¿Qué es un TCP/IP?
TCP/IP, Protocolo de Control de Transmisión/Protocolo de Internet, es el conjunto de dos protocolos, TCP e IP, utilizados para interconectar dispositivos de red en Internet. El TCP realiza el handshake entre los dispositivos de red para establecer un socket. El socket permanece abierto durante la comunicación. El TCP de origen convierte los datos en paquetes y los envía al TCP de destino. El TCP realiza un acuse de recibo para la entrega exitosa de los paquetes. Si un paquete se cae en el camino, el TCP de origen vuelve a enviar el paquete. La capa IP se encarga de enviar y recibir los datos al destino correcto. La pila TCP/IP se compone de las siguientes capas.
| Layer | Protocols |
|---|---|
| Application | DNS, FTP, HTTP, IMAP, POP3, SMTP, SSH, Telnet, SSL, ... |
| Transport | TCP, UDP, ... |
| Network | IP (IPv4, IPv6), ICMP, ARP, ... |
| Data Link | 802.3 (Ethernet), 802.11 (Wi-Fi), PPP, ... |
Capa de aplicación
La capa de aplicación es la capa superior del conjunto de protocolos TCP/IP. La capa de aplicación es responsable de atender las solicitudes iniciadas en el nivel de las aplicaciones. La capa de aplicación utiliza diferentes protocolos para completar las solicitudes de diferentes programas. Algunos de los protocolos utilizados por la capa de aplicación son el Protocolo de Transferencia de Hipertexto (HTTP), el Protocolo de Transferencia de Archivos (FTP) y el Protocolo Simple de Transferencia de Correo (SMTP). Por ejemplo, cuando solicitamos a nuestro navegador que acceda a un servidor web, éste llama al protocolo HTTP para completar la solicitud. Del mismo modo, cuando queremos cargar (o descargar) un archivo a través de un programa, la capa de aplicación utiliza el protocolo FTP para completar la solicitud. La capa de aplicación utiliza los puertos para pasar los datos a la capa de transporte. Los puertos son direcciones lógicas/interfaces que conectan un ordenador con dispositivos internos o externos. El uso de los puertos facilita a la capa de transporte la comprensión del tipo de datos. Por ejemplo, un dato enviado por el puerto 25 significa que el dato es sobre la solicitud de correo electrónico. Un dato enviado por el puerto 21 y el puerto 22 significa que se trata de un dato FTP.
Capa de transporte
La capa de aplicación envía los datos a la capa inferior, es decir, la capa de transporte. La capa de transporte convierte los datos en paquetes de datos y los envía al dispositivo de destino. La capa de transporte utiliza el Protocolo de Control de Transmisión (TCP) y el Protocolo de Datagramas de Usuario (UDP). El TCP se utiliza para una comunicación fiable, mientras que el UDP se utiliza cuando la fiabilidad es menos importante. Cuando la capa de transporte recibe datos de la capa de aplicación, los transforma en paquetes de datos. El TCP y el UDP añaden una cabecera a los paquetes de datos. La cabecera TCP contiene diferentes campos como la información del puerto de origen y destino, el número de secuencia de los paquetes, la información de acuse de recibo y los valores de la suma de comprobación. Cada campo desempeña su función cuando se intercambian paquetes de datos. Por ejemplo, el campo de suma de comprobación se utiliza para comprobar si algún paquete durante el proceso de intercambio de datos ha sido manipulado o no. El número de secuencia indica al TCP del destino el orden del paquete. El TCP en el extremo receptor combina los paquetes en el orden correcto con la ayuda de los números de secuencia. Cuando un paquete se transfiere con éxito, los dispositivos acusan recibo de la entrega satisfactoria de los paquetes. Si el emisor no recibe el acuse de recibo del receptor en un periodo de tiempo o ventana determinados, vuelve a enviar el paquete. Los paquetes completos en el extremo del receptor se ordenan correctamente; las cabeceras se eliminan de los paquetes antes de volver a ensamblarlos en un mensaje completo.
Capa de red
Los paquetes de datos de la capa de transporte bajan a la capa de red. En la capa de red operan diferentes protocolos, como el Protocolo de Internet (IP), el Protocolo de Mensajes de Control de Internet (ICMP) y el Protocolo de Resolución de Direcciones (ARP). En la capa de red, se añade al paquete de datos una cabecera llamada cabecera IP. La cabecera IP contiene la dirección IP de origen y de destino. El paquete se envía al destino a través de un router. El router contiene una tabla con las direcciones IP de los distintos hosts, incluidos los dispositivos de pasarela (otros routers). El router comprueba si la dirección IP de destino coincide con la dirección IP guardada en la tabla. Si el router no consigue localizar la dirección IP de destino, envía los paquetes de datos al otro dispositivo router. El proceso continúa hasta que el paquete llega al destino.
Capa de enlace de datos
La capa de enlace de datos se subdivide en tres capas: (i) Control de Enlace Lógico, (ii) Capa MAC y (iii) Capa Física. El Control de Enlace Lógico (LLC) tiene la información sobre el protocolo utilizado por la capa de red. El LLC, en el extremo receptor, ayuda a decidir la entrega del paquete de datos al protocolo correspondiente en la capa de red de destino. La capa MAC añade la dirección MAC de origen y destino a las tramas de datos. La capa física convierte las tramas de datos en un formato que pueda ser transmitido por la red. Por ejemplo, la capa física convierte las tramas de datos en señales eléctricas si el camino es por cable. Del mismo modo, las tramas de datos se convierten en ondas electromagnéticas para el medio de comunicación inalámbrico. Las capas mencionadas funcionan a la inversa en el extremo receptor. Las señales eléctricas o las ondas electromagnéticas se convierten de nuevo en tramas de datos, se eliminan las cabeceras de los paquetes y, por último, los paquetes se vuelven a ensamblar en datos completos.