TCP / IP: ¿Qué es TCP/IP y Cómo Funciona?

¿Qué es TCP / IP?

TCP / IP significa Protocolo de Control de transmisión / Protocolo de Internet y es un conjunto de protocolos de comunicación utilizados para interconectar dispositivos de red en Internet. TCP / IP también se utiliza como protocolo de comunicaciones en una red informática privada (intranet o extranet).

El conjunto completo de IP, un conjunto de reglas y procedimientos, se conoce comúnmente como TCP / IP. TCP e IP son los dos protocolos principales, aunque otros están incluidos en la suite. El conjunto de protocolos TCP/IP funciona como una capa de abstracción entre las aplicaciones de Internet y la estructura de enrutamiento y conmutación.

TCP / IP especifica cómo se intercambian los datos a través de Internet al proporcionar comunicaciones de extremo a extremo que identifican cómo se deben dividir en paquetes, direccionar, transmitir, enrutar y recibir en el destino. TCP / IP requiere poca administración central y está diseñado para hacer que las redes sean confiables con la capacidad de recuperarse automáticamente de la falla de cualquier dispositivo en la red.

Los dos protocolos principales de la suite IP cumplen funciones específicas. TCP define cómo las aplicaciones pueden crear canales de comunicación a través de una red. También gestiona cómo se ensambla un mensaje en paquetes más pequeños antes de que se transmitan a través de Internet y se vuelvan a ensamblar en el orden correcto en la dirección de destino.

IP define cómo direccionar y enrutar cada paquete para asegurarse de que llega al destino correcto. Cada equipo de puerta de enlace de la red comprueba esta dirección IP para determinar a dónde reenviar el mensaje.

Una máscara de subred indica a un equipo u otro dispositivo de red qué parte de la dirección IP se utiliza para representar la red y qué parte se utiliza para representar hosts u otros equipos de la red.

La traducción de direcciones de red (NAT) es la virtualización de direcciones IP. NAT ayuda a mejorar la seguridad y a reducir el número de direcciones IP que necesita una organización.

Los protocolos TCP/IP comunes incluyen los siguientes:

El Protocolo de Transferencia de hipertexto (HTTP) gestiona la comunicación entre un servidor web y un navegador web.
HTTP Secure gestiona la comunicación segura entre un servidor web y un navegador web.
El protocolo de transferencia de archivos maneja la transmisión de archivos entre computadoras.

¿Cómo funciona TCP/IP?

TCP / IP utiliza el modelo de comunicación cliente-servidor en el que un usuario o máquina (un cliente) recibe un servicio, como el envío de una página web, a través de otro ordenador (un servidor) en la red.

Colectivamente, el conjunto de protocolos TCP/IP se clasifica como sin estado, lo que significa que cada solicitud de cliente se considera nueva porque no está relacionada con solicitudes anteriores. Ser apátrida libera las rutas de red para que se puedan usar de forma continua.

La capa de transporte en sí, sin embargo, tiene estado. Transmite un solo mensaje, y su conexión permanece en su lugar hasta que todos los paquetes de un mensaje se hayan recibido y vuelto a ensamblar en el destino.

El modelo TCP / IP difiere ligeramente del modelo de red de Interconexión de Sistemas Abiertos (OSI) de siete capas diseñado después de él. El modelo de referencia OSI define cómo las aplicaciones pueden comunicarse a través de una red.

¿Por qué es importante TCP/IP?

TCP / IP no es propiedad y, como resultado, no está controlado por una sola empresa. Por lo tanto, la suite IP se puede modificar fácilmente. Es compatible con todos los sistemas operativos (SO), por lo que puede comunicarse con cualquier otro sistema. La suite IP también es compatible con todo tipo de hardware y redes informáticas.

TCP / IP es altamente escalable y, como protocolo enrutable, puede determinar la ruta más eficiente a través de la red. Es ampliamente utilizado en la arquitectura actual de Internet.

Las 4 capas del modelo TCP/IP

La funcionalidad TCP/IP se divide en cuatro capas, cada una de las cuales incluye protocolos específicos:

La capa de aplicación proporciona a las aplicaciones un intercambio de datos estandarizado. Sus protocolos incluyen HTTP, FTP, Protocolo de Oficina de Correos 3, Protocolo de Transferencia de Correo Simple y Protocolo de Administración de Red Simple. En la capa de aplicación, la carga útil son los datos reales de la aplicación.
La capa de transporte es responsable de mantener las comunicaciones de extremo a extremo en toda la red. TCP maneja las comunicaciones entre hosts y proporciona control de flujo, multiplexación y confiabilidad. Los protocolos de transporte incluyen TCP y Protocolo de Datagramas de usuario, que a veces se usa en lugar de TCP para fines especiales.
La capa de red, también llamada capa de Internet, se ocupa de los paquetes y conecta redes independientes para transportar los paquetes a través de los límites de la red. Los protocolos de capa de red son IP y Protocolo de mensajes de Control de Internet, que se utiliza para informar de errores.
La capa física, también conocida como capa de interfaz de red o capa de enlace de datos, consiste en protocolos que operan solo en un enlace, el componente de red que interconecta nodos o hosts en la red. Los protocolos de esta capa más baja incluyen Ethernet para redes de área local y Protocolo de Resolución de direcciones.

Usos de TCP/IP

TCP / IP se puede utilizar para proporcionar inicio de sesión remoto a través de la red para la transferencia de archivos interactiva para entregar correo electrónico, entregar páginas web a través de la red y acceder de forma remota al sistema de archivos de un host de servidor. En términos más generales, se utiliza para representar cómo la información cambia de forma a medida que viaja a través de una red desde la capa física concreta a la capa de aplicación abstracta. Detalla los protocolos básicos, o métodos de comunicación, en cada capa a medida que pasa la información.

Pros y contras de TCP/IP

Las ventajas de usar el modelo TCP/IP incluyen las siguientes:

ayuda a establecer una conexión entre diferentes tipos de computadoras;
funciona independientemente del sistema operativo;
admite muchos protocolos de enrutamiento;
utiliza una arquitectura cliente-servidor altamente escalable;
se puede operar de forma independiente;
admite varios protocolos de enrutamiento; y
es liviano y no ejerce presión innecesaria en una red o computadora.

Las desventajas de TCP / IP incluyen las siguientes:

es complicado de configurar y administrar;
la capa de transporte no garantiza la entrega de paquetes;
no es fácil reemplazar protocolos en TCP / IP;
no separa claramente los conceptos de servicios, interfaces y protocolos, por lo que no es adecuado para describir nuevas tecnologías en nuevas redes; y
es especialmente vulnerable a un ataque de sincronización, que es un tipo de ataque de denegación de servicio en el que un mal actor utiliza TCP/IP.

¿En qué se diferencian TCP/IP e IP?

Existen numerosas diferencias entre TCP / IP e IP. Por ejemplo, IP es un protocolo de Internet de bajo nivel que facilita las comunicaciones de datos a través de Internet. Su propósito es entregar paquetes de datos que consisten en un encabezado, que contiene información de enrutamiento, como el origen y el destino de los datos, y la carga útil de datos en sí.

La IP está limitada por la cantidad de datos que puede enviar. El tamaño máximo de un único paquete de datos IP, que contiene tanto el encabezado como los datos, es de entre 20 y 24 bytes de longitud. Esto significa que las cadenas de datos más largas deben dividirse en varios paquetes de datos que deben enviarse de forma independiente y luego reorganizarse en el orden correcto después de su envío.

Dado que IP es estrictamente un protocolo de envío / recepción de datos, no hay una comprobación integrada que verifique si los paquetes de datos enviados se recibieron realmente.

En contraste con IP, TCP / IP es un protocolo de comunicaciones inteligentes de alto nivel que puede hacer más cosas. TCP / IP todavía utiliza IP como medio de transporte de paquetes de datos, pero también conecta computadoras, aplicaciones, páginas web y servidores web. TCP comprende de manera integral todos los flujos de datos que estos activos requieren para funcionar, y se asegura de que se envíe todo el volumen de datos necesario la primera vez. TCP también ejecuta comprobaciones que aseguran que se entreguen los datos.

Mientras hace su trabajo, TCP también puede controlar el tamaño y el caudal de los datos. Garantiza que las redes estén libres de cualquier congestión que pueda bloquear la recepción de datos.

Un ejemplo es una aplicación que quiere enviar una gran cantidad de datos a través de Internet. Si la aplicación solo utiliza IP, los datos tendrían que dividirse en varios paquetes IP. Esto requeriría múltiples solicitudes para enviar y recibir datos, ya que las solicitudes de IP se emiten por paquete.

Con TCP, solo se necesita una sola solicitud para enviar un flujo de datos completo; TCP maneja el resto. A diferencia de IP, TCP puede detectar problemas que surgen en IP y solicitar la retransmisión de cualquier paquete de datos que se haya perdido. TCP también puede reorganizar paquetes para que se transmitan en el orden adecuado can y puede minimizar la congestión de la red. TCP / IP facilita las transferencias de datos a través de Internet.

Modelo TCP/IP vs. modelo OSI

TCP/IP y OSI son los protocolos de red de comunicación más utilizados. La principal diferencia es que la IIS es un modelo conceptual que no se utiliza prácticamente para la comunicación. Más bien, define cómo las aplicaciones pueden comunicarse a través de una red. TCP / IP, por otro lado, es ampliamente utilizado para establecer enlaces e interacción de red.

Los protocolos TCP / IP establecen estándares sobre los que se creó Internet, mientras que el modelo OSI proporciona pautas sobre cómo se debe realizar la comunicación. Por lo tanto, TCP/IP es un modelo más práctico.

Los modelos TCP/IP y OSI tienen similitudes y diferencias. La principal similitud está en la forma en que se construyen, ya que ambas usan capas, aunque TCP/IP consta de solo cuatro capas, mientras que el modelo OSI consta de las siguientes siete capas:

La capa 7, la capa de aplicación, permite al usuario, software o humano, interactuar con la aplicación o la red cuando el usuario desea leer mensajes, transferir archivos o participar en otras actividades relacionadas con la red.
La capa 6, la capa de presentación, traduce o formatea datos para la capa de aplicación en función de la semántica o sintaxis que acepta la aplicación.
La capa 5, la capa de sesión, configura, coordina y finaliza conversaciones entre aplicaciones.
La capa 4, la capa de transporte, gestiona la transferencia de datos a través de una red y proporciona mecanismos de comprobación de errores y controles de flujo de datos.
La capa 3, la capa de red, mueve datos hacia y a través de otras redes.
La capa 2, la capa de enlace de datos, gestiona los problemas que se producen como resultado de errores de transmisión de bits.
La capa 1, la capa física, transporta datos mediante interfaces eléctricas, mecánicas o de procedimiento.

La capa superior tanto para el modelo TCP/IP como para el modelo OSI es la capa de aplicación. Aunque esta capa realiza las mismas tareas en cada modelo, esas tareas pueden variar en función de los datos que recibe cada uno.

Las funciones realizadas en cada modelo también son similares porque cada uno utiliza una capa de red y una capa de transporte para operar. Los modelos TCP/IP y OSI se utilizan principalmente para transmitir paquetes de datos. Aunque lo harán por diferentes medios y por diferentes caminos, aún llegarán a sus destinos.

Las similitudes entre el modelo TCP/IP y el modelo OSI incluyen las siguientes:

Ambos son modelos lógicos.
Definen estándares de red.
Dividen el proceso de comunicación de red en capas.
Proporcionan marcos para crear e implementar estándares y dispositivos de red.
Permiten a un fabricante fabricar dispositivos y componentes de red que pueden coexistir y funcionar con los dispositivos y componentes fabricados por otros fabricantes.

Las diferencias entre el modelo TCP/IP y el modelo OSI incluyen las siguientes:

TCP/IP utiliza una sola capa (aplicación) para definir las funcionalidades de las capas superiores, mientras que OSI utiliza tres capas (aplicación, presentación y sesión).
TCP / IP utiliza una capa (física) para definir las funcionalidades de las capas inferiores, mientras que OSI utiliza dos capas (física y enlace de datos).
El tamaño del encabezado TCP/IP es de 20 bytes, mientras que el encabezado OSI es de 5 bytes.
TCP/IP es un estándar orientado al protocolo, mientras que OSI es un modelo genérico basado en las funcionalidades de cada capa.
TCP/IP sigue un enfoque horizontal, mientras que OSI sigue un enfoque vertical.
En TCP / IP, primero se desarrollaron los protocolos y luego se desarrolló el modelo. En OSI, el modelo se desarrolló primero, y luego se desarrollaron los protocolos en cada capa.
TCP / IP ayuda a establecer una conexión entre diferentes tipos de computadoras, mientras que OSI ayuda a estandarizar enrutadores, conmutadores, placas base y otro hardware.

La historia de TCP / IP

La Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa, la rama de investigación del Departamento de Defensa de los Estados Unidos, creó el modelo TCP/IP en la década de 1970 para su uso en ARPANET, una red de área amplia que precedió a Internet. TCP / IP fue diseñado originalmente para el sistema operativo Unix, y se ha integrado en todos los sistemas operativos posteriores.

El modelo TCP / IP y sus protocolos relacionados ahora son mantenidos por el Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet.