2.2 MODELO TCP/IP

DR. ROLANDO SALAZAR HERNÁNDEZ

ESTÁNDARES DE COMUNICACIÓN: TCP/IP

VÍDEO PROCESO

PROCESO DE ENCAPSULACIÓN

VÍDEO ACCESO A LA RED

CAPA DE ACCESO A LA RED

CAPAS DE INTERNET

VÍDEO CAPA DE TRANSPORTE

ÍNDICE

CAPAS DE TRANSPORTE

CAPAS DE APLICACIÓN

VÍDEO TCP/IP

MODELOS TCP/IP

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MODELO TCP/IP

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Para lograrlo hace uso de diferentes protocolos, cada uno de ellos con una función específica, las cuales serán analizadas a lo largo del capítulo.

Su función consiste en definir el procedimiento necesario para que los datos generados en el origen sean entregados y legibles en el destino.

TCP/IP es considerado el estándar por excelencia para llevar a cabo la comunicación en redes informáticas.

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Una manera de comprenderlo mejor es comparándolo con la telefonía. Si en nuestro hogar disponemos de un teléfono antiguo y lo sustituimos por otro de última generación, al conectarlo a la línea telefónica permitirá realizar y recibir llamadas de la misma manera que el anterior, no serían necesarias ni configuraciones especiales ni la sustitución del cableado.

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Ello es posible gracias a que ambos hacen uso de los mismos protocolos de comunicación, los cuales han sido definidos y aprobados para su aplicación a nivel mundial. Lo mismo ocurre con TCP/IP, cualquier dispositivo que haga uso de él podrá comunicarse con otros que también lo hagan sin importar el fabricante, el modelo o el lugar donde se encuentren.

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Como otros estándares de red, TCP/IP basa su modo de operar en capas, cada una de ellas con una función específica e incluyendo los protocolos necesarios para poder llevar a cabo diferentes tipos de comunicación. Estas son:

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CAPAS DE APLICACIÓN

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Las capas de aplicación son las encargadas de brindar los protocolos necesarios a servicios o aplicaciones para que estos puedan iniciar el proceso de comunicación en red. Para una mejor comprensión, tomaremos como ejemplo el intercambio de mensajes entre un cliente y un servidor web, con el fin de analizar cómo son manipulados los datos en cada una de las capas para luego ser enviados al medio.

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En este caso el proceso lo inicia el cliente a través de un navegador, por ejemplo, Firefox, haciendo uso del protocolo HTTP en la capa de aplicación. ¿Qué sucede cuando un dispositivo desea enviar una solicitud a un servidor web? Realmente lo que se generan son una serie de mensajes definidos por el propio protocolo, con el fin de que ambos sistemas se “entiendan”, logrando con ello que la comunicación concluya con éxito.

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Proceso inicial de comunicación HTTP, capa de aplicación

La comunicación a nivel de capa de aplicación sería la siguiente…

En el lado del cliente se generan mensajes GET, mientras que el servidor responde a estos mediante algún código (como el 200, con significado OK), además entra en juego otro protocolo, HTML, que define el formato de la página que se enviada.

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CAPAS DE transporte

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Para ello hace uso de dos protocolos:

• TCP (Transmission Control Protocol)
• UDP (User datagram Protocol)

Una vez la capa de aplicación ha generado sus datos estos son enviados a la capa de transporte, la cual provee diferentes funciones, entre las que se encuentra identificar la aplicación a la que va dirigida la comunicación.

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Continuando con el ejemplo web. ¿Qué ocurriría si la solicitud enviada por el cliente no es recibida por el servidor, o viceversa? ¿Cómo sabe un dispositivo que sus datos han sido recibidos por el destinatario? TCP/IP necesita un mecanismo que garantice la entrega de datos de manera fiable de extremo a extremo.

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• Cuando el origen hace uso de TCP, para cada paquete enviado se espera una respuesta de confirmación de recepción por parte del destinatario, la cual se lleva a cabo mediante un mensaje ACK.

• Si transcurrido un tiempo no es recibido dicho ACK, el origen reenvía los datos.

Este servicio es requerido por gran parte de las aplicaciones de red y de ello también se encarga la capa de transporte, más concretamente el protocolo TCP, que provee recuperación de errores mediante el uso de paquetes ACK (acknowledgments)

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Si tanto cliente como servidor no hubieran recibido alguno de los ACK de confirmación, TCP reenviaría los datos nuevamente.En este proceso se demuestra cómo un protocolo de la capa de aplicación como HTTP puede servirse de otro de la capa de transporte para agregar fiabilidad y control sobre la comunicación.Ello establece una interacción entre capas adyacentes, de tal manera que todas ellas se complementan.

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CAPAS DE internet

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La capa de Internet, que se basa mayormente en el protocolo IP, es la encargada de agregar la información necesaria a los datos para que estos puedan ser enviados al destino correcto. Esta tarea se lleva a cabo gracias a las direcciones IP, las cuales identifican a cada uno de los miembros ubicados en la red.

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En relación con la información incluida en esta capa, el router (en este caso R1) llevará a cabo el proceso de enrutamiento, mediante el cual toma la decisión de reenvío más adecuada para que los datos sean recibidos por el destinatario de la comunicación.

Supongamos que el cliente dispone la IP 10.10.10.10 y el servidor la 20.20.20.20.

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CAPA DE ACCESO A LA RED

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Esta capa incluye una gran variedad de protocolos, que dependerán del tipo de red y conexiones, por ejemplo, para entornos LAN lo más común es aplicar Ethernet, sin embargo, en WAN resulta necesario PPP o HDLC, entre otros.

El acceso a la red define el procedimiento y hardware necesario para que la entrega de datos de un extremo a otro pueda llevarse a cabo a través del medio físico disponible.

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Envío de datos, capa de acceso a la red

Aplicado al ejemplo, y haciendo uso de una red LAN Ethernet (ETH):

Es la última capa que atraviesan los datos antes de ser enviados al medio, por lo que debe definir el formato final de estos. Para ello, además de agregar una nueva cabecera al inicio, también incluye un tráiler al final.

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PROCESO DE ENCAPSULACIÓN Y ENVÍO DE DATOS

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Este proceso es conocido como encapsulación, y puede ser resumido de la siguiente manera:

• Paso 1: Los datos generados por el software son recibidos por la capa de aplicación, que ejecutará el protocolo necesario sobre los mismos. En el ejemplo de comunicación web, HTTP.

• Paso 2: Una vez concluido son enviados a la capa de transporte, que agrega una nueva cabecera con información propia del protocolo aplicado. TCP, en el caso del ejemplo anterior.

• Paso 3: En la capa de Internet se identifican las direcciones de origen y destino, incluidas en una nueva cabecera IP.

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Proceso de encapsulación en TCP/IP

• Paso 4: Por último, la capa de acceso a la red establece el formato final de los datos gracias a la cabecera y tráiler correspondientes. Comúnmente Ethernet (ETH) en redes LAN.

• Paso 5: Tras todo ello, son generadas las señales necesarias para su posterior transmisión a través del medio físico correspondiente (cobre, fibra, wireless…).

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Ejemplo. Asociación entre capas y nombre de PDU en TCP/IP.

Además, los datos, a medida que atraviesan las diferentes capas, reciben un nombre específico, siendo los siguientes:

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