Fundamentos de Redes: Internet, Capas OSI, TCP y UDP

Fundamentos de la Red Internet y Protocolos de Transporte

Características Esenciales de la Red Internet

La Red Internet se caracteriza por ser una infraestructura de redes multiservicios con una mayor inteligencia distribuida en los equipos terminales. Opera como un club de proveedores interconectados, donde la tecnología está subordinada al servicio. Su funcionamiento se basa en la conmutación de paquetes y soporta calidades de servicio variadas, incluso el modelo "best-effort".

• Enrutamiento dinámico: Permite la adaptación a cambios en la topología de la red.
• Reglas de usos y costumbres: Rigen la interacción entre los participantes.
• Acuerdos entre operadores: Varían según el tamaño y la relación (ej., peering, tránsito).
• Costos para los usuarios: Comprenden costos de acceso más costos del proveedor de servicios, generalmente sobre una tarifa plana.

Las Capas del Modelo OSI y sus Funciones

El modelo de interconexión de sistemas abiertos (OSI) define siete capas, de las cuales las primeras cuatro son fundamentales para la transmisión de datos:

• La Capa 1 (Física): Crea y transporta las corrientes de bits a través del medio físico.
• La Capa 2 (Enlace de Datos): Encapsula los paquetes de datos en tramas, posibilitando su entrega en las redes de área local (LAN).
• La Capa 3 (Red): Empaqueta los datos de las capas superiores en paquetes y permite el enrutamiento y la entrega en las redes de área extensa (WAN).
• La Capa 4 (Transporte): Transporta y regula el flujo de información desde el origen hasta el destino de manera confiable y precisa.

Funciones Principales de la Capa de Transporte

La capa de transporte es crucial para la comunicación de extremo a extremo, realizando las siguientes funciones:

1. Control de flujo.
2. Segmentación y reensamblaje de datos.
3. Multiplexaje de conexiones.
4. Verificación y recuperación de errores.

Protocolos de la Capa de Transporte: TCP y UDP

La Capa 4 del modelo OSI consta de dos protocolos principales que gestionan la comunicación entre aplicaciones:

1. Protocolo de Control de Transmisión (TCP)

TCP ofrece un circuito virtual entre aplicaciones de usuario final, garantizando una entrega de datos confiable y ordenada.

Características de TCP:

• Orientado a conexión.
• Control de flujo eficiente.
• Operación Full Dúplex.
• Multiplexaje de aplicaciones.
• Confiable: Asegura la entrega de datos.
• Divide los mensajes salientes en segmentos.
• Reensambla los mensajes en la estación destino.
• Vuelve a enviar los segmentos no recibidos.
• Reensambla los mensajes a partir de segmentos entrantes.

Estructura del Segmento TCP:

Puerto origen:

Número del puerto que realiza la llamada.

Puerto destino:

Número del puerto que recibe la llamada.

Número de secuencia:

Número que se usa para garantizar el secuenciamiento correcto de los datos entrantes.

Número de acuse de recibo:

Indica el próximo octeto TCP esperado.

HLEN:

Cantidad de palabras de 32 bits del encabezado.

Reservado:

Campo establecido en cero para uso futuro.

Bits de código:

Funciones de control (ejemplo: configuración y terminación de una sesión).

Ventana:

Cantidad de octetos que el emisor desea aceptar.

Suma de comprobación:

Suma de comprobación calculada del encabezado y de los campos de datos para verificar la integridad.

Marcador urgente:

Indica el final de los datos urgentes.

Opción:

Campo opcional, como el tamaño máximo de segmento TCP (MSS).

Datos:

Datos de protocolo de capa superior.

2. Protocolo de Datagrama de Usuario (UDP)

UDP transporta datos de manera no confiable entre hosts, priorizando la velocidad sobre la fiabilidad.

Características de UDP:

• No orientado a la conexión.
• Poco confiable: No garantiza la entrega ni el orden de los datagramas.
• Transmite mensajes, conocidos como datagramas de usuario.
• No ofrece verificación de software para la entrega de segmentos.
• No reensambla los mensajes entrantes.