Protocolos de Red Esenciales: TCP/IP y Modelo OSI Explicados

Pila de Protocolos TCP/IP: Fundamentos de la Comunicación en Red

La Pila de Protocolos TCP/IP es una familia de protocolos que cubren los distintos niveles de una arquitectura de red. Ha sido definida por la IAB. Tanto la IAB (Internet Architecture Board) como la IETF (Internet Engineering Task Force) dependen de la ISOC. Está estructurada por capas o niveles. Cada capa de protocolo de nivel superior que quiera transmitir apilará sus datos en otro de nivel inferior hasta completar el paquete a enviar desde el origen. Una vez llegue el paquete, se realizará el proceso inverso hasta conseguir recuperar la información transmitida, que será analizada y verificado su contenido con diferentes medidas de seguridad en cada nivel.

Modelo OSI: El Estándar Teórico de Arquitectura de Red

El modelo OSI, creado por la ISO, es un estudio teórico donde se definió la estructura de una arquitectura de red moderna de siete capas que se dividían en tres grandes bloques. Está basado en el lema "divide y vencerás" (dividir el problema de la comunicación en fragmentos más específicos que resolviesen problemas más pequeños). Definía pero no implementaba, por eso quedó como un estándar que no se ha llegado a desarrollar ni utilizar en su totalidad.

Capas del Modelo OSI

Bloque de Procesos de Aplicación

Este bloque agrupa las capas más cercanas al usuario y a las aplicaciones.

Capa de Aplicación

Es el nivel más alto y cercano al usuario. Trabaja con protocolos como DNS o FTP, que permiten que aplicaciones distintas compartan los mismos recursos de red.

Capa de Presentación

Controla la semántica y sintaxis, es decir, que el formato de los datos cumpla las especificaciones.

Capa de Sesión

Se encarga de prestar servicios de valor añadido a la comunicación entre emisor y receptor. Permite detener y restablecer sesiones de la comunicación entre extremos en todo momento.

Bloque de Transporte

Este bloque se centra en la entrega fiable y ordenada de los datos.

Capa de Transporte

Controla el flujo de datos en la comunicación, encargándose del envío y recepción de datos para que lleguen sin errores, ordenados y descartando duplicados. Proporciona el servicio de transporte orientado a conexión (TCP) y no orientado (UDP).

Bloque de Transmisión

Este bloque gestiona el enrutamiento y la transmisión física de los datos.

Capa de Red

Encauza los datos hacia su lugar de destino. Enlaza y establece un diálogo con la red para determinar prioridades y elegir la mejor ruta a seguir.

Capa de Enlace de Datos

Se encarga de controlar el flujo de datos, haciendo de puente entre el equipo origen y el destino.

Capa Física

Transforma las señales, ya que su función principal es convertir bytes del medio físico en bits a transmitir y viceversa.

Arquitectura TCP/IP: Evolución y Protocolos Clave

La arquitectura TCP/IP ha ido evolucionando y modernizándose al mismo tiempo que Internet.

Protocolos TCP/IP Esenciales

ARP (Address Resolution Protocol)

Definido en el RFC 826, sirve de puente entre el nivel de red y el de enlace de datos del modelo OSI. Es el encargado de averiguar la dirección física (MAC).

Pasos del Protocolo ARP:

1. Lanza un paquete de solicitud ARP que incluye la IP cuya MAC quiere conocerse. Esta petición se dirige a la broadcast de la red.
2. A continuación, todas las máquinas recogerán la solicitud ARP, pero solo contestará la máquina cuya IP coincida con la solicitada mediante un paquete ARP de respuesta.
3. Por último, la máquina emisora recibirá la dirección MAC a través de la respuesta ARP, que se mostrará en una tabla de resoluciones de direcciones que está en memoria y se actualiza.

El protocolo RARP (Reverse Address Resolution Protocol) sirve para lo mismo, pero en el sentido opuesto, ya que ahora desconocemos la dirección IP, pero conocemos nuestra MAC.

ICMP (Internet Control Message Protocol)

Sirve para informar de sucesos que han ocurrido en la red. Permite a los routers enviar mensajes de control a los hosts o equipos que enviaron la información.

IP (Internet Protocol)

Encargado de la comunicación de datos a través de una red de paquetes conmutados sin conexión previa. Definido en RFC 791. No está orientado a conexión. Utiliza el datagrama como unidad básica de transferencia. No garantiza la entrega de los paquetes.

TCP (Transmission Control Protocol)

Se encarga de aportar seguridad a la comunicación. Ofrece un servicio fiable y ordenado orientado a conexión. Envía los datagramas ordenados hasta enviar toda la información y, una vez finalizada la transmisión, se cerrará la conexión.

UDP (User Datagram Protocol)

Encargado de realizar las funciones del nivel de transporte, incorporando el mecanismo de puertos en su formato de mensaje. Sin aplicar seguridad, por el contrario, se centra en obtener mayor velocidad y flexibilidad en la comunicación.