se reciben son correctos. Para ello se establece una conexión entre el emisor y el receptor que garantiza que la información sea correcta y esta no es correcta se vuelve a solicitar. Envía los datos en paquetes (paquete tcp).

·         UDP: Se encarga de enviar una determinada información. Esta información se llama paquetes udp. No establece una conexión por lo que no garantiza que la información llegue a su destino.

·         IPX: Es un protocolo de Novell que interconecta redes que usan clientes y servidores de Netware. Es un protocolo orientado a paquetes y no orientado a la conexión.

·         SPX: Actúa sobre IPX para asegurar la entrega de los paquetes.

Capa de Sesión

Es responsable del establecimiento y mantenimiento de las sesiones de comunicación entre los programas de comunicación.

Capa de Presentación

Provee las funciones de formato y conversión de códigos, necesarias para que los datos sean más fácilmente interpretados por los programas de aplicación.

Capa de Aplicación

Provee el conjunto de aplicaciones de red, como por ejemplo: Transferencia de archivos, emulación de terminal, correo electrónico, discos virtuales,

Protocolos que funcionan en esta capa:

·         TELNET: Es una aplicación que permite desde nuestro sitio y con el teclado y la pantalla de nuestra computadora, conectarnos a otra remota a través de la red.

·         FTP: Es un protocolo estándar con STD número 9. Una de las operaciones que más se usa es la copia de ficheros de una máquina a otra. El cliente puede enviar un fichero al servidor. Puede también pedir un fichero de este servidor.

·         FTP Offline: Es enviar un email a un servidor de FTP, se envía un email con la petición de un fichero, te desconectas, y después el fichero es enviado a tu cuenta de email.

·         TFTP: significa Trivial File Transfer Protocol Es un protocolo extremadamente simple para transferir ficheros. Está implementado sobre UDP y carece de la mayoría de las características de FTP. La única cosa que puede hacer es leer/escribir un fichero de/a un servidor. No tiene medios para autentificar usuarios: es un protocolo inseguro.

·         SMTP: significa Simple Mail Transfer Protocol. Define el mecanismo para mover correo entre diferentes máquinas. Existen dos implicados en este mecanismo: el punto de origen y el punto de destino del correo. El punto de origen abre una conexión TCP al punto de destino. El puerto utilizado por el receptor está normalizado en Internet y es el número 25.

·         HTTP: Protocolo de transferencia de hipertexto. El propósito del protocolo HTTP es permitir la transferencia de archivos entre un navegador (el cliente) y un servidor web localizado mediante una cadena de caracteres denominada dirección URL.

·         NAT: Network Address Translation. Traducción de dirección de red).

·         POP:  Post Office Protocol Para correo electrónico.

·         DNS: Domain Name Service. Presta el servicio de nombres de dominio.