Definición
El protocolo de transmisión e internet (TCP/IP) es un modelo que tiene básicamente la misma función que el modelo de referencia OSI, pero este tiene menos capas y es más usado en la implementación de redes. El protocolo TCP/IP es uno de los protocolos fundamentales en internet, y gracias a éste las redes funcionan eficazmente.
Ofrece puertos de red Que pueden ser usados en capas inferiores del modelo OSI.
Se establece la conexión y se mantiene hasta que cada aplicación termina de intercambiar datos.
Se puede conectar diferentes estaciones de trabajo a diferentes redes, estableciendo una dirección escrita en decimal en cada equipo y de esta forma se identifica cada equipo.
Comparación Modelo TCP/IP – Modelo OSI
En el gráfico observamos su comparación/paralelismo con el modelo OSI, y de lo que se ocupa en este modelo cada capa con respecto al modelo OSI.
El protocolo TCP ( Transmission Control Protocol)
Se presenta como un conjunto de protocolos relacionados entre sí que se ejecutan y aplican en distintas plataformas y sistemas operativos, que van desde PC (Windows, Linux, etcétera), dispositivos móviles (Android, iOS, Symbian, MeeGo, etcétera) e impresoras (programas embebidos, incluso en electrodomésticos y dispositivos varios), entre otros. Por este motivo, se lo considera prácticamente predeterminado en la mayoría de los equipos (existen reducidos casos en que se implementan otros tipos de protocolos de transmisión).
Los protocolos TCP
FTP
Protocolo de transferencia de datos (File Transfer Protocoí). Brinda la interfaz y los servicios para enviar y recibir archivos.
SMTP
Protocolo simple de transferencia de correo (Simple Mail Transfer Protocol). Otorga los servicios necesarios para enviar correos electrónicos a los destinatarios.
TCP
Protocolo de control de transporte (Transfer Control Protocol). Está orientado a la conexión y el manejo de los paquetes de datos. Gestiona la conexión entre el dispositivo emisor y el receptor.
UDP
Se trata de un protocolo de datagrama de usuario (User Datagram Protocoí). Funciona como transporte sin conexión, proporcionando servicios a la par de TCP.
IP
Protocolo de Internet (Internet Protocol). Se encarga de realizar el direccionamiento de los paquetes en toda la red de datos; abarca tanto redes locales como globales.
ARP
Protocolo de resolución de direcciones (Address Resolution Protocol). Se ocupa de que las direcciones IP (software) se correspondan con las direcciones MAC (hardware).
Direcciones IP
Cuando estamos en un navegador web, escribimos el nombre del sitio al cual queremos visitar, como por ejemplo, https://elprofealegria.com en lugar de escribir la dirección IP, 123.234.456.12 que es muy difícil de recordar, pero en realidad buscamos la IP del servidor que contiene a elprofealegria.com y de esto se encarga el DNS (Domain Name Server) que es el busca el nombre y lo pasa a dirección IP, para iniciar la descarga de datos y ver en el navegador web el sitio «elprofealegria.com«.
Las direcciones IP que se utilizan en los servidores, manejan dos versiones: v4 y v6 que veremos detalladamente.
IP v4
Son números de hasta 32 bits que permiten hasta 232=4.294.967.296 posibles combinaciones en total. Estas direcciones se dividen en dos partes: la ID del host y la ID de red.
Dentro de la ID de red se identifica el segmento de la red, el numero de la red. y todos los dispositivos dentro de esa red deberán utilizar este numero. Seguido se encuentra el ID del host, que es el numero o números que identifican el dispositivo y este es único dentro de la red, para que no existan conflictos.la segunda parte de la IP, identifica los dispositivos y determina la cantidad máxima de ellos que podrán conectarse a la red. Como mencionamos los números se escriben juntos, primero el de Red y luego el de host.
Clases de IP v4
Como vemos en el gráfico, una dirección IP es de 32 Bits pero se divide en cuatro octetos, donde de acuerdo a la clase serán utilizados para definir número de red o numero de host.
Cada octeto se define en número decimal del 0 al 255, aunque en realidad es un octeto porque ese numero en realidad, para la red, es un número binario de 8 dígitos, y estos se separan por un punto «.», por ejemplo, la dirección IP 192.168.1.1 en binario sería 11000000.10101000.00000001.00000001 pero escribir y entender esto para nosotros que por naturaleza utilizamos numeración decimal, es muy engorroso y con muchas probabilidades de falla, lo escribimos en decimal y el sistema lo adapta a binario y problema resuelto.
La ICANN (Internet Corporation of Assigned Names and Numbers) define las tres clases de direcciones IP que se pueden formar como A, B y C.
- Clase A: Primer octeto a ID de Red (8 Bits) y los últimos tres a ID de Host (24 Bits). Lo que determina: 128 redes y 16.777.214 Hosts. Dentro del rengo 1.0.0.0 a 126.255.255.255.
- Clase B: Primer y segundo octetos a ID de Red (16 Bits) y los dos últimos a ID de Host (16 Bits). Lo que determina: 16.384 redes y 65.534 Hosts. Dentro del rengo 128.0.0.0 a 191.255.255.255.
- Clase C: Los primeros tres octetos a ID de Red (24 Bits) y el último a ID de Host (8 Bits). Lo que determina: 2.097.152 redes y 254 Hosts. Dentro del rengo 192.0.0.0 a 223.255.255.255.
- Clase D: Se utilizan para grupos de multicast, no hay necesidad de asignar octetos o bits a las distintas direcciones de red y host. Aunque en la actualidad no es operativa y ya está obsoleta.
- Clase E: Se reserba su utilización para fines de investigación solamente.
Direcciones especiales
Son direcciones IP reservadas para usaos determinados.
- La dirección 0.0.0.0 se reservada para identificarlocalmente la IANA.
- En la red el host 0 identifica la red.
- En la red el host 1, busca realizar el envío de todos los paquetes a todos los host, a esto lo llamamos broadcast de red.
- La dirección 127.0.0.0 se reserva para dispositivos propios y lo llamamos loopback.
- Direcciones privadas: Clase A: 10.0.0.0 a 10.255.255.255, Clase B: 172.16.0.0 a 172.31.255.255, Clase C: 192.168.0.0 a 192.168.255.255. Estas son utilizadas para redes hogareñas u oficinas, donde no necesariamente se conecte a internet, y si se conectan a internet lo hacen mediante un traductor de direcciones de red NAT (Network Access Translation).
IP v6
Las direcciones IPv6 trabajan de forma similar a IPv4.
Debido al la gran cantidad de dispositivos que se conectan a internet, y cada día se agregan más, IPv4 se quedo chica, prácticamente agotada, y se tuvo que desarrollar otra versión que aumentara la cantidad en mucho, muchos más millones de direcciones. IPv6 trabaja a 128 bits y expresado en numeración hexadecimal de 32 dígitos (aproximadamente, 2128 = 3,4028236692093846346337460743177e+38 direcciones).
Utiliza un rango en 8 grupos de 4 digitos hexadecimales, que van desde 0000 hasta FFFF, y expresado en binario serían grupos de 16 digitos, separados por «:», ya no podríamos hablar de octetos (grupos de 8 dígitos binarios).
Por ejemplo:
Dirección completa: IPv6 2001:09c1:0003:0ab0:cde1:134b:0000:0060 / 2001:123:4:ab:cde:3403:1:63.
2001:0DB8:0000:AC10:0000:FE01:0000:0123
Se pueden suprimir los 0 de cada grupo que estén a la izquierda, quedando la dirección anterior:
2001:DB8:0000:AC10:0000:FE01:0000:123
Los grupos completos de 0 se pueden omitir, quedando entonces:
2001:DB8::AC10::FE01::123
En binario sería entonces:
1000000000000001:0000110110111000:0000000000000000:1010110000010000:0000000000000000:1111111000000001:0000000100100011
Vemos que es muy engorroso escribir y entender esto para nosotros que por naturaleza utilizamos numeración decimal, y con muchas probabilidades de error al escribirlo, entonces como solucón y para hacerlo lo más corto posible, minimizando las probabilidades de error, lo escribimos en Hexadecimal, y de la traducción a binario de encarga el sistema.
Estructura IP v6
Protocolos de enrutamiento de IPv6
Una vez que los dispositivos ya están identificados con su dirección IP correspondiente, los paquetes son dirigidos mediante protocolos de enrutamiento desde el origen hasta el destino.
Estos protocolos son: y
Protocolo de enrutamiento interior (IGP, Internal Gateway Protocol):
Los IGP optimizan el enrutamiento en una red compleja de caminos alternativos.
Protocolo de enrutamiento exterior (EGP, External Gateway Protocol).
Los EGP tienen en cuenta que los caminos son pocos, porque los sistemas se conectan entre sí con pocos enlaces.
Luego, esta información es enviada por los medios físicos teniendo en consideración la
MTU unidad máxima de transferencia, Máximum Transfer Unit):
Es la que establece el tamaño máximo de paquetes enviados en un protocolo de comunicaciones que pueden ser:
- Ethernet: 1518 bytes
- IP: 65.536 bytes
- PPPoE: 1492 bytes
- ATM (AAL5): 8190 bytes
Las LANs en su mayoría utilizan una MTU de 1500 bytes. Es por los medio físicos que esta cantidad de información se ve limitada, estos valores vistos son ideales y en la realidad difícilmente lleguen a ellos.