2.2. Protocolo TCP/IP

Pre-conocimiento

Un poco de historia...

A principios de los años 60, varios investigadores intentaban encontrar una forma de compartir recursos informáticos de un modo eficiente. En 1961, Leonard Klienrock introduce el concepto de Conmutación de Paquetes (Packet Switching), según el cual la comunicación entre ordenadores se dividía en paquetes. Cada paquete debería contener la dirección de destino y podría encontrar su propio camino a través de la red.

En 1969 la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada (Defense Advanced Research Projects Agency o DARPA) del Ejército de los EEUU desarrolla la ARPANET. Aunque la red funcionaba bien, estaba sujeta a algunas caidas periódicas del sistema y debido a este problema se inició la búsqueda de un conjunto de protocolos más fiables. Dicha búsqueda finalizó, en 1973, cuando Kanh y Cerf desarrollaron el protocolo de comunicaciones en el cual la fiabilidad de la comunicación pasaba a ser responsabilidad del host, no de la red.

Hay un dicho popular sobre el protocolo TCP/IP desarrollado por Cerf y Kahn, que dice que este protocolo acabaría funcionando incluso entre "dos latas unidas por un cordón". La migración completa de la red ARPANET al protocolo TCP/IP concluyó oficialmente el día 1 de enero de 1983 cuando los protocolos fueron activados permanentemente.

Cerf es ahora vicepresidente y “evangelista” de Internet en Google, y Kahn es presidente de la Corporación para las Iniciativas de Investigación Nacionales, una compañía sin ánimo de lucro involucrada en el desarrollo de infraestructuras de información nacionales. Ambos fueron galardonados con el Premio Príncipe de Asturias de Investigación Científica y Técnica en 2002, junto con Lawrence Roberts y Tim Berners-Lee, por su contribución a la creación de Internet.

Img 22. Vinton G. Cerf y Robert E. Kahn
Imagen de Wikimedia Commons bajo Public Domain

Para entender el funcionamiento de estos protocolos, hay que estudiar el modelo de pila TCP/IP.

En la anterior unidad te enseñamos el modelo de comunicación establecido por ISO, la pila OSI. Este estándar se utiliza en muchos dispositivos, pero actualmente, cuando se habla de internet, se utiliza el modelo de la pila TCP/IP. Esta pila consta de 4 capas, a diferencia de la pila OSI que consta de 7 capas. En la siguiente imagen, podemos ver la comparación entre las dos pilas.

Como puedes observar, el modelo de pila TCP/IP es más sencillo, ya que es el propio protocolo el que se encarga de realizar las funciones de la capa de sesión, presentación y aplicación.

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: se encarga de proporcionar el paquete de datos.
Capa de transporte: proporciona los datos de enrutamiento y los mecanismos para conocer el estado de la transmisión.
Capa de aplicación: incorpora aplicaciones de red estándar (Telnet, SMTP, FTP, etc.).

Durante una transmisión, los datos cruzan cada una de las capas en el nivel del equipo remitente y en cada capa se agrega una información al paquete de datos llamada encabezado. Por tanto, las designaciones cambian según las capas, llamándose mensaje en la capa de aplicación, segmento en la de transporte, datagrama en la de internet y trama en la de acceso a red.

En el equipo receptor, cuando se atraviesa cada capa, el encabezado se lee y después se elimina, recibiéndose el mensaje en su estado original.

Img 23. Modelo TCP/IP y modelo OSI
Imagen de producción propia

Objetivos

Para conocer un poco mejor los dos modelos fundamentales de comunicación, a continuación puedes ver un ejemplo con protocolos utilizados cada nivel de las pilas.

Esta información ha sido obtenida en kioskea y en wikipedia. En ellas puedes conocer más características sobre las capas y el funcionamiento de estos dos modelos.

TCP/IP		OSI
Capa de aplicación	HTTP, DNS, SMTP, SNMP, FTP, Telnet, SSH y SCP, NFS, RTSP, Feed, Webcal , POP3	Capa de aplicación	HTTP, DNS, SMTP, SNMP, FTP, Telnet, SSH y SCP, NFS, RTSP, Feed, Webcal , POP3
		Capa de presentación	XDR, ASN.1, SMB, AFP
		Capa de sesión	TLS, SSH, ISO 8327 / CCITT X.225, RPC, NetBIOS
Capa de transporte	TCP, UDP, RTP, SCTP	Capa de transporte	TCP, UDP, RTP, SCTP, SPX
Capa de internet	IP, ICMP, IGMP, X.25, CLNP, ARP, RARP, BGP, OSPF, RIP, IGRP, EIGRP, IPX, DDP	Capa de red	IP, ICMP, IGMP, X.25, CLNP, ARP, RARP, BGP, OSPF, RIP, IGRP, EIGRP, IPX, DDP
Capa de acceso a la red	Ethernet, Token Ring, RDSI, ATM, IEEE 802.11, FDDI	Capa de enlace de datos	Ethernet, Token Ring, RDSI, ATM, IEEE 802.11, FDDI
Capa de acceso a la red	Ethernet, Token Ring, RDSI, ATM, IEEE 802.11, FDDI	Capa física	cable, radio, fibra óptica

Ventajas

Consume poco recursos de red.
Tiene un alto grado de fiabilidad por lo que es adecuado tanto para grandes redes (internet) como para intranets.
Trabaja con una gran variedad de hardware y sistemas operativos.
Es compatible con las herramientas estándar para analizar las redes.

Inconvenientes

Es más difícil de configurar y de mantener que NetBEUI o IPX/SPX.
Es más lento en redes con un volumen de tráfico medio bajo.

	Capa de información y capa de comunicación.
	Capa de presentación y capa de sesión.
	Capa de internet y capa de acceso a la red.

	Incorporar aplicaciones de red.
	Proporcionar el paquete de datos.
	Proporcionar los datos de enrutamiento.

	Tienen un alto grado de fiabilidad.
	Necesitan un sistema operativo concreto.
	Son de fácil configuración.

	ARPANET
	Google.
	Red Mundial de Telecomunicaciones.

	Segmento.
	Datagrama.
	Mensaje.