TCP y UDP: Puertos, Segmentos y el Saludo de Tres Vías para Conexiones Fiables

Protocolo UDP: Características y Estructura del Segmento

El Protocolo de Datagramas de Usuario (UDP) es un protocolo de transporte ligero que presenta las siguientes características:

• No utiliza acuses de recibo, lo que lo hace más rápido pero menos fiable.
• No proporciona control de flujo.
• El procesamiento de errores y la retransmisión deben ser manejados por otros protocolos de capa superior si se requiere fiabilidad.

Estructura del Segmento UDP

Un segmento UDP se compone de los siguientes campos:

• Puerto origen: Número del puerto que inicia la comunicación.
• Puerto destino: Número del puerto que recibe la comunicación.
• Longitud: Longitud total del segmento UDP en bytes.
• Suma de comprobación: Valor calculado para verificar la integridad del encabezado y los datos.
• Datos: Contenido del protocolo de capa superior.

Números de Puerto: Identificación de Aplicaciones en la Red

Tanto TCP como UDP utilizan números de puerto para enviar información a las capas superiores. Estos números permiten mantener un seguimiento de las distintas conversaciones que atraviesan la red al mismo tiempo. Los desarrolladores de software han acordado utilizar los números de puerto conocidos definidos en el RFC 1700.

Por ejemplo, FTP utiliza el número de puerto estándar 21.

A las aplicaciones que no tienen un número de puerto predefinido se les asigna un número de puerto en un intervalo específico. Estos números de puerto se utilizan como direcciones de origen y destino en los segmentos TCP y UDP.

Algunos puertos se reservan tanto en TCP como en UDP.

Rangos de Números de Puerto

Los números de puerto tienen los siguientes intervalos asignados:

• Los números inferiores a 255 se utilizan para aplicaciones públicas (puertos bien conocidos).
• Los números del 255 al 1023 son asignados a empresas para aplicaciones comercializables (puertos registrados).
• Los números superiores a 1023 no están regulados (puertos dinámicos o privados).

Los sistemas finales utilizan números de puerto para seleccionar las aplicaciones adecuadas.

Los números de puerto de origen son asignados dinámicamente por el host de origen; normalmente son números mayores que 1023.

Establecimiento de Conexión TCP: El Saludo de Tres Vías (3-Way Handshake)

Los servicios orientados a conexión, como TCP, se dividen en tres fases principales, conocidas como saludo de tres vías o intercambio de señales de tres vías:

1. Fase de establecimiento de la conexión

   Se determina una ruta única entre el origen y el destino. Los recursos quedan reservados para garantizar un servicio constante.

2. Fase de transferencia de datos

   Los datos se transmiten secuencialmente siguiendo la ruta establecida, llegando a su destino en el orden en que se enviaron.

3. Fase de terminación de la conexión

   Se termina la conexión entre el origen y el destino cuando ya no es necesaria.

Proceso del Saludo de Tres Vías TCP

Los hosts TCP establecen una sesión orientada a conexión entre sí mediante un saludo de tres vías (3-Way Handshake). Este proceso sincroniza una conexión en ambos extremos antes de transferir datos y garantiza que, si se pierden datos debido a problemas de transmisión, se puedan recuperar.

1. El Host A inicia una conexión enviando un paquete con el número de secuencia inicial X y el bit SYN (sincronización) activado en el encabezado para indicar una solicitud de conexión.

2. El Host B recibe el SYN, registra el número de secuencia X, responde confirmando el SYN (con un ACK = X+1) e incluye su propio número de secuencia inicial Y.

   El número de confirmación X+1 significa que el host ha recibido todos los octetos enviados, incluyendo el octeto X, y espera el octeto X+1 a continuación.

3. El Host A que inició la conexión responde con un valor de reconocimiento igual al valor de secuencia que recibió más uno (Y+1). Esto completa el proceso de establecimiento de la conexión.

   El Acuse de Recibo y Retransmisión Positiva (PAR) es una técnica utilizada por muchos protocolos para proporcionar confiabilidad en la entrega de datos.