Modelo de arquitectura de protocolo TCP/IP: ¿cómo funciona?

El Protocolo de control de transmisión/Protocolo de Internet (TCP/IP) es un conjunto de protocolos de comunicación que permite que las computadoras se conecten.

Miles de recursos en línea lo ayudarán a aclarar y explorar TCP/IP. Entonces, ¿qué es diferente aquí?

Aquí, me concentro en proporcionar todos los elementos esenciales para comenzar a profundizar más (si tiene la intención de hacerlo más adelante).

Modelo TCP/IP: ¿Cuál es la historia?

El modelo TCP/IP es lo que lee cuando aprende sobre redes informáticas, y ya debe haberlo encontrado como estudiante de ciencias de la computación o TI.

Entonces, no escribamos otro libro académico aquí. Pero permítanme resumir rápidamente la historia de TCP/IP en un santiamén, apto para todos, incluso si cree que no es una persona técnica.

Larga historia corta:

En la década de 1970, Vint Cerf y Bob Kahn describieron el modelo TCP/IP que tenía como objetivo ayudar a mejorar la interconexión de red entre computadoras.

Antes de eso, teníamos el Protocolo de control de red y el Protocolo 1822.

Durante el mismo período, otros ingenieros y organizaciones también intentaron desarrollar un protocolo de comunicación que facilitaría la interconexión de computadoras en todo el mundo.

Uno de esos modelos fue el modelo OSI (interconexión de sistemas abiertos). Si bien tuvo éxito en ayudarnos a comprender mejor el método/proceso de creación de redes, no fue ideal para la implementación práctica.

Tenemos un recurso útil para las capas del modelo OSI, si tiene curiosidad al respecto.

En general, el modelo TCP/IP tomó la delantera y se adoptó como protocolo de comunicación estándar, y el modelo OSI se utilizó como referencia para el conocimiento teórico de redes.

Sí, si no fuera por TCP/IP, es posible que no haya podido acceder de manera rápida y confiable a nuestro sitio web u otros servicios en Internet. Suena aterrador, ¿verdad?

Ahora que lo sabe, déjeme darle algunos detalles técnicos.

Diferencia entre el Protocolo de control de transmisión (TCP) y el Protocolo de Internet (IP)

Para comprender el modelo TCP/IP, debe diferenciar entre estos términos. Ambos son protocolos de red de computadoras separados.

El Protocolo de Internet (IP) es un conjunto de reglas que rigen cómo se envían los paquetes de datos al destino correcto. Cada dispositivo/computadora conectada tiene una dirección IP, y al enviar los datos, te ayuda a enviarlos a donde quieras.

Las direcciones IP son como números de móvil en sus teléfonos. Puede consultar nuestra guía de direcciones IP para obtener más información.

IP no puede organizar los paquetes para garantizar que lleguen al destino tal como se suponía que debían enviarse. Por lo tanto, TCP es útil, lo que ayuda a mantener los paquetes en el orden correcto y verificar si llegaron al destino previsto.

En general, TCP es responsable de enviar/recibir datos de manera confiable.

Características del modelo TCP/IP

El modelo TCP/IP ganó la batalla entre varios protocolos por sus características y por permitir que los sistemas/redes lo adopten rápidamente.

Algunas de sus mejores características incluyen:

  • Puede conectarse fácilmente a diferentes tipos de computadoras.
  • Permite reordenar los paquetes de datos para garantizar que los mensajes correctos lleguen al destino incluso si hay congestión en la ruta de la red.
  • TCP/IP admite la verificación de errores, lo que también lo convierte en un modelo confiable.
  • Admite una implementación de arquitectura flexible, lo que lo hace adecuado para redes de todos los tamaños.
  • Con arquitectura cliente-servidor, le brinda amplia escalabilidad.
  • Es compatible con varios protocolos, lo que hace que las cosas sean convenientes para todo tipo de casos de uso.
  • Permite la comunicación multiplataforma con facilidad.
  • Se puede operar de forma independiente.

TCP/IP: todo sobre las cuatro capas

A diferencia del modelo OSI, TCP/IP tiene cuatro capas:

  • Acceso a la red
  • Internet
  • Transporte
  • Solicitud

Nota: El flujo de datos a través de estas capas puede ser de arriba a abajo o al revés (dependiendo de si se envía o recibe). Necesita conocer las funciones de cada capa para averiguar qué sucede.

#1. Acceso a la red (capa 1)

Esta capa de nivel más bajo se ocupa de la conexión física y la transferencia de datos entre computadoras. En otras palabras, cómo se transmiten físicamente los datos.

Algunos ejemplos incluyen el medio utilizado para la transferencia de datos (fibra, inalámbrico, etc.), la estructura del paquete y la asignación de direcciones IP a direcciones físicas utilizadas por la red.

En general, involucra todas las cosas que componen una infraestructura técnica de redes, incluidos los controladores de dispositivos y los cables.

RFC 826 (Protocolo de resolución de direcciones) es uno de los protocolos involucrados en esta capa que asigna direcciones IP a direcciones Ethernet.

La capa de acceso a la red está oculta para los usuarios y es la columna vertebral de todo el modelo.

#2. Internet (capa 2)

La capa de Internet maneja el tráfico de datos para una comunicación rápida y precisa.

Los datos se agrupan en datagramas IP, que incluyen la dirección de origen y de destino. La capa de Internet puede reenviar, determinar la ruta y manejar el direccionamiento lógico.

Tiene que lidiar con las direcciones, ya sea en el extremo de envío/recepción.

Considerando que incluye la dirección del origen y destino. Por lo tanto, debe asegurarse de que los paquetes de datos lleguen a su destino correctamente y en el orden correcto.

#3. Transporte (Capa 3)

La capa de transporte funciona con un objetivo similar al de los agentes de entrega de Amazon. Un firewall también acompaña a esta capa.

A menudo se denomina capa de host a host, donde su objetivo es proporcionar integridad de datos de extremo a extremo, lo que permite la comunicación bidireccional.

Asegura que los paquetes de datos hayan llegado a su destino al dividirlos en segmentos. Además, asegura que la capa de aplicación reciba el mensaje completo mediante acuse de recibo.

Al enviar un mensaje a la capa de aplicación, se enfoca en la cantidad de datos enviados, el orden de los mismos y hacia dónde se envían. Y, al recibir un mensaje de la capa de aplicación, ayuda en la dessegmentación y la verificación de errores.

Protocolos como TCP y UDP están vigentes en esta capa. Para que a menudo tenga una conexión confiable.

#4. Aplicación (Capa 4)

La capa de más alto nivel se trata de la interacción de la aplicación con el usuario (usted). Usamos la aplicación o el programa para intercambiar datos como mensajes, navegadores, clientes de correo electrónico, etc.

La interfaz de usuario y los servicios de la aplicación se incluyen aquí. En esta capa existen procesos como el cifrado, el descifrado, la compresión y la descompresión. También ayuda a formatear los mensajes para que la capa de transporte se envíe correctamente (y los reciba/interprete la aplicación receptora).

Protocolos como DNS, HTTP, FTP y SMTP funcionan con esta capa para garantizar que comience a enviar/recibir datos en la red con éxito.

¿Qué hace TCP/IP?

TCP/IP permite la transferencia de datos entre ordenadores de forma fiable.

Para que esto suceda, TCP/IP envía los datos mientras los divide en paquetes y los reorganiza para que tengan sentido en el extremo receptor.

El concepto de paquetes de datos se puede comparar con las piezas de un rompecabezas, en el que la disponibilidad de todas las piezas le ayudará a comprender todo el asunto.

Y la razón por la que el mensaje se divide en paquetes de datos es para garantizar la confiabilidad y la precisión. Cada paquete puede tomar una ruta diferente para asegurarse de llegar a su destino.

Contrariamente a esto, si el mensaje se envía como un todo, se perderá por completo y deberá volver a enviarse en caso de falla.

El modelo de cuatro capas ayuda a explicar esto con más detalle.

Cuando los datos se envían desde una computadora, pasan por las cuatro capas en un orden particular donde se cortan en pedazos/paquetes y se envían (Capa 1 → Capa 4)

Y, en la computadora receptora, los datos se vuelven a ensamblar pasando por las mismas cuatro capas en el otro lado en orden inverso (Capa 4 → Capa 1)

Otros protocolos comunes de Internet

El TCP/IP incluye los protocolos más esenciales que hacen posible la experiencia de Internet.

Algunos protocolos estándar de Internet incluyen HTTP, HTTPS, FTP, POP3 y SMTP,

  • HTTP (protocolo de transferencia de hipertexto) conecta a un usuario con el servidor web (a través de un navegador web) para interactuar/recuperar información.
  • HTTP Secure le proporciona una conexión cifrada al servidor web que garantiza que la conexión al servidor no se vea comprometida o manipulada en el medio.
  • FTP (Protocolo de transferencia de archivos) se explica por sí mismo. Le permite transferir archivos entre servidores o desde un servidor a su computadora.
  • POP3 (Post Office Protocol 3) permite que un cliente de correo electrónico descargue correos electrónicos de un servidor, que luego se pueden ver sin conexión.
  • SMPT (Protocolo simple de transferencia de correo) es similar a POP pero le permite enviar y recibir correos electrónicos.

TCP/IP es el estándar, pero no siempre es el mejor

Los beneficios del modelo superan las desventajas. Pero, como referencia, debe saber que TCP/IP es complejo de configurar, no es exactamente adecuado para redes más pequeñas y los protocolos no son fáciles de reemplazar.

Puede que no sea adecuado describir las capas de la mejor manera posible. Todavía se prefiere el modelo OSI para ayudarlo a comprender cómo funciona todo.

A pesar de todo eso, se las arregla para mantenerse al día con la mayoría de los bits cruciales que nos permiten enviar/recibir información lo más rápido posible.